城市绿地鸟类生物多样性及时空分布格局
2013-11-20牛艳东李锡泉吴天乐
牛艳东, 李锡泉, 吴天乐
(1.湖南省林业科学院, 湖南 长沙 410004; 2.湖南省野生动植物和自然保护区监测监管站, 湖南 长沙 410004)
城市绿地鸟类生物多样性及时空分布格局
牛艳东1,2, 李锡泉1,2, 吴天乐1,2
(1.湖南省林业科学院, 湖南 长沙 410004; 2.湖南省野生动植物和自然保护区监测监管站, 湖南 长沙 410004)
采用定点观察法,对湖南省林业科学院院内鸟类种类、数量进行了调查与分析。结果表明:林科院共记录到鸟类44种,隶属于4目11科,其中留鸟25种,夏候鸟9种,冬候鸟8种,旅鸟2种。院内鸟类多样性与群落特征随季节变化而波动,受候鸟迁徙的影响,鸟类个体数量在冬季最高,春秋次之,夏季最低。
鸟类; 多样性; 季节变化; 湖南省林业科学院
近年来,随着城市化步伐的加快,以小区为单位的城市绿地、城市公园数量不断增多,城市的居住环境有了一定的改善,同时,许多城市绿地被隔离开来,城市绿地是城市鸟类的重要栖息地,而破碎化的生境,对鸟类的栖息发出了巨大的挑战[1-4]。鸟类作为生态系统中的消费者,其群落结构在一定程度上是鸟类与环境及鸟类种间相互关系的综合反映,对环境的变化非常敏感,常被作为城市环境变化的指示物种[5-7],因此,保护和合理利用野生鸟类资源在国际上已成为衡量一个国家和地区的自然环境、科学文化和社会文明的标志之一。同时,城市绿地鸟类的组成和分布状况是衡量该地区的生态环境质量的重要指标[8-9],越来越多的鸟类工作者开始关注并研究城市公园鸟类的生活和发展规律,主要涉及到校园鸟类多样性、时空动态、人工巢箱对鸟类招引效果研究、鸟类生境选择、鸟类区系和鸟类繁殖生态学等,但多集中于相对绿地面积较大的大学校园、城市公园[10-20],而对人口流动较少且相对稳定的城市小区、科研单位大院等规模较小的城市绿地研究较少。
我们以湖南省林业科学院为研究区域(以下简称林科院),研究其鸟类分布及变化。林科院院内植物种类繁多、环境优美,是城市鸟类聚集的良好区域,形成了具有特色和稳定特征的鸟类聚集区,同时也为院内的环境添了几分生机。鉴于院内鸟类的种类和数量未见报道,我们对林科院鸟类种类、居留状况及院内建设对鸟类种类及种群的影响进行了初步分析, 以期为研究鸟类、栖息地和人为活动三者的关系, 城市生态建设和城市自然保护建设提供一定的参考,为建设生态文明身体力行。
1 研究区概况
林科院位于长沙市城南,两条主干道芙蓉南路和韶山南路之间,属亚热带季风性湿润气候。春末夏初多雨,夏末秋季多旱;春湿多变,夏秋多晴,严冬期短多雨,暑热期长。院内呈近似正方形,高楼林立,绿化优美,地势起伏较小, 地形变化简单,有花坛2处,人工喷泉1处。院内的主要树种有香樟、雪松、含笑、木莲、朴树、香叶树、红豆杉木、樱花、杜英、茶花、油茶、铁尖油杉、黑松、马尾松、枫香、杜鹃、金叶女贞、银杏、红翅槭、桂花等,除行道树外,有较大一片次生林分布在三角花坛、幼儿园附近。根据院内植被类型、建筑比例、干扰因素等差异,研究区域主要是由生活区楼房围绕的空地建设的景观林坪、草坪、疏林地、喷泉,植被盖度较好。
2 研究方法
2010年1月—2013年1月,采用定点观察法对林科院鸟类进行调查,记录鸟类的种类和数量,每月2次,共进行72次调查。选择可见度高、风力小的天气进行调查,调查时间多选在鸟类活动活跃的时间,通常是在06:00—08:00和17:30—19:00,主要通过听鸣声、观形影、定位观察、拍照或录像等手段观察和记录。野外观察参考《中国鸟类野外手册》[21],鸟类分布型参考《中国动物地理》[22]。
鸟类多样性指数采用Shannon-Wiener指数进行计算[23-24]:
H′=-∑pilogpi
鸟类群落的均匀性指数采用Pielou指数公式计算[25]:
3 结果与分析
3.1群落结构及区系分析
通过调查林科院共记录到鸟类44种,隶属4目11科(见表1),其中雀形目鸟类36种,占总数的81.82%,从数量上来看白头鹎、乌鸫、珠颈斑鸠、山斑鸠、丝光椋鸟、灰椋鸟为优势种。从鸟类的居留型来看,留鸟25种,占54.54%,夏候鸟9 种,占20.45%,冬候鸟8 种,占18.18%,旅鸟2种,占4.55%,说明留鸟是林科院内鸟类的主体。
