文献信息：Groffman P M, Avolio M, Cavender-Bares J, et al. (2017). Ecological homogenization of residential macrosystems. Nature Ecology & Evolution, 1(7), 0191. https://doi.org/10.1038/s41559-017-0191.

阅读笔记：蔡茂

阅读时间：2019年10月07日

研究背景：

近年来，在有关城市“同质化”或“融合”的观念的推动下，城市生态学的空间范围得到了扩大，其中假设气候和历史截然不同的城市混合有类似的树木，灌木，草地和不透水的表面导致类似的生态系统结构，功能和服务。对同质化的关注与对“宏观系统”生物学的兴起相吻合，“宏观系统”生物学被定义为“区域到大陆范围，距离跨越数百到数千公里，具有相互作用的生物，地球物理和社会组成部分，并且与其他空间的现象相互作用或从几天到几千年的时间尺度。”在北美，针对单户住宅地块的分析表明，一个大型的，生态上统一的“美国住宅宏观系统”，尽管社会优先级和实践在不同规模上有所不同，但对水、能源、碳和养分动态具有大陆性影响。

过去研究的不足：

同质的美国住宅宏观系统会在下个世纪持续存在还是动态？管理这些系统的替代方法将如何影响生态系统？这些替代方法的社会收益和弊端是什么？

选题视角：

表征并评估城市均质化在美国的六个城市（波士顿，巴尔的摩，迈阿密，明尼阿波利斯-圣保罗，凤凰城和洛杉矶），对植物生物多样性，土壤碳和氮库和过程，微气候，水文学和住宅土地利用中土地覆盖的大陆尺度影响。

研究的实践性：

文章认为，在未来的50-100年中，该系统在与农业系统和人类较少控制的系统之间的大规模扩展将对社区的合并、进化和生态系统对全球环境变化的反应产生更广泛的大陆范围的影响。

文章预测，社会对生物多样性，节水，减少污染物向接收水的输送以及美学生态设施的需求将导致全球住宅宏观系统的显著变化以及生态均质化的减少。或者，诸如对整洁的渴望，低维护成本，邻里规范和盟约以及充当稳定因素的房地产市场等因素可以克服这些推动变革的因素。

文章预测，由于新物种改变了生态系统对全球环境变化的反应的性质和程度，由居住区土地管理引起的生物多样性的增加将增加居住区宏观系统内部和周围自然生态系统的活力。

结论:

1、城镇化和碳固化:

（1）土壤变量的显着均质化，其中从水分含量到土壤氮循环再到微生物生物量的参数在整个居住地点之间的变化都比整个大陆的自然参考地点之间的变化小。

（2）尽管我们假设城市和郊区的土地利用变化和均质化将显着减少宗地，景观，区域和大陆规模的碳固存，但其影响要复杂得多且易变。

2、高物种丰富度但低系统发育多样性：对整个住宅区和本地参考系的植物区系进行的分析表明，与气候区系相比，城市区系在气候区域内物种和系统发育组成的周转率较低。结果，由于来自相对较少的系统发育谱系的大量外来城市物种，城市植物区系具有比自然地区植物区系更高的物种丰富度，但系统发育多样性相对较低。

3、超出居民区的影响：栽培的物种可能会“逃避”种植，成为城市和周边自然地区以及更广泛的区域物种库的自发菌群的一部分。因此，城市内部及其周围的自然区域很可能是混合的集合，这些集合是由这些不同物种库之间的相互作用得出的。

4、住宅宏观系统的未来:

（1）宏观系统的多样性，组成和结构以及生态系统功能和服务可能会在50-100年的时间范围内发生变化，可能会对生态过程和环境质量产生重大的大陆尺度影响。研究需要确定变化的驱动因素。

（2）需要确定这些耦合的生物物理和社会动态在城市内部和城市之间如何变化。

（3）尽管密集的城市土地使用仅占地球表面的一小部分，但郊区和郊区的土地使用却更为普遍。

（4）城市土地利用变化显然是与农业土地利用强度和程度相似的全球挑战变化和全球环境变化的其他组成部分。

（5）城市生态学的跨学科，多尺度研究提出了理论和实践方面的挑战，这些挑战应成为未来几十年生态学和进化的重点领域

图 凤凰城和明尼阿波利斯-圣保罗之间的庭院植被城市均质化的例子

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41559-017-0191