城市蕨类，乡村蕨类：公民科学正在帮助研究为什么一些植物喜欢城市生活

在《美国植物学杂志》上发表的一项研究中，康涅狄格大学地球科学系常驻助理教授Tammo Reichgelt利用公民科学数据表明，虽然一些蕨类植物更喜欢留在农村，但其他蕨类植物在城市环境中茁壮成长，可以在缓解城市热岛效应方面发挥作用

Reichgelt解释说，这个项目最初是他在散步时注意到一种特殊现象后发展起来的爱好：“我只是碰巧注意到，‘哇，这里有很多蕨类植物。奇怪。’”

奇怪，因为他不是在树林或其他蕨类植物通常生长的地区散步，而是在弗农的洛克维尔地区散步，周围是沥青、混凝土和砖块。Reichgelt是iNaturalist社区的活跃成员，该社区使用一款应用程序，人们可以在该应用程序中记录对周围动植物的观察结果。在《自然学家》一书中，Reichgelt也开始注意到蕨类植物在人造环境中的这种不合时宜的存在，并发现似乎只有特定的蕨类物种才会出现这种情况

尽管有这一有趣的观察结果，但对城市环境中物种偏好的研究有限。但从这些不经意的观察中，他开始觉得一些蕨类植物似乎在城市环境中茁壮成长，而另一些则更喜欢乡村生活的宁静

Reichgelt开始访问康涅狄格州的不同城镇，记录新的条目，以了解这些蕨类植物在城市环境中的普遍性

Reichgelt说：“尤其是在康涅狄格州的老磨坊镇，如Rockville、Willimantic或Norwich，它们的城市核心往往更密集、更古老，建筑物、桥梁和其他结构上都有岩石蕨类植物。它们似乎特别喜欢铁路桥和挡土墙。”

在东北部发现的16种岩石蕨类植物中，Reichgelt获得了22000多个地理参考观测结果（主要来自iNaturalist），并将观测数据与美国地质调查局（USGS）的土地利用数据进行了叠加。土地使用数据帮助他区分自然环境和发达地表，并能够对蕨类植物的观测结果和它们生长的环境进行大规模的空间分析。瞧，Reichgelt在整个东北部发现了不同的岩石蕨类物种之间的巨大差异

“超过50%的钝崖蕨（Woodsia obtusa）观测结果位于高度发达的地区，”他说。“紫茎崖蕨（Pellaea atropurpurea）在康涅狄格州南部更为常见，但在发达地区却很丰富。一个令人惊讶的物种是田纳西球根蕨（Cystopteris tennesseensis），它在自然范围内很罕见，但似乎在费城郊区很茂盛。”

通过他的分析，Reichgelt发现，将城市蕨类植物与农村蕨类植物区分开来的两个重要气候变量是夏季平均温度和夏季最高温度

“这意味着这些植物需要适应炎热的环境，才能在城市环境中生存。Reichgelt说，城市地区，主要是因为混凝土和沥青等建筑材料的高热容量，夏季往往比农村环境热得多，这一现象被称为城市热岛效应。”。“这些蕨类植物已经预先适应了更热的环境，这似乎使它们能够在城市环境中茁壮成长。对于11种不生长在城市环境的蕨类植物来说，它们似乎无法忍受城市热岛效应。”

这并不一定意味着其他蕨类植物根本不生长在人造的垂直表面上。Reichgelt说，相反，他们只是不在城市环境中这样做

一个例子是岩石多倍体（Polypodium virginianum），只要它有一些保护其他植被的保护层，它就可以快乐地生长在人造墙上。另一个例子是麦凯脆弱的蕨类植物（细囊蕨），只要不在城市环境中，它就可以生长在康涅狄格州各地的桥台上。Reichgelt怀疑这些物种在城市中没有发现，可能是因为那里的夏季温度太高了

使用像iNaturalist这样的公民科学数据的一个有用方面是，观测结果可以来自公民科学家所在的任何地方，这为可用的数据种类增加了新的多样性，使这样的研究成为可能。Reichgelt说，发生数据通常来自草药库，研究人员通常在自然环境中的样本区收集

“研究人员很少去城市环境中进行观测。公民科学数据是一种有趣的新信息来源，它正在迅速排挤其他信息来源。城市栖息地的纳入是使用公民科学优势的一个例子。尽管如此，科学家们才刚刚开始研究公民科学特有的潜在新偏见。”

Reichgelt是一位古植物学家，研究地球古老的气候状态以及在其中生长的植物。这似乎是一个不太可能开始探索为什么一些蕨类植物正在将它们的栖息地扩展到城市环境的背景

在他的古气候研究中，Reichgelt使用现代植物范围来了解化石植物可能生活的气候条件。

“假设你在北极发现了一个棕榈化石。我使用现代棕榈气候生态位来重建当时北极的气候。我以现代产状数据为基础。你可以使用类似的基于产状的气候生态位分析来找出不同蕨类物种在城市环境中生长的原因。”

Reichgel特没有发现许多已发表的研究探索类似的观测结果，也没有发现专门针对蕨类植物的研究。这个项目已经变成了一个出乎意料的有趣的兔子洞，Reichgelt很高兴能继续探索。他计划比较两种环境中蕨类植物之间的生理差异，并研究观察到蕨类植物的微环境的各个方面，

“我想比较城市和农村蕨类植物是否具有不同的功能特征。例如，它们在水分调节或光合作用方面是否不同。换句话说，是什么样的适应使某些蕨类植物在城市环境中茁壮成长？”蕨类植物可能特别有用，因为它们似乎在没有人类干预的情况下茁壮成长

“这些城市蕨类植物的奇怪之处在于它们生长在没有人照料的地方，”他说。“它们原产于该地区，但在这些城市环境中是杂草。拥有能够在城市地区生存并吸收热量的东西可以让城市降温。一棵树的表面积很大，所以关注树木或藤蔓很有意义。

”不过，如果你想创建一个多样化的城市生态系统，你需要包括多种物种，因为生态系统是从头开始构建的。蕨类植物相对容易且便宜，因为城市蕨类植物的建立似乎只是缺乏维护的问题。p