DOI: https://doi.org/10.1007/s11252-024-01610-5
تاريخ النشر: 2024-09-26
المؤلف: Elena S. Tartaglia وآخرون
الموضوع الرئيسي: الزراعة الحضرية والاستدامة
نظرة عامة
يقدم هذا القسم من ورقة البحث مراجعة أدبية منهجية تقيم دور الأنواع النباتية المحلية مقابل الأنواع غير المحلية في البستنة الحضرية، لا سيما فيما يتعلق بتأثيرها على التنوع البيولوجي وخدمات النظام البيئي. تتناول المراجعة، التي أجريت باستخدام منهجية PRISMA، ثلاثة أسئلة رئيسية: قدرة النباتات المحلية وغير المحلية على دعم تنوع الحياة الحيوانية، وتوفيرها لخدمات النظام البيئي الحضري، وأدائها من حيث البقاء والنمو واللياقة. من بين 165 دراسة تم تحليلها، أظهرت الغالبية الكبيرة (120 دراسة) أن النباتات المحلية تتفوق على النباتات غير المحلية في دعم وفرة وتنوع الحياة الحيوانية، فضلاً عن تقديم خدمات النظام البيئي بشكل أكبر. تشير النتائج إلى أن النباتات المحلية ليست فقط قابلة للحياة في الظروف الحضرية ولكنها أيضًا ضرورية لتعزيز التنوع البيولوجي الحضري ووظائف النظام البيئي.
على الرغم من العدد المتزايد من الدراسات في هذا المجال، لا تزال هناك فجوات ملحوظة، لا سيما في المناطق التي تمثل تمثيلاً ناقصًا مثل الأفروتروبيك وأوقيانوسيا. تبرز المراجعة التركيز المحدود على أشجار الشوارع الحضرية، التي تشكل جزءًا كبيرًا من المساحات الخضراء الحضرية ومع ذلك لم يتم البحث فيها بشكل كافٍ. تشمل العوامل التي تؤثر على تفضيل الأنواع غير المحلية الجاذبية الجمالية والوضع الاجتماعي والاقتصادي، مما يعقد الجهود الرامية إلى تعزيز النباتات المحلية. يدعو المؤلفون إلى إعطاء الأولوية للأنواع المحلية في البستنة الحضرية لدعم الحفاظ على التنوع البيولوجي وصحة النظام البيئي، خاصة مع تسارع التحضر وتهديد المواطن الطبيعية بشكل متزايد. تؤكد الأدلة المقدمة على أهمية تغيير التصور العام والممارسات البستانية نحو النباتات المحلية لتعزيز مرونة النظام البيئي الحضري.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على الديناميات المعقدة بين الأنواع النباتية المحلية وغير المحلية في البستنة الحضرية. بينما تتكون النباتات الحضرية في الغالب من الأنواع المحلية، فإن نسبة كبيرة من النباتات المستخدمة في البستنة هي نباتات غريبة، مما يساهم في ارتفاع نسبة الأنواع الغازية المرتبطة بالتجارة البستانية. تشير الدراسات إلى أن ما بين 43% و74% من الأنواع الغازية تنشأ من الإدخالات البستانية، حيث تعتبر المناطق الحضرية نقاطًا حاسمة لهذه الغزوات البيولوجية. على الرغم من المخاطر البيئية التي تشكلها الأنواع غير المحلية، بما في ذلك دورها كعامل رئيسي في الانقراض، لا يزال الجدل حول فوائدها في البيئات الحضرية مستمرًا. تدعو السياسات الحديثة في مدن مثل نيويورك وهاميلتون، نيوزيلندا، إلى زيادة استخدام النباتات المحلية، ومع ذلك لا يزال هناك نسبة كبيرة من الأنواع غير المحلية متاحة في المشاتل.
