文章信息
- 孙丰硕, 刘垚, 齐磊, 曹翰, 隋金玲
- Sun Fengshuo, Liu Yao, Qi Lei, Cao Han, Sui Jinling
- 北京城市绿地冬季鸟类群落特征
- Characteristics of Bird Community in Beijing Urban Greenland in Winter
- 林业科学, 2016, 52(5): 134-141
- Scientia Silvae Sinicae, 2016, 52(5): 134-141.
- DOI: 10.11707/j.1001-7488.20160516
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文章历史
- 收稿日期:2015-07-19
- 修回日期:2016-02-23
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作者相关文章
城市化会引起城市内自然环境的丧失和生物多样性的下降(Marzluff et al.,2001)。国内外学者对城市中的鸟类群落特征进行了大量研究,以期能通过适当措施减轻城市化对生态环境造成的负面影响(Caula et al.,2014; Máthé et al.,2014; Taylor et al.,2013; 张琴等,2013; Baker et al.,2010; Chamberlain et al.,2009; 张淑萍等,2006; 隋金玲等,2004; 陈水华等,2000)。
众多研究表明,与自然环境中的群落相比,城市鸟类群落的物种丰富度会下降而个体数量反而会上升(Clergeau et al.,1998; Melles et al.,2003),城市绿地环境的同质性也会造成城市鸟类群落的同质化,城市中心和人口密集区域的鸟类多样性会大幅度降低,而少数能利用城市资源的鸟类种群数量反而大量增加(Blair,2004)。
冬季匮乏的食物和严酷的天气对鸟类的生存是极大的挑战。北京城区绿化带内的鸟类食源树种主要由落叶乔、灌木组成(隋金玲等,2006)。在寒冷的冬天,尽管城市中存在着很多不利于鸟类生存的因素,但城市环境中未结冰的水面、人类产生的食物残渣、更多的隐蔽处等形成了稳定的微环境,因而吸引较多鸟类在城市绿地中聚集(Máthé et al.,2014; Caula et al.,2014)。
自20世纪50年代以来,学者们在不同时代对北京城市鸟类群落进行了大量研究,监测迅速发展的城市中对鸟类群落的变化(隋金玲等,2006; 陈志强等,2010; 赵欣如等,1996; 郑光美,1984; 蔡其侃等,1979; 郑光美,1962)。然而,对北京城区冬季鸟类群落的研究要么年份较早(赵欣如,1996; 郑光美,1962),要么只关注了个别公园绿地内的鸟类群落(陈志强,2010; 郭铁英等,2010; 柴文菡等,2007;),而不能全面地反映城市化程度迅速发展的整个北京城区绿地内的鸟类分布情况。为此。本研究选择北京市六环以内的40处城市绿地为研究样地,并根据绿地地理位置、功能结构等将其分为郊野公园、城区公园、带状绿地、校园绿地4种类型,对分布于4种类型绿地中的鸟类群落进行了全面调查与分析,以期探讨北京城市绿地冬季鸟类群落的分布特征,为北京市未来绿化隔离带建设及冬季城市鸟类保护提供依据。
1 材料与方法 1.1 研究区域北京市位于华北平原与太行山脉、燕山山脉的交界部位,115°24′—117°30′E,39°38′—41°05′N,冬冷夏热,四季分明。本研究参考隋金玲等(2007)的研究以及2003年1月北京市批复的《北京市第二道绿化隔离地区规划》,根据绿地的位置、功能、面积、建成时间等特征分为郊野公园、城区公园、校园绿地、带状绿地4种类型,并结合分层抽样方法在北京市六环内共选择40处样地(图 1),4种类型绿地特征及包含样地见表 1。
鸟类调查于2013年12月至2014年2月进行,调查时选择鸟类较活跃的时间段(日出至10:00,16:00至日落)使用样线法对各样地中鸟类数量进行调查。样线根据各样地实地情况划定,能够代表样地的生境环境。调查人员沿样线以1~1.5 km·h-1的速度前进,单侧样线宽度为25 m,在调查过程中对观测到的鸟进行识别和记录。
