魁北克绿色小巷对生物多样性支持与生态系统服务的差异化贡献

【字体: 时间:2026年02月26日 来源:Ecosystems and People 3.7

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  本文通过生态学方法与定性访谈相结合,研究了加拿大魁北克省两种不同管理模式下(居民主导与市政主导)的绿色小巷在提供生物多样性支持与生态系统服务方面的能力。研究发现,绿色小巷在植被复杂性、原生树种比例等生物多样性支持指标上优于传统“灰色”小巷及相邻街道,但其提供的生态系统服务(如温度调节)并不总是更高。研究强调,整合居民偏好与生态学测量对于优化小型绿色基础设施的设计与管理、协同提升社会与生态效益至关重要。

  
引言
在全球范围内,绿色基础设施因其提升城市可持续性与居民生活质量的潜力而日益受到欢迎。然而,关于不同类型绿色基础设施所能提供效益的具体经验证据往往不足。本研究聚焦于一种日益流行的小型绿色基础设施——绿色小巷,将其定义为“为改善城市可持续性和居民生活质量而进行改造、包含绿化元素的巷道”。研究采用“为自然的自然”(即生物多样性支持)与“为人类的自然”(即生态系统服务)的分析框架,旨在评估绿色小巷在支持生物多样性与提供生态系统服务方面的能力,并探讨其与治理模式(居民主导 vs. 市政主导)的关系。
材料与方法
研究地点选择:研究在加拿大魁北克省的两个城市进行:蒙特利尔(Montréal)和三河城(Trois-Rivières)。蒙特利尔采用居民主导(有市政支持)的绿色小巷项目,而三河城则采用市政主导的项目。研究共评估了53条绿色小巷、23条灰色小巷以及76条相邻街道段。在蒙特利尔的Villeray – Saint-Michel – Parc-Extension(VSMPE)区,选择了40条地理分布广泛的绿色小巷和10条灰色小巷作为对照。在三河城,则对所有13条绿色小巷及13条灰色对照小巷进行了评估。
生物多样性支持指标:研究主要关注树木和植被复杂性,包括以下指标:
  1. 1.
    树木多样性:通过物种丰富度和功能群丰富度来衡量。
  2. 2.
    树木物种组成:计算每个研究点原生树种和入侵树种茎干的比例。
  3. 3.
    植被复杂性:通过评估地面覆盖层、草本植被、墙壁植被、灌木层和冠层等5个植被层的存在情况来计算。
  4. 4.
    萤火虫调查:作为栖息地质量的生物指示物,在蒙特利尔部分小巷进行了存在/缺失调查。
生态系统服务指标选择与测量:通过2023年夏季对30名居民(每市各15名)进行的半结构化步行访谈,确定了居民对绿色小巷最相关、最期望的生态系统服务。基于访谈结果和已有的生态学数据,最终选择并测量了以下服务指标:
  1. 1.
    温度调节/降温:使用温度传感器记录绿色和灰色小巷的气温。
  2. 2.
    树木丰度:统计每个研究点的树木茎干总数。
  3. 3.
    大型树木存在:通过观测到的平均胸径(DBH)和平均潜在树高来评估。
  4. 4.
    开花树木存在:计算具有醒目花朵的树木茎干比例。
统计分析:采用基于因果推理框架的建模方法。对于蒙特利尔(居民主导项目),考虑到社会经济因素(如收入水平、使用语言)可能对绿色小巷建立产生影响,在模型中将这些变量作为协变量(混杂因素)进行调整。对于三河城(市政主导项目),由于绿色小巷的创建主要取决于路面状况,模型未纳入此类协变量。通过广义线性模型分别评估每个生物多样性指标和生态系统服务指标,并计算不同基础设施类型(绿色小巷、灰色小巷、街道段)之间的全局平均对比。
结果
生物多样性支持:总体而言,在大多数指标上,绿色小巷比灰色小巷和街道段提供了更高的生物多样性支持,但也存在城市间的差异。
