1 . معرفی

شهرنشینی به عنوان عامل اصلی از بین رفتن تنوع زیستی جهانی شناخته شده است ( جانسون و همکاران، 2017 ). اکوسیستم های شهری به دلیل شهرنشینی سریع شکل می گیرند که ارتباط نزدیکی با از دست دادن زیستگاه طبیعی، زوال محیطی، انفجار جمعیت و فعالیت های مکرر انسانی دارد ( گروس، 2019 )، که منجر به کاهش تنوع زیستی شهری می شود ( مالکینسون و همکاران، 2018 ). در همین حال، اکوسیستم های شهری با ایجاد زیستگاه های جدید متعدد، تنوع زیستی بالایی را ترویج می کنند ( Qian et al., 2020 ). حفاظت از تنوع زیستی به چالشی فوری برای دانشمندان و مدیران شهری تبدیل شده است که باید اقدامات کافی را برای تضمین یک اکوسیستم شهری سالم و پایدار انجام دهند ( آرونسون و همکاران، 2017 ). به عنوان پایه اساسی تنوع زیستی، تنوع گیاهی ترکیب و غنای بیوتای مرتبط را تعیین می کند ( یان و همکاران، 2019 ). با توجه به شهرنشینی سریع، درک تنوع گیاهی برای توسعه پایدار و حفاظت از تنوع زیستی بسیار مهم است ( Jha et al., 2019 ).

شهرنشینی سریع منجر به دگرگونی قابل توجهی در کاربری زمین شده است که منجر به یک چشم انداز شهری پیچیده و متنوع شده است. این امر باعث ایجاد انواع مختلف منظره جدید، از جمله ساختمان ها، سطوح غیرقابل نفوذ، جاده ها و زمین های بایر شده است ( Deng et al., 2009 ). علاوه بر این، شهرنشینی ویژگی‌های مورفولوژی شهری سه بعدی (3 بعدی) متمایز را شکل داده است که عمیقاً بر فرآیندهای اکولوژیکی تأثیر می‌گذارد ( Wu et al., 2021 ). مناطق ساخته شده شهری به سرعت به صورت افقی و عمودی گسترش می یابند تا به تضاد بین رشد جمعیت و کمبود زمین رسیدگی شود ( Zambon et al., 2019 ). برای بهینه سازی استفاده از زمین، روند رو به رشدی به سمت توسعه فضایی عمودی در شهرها وجود دارد تا فضاهای بیشتری برای انسان فراهم شود ( Xu et al., 2021 ). بنابراین، تحقیق در مورد مناظر شهری باید به ویژگی‌های عمودی نیز توجه داشته باشد ( Uuemaa et al., 2013 )، زیرا درک جامع مناظر شهری مستلزم در نظر گرفتن بیشتر از ویژگی‌های دو بعدی است. ساختمان‌ها نقش مهمی در نماد شهرنشینی و فعالیت‌های انسانی دارند و در عین حال ویژگی‌های سه بعدی برجسته را در مناظر شهری به نمایش می‌گذارند. آنها برای فرآیندهای اکولوژیکی شهری ضروری هستند ( Yuan et al., 2021 ). با پیشرفت فناوری سنجش از دور ، پیشرفت هایی در تحلیل ویژگی های ساختمان حاصل شده است. لیو و همکاران دوازده معیار پیشنهادی که ویژگی‌های ساختمان شهری را در مقیاس‌های دوبعدی و سه‌بعدی توصیف می‌کند، از جمله تعداد ساختمان‌ها، نسبت پوشش ساختمان، میانگین مساحت طرح‌ریزی ساختمان، میانگین ارتفاع ساختمان، نسبت مساحت طبقه، شاخص شکل منظر ساختمان‌ها، تراکم وصله ساختمان‌ها، تجمع. شاخص ساختمان ها و تنوع انواع ساختمان ها ( لیو و همکاران، 2017 ). این معیارها جنبه های مختلف مربوط به الگوهای منظر ساختمان ها از جمله تعداد، مساحت، ارتفاع، شکل و تنوع آنها را نشان می دهد و معانی اکولوژیکی، اجتماعی و اقتصادی را به تصویر می کشد. مطالعات قبلی نشان داده‌اند که الگوهای ساختمانی دارای پتانسیل تغییر تشعشعات سطح زمین و تکثیر گرما و همچنین تأثیر بر توزیع مواد و مواد مغذی یا تداوم و حرکت موجودات هستند ( Futcher et al., 2017 , Fernández-Alés and Muñoz-). رینوسو، 2020 ). برخی از مطالعات پیشنهاد کرده اند که الگوهای ساختمان به طور قابل توجهی بر فرآیندهای اکولوژیکی شهری، به ویژه در مناطق بسیار شهری، مانند محیط جوی ( زو و همکاران، 2021 )، دمای سطح زمین ( گوو و همکاران، 2021 ، یوان و همکاران، 2021) تأثیر می گذارد. محیط حرارتی ( لو و همکاران، 2021 ) ، و آلودگی هوا ( وو و همکاران، 2021 ).