1.3 数据分析调查中所记录鸟类的居留型、食性分类参考文献(郑光美,2006; 赵正阶,2001a; 赵正阶,2001b),并结合近年研究文献(王鲁静等,2012; 陈志强等,2010; 闻丞等,2014)及实地观察结果。其中,食性部分由于水鸟和猛禽活动范围大且食物来源特殊,而本研究主要研究对象为城市绿地中的鸟类群落,因此不进行分类(Máthé et al.,2014),将其他鸟类的食性分为杂食鸟类、食虫鸟类、食谷鸟类,比较3类食性鸟的物种数及个体数。
样线内鸟类的遇见率=样线内的鸟类数量(只)/样线观察时间(h),并以遇见率来定义鸟类优势度,遇见率大于10只·h-1的物种为优势种,遇见率1~10只·h-1的物种为常见种,遇见率小于1只·h-1的物种为稀有种(陈志强等,2010)。
使用Shannon-Wiener指数H′评估每个绿地内群落的多样性程度,
$ H'=\sum\limits_{i=1}^{n}{{{P}_{i}}}\ln {{P}_{i}}。 $ |
式中:n为群落中的物种数,Pi为群落中第i个物种的数量(Ni)与所有物种总数(N0)的比值,在此基础上,使用Pielou指数E反映绿地群落的均匀度,
$ E=\frac{H'}{\ln n}。 $ |
使用Sorensen相似性指数S评价各绿地之间物种组成的相似性,
$ S=\frac{2c}{a+b}。 $ |
式中:a,b分别为2个绿地中记录到的物种数,而c为2个绿地共有的物种数,本研究中计算了每种绿地类型内每2个公园鸟类群落的相似度指数以及4种绿地类型间鸟类群落的相似度指数。
使用SPSS 22.0中的单因素ANOVA以及LSD事后多重比较对4种绿地类型的丰富度、多样性指数、均匀度指数、相似性指数的平均值进行比较,显著性的标准为P<0.05。
2 结果与分析 2.1 北京城市绿地鸟类群落组成本研究中共记录12目30科57种鸟(表 2),其中雀形目鸟类35种(61.40%),是种类最多的类群。共记录鸟类8 853只,其中雀形目鸟类5 761只(65.07%),雁形目鸟类2 841只(32.09%),是数量最多的2个类群。遇见率较高的是麻雀(Passer montanus)(56.14只·h-1)、灰喜鹊(Cyanopica cyana)(31.39只·h-1)、绿头鸭(Anas platyrhynchos)(23.76只·h-1)和喜鹊(Pica pica)(20.69只·h-1),为北京城市绿地冬季鸟类群落中的优势种。在所有鸟类中,留鸟36种(63.16%)、旅鸟19种(33.33%)、夏候鸟8种(14.04%)、冬候鸟13种(22.81%),留鸟是北京城市绿地冬季鸟类群落的主要组成部分。除去猛禽和水鸟后,对44种鸟的食性类型进行划分,其中食虫鸟类种类最多(28种,占总数63.64%),而杂食性鸟类虽然种类较少(8种,占总数18.18%),但数量占据优势(3 923只,占总数66%)。有9种鸟在4种绿地中均有记录,分布最广的是喜鹊(40处),麻雀(36处),灰喜鹊(35处)。
对同绿地类型鸟类群落的丰富度、多样性指数、均匀度指数进行LSD多重比较的结果表明: 在冬季,郊野公园中鸟类丰富度最高(9.72±1.81),但与其他绿地类型相比显著不差异(表 3); 带状绿地的多样性指数最低(0.87±0.16),显著低于城区公园(1.48±0.16,P<0.05)和郊野公园(1.29±0.49,P<0.05),但与校园绿地的差异不显著(1.20±0.07,P>0.05)(图 1);4种城市绿地鸟类群落均匀度指数之间没有显著差异(图 1)。
郊野公园鸟类群落的同质化程度最低。郊野公园鸟类群落组内相似度(0.45±0.01)显著低于校园绿地(0.60±0.06,P<0.01)、城区公园(0.56±0.03,P<0.05)、带状绿地(0.54±0.18,P<0.01)(图 2)。对4种城市绿地鸟类群落之间的相似度比较表明,校园绿地和郊野公园之间的相似度指数最低,而郊野公园与城区公园之间的相似度指数最高(表 4)。
