Abstract Invasive species are drivers of urban ecosystem transformation. However, their management requires cost-demanding distributional data. Here we proposed an approach using floristic surveys, land-use maps, and field observations to reveal the patterns responsible for the spread of invasive trees using open-source software. We used the tree of heaven – Ailanthus altissima (Mill.) Swingle as a model species, one of the most common invasive tree species in cities. We conducted our study in Poznan city (W Poland). Although there were no spontaneous individuals of A. altissima recorded in the 1980s, in 2015 we found it in 18 out of 242 1 km2 grid squares. We used a random forest model to show that the probability of A. altissima natural regeneration is positively associated with high cover of medium dense urban fabric (10-50%), recreational areas, and water. It was negatively correlated with the cover of forests, dense urban fabric (50-100%), and agricultural areas. We also found that most of the naturally regenerated individuals occurred up to 20 m from parental trees, and densities of natural regeneration were five times higher in paved surfaces and ruderal vegetation compared to lawns and bare ground. Despite model limitations, these patterns are consistent with other studies, revealing a set of rules facilitating prediction of A. altissima natural regeneration occurrence. Hence, our approach can facilitate narrowing the area of fieldwork required for mapping invasive tree species in urban ecosystems, help to design effective policy and management of invasive species in urban areas, and reduce costs of monitoring.

中文翻译：

---

景观和亲本树的可用性推动臭椿在波兰波兹南城市生态系统中的传播

摘要 入侵物种是城市生态系统转型的驱动力。然而，他们的管理需要成本高昂的分布式数据。在这里，我们提出了一种使用植物区系调查、土地利用地图和实地观察的方法，以使用开源软件揭示导致入侵树木传播的模式。我们使用天堂之树 - 臭椿（Mill.）Swingle 作为模型树种，它是城市中最常见的入侵树种之一。我们在波兹南市（波兰西部）进行了研究。虽然在 1980 年代没有记录到 A. altissima 的自发个体，但在 2015 年，我们在 242 个 1 平方公里的方格中发现了 18 个。我们使用随机森林模型表明，A. altissima 自然更新的概率与中等密度城市结构的高覆盖率 (10-50%) 呈正相关，休闲区和水。它与森林覆盖率、密集的城市结构（50-100%）和农业区呈负相关。我们还发现，大多数自然再生的个体距离亲本树最远可达 20 m，与草坪和裸地相比，铺砌表面和原始植被的自然再生密度高 5 倍。尽管模型存在局限性，但这些模式与其他研究一致，揭示了一组有助于预测 A. altissima 自然再生发生的规则。因此，我们的方法可以促进缩小绘制城市生态系统中入侵树种所需的实地工作范围，帮助设计有效的城市地区入侵物种政策和管理，并降低监测成本。它与森林覆盖率、密集的城市结构（50-100%）和农业区呈负相关。我们还发现，大多数自然再生的个体距离亲本树最远可达 20 m，与草坪和裸地相比，铺砌表面和原始植被的自然再生密度高 5 倍。尽管模型存在局限性，但这些模式与其他研究一致，揭示了一组有助于预测 A. altissima 自然再生发生的规则。因此，我们的方法可以促进缩小绘制城市生态系统中入侵树种所需的实地工作范围，帮助设计有效的城市地区入侵物种政策和管理，并降低监测成本。它与森林覆盖率、密集的城市结构（50-100%）和农业区呈负相关。我们还发现，大多数自然再生的个体距离亲本树最远可达 20 m，与草坪和裸地相比，铺砌表面和原始植被的自然再生密度高 5 倍。尽管模型存在局限性，但这些模式与其他研究一致，揭示了一组有助于预测 A. altissima 自然再生发生的规则。因此，我们的方法可以促进缩小绘制城市生态系统中入侵树种所需的实地工作范围，帮助设计有效的城市地区入侵物种政策和管理，并降低监测成本。我们还发现，大多数自然再生的个体距离亲本树最远可达 20 m，与草坪和裸地相比，铺砌表面和原始植被的自然再生密度高 5 倍。尽管模型存在局限性，但这些模式与其他研究一致，揭示了一组有助于预测 A. altissima 自然再生发生的规则。因此，我们的方法可以促进缩小绘制城市生态系统中入侵树种所需的实地工作范围，帮助设计有效的城市地区入侵物种政策和管理，并降低监测成本。我们还发现，大多数自然再生的个体距离亲本树最远可达 20 m，与草坪和裸地相比，铺砌表面和原始植被的自然再生密度高 5 倍。尽管模型存在局限性，但这些模式与其他研究一致，揭示了一组有助于预测 A. altissima 自然再生发生的规则。因此，我们的方法可以促进缩小绘制城市生态系统中入侵树种所需的实地工作范围，帮助设计有效的城市地区入侵物种政策和管理，并降低监测成本。与草坪和裸地相比，铺砌表面和原始植被的自然更新密度高出五倍。尽管模型存在局限性，但这些模式与其他研究一致，揭示了一组有助于预测 A. altissima 自然再生发生的规则。因此，我们的方法可以促进缩小绘制城市生态系统中入侵树种所需的实地工作范围，帮助设计有效的城市地区入侵物种政策和管理，并降低监测成本。与草坪和裸地相比，铺砌表面和原始植被的自然更新密度高出五倍。尽管模型存在局限性，但这些模式与其他研究一致，揭示了一组有助于预测 A. altissima 自然再生发生的规则。因此，我们的方法可以促进缩小绘制城市生态系统中入侵树种所需的实地工作范围，帮助设计有效的城市地区入侵物种政策和管理，并降低监测成本。