مطالعات موجود نشان داده‌اند که الگوهای منظر نقش مهمی در تعیین تنوع گیاهان دارند، اما بیشتر تلاش‌ها بر روی ویژگی‌های افقی دوبعدی متمرکز شده‌اند ( چنگ و همکاران، 2020 ، یانگ و همکاران، 2020 ). در حالی که رویکردهای مرسوم از معیارهای دوبعدی برای کشف تأثیر محیط‌های شهری در مقیاس بزرگ بر تنوع گیاهان استفاده می‌کنند ( پنگ و همکاران، 2019 ، وانگ و همکاران، 2020 )، توجه محدودی به پاسخ تنوع گیاهان به سه بعدی شده است. ویژگی های عمودی برای درک کامل تغییرات در فرآیندهای اکولوژیکی به دلیل ناهمگونی زیاد چشم‌انداز و رشد عمودی در شهرها، ضروری است که ویژگی‌های سه‌بعدی، مانند ارتفاع و تراکم ساختمان‌ها را در پژوهش در مورد الگوهای منظر شهری لحاظ کنیم ( Wu et al., 2017 ). بنابراین، ترکیب ویژگی‌های سه‌بعدی، درک ما از مناظر شهری را فراتر از یک چشم‌انداز مبتنی بر زمین افزایش می‌دهد. برخی از مطالعات نشان می‌دهند که ساختمان‌های بلند و متراکم فضاهای سبز را در مناطق شهری ازدحام می‌کنند و در نتیجه بر پراکندگی گونه‌ها ، مهاجرت و سکونت تأثیر می‌گذارند ( Liu et al., 2020 , Panlasigui et al., 2021 )، که در نهایت بر تنوع گیاهان شهری تأثیر می‌گذارد. با این حال، تحقیقات فعلی در مورد الگوهای ساختمانی هنوز به طور کامل تأثیر ویژگی های سه بعدی را ادغام نکرده است. بنابراین، شواهد بیشتری برای حمایت از یافته‌های موجود در مورد تأثیر الگوهای ساختمانی بر تنوع گیاهان شهری مورد نیاز است.

گیاهان شهری به طور کلی به سه دسته تقسیم می شوند ( سیکورسکا و همکاران، 2021 ): (1) گیاهان کشت شده که عمداً توسط انسان در فضاهای سبز مدیریت شده مانند پارک های شهری و باغ های خصوصی معرفی شده اند. (2) گیاهان باقیمانده طبیعی در جنگل‌های شهری و ذخایر طبیعی؛ و (3) گیاهان خود به خودی که به طور عمدی توسط انسان کاشته، آبیاری یا علف های هرز نشده اند و گیاهان باقیمانده طبیعی نیستند ( Li et al., 2019 ). گیاهان خود به خود به طور گسترده در سراسر شهرها توزیع می شوند، از جمله زمین های خالی ( اندرسون و ماینور، 2019 )، کنار جاده ها ( Bonthoux et al., 2019b )، پایه درختان ( Omar et al., 2018 )، دیوارهای بنایی ( Huang et al., 2019 ) و لبه های فضاهای سبز مدیریت شده ( Qian et al., 2020 ). آنها یک جزء منحصر به فرد از فلور شهری را نشان می دهند که بقا و تولیدمثل آن به جای مداخله انسان، صرفاً به فرآیندهای اکولوژیکی طبیعی بستگی دارد ( سیکورسکا و همکاران، 2021 ). تنوع آنها به محیط شهری پاسخ می دهد و آنها را به اشیاء عالی برای مطالعه پاسخ تنوع گیاهی به محیط های شهری تبدیل می کند ( Cervelli et al., 2013 ). تحقیقات اخیر نشان می دهد که گیاهان خود به خود عملکردهای اکولوژیکی حیاتی را در شهرها ارائه می دهند و به طور بالقوه تنوع زیستی شهری را بهبود می بخشند ( Bonthoux et al., 2019b ). علاوه بر این، مطالعات نشان داده اند که گیاهان خود به خود می توانند تفریح ​​را ترویج کنند ( Włodarczyk-Marciniak و همکاران، 2020 ) و دسترسی به طبیعت را برای ساکنان شهری فراهم کنند ( Bonthoux et al., 2019a ).