表1 林科院鸟类群落组成和数量Tab.1 TheaviancommunitycompositionandquantitativedataatHunanAcademyofForestry种名居留型保护级别区系类型[22]鸟类数量春夏秋冬山斑鸠 (Streptopeliaorientalis)R湘、三有NEQZSWCS************珠颈斑鸠 (Streptopeliachinensis)R湘、三有NSWCS************四声杜鹃 (Cuculusmicriopterus)S湘、三有NENSWCS***大杜鹃 (Cuculuscanorus)S湘、三有NENMXSWCS***中杜鹃 (Cuculussaturatus)S湘、三有NENMXQZSWCS***蚁鴷 (Jynxtorquilla)W湘、三有NENMXQZSWCS**斑姬啄木鸟(Picumnusinnominatus)R湘、三有SWCS*****绿啄木鸟 (Picuscanus)R湘、三有NENMXQZSWCS******家燕 (Hirundorustica)S湘、三有NENMXQZSWCS*****金腰燕 (Hirundodaurica)S湘、三有NENMXQZSWCS****灰鹡鸰 (Motacillacinerea)R三有NENMXQZSWCS****白鹡鸰 (Motacillaalba)R三有NENMXQZSWCS*****树鹨 (Anthushodgsoni)W三有NENMXQZSWCS**小灰山椒鸟(Pericrocotuscantonensis)S三有NENSWCS*白头鹎 (Pycnonotussinensis)R湘、三有SWCS************绿翅短脚鹎(Hypsipetesmcclellandii)R SWCS****棕背伯劳 (Laniusschach)R湘、三有SWCS****北椋鸟 (Sturnussturninus)T三有NENCS*丝光椋鸟 (Sturnussericeus)R三有SWCS*******灰椋鸟 (Sturnuscineraceus)R三有NENMXQZSWCS*******八哥 (Acridotherescristatellus)R湘、三有CS************
续表1 林科院鸟类群落组成和数量ContinuedTab.1 TheaviancommunitycompositionandquantitativedataatHunanAcademyofForestry种名居留型保护级别区系类型[22]鸟类数量春夏秋冬红嘴蓝鹊 (Urocissaerythrorhynchus)R湘、三有NSWCS********喜鹊 (Picapicaserica)R湘、三有NENMXQZSWCS******红胁蓝尾鸲 (Tarsigercyanurus)W湘、三有NENQZSWCS*鹊鸲 (Copsychussaularis)R三有SWCS********灰背鸫 (Turdushortulorum)W三有NENCS*乌鸫 (Turdusmerula)R湘MXQZSWCS**********寿带 (Terpsiphoneparadisi)S湘、三有NENSWCS*画眉 (Garrulaxcanorus)R三有SWCS****树莺 (Cettiadiphone)W NENMXCS**强脚树莺 (Cettiafortipes)RSWCS***黄眉柳莺 (Phylloscopusinornatus)S三有NENMXQZSWCS**黄腰柳莺 (Phylloscopusproregulus)W三有NENQZSWCS**暗绿绣眼 (Zosteropsjaponica)S湘、三有NSWCS**红头长尾山雀(Aegithalosconcinnus)R湘、三有SWCS********大山雀 (Parusmajor)R湘、三有NENQZSWCS*********黄腹山雀 (Parusvenustulus)W湘、三有NSWCS******树麻雀 (Passermontanus)R湘、三有NENMXQZSWCS****白腰文鸟 (Lonchurastriata)R SWCS****金翅 (Carduelissinica)R湘、三有NENMXQZSWCS****黑尾蜡嘴 (Eophonamigratoria)R湘、三有NENSWCS****黄胸鹀 (Emberizaaureola)T湘、三有NENMXSWCS*三道眉草鹀 (Emberizacioides)R三有NENMXQZSWC**黄眉鹀 (Emberizachrysophrys)W三有NENCS* 注:居留型:R———留鸟,W———冬候鸟,S———夏候鸟,T———旅鸟。保护级别:湘———湖南省重点保护野生动物,三有———国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物。区系类型:NE———东北区;N———华北区;MX———蒙新区;QZ———青藏区;SW———西南区;C———华中区;S———华南区。鸟类数量:***表示优势种(≥5只/km2),**常见种(1~5只/km2),*稀有种(≤1只/km2)。