تهدف الورقة إلى مراجعة منهجية للحجج المؤيدة والمعارضة لاستخدام النباتات غير المحلية في البستنة الحضرية، مع التركيز على تأثيراتها البيئية. تشمل الأسئلة الرئيسية القدرة المقارنة للنباتات المحلية وغير المحلية على دعم التنوع البيولوجي، وتوفير خدمات النظام البيئي، والأداء في البيئات الحضرية. بينما تشير بعض الأدلة إلى أن النباتات غير المحلية يمكن أن تدعم بعض الحياة الحيوانية الحضرية، إلا أنها مرتبطة أيضًا بانخفاض الأنواع المحلية وقد تساهم في التجانس البيولوجي وخدمات النظام البيئي السلبية. تسعى المراجعة إلى توضيح هذه القضايا من خلال فحص الأدبيات الموجودة حول تفاعلات النباتات والحيوانات والأداء الفسيولوجي لكلا النوعين من النباتات في السياقات الحضرية، مما يعالج في النهاية الحاجة إلى فهم دقيق لأدوارها في تعزيز التنوع البيولوجي الحضري.
الطرق
في هذه الدراسة، استخدم المؤلفون طرق PRISMA لتحليل ما مجموعه 708 ورقات بحثية، وحددوا في النهاية 213 ورقة استوفت معايير محددة: قارن الدراسات بين الأنواع المحلية وغير المحلية أو قيمت أداء النباتات المحلية، وتم إجراء الدراسات في المناظر الطبيعية الضاحية أو الحضرية، وشملت متغيرات استجابة تتعلق بالتنوع البيولوجي ووفرة اللافقاريات والطيور أو الحيوانات الأخرى، بالإضافة إلى خدمات النظام البيئي مثل احتجاز الكربون وكفاءة استخدام المياه. تم تحديد 21 دراسة إضافية من خلال مراجعات المراجع، مما يبرز الطبيعة الشاملة للبحث الأدبي.
عرف المؤلفون الأنواع “المحلية” بأنها الأنواع الأصلية للمنطقة المدروسة، بينما تشير “غير المحلية”، “الغريبة”، و”الوافدة” إلى الأنواع التي تم إدخالها من خلال الأنشطة البشرية. على الرغم من أن البحث قد لا يكون قد التقط جميع الدراسات ذات الصلة، لا سيما تلك التي باللغة غير الإنجليزية، إلا أنه يوفر نظرة شاملة على الأنماط المقارنة بين الأنواع المحلية وغير المحلية في البستنة الحضرية. تم تصنيف الأوراق إلى تفاعلات النباتات والحيوانات (PAI)، وخدمات النظام البيئي (ESS)، وأداء النباتات المحلية (NP)، مع بعض الفئات المتداخلة. شملت المراجعة النهائية 23 ورقة NP، و35 ورقة ESS، و118 ورقة PAI، مما أدى إلى تحليل إجمالي 165 ورقة.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى زيادة كبيرة في إنتاج الأبحاث على مدى العقود القليلة الماضية، مع تواريخ نشر تتراوح من 1992 إلى 2023، وأكثر من نصف الدراسات نشرت بعد عام 2017. تم تمثيل ما مجموعه 34 دولة، تغطي ستة من سبعة مجالات جغرافية حيوية معترف بها. كان نوع استخدام الأراضي الأكثر دراسة هو الحدائق، مع 67 ورقة، تليها المناطق السكنية (59 ورقة) والمناطق الطبيعية المتبقية (54 ورقة). ضمن أنواع المواطن، تم فحص المناظر الطبيعية المدارة، الموجودة عادة في الحدائق، في 78 ورقة، بينما كانت المواطن الغابية المتبقية والفناءات/الحدائق محور 40 و36 ورقة، على التوالي.