فضاهای سبز منبع اصلی تکثیر گونه ها در مناطق شهری هستند و ارتباط نزدیکی با تنوع گیاهان خود به خودی شهری دارند ( چنگ و همکاران، 2020 ، گائو و همکاران، 2021 ). معیارهای چشم انداز ، مانند تعداد، اندازه، شکل، تراکم، اتصال وصله، و تکه تکه شدن، برای کشف روابط بین الگوهای فضای سبز و تنوع گیاهان خود به خود به کار گرفته شده است ( Lepczyk et al., 2017 , Peng et al., 2019 ). چانگ و همکاران (2020) همبستگی مثبتی بین غنای گونه‌های گیاهی خود به خود و شاخص انسجام لکه‌های فضای سبز نشان داد در حالی که کاهش غنای گونه‌ای را با افزایش تکه تکه شدن لکه‌های سبز نشان داد. گائو و همکاران (2021) یک همبستگی مثبت ظاهری بین غنای گونه های گیاهی خود به خود و شاخص سطح و شکل منظر فضاهای سبز گزارش کرد. با این حال، دیگران روابط غیرخطی تعاملی بین الگوهای فضای سبز و تنوع گیاهی را برجسته کرده اند ( مالکینسون و همکاران، 2018 ، گائو و همکاران، 2021 ، ما و همکاران، 2023 ). علاوه بر این، ویژگی های سه بعدی فضاهای سبز می تواند بر تنوع گیاهان خود به خود تأثیر بگذارد. لوزادا-گوبیلار و همکاران. (2021) دریافتند که ارتفاع پوشش گیاهی ممکن است بر میانگین فاصله پراکندگی تکثیر تأثیر منفی بگذارد ، اما امکان پراکندگی در فواصل طولانی را در مناظر کشاورزی افزایش دهد . اگرچه مطالعات قبلی بینش ارزشمندی را در مورد تأثیرات الگوهای فضای سبز بر تنوع گیاهان خود به خودی شهری ارائه کرده است، شایان ذکر است که ویژگی‌های پوشش گیاهی سه بعدی مدت‌ها نادیده گرفته شده است. علاوه بر این، تحقیقات نشان می دهد که گیاهان خود به خود شهری برای پراکندگی به شدت به باد و حیوانات وابسته هستند. تکثیر آنها (دانه ها و میوه ها) باید بین زیستگاه های داخل مناطق شهری که اغلب توسط ویژگی های سه بعدی مناظر شهری، به ویژه ساختمان های بلند و متراکم از هم جدا شده اند، منتقل شوند ( دامشن و همکاران، 2014 )، که در نهایت بر تنوع گیاهی خود به خود تأثیر می گذارد. تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که دسته‌های مختلف گونه‌های گیاهی خود به خود (مانند گونه‌های بومی و غیربومی) ممکن است واکنش متفاوتی به محیط‌ها نشان دهند ( Zhu et al., 2019a , Gao et al., 2021 ). به عنوان مثال، تنوع گونه های خود به خودی بومی در درجه اول توسط استخرهای گونه های محلی و محیط های طبیعی، به ویژه فضاهای سبز شهری تعیین می شود ( پنگ و همکاران، 2019 )، در حالی که گونه های خود به خودی غیر بومی بیشتر تحت تأثیر ترجیحات انسانی و فعالیت های باغبانی قرار می گیرند ( مک کینی، 2001). ، مکینی، 2006 ، آوولیو و همکاران، 2020 ،کاوندر-بارز و همکاران، 2020 ). گونه های مهاجم عمدتاً از طریق فعالیت های انسانی و سیستم های حمل و نقل پراکنده می شوند ( Gelbard and Belnap, 2003 , Johnson et al., 2017 , Kotowska et al., 2022 ).

مطالعات قبلی محدودیت های ظاهری داشتند. اولاً، یک نتیجه‌گیری جامع در مورد محرک‌های تنوع گیاهان خود به خود شهری مرتبط با الگوهای منظر هنوز به دست نیامده است. ثانیاً، تمرکز صرف بر ویژگی‌های دو بعدی و نادیده گرفتن ویژگی‌های سه بعدی در درک تأثیر الگوهای منظر بر تنوع گیاهان خود به خود شهری ناکافی و نادرست است. به طور خاص، بررسی تأثیر ساختمان‌های سه‌بعدی و الگوهای فضای سبز بر تنوع گیاهان خود به خودی شهری باید علی‌رغم تأثیر غیرقابل انکار آن‌ها گنجانده شود. بنابراین، این مطالعه از قطعه‌های نمونه از مناطق ساخته‌شده شهری به عنوان واحدهای مشاهده برای بررسی اثرات ساختمان‌های دوبعدی/سه بعدی و الگوهای فضای سبز بر غنای گونه‌های بومی و غیربومی استفاده می‌کند. ما فرض می کنیم که هر دو الگوهای ساختمان و الگوهای فضای سبز به طور قابل توجهی بر غنای گونه های گیاهی خود به خود شهری تأثیر می گذارند. علاوه بر این، غنای گونه‌های بومی و غیربومی واکنش‌های متمایزی به این الگوها نشان می‌دهد، با گونه‌های بومی که به شدت تحت تأثیر الگوهای فضای سبز قرار می‌گیرند در حالی که الگوهای ساختمانی بیشتر بر گونه‌های غیربومی تأثیر می‌گذارند. شهر ساحلی شنژن در جنوب چین به طور گسترده ای به عنوان یک شهر پیشگام در شهرنشینی سریع چین شناخته می شود و به دلیل محیط گرمابی مطلوب و توپوگرافی پیچیده، منابع فراوانی از گل را در خود جای داده است. بنابراین آن را به مکانی ایده آل برای بررسی تاثیر الگوهای منظر شهری بر تنوع گیاهان تبدیل می کند.