林科院位于长沙市城南,属亚热带季风性湿润气候区。按照传统的动物地理区划,该区域属于东洋界,华中区,东部丘陵平原亚区的东缘,可是对目前发现的44种鸟类分析,还没有发现单一的华中区类型鸟类,这与林科院的地理位置有关,在整个湖南省均存在这种情况。由表2可以看出,林科院院内44种鸟类形成了11种区系类型,其中广布种即东北区-华北区-蒙新区-青藏区-西南区-华中区-华南区分布类型为14种,占当地鸟类数量的31.8%;西南区-华中区-华南区分布类型10种,占22.7%;另外9种分布型占45.5%,总体来看,整个林科院鸟类区系特征比较复杂。
表2 林科院鸟类区系类型Tab.2 ThefaunatypeofavifaunaatHunanAcademyofForestry区系类型物种数量华中区-华南区1蒙新区-青藏区-西南区-华中区-华南区1东北区-华北区-华中区-华南区3东北区-华北区-蒙新区-华中区-华南区1东北区-华北区-蒙新区-青藏区-西南区-华中区1东北区-华北区-蒙新区-青藏区-西南区-华中区-华南区14东北区-华北区-蒙新区-西南区-华中区-华南区2东北区-华北区-青藏区-西南区-华中区-华南区3东北区-华北区-西南区-华中区-华南区4华北区-西南区-华中区-华南区4西南区-华中区-华南区10
利用归类统计法统计获得鸟类区系结构图(见图1),由图1可以看出,鸟类的华中区和华南区成分最高,约一半以上的鸟类属于华中华南成分,具有较强的区域代表性;其次是西南区、华北区和东北区;再次是蒙新区和青藏区。其成分主要以东洋界为主占56.25%,东洋界中又以华中区和华南区成分为高,这与林科院所处地理位置和环境特点有直接关系,中国东部季风区的鸟类渗透到这里比西部高原干旱地区来得容易。
图1 林科院鸟类区系结构Fig.1 The fauna structure of avifauna at Hunan Academy of Forestry
3.2鸟类时空分布格局分析
3.2.1 鸟类季节变化特征 林科院内的鸟类种类的季节性分布不明显,但是鸟类数量变化的季节性分布显著,鸟类群落的种数和数量在不同季节间呈现出一定的波动性,但是差异不大。院内鸟类物种数与总数量的变化基本同步,春季4—5月份鸟类种类达到一个峰值,数量在3—4月份达到最大值,秋冬季的11-1月份鸟类的物种数和数量都达到峰值(见图2、图3)。
对林科院不同季节鸟类多样性分析可知:从鸟类数量来看,冬季最多,春秋季次之,夏季最少;从鸟类物种数、多样性来看,冬季最高,夏季次之,春秋季最低,但是差别不明显;从均匀性指数来看,夏季最高,冬春季最低(见表3)。
图2 鸟类物种数月变化Fig.2 The monthly variations of the species number of birds
图3 鸟类数量月变化Fig.3 The monthly variations of the individual number of birds
表3 林科院不同季节鸟类物种多样性比较Tab.3 ComparisonofavianspeciesdiversityindifferentseasonsatHunanAcademyofForestry季节物种数多样性指数均匀性指数春301.1680.694夏331.3150.772秋311.2070.763冬361.5120.624
3.2.2 鸟类空间格局变化特征 对林科院内三角花坛景观林坪、草坪、疏林地、喷泉4种不同生境中鸟类多样性进行比较分析,发现三角花坛处鸟类物种数最多,其次是幼儿园附近的疏林地,科研楼和实验楼之间的喷泉处与科研楼同湘林二期之间的草坪处鸟类多样性较低。三角花坛植物种类丰富,乔灌层搭配错落有致,景观优美,为鸟类提供了非常适宜的栖息场所,并且三年来景观变化不大,几乎没有植被破坏,加上其与湘林一期旁的绿地仅一路之隔,增加了其绿地面积,扩展了鸟类的栖息范围,是林科院内鸟类最适合的栖息场所之一。
幼儿园附近的疏林地鸟类种类和数量都较多且稳定,该处主要以乌鸫、鹊鸲、白头鹎、丝光椋鸟、山斑鸠、珠颈斑鸠为主,并且是喜鹊的一个重要栖息区域。由于该处有一个小饭馆,饭馆的经营活动为鹊鸲和树麻雀提供了很好的食物来源,为其主要分布场所。
