城市化研究：哪种采样设计更能精准捕捉城市环境变化？

为探究不同采样设计对城市环境变化的捕捉效果，研究对比多种方法，发现城市 - 非城市样带法最佳。

　　城市化在陆地和水生系统中，正日益成为环境、生态和进化变化的重要驱动因素。确保采样设计能准确反映这种城市环境变化至关重要。常见的城市环境采样方法有：城市 - 非城市样带法（沿城市化梯度进行采样）、随机点采样法（在感兴趣区域内随机选取采样点）和系统点采样法（从感兴趣区域内预先确定的起始点出发，基于规则间距的网格选取采样点）。目前，不同采样设计在捕捉城市环境变化方面的有效性，还缺乏对比分析。在此，研究人员对横跨六大洲 136 个城市中，样带法和基于点的采样设计所捕捉到的环境变化进行了比较。研究人员对每种采样设计的一组常见环境变量进行量化和比较，这些变量涵盖了城市环境中的土地覆盖、气候和社会经济等方面。不同采样设计下，平均土地覆盖和社会经济指标存在显著差异，而气候变量主要在不同城市间有所变化。此外，环境变量随距市中心距离的变化情况，也取决于采样设计。根据不同的环境变量，27 - 51% 的城市存在距离与采样设计的交互作用。这意味着，沿城市 - 非城市梯度的环境变化速率，往往取决于所采用的采样设计。研究结果表明，采样设计会影响对城市环境的描述，其重要性与所选环境变量相当，甚至更为重要。此外，研究人员对全球 136 个城市样本中 4 种常用方法的对比分析显示，城市 - 非城市样带法通常是最佳选择。研究人员还开发了 R 代码，以便研究人员在新的或未研究过的城市环境中，开发和验证采样设计时使用。