  • 蒙特利尔(居民主导):绿色小巷的平均植被复杂性更高(比灰色小巷高0.15,比街道段高0.31),且原生树种比例显著更高(比灰色小巷高19.0%,比街道段高20.8%),入侵树种比例相应更低。然而,绿色小巷的冠层覆盖度却低于灰色小巷和街道段(分别低11.8%和18.2%)。树木物种丰富度和功能群丰富度差异不显著。萤火虫出现的可能性在绿色小巷中略高。
  • 三河城(市政主导):绿色小巷的植被复杂性(比灰色小巷高0.20,比街道段高0.31)和原生树种比例(比灰色小巷高4.8%,比街道段高20.9%)也高于对照点,入侵树种比例较低。冠层覆盖度在绿色小巷中略高于灰色小巷和街道段。树木物种丰富度和功能群丰富度在各组间无差异。
  • 这些结果表明,无论治理模式如何,绿色小巷在支持本地生物多样性和增加植被结构复杂性方面普遍优于传统灰色基础设施。
生态系统服务指标:研究结果更为多变和复杂,绿色小巷在提供居民期望的生态系统服务方面并未表现出持续的优势。
  • 温度调节:两个城市的数据因采集时间不同无法直接比较。在蒙特利尔,绿色小巷在白天平均降温0.07°C,夜间降温效应微弱(0.02°C)。在三河城,绿色小巷在夜间平均降温0.3°C,但在白天却比灰色小巷更温暖(平均高0.4°C)。
  • 树木指标
    • 在蒙特利尔,绿色小巷的树木丰度高于灰色小巷(平均多1棵树),但平均树木尺寸(胸径和潜在高度)小于灰色小巷和街道段。开花树木比例略高于灰色小巷。
    • 在三河城,绿色小巷的树木丰度与对照点相似,但平均树木尺寸(胸径和潜在高度)高于灰色小巷,而低于街道段。开花树木比例略高于对照点。
  • 总体而言,生态系统服务的提供在不同城市和指标间差异很大,显示出高度情境依赖性。
讨论
冠层覆盖的悖论:蒙特利尔绿色小巷的冠层覆盖度低于预期和对照点,这可能与巷道空间狭窄、多用途特性以及大型植树需要移除路面、减少交通等资源密集型改造有关。居民可能更倾向于种植箱或巷道边缘绿化等干预措施。此外,小巷的年龄(即建立时间)也可能影响树木生长和冠层覆盖。
降温效应的情境差异:降温效果取决于治理模式和管理实践。蒙特利尔的居民主导项目导致降温效果和树木丰度变化性较高,而三河城的市政统一管理项目则产生了更一致但不同的效果(夜间降温,日间增温)。这反映了开放草本植被区域与高树木覆盖区域的不同热力学特性。治理模式影响了结果的变异性和服务提供的性质。
权衡与协同:研究证实了生物多样性支持与生态系统服务并非总是同步提升。然而,也存在协同增效的机会。例如,居民对开花树木和大型树木的偏好(生态系统服务)可以与支持传粉媒介和鸟类(生物多样性支持)以及种植本地开花树种(提高本地比例)等目标相契合。研究发现绿色小巷中本地树种比例较高,这表明在巷道环境中,居民可能更能接受本地物种,为协同管理提供了可能。
研究的局限性:本研究主要关注树木提供的效益,但居民也重视整体“绿意”、食物供给和野生动物栖息地等服务,这些可能与非树木植被更相关。此外,将文化生态系统服务(如美学欣赏)转化为可测量的生态指标具有挑战性。研究样本中大多数访谈参与者受教育程度较高,可能对居民偏好的代表性存在偏差。未来研究需要纳入更广泛的人群,并扩展到对草本植物和动物多样性的调查。
结论
绿色小巷作为城市中日益普及的小型绿色基础设施,确实具备同时为自然和人类提供效益的潜力。本研究表明,绿色小巷普遍能提供比传统灰色基础设施更好的生物多样性支持,特别是在植被复杂性和本地树种比例方面。然而,其在提供居民所需的生态系统服务(如降温)方面的表现则不一致且高度依赖于具体情境和治理模式。居民主导的项目更能满足居民的具体需求,但可能导致结果(如降温效果、树木数量)差异较大;而市政主导的项目则更标准化,但可能在满足居民多元化需求方面有所不足。未来的绿色小巷设计和优化需要结合居民的需求偏好与生态专业知识,采取兼顾社会与生态目标的多方面管理策略,并辅以持续的资金和技术专家支持,才能最大化其作为城市绿色基础设施的积极影响。
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