喷泉处有较大的樟树,其冠幅大,层次丰富,为鸟类提供了很好的隐蔽地、停歇地和觅食地,尤其是在冬季,椋鸟科的鸟类有集群现象,并且对樟树有偏好,在2010年12月份,曾记录到该处活动的椋鸟有630只。在修建喷泉以及该处的一颗樟树挖除后至今,鸟类种类变化不大,但是数量急剧下降,在2012年最多一次记录到鸟类170只,可见该处的景观变化对鸟类数量的影响较大。
2010年以来景观变化最大的是科研楼南边老森保楼的拆除,现在该区域为一个大的绿地景观,鸟类种类和数量在景观格局变化前后都有很大的变化,栽培的绿化苗木较小,鸟类活动较少,主要是一些雀形目的小鸟,多以大山雀、白头鹎居多。
4 结论与讨论
随着城市化进程的推进,城市绿地建设提供了多样的、特殊的栖息地和微生境,它们对本地区鸟类生物多样性的维持具有重要的意义。林科院内鸟类种类较多,区系上具有明显的东洋界特征,其种群结构变化是在多种因素共同作用下引起的。近三年来院里绿化环境的改善,为鸟类提供了良好的栖息环境,同时景观格局的改变对鸟类种群结构也产生了一定的影响。林科院作为一个林业公益类的研究机构,不仅担负有林业科研工作,而且还肩负有生态保护的义务。首先需要提高保护意识,做好院内居民的教育工作,杜绝打鸟现象发生;幼儿园、三角花园区域是鸟类的重要栖息地,尽量减少乔灌木修剪的次数,如必须进行建设,应尽可能避开鸟类繁殖期。
林科院植被分布相对集中,生境破碎和片段化不太严重,同院外周围环境相比,岛屿化特征明显,为研究岛屿化结构域鸟类群落关系提供了好的平台。从三年来的观察结果来看,随着院内绿化建设、环境质量的提高,景观格局变化较大,鸟类群落结构有向复杂化发展,优势种种类提高。对林科院内各种栖息地生境的研究, 探讨鸟类的容纳量及变化规律,既可以为林科院的环境改善提供依据,又可以为生态文明城市建设、鸟类、栖息地和人类的关系研究积累资料。
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(文字编校:张 珉)
Theavifaunadiversityandspace-timedistributioncharacteristicsofurbangreenspace
NIU Yandong1,2, LI Xiquan1,2, WU Tianle1,2
(1.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China; 2.Hunan Monitoring Management Station of Wildlife and Nature Reserves, Changsha 410004, China)
An investigation and analysis was carried out on the species and the number of avifauna in Hunan Academy of Forestry by fixed-point observation. The result showed that the 44 species of birds which belonged to 4 orders, 11 families were recorded. Among them, 25 species were resident birds, 9 species were summer migratory birds, 8 species were winter migratory birds and 2 were travelers. The bird diversity and community characteristics fluctuated with the season change. The number of individuals reached the peak in winter for the influence of the migrant, and fell to the minimum in summer.
avifauna; biodiversity; seasonal change; Hunan Academy of Forestry
2013-03-19
2013-05-03
湖南省科技厅科技计划项目(2012WK4010);国家林业公益性行业科研专项(201104065)。
牛艳东(1983-),男,河南省卫辉市人,助理研究员,主要从事野生动植物保护、自然保护区管理、湿地生态等方面的研究。
Q 958
A
1003-5710(2013)03-0058-05
10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 03. 014