能够充分利用城市资源的鸟类在城市绿地中往往有较大的种群数量和分布范围(MacGregor-Fors et al.,2011),而杂食性鸟类能够利用垃圾堆等人类活动产物作为食物资源从而更好地适应城市环境(Clergeau et al.,1998)。本研究中,杂食性鸟类虽然种类只占总数的18%,但数量占到了记录鸟类的66%,是北京城市绿地中的优势鸟类集团,食虫鸟的种类虽然比较多(28种),但是记录到的数量比例较小(28%),与Máthé等(2014)的研究结果一致。对圆明园遗址公园、紫竹院公园、北海公园鸟类群落的研究发现,灰喜鹊、喜鹊和麻雀均为优势种(王鲁静等,2012; 陈志强等,2010; 郭铁英等,2010)。本研究中这3种鸟在北京城市绿地中也为优势种且分布广泛,与前人研究一致,说明这3种杂食性鸟类对城市环境有很强的适应性。本研究中绿头鸭只在5个有水域的城市绿地中出现,但由于冬季绿头鸭在城市中不结冰的水面上聚群,数量庞大,因此也成为了冬季鸟类群落中的优势种。
3.2 北京城市绿地冬季鸟类群落丰富度与多样性根据中度干扰理论,位于城市与自然环境之间的绿地中鸟类的丰富度和多样性应该最高(Connell,1978)。此外城市绿地的面积越大,鸟类的丰富度和多样性往往也越高(Donnelly et al.,2004; Jokimäki,1999)。郊野公园位于城市边缘且绿地面积较大,鸟类的丰富度和多样性也应该较高。本研究中郊野公园的平均丰富度高于其他3种绿地类型,但没有显著差异。不过所有样地中鸟类丰富最高的3处样地颐和园(24种)、公园(23种)、大运河森林公园(18种)均属于郊野公园,说明在郊野公园中承载了更多种类的鸟类。本研究中郊野公园的多样性指数低于城区公园,可能是冬季个别鸟类在郊野公园中大量聚集造成的。带状绿地的多样性指数显著低于郊野公园和城区公园,是由于带状公园面积小,绿地形状狭窄,植被极为单一引起的。虽然带状绿地能够承载的鸟类群落规模有限,但是带状绿地有可能在大片绿地之间起到鸟类生态廊道的作用。
3.3 北京城市绿地冬季鸟类群落相似性城市鸟类群落往往有较高的个体数量,物种多样性却较低,不同城市绿地中的鸟类群落结构相似(Clergeau et al.,2006; Blair,2004)。同时,城市绿地鸟类群落与自然鸟类群落相比有显著的特点,受城市化影响越大的绿地鸟类群落越趋于相似(Blair,2001)。本研究中,由于郊野公园的环境受到的人类干扰较少,更接近自然环境,因此郊野公园的组内样地间的相似度指数显著低于另外3种绿地类型。而校园绿地由于人口密度最大,因此组内相似度指数最高。不同城市绿地组间相似度指数最高的是郊野公园-城区公园,最低的是郊野公园-校园绿地。郊野公园与城区公园之间较高的相似度指数是由于两者鸟类群落较高的丰富度造成的,而郊野公园与校园绿地因为丰富度差距较大,因此群落相似性较小。
3.4 北京城市绿地冬季鸟类保护建议鸟类在北京越冬最大的困难是食物,本研究中,食虫与食谷鸟类的数量较少。这2类食性的鸟在冬季主要取食植物的种子、芽、浆果等。因此可以在落叶乔木林中增加金银忍冬(Lonicera maackii)、白蜡树(Fraxinus chinensis)、侧柏(Platycladus orientalis)等在冬天能为鸟类提供食物的树种。此外,在带状绿地中,可以适当增加行道树的种类,以吸引不同食性、生活习性的鸟类。
大面积的连续绿地能够承载更多的鸟类,因此在未来北京城市绿地的建设中,可以将多个绿地斑块连成片,消除绿地孤岛效应。另外,城市内的不结冰的水域是水鸟的良好聚集地,本研究调查过程中,多处郊野公园的水域在冬天干涸或者排水翻修,这些情况不利于鸟类群落的稳定性,应尽量在城市绿地尤其郊野公园中营造更接近自然的环境。
本研究中,通过对鸟类群落调查数据的分析,发现4种城市绿地类型中,郊野公园中鸟类群落的丰富度最高,而且相似度最低,为越冬鸟类群落提供了多样而且良好的栖息地。带状绿地中鸟类多样性最低,能够承载的鸟类较少,但可以发挥生态廊道的作用。在3种食性的鸟类中,杂食性鸟类数量多,分布广,能够极好地适应城市环境。在未来城市绿化建设中,应考虑增加能够为越冬鸟类提供食源的植被,并扩大绿地规模或将斑块绿地连接在一起增大绿地对鸟类群落的承载能力。
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