في الدراسات التي تتناول النباتات المحلية (NP) بشكل خاص، كانت الحرم الجامعي هي نوع استخدام الأراضي الأكثر تمثيلاً (6 أوراق)، وكانت المراعي هي النوع المتبقي السائد (4 أوراق). من بين 165 ورقة تمت مراجعتها، خلصت 120 دراسة إلى أن النباتات المحلية تفوقت على النباتات غير المحلية من حيث دعم التنوع البيولوجي وخدمات النظام البيئي، أو أظهرت أداءً متفوقًا في المواطن الحضرية. بالإضافة إلى ذلك، أفادت 57 دراسة بردود مختلطة (محلية ~ غير محلية)، و56 وجدت ردودًا محايدة (محلية = غير محلية)، و26 أشارت إلى أن النباتات غير المحلية تفوقت على النباتات المحلية (محلية < غير محلية). تؤكد هذه النتائج على التفاعلات المعقدة بين أنواع النباتات وتأثيراتها البيئية عبر مختلف سياقات استخدام الأراضي والمواطن.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة من ورقة البحث الضوء على المنهجية والنتائج لمراجعة منهجية تقيم دور النباتات المحلية مقابل غير المحلية في البيئات الحضرية. وفقًا لإرشادات PRISMA-P، قام المؤلفون بإجراء بحث أدبي شامل وصنفوا الدراسات بناءً على معايير مختلفة، بما في ذلك المجالات الجغرافية الحيوية، وأنواع استخدام الأراضي، وتأثيرات أصل النبات على التنوع البيولوجي وخدمات النظام البيئي. قامت المراجعة بتجميع البيانات من 118 دراسة حول تفاعلات النباتات والحيوانات، مما يكشف أن النباتات المحلية تدعم بشكل كبير تنوع الحياة الحيوانية الأعلى وتساهم بشكل أكثر فعالية في خدمات النظام البيئي مقارنة بالنباتات غير المحلية. على وجه التحديد، أشارت 83 دراسة إلى أن النباتات المحلية استفادت من مجموعات متنوعة، لا سيما الطيور واللافقاريات، بينما فضلت أقلية فقط النباتات غير المحلية.
تؤكد النتائج على أهمية النباتات المحلية في البستنة الحضرية، حيث تعزز المساحات الخضراء الحضرية والنزاهة البيئية. كما تشير المراجعة إلى نقص الأدلة القوية التي تدعم قدرة الأنواع غير المحلية على التكيف مع الظروف الحضرية، مما يشير إلى أن السياسات التي تعزز استخدام النباتات المحلية مبررة. بشكل عام، تدعو النتائج إلى إعطاء الأولوية للنباتات المحلية في التخطيط الحضري لتعزيز التنوع البيولوجي وصحة النظام البيئي، مما يتماشى مع الأبحاث السابقة التي تؤكد على المزايا البيئية للنباتات المحلية في البيئات الحضرية.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11252-024-01610-5
Publication Date: 2024-09-26
Author(s): Elena S. Tartaglia et al.
Primary Topic: Urban Agriculture and Sustainability
Overview
This research paper section presents a systematic literature review assessing the role of native versus non-native plant species in urban horticulture, particularly regarding their impact on biodiversity and ecosystem services. The review, conducted using the PRISMA methodology, addresses three key questions: the ability of native and non-native plants to support faunal biodiversity, their provisioning of urban ecosystem services, and their performance in terms of survival, growth, and fitness. Out of 165 studies analyzed, a significant majority (120 studies) indicated that native plants outperform non-native plants in supporting higher faunal abundance and diversity, as well as providing greater ecosystem services. The findings suggest that native plants are not only viable in urban conditions but also essential for enhancing urban biodiversity and ecosystem functionality.
Despite the increasing number of studies in this field, notable gaps remain, particularly in underrepresented regions such as the Afrotropic and Oceania. The review highlights the limited focus on urban street trees, which constitute a substantial portion of urban greenery yet are under-researched. Factors influencing the preference for non-native species include aesthetic appeal and socio-economic status, which complicate efforts to promote native plants. The authors advocate for prioritizing native species in urban horticulture to support biodiversity conservation and ecosystem health, especially as urbanization accelerates and natural habitats are increasingly threatened. The evidence presented underscores the importance of shifting public perception and horticultural practices towards native plants to enhance urban ecological resilience.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the complex dynamics between native and non-native plant species in urban horticulture. While urban flora predominantly consists of native species, a significant proportion of plants used in horticulture are exotic, contributing to a high incidence of invasive species linked to the horticultural trade. Studies indicate that between 43% and 74% of invasive species arise from horticultural introductions, with urban areas serving as critical points for these biological invasions. Despite the ecological risks posed by non-native species, including their role as a leading driver of extinction, the debate over their benefits in urban settings persists. Recent policies in cities like New York and Hamilton, New Zealand, advocate for the increased use of native plants, yet a substantial percentage of non-native species remain available in nurseries.
