La urbanización transforma profundamente los ecosistemas, a menudo resultando en la pérdida de hábitats y el declive de la biodiversidad. Las plantas urbanas espontáneas, que se establecen de forma natural sin intervención humana, juegan un papel crítico en los ecosistemas urbanos al proporcionar hábitats, mitigar las islas de calor urbano y actuar como indicadores de cambios ambientales. La urbanización multidimensional, que abarca escalas verticales y horizontales, ejerce una influencia significativa en la biodiversidad de los espacios verdes. Si bien estudios previos han examinado extensamente los efectos de las escalas espaciales horizontales (como el uso del suelo y la densidad de población), los impactos de las escalas espaciales verticales siguen siendo poco estudiados. Para elucidar los patrones espaciales y los factores determinantes de la diversidad de plantas espontáneas bajo la urbanización multidimensional, realizamos una encuesta exhaustiva de plantas espontáneas en Changchun, una ciudad en rápida urbanización en el noreste de China. Establecimos 1147 parcelas herbáceas dentro de 245 parches de espacios verdes urbanos en 38 sitios y analizamos los efectos de las métricas de urbanización multidimensional en la diversidad de plantas espontáneas. Se registraron un total de 408 especies de plantas espontáneas, siendo las hierbas la forma de vida dominante (89.2%), 322 son especies nativas (78.9%) y 21.1% especies no nativas (de las cuales 65.1% son invasivas), principalmente dispersadas por autochoría. Se observaron diferencias significativas en los índices de diversidad de plantas en varios espacios verdes urbanos y tipos de hábitats en Changchun, con la diversidad de plantas nativas generalmente más alta en espacios verdes cuadrados y huecos de matorrales, mientras que la diversidad de plantas no nativas fue más prominente en sitios de terrenos baldíos y no mostró variación significativa entre tipos de hábitats. Los análisis de regresión revelaron que, además de los factores característicos de los parches (incluyendo el área del parche, la relación perímetro-área y el índice de forma del paisaje), la riqueza de plantas espontáneas totales, nativas y autochoras fue principalmente influenciada por la urbanización vertical (como lo indica el volumen de los edificios), con el volumen de los edificios asociado positivamente con la riqueza de especies. En contraste, la riqueza de plantas no nativas y anemochoras también se vio significativamente afectada por factores de urbanización horizontal, como la proporción de superficie impermeable dentro de una zona de amortiguamiento de 100 m y la distancia del parche al centro de la ciudad. Los resultados revelan patrones espaciales distintos de la diversidad de plantas espontáneas impulsados tanto por la urbanización de escalas espaciales horizontales como verticales. Nuestro estudio proporciona nuevas perspectivas sobre la interacción entre la urbanización multidimensional y la biodiversidad, ofreciendo una base teórica para integrar la conservación de la biodiversidad en la planificación urbana sostenible y la gestión de ecosistemas.