The paper aims to systematically review the arguments for and against the use of non-native plants in urban horticulture, focusing on their ecological impacts. Key questions include the comparative ability of native and non-native plants to support biodiversity, provide ecosystem services, and perform in urban environments. While some evidence suggests that non-native plants can support certain urban fauna, they are also implicated in the decline of native species and may contribute to biotic homogenization and ecosystem disservices. The review seeks to clarify these issues by examining existing literature on plant-animal interactions and the physiological performance of both plant types in urban contexts, ultimately addressing the need for a nuanced understanding of their roles in enhancing urban biodiversity.
Methods
In this study, the authors employed PRISMA methods to analyze a total of 708 papers, ultimately identifying 213 that met specific criteria: the studies compared native and non-native species or assessed native plant performance, were conducted in suburban or urban landscapes, and included response variables related to biodiversity and abundance of invertebrates, birds, or other animals, as well as ecosystem services such as carbon sequestration and water use efficiency. An additional 21 studies were identified through reference reviews, highlighting the comprehensive nature of the literature search.
The authors defined “native” species as those indigenous to the study region, while “non-native,” “exotic,” and “alien” referred to species introduced through human activities. Although the search may not have captured all relevant studies, particularly those in non-English languages, it provides a substantial overview of the comparative patterns between native and non-native species in urban horticulture. The papers were categorized into plant-animal interactions (PAI), ecosystem services (ESS), and native performance (NP), with some overlapping categories. The final review included 23 NP papers, 35 ESS papers, and 118 PAI papers, culminating in a total of 165 papers analyzed.
Results
The results of the study indicate a significant increase in research output over the past few decades, with publication dates ranging from 1992 to 2023, and over half of the studies published after 2017. A total of 34 countries were represented, covering six of the seven recognized biogeographic realms. The most frequently studied land use type was Parks, with 67 papers, followed by residential areas (59 papers) and remnant natural areas (54 papers). Within habitat types, managed landscapes, commonly found in parks, were examined in 78 papers, while remnant forest habitats and yards/gardens were the focus of 40 and 36 papers, respectively.
In studies specifically addressing native plants (NP), university campuses were the most represented land use type (6 papers), and grassland was the predominant remnant habitat type (4 papers). Among the 165 papers reviewed, 120 studies concluded that native plants outperformed non-native plants in terms of supporting biodiversity and ecosystem services, or demonstrated superior performance in urban habitats. Additionally, 57 studies reported mixed responses (native ~ non-native), 56 found neutral responses (native = non-native), and 26 indicated that non-native plants outperformed native plants (native < non-native). These findings underscore the complex interactions between plant types and their ecological impacts across various land use and habitat contexts.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the methodology and findings of a systematic review assessing the role of native versus non-native plants in urban environments. Following the PRISMA-P guidelines, the authors conducted extensive literature searches and categorized studies based on various criteria, including biogeographic realms, land use types, and the effects of plant origin on biodiversity and ecosystem services. The review synthesized data from 118 studies on plant-animal interactions, revealing that native plants significantly support higher faunal diversity and contribute more effectively to ecosystem services compared to non-natives. Specifically, 83 studies indicated that native plants benefited various taxa, particularly birds and arthropods, while only a minority favored non-native plants.
The findings underscore the importance of native plants in urban horticulture, as they enhance urban green spaces and ecological integrity. The review also notes a lack of robust evidence supporting the adaptability of non-native species to urban conditions, suggesting that policies promoting native plant usage are warranted. Overall, the results advocate for the prioritization of native plants in urban planning to bolster biodiversity and ecosystem health, aligning with previous research that emphasizes the ecological advantages of native flora in urban settings.