張嘯然 王 淼 王 卉 魯長虎

(南京林業(yè)大學(xué)南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，生物與環(huán)境學(xué)院，南京，210037)

城市森林是指在城市及其周邊范圍內(nèi)以喬木為主體，達(dá)到一定的規(guī)模和覆蓋度，能對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生重要影響，并具有明顯的生態(tài)和人文景觀等價(jià)值的各種生物和非生物的綜合體［1－2］。城市森林兼有城市棲息地與森林生境的特征，一方面改善城市環(huán)境，為城市居民提供一種近自然的景觀，滿足人們游覽休憩的需求;另一方面作為城市鳥類重要的棲息地，為鳥類提供較為充足的食物和適宜的繁殖地點(diǎn)，利于鳥類躲避天敵及不良天氣，保證其生存和繁殖［3］。城市化進(jìn)程加快對(duì)鳥類及其他野生動(dòng)植物產(chǎn)生深刻影響［4－6］，導(dǎo)致自然景觀轉(zhuǎn)向片段化的綠地景觀，這些綠地斑塊(殘留的森林片段)成為鳥類的“避難所”(refuge)［7］。鳥類作為城市生態(tài)系統(tǒng)健康的重要指標(biāo)類群［8－9］，其群落和數(shù)量特征與城市生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)。近年來，關(guān)于城市森林鳥類群落的研究發(fā)展迅速，城市森林鳥類組成豐富，深圳松子坑森林公園全年共記錄鳥類種數(shù)達(dá)74種［10］，城市森林鳥類物種多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)呈現(xiàn)季節(jié)性變化［11－12］，森林公園的人為干擾、生境穩(wěn)定性、食物可獲得性對(duì)繁殖期鳥類種類與數(shù)量有較大影響［13］。雖然城市森林鳥類群落的研究工作開展很多，但缺乏連續(xù)多年的監(jiān)測研究，而這對(duì)鳥類多樣性的客觀評(píng)價(jià)和城市森林的管理非常重要。自2014～2017年的5、6月鳥類繁殖季節(jié)，對(duì)南京市紫金山森林公園的鳥類組成及其多樣性進(jìn)行調(diào)查，以了解城市森林繁殖鳥類群落多樣性及年間變化情況。

1 研究地與研究方法

1.1 研究地概況

南京紫金山國家森林公園(E 118°48'24″～118°53'04″，N 32°01'57″～32°16'15″)地處南京城區(qū)東隅，東西長 7.11 km，南北寬 6.17 km，總面積3008.8 hm2，主峰頭陀嶺海拔448.9 m。該地區(qū)屬亞熱帶向暖溫帶過渡地帶，具有北亞熱帶氣候特征，年均氣溫15.7℃，年均降水量1106.5 mm，無霜期237 d。由于人為活動(dòng)，紫金山原生植被已不復(fù)存在，取代的為各種次生植被和栽培植被。紫金山地區(qū)的植被跟氣候一樣明顯地反映出植被類型的過渡性，有北方溫帶植被類型，也有南方亞熱帶植被類型，是典型地帶性植被類型的落葉、常綠闊葉混交林。常見針葉樹種有馬尾松(Pinus massoniana)、黑松(Pinus thunbergii)等，落葉闊葉樹種有麻櫟(Quercus acutissima)、栓皮櫟(Quercus variabilis)、楓香(Liquidamba formosana)等，常綠闊葉樹種主要有青岡(Quercus)、苦櫧(Castanopsis sclerophylla)、石楠(Photinia serratifolia)和冬青(Ilex chinensis)。另有竹林面積約30.7 hm2，種類以毛竹(Phyllostachys edulis)為主。隨著城市發(fā)展，紫金山逐漸從一個(gè)城郊景區(qū)變成城市中的國家森林公園。

1.2 樣線設(shè)置

根據(jù)地形、地貌及生境類型在紫金山森林公園布設(shè)3條樣線，采用樣線法對(duì)鳥類組成及數(shù)量進(jìn)行調(diào)查(圖1)。樣線Ⅰ在白馬公園－棧道－水庫布設(shè)，生境類型為闊葉林、水域，長度為2 km;樣線Ⅱ設(shè)在中山植物園區(qū)域，生境類型為針闊混交林、水域，長度為2 km;樣線Ⅲ設(shè)在靈谷寺區(qū)域，生境類型為針闊混交林，長度為3 km。

圖1 紫金山森林公園樣線分布Fig.1 Zijin Mountain National Forest Park and line transect distribution

1.3 鳥類調(diào)查

2014～2017年期間，5月沿樣線進(jìn)行第1次鳥類調(diào)查，6月進(jìn)行第2次調(diào)查。選擇晴朗無風(fēng)的天氣，調(diào)查時(shí)間集中在6:00～9:00鳥類活動(dòng)高峰期的早晨，盡可能保持每年的調(diào)查日期一致，如天氣不佳順延。調(diào)查中2～3人一組，行走速度為1.2～1.5 km/h，使用STENER雙筒望遠(yuǎn)鏡(10×26)和Nikon單筒望遠(yuǎn)鏡(60×70)，記錄樣線兩側(cè)50 m內(nèi)觀察到和聽到的鳥類種類和數(shù)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

(1)鳥類遇見率:E=Ni/H

式中，Ni為每次記錄的鳥類數(shù)量，H為調(diào)查時(shí)間(h)。

(2)鳥類密度:D=N/2LW

式中，D為鳥類密度，N為樣線內(nèi)記錄的鳥類數(shù)量，L為樣線長度，W為樣線單邊寬度。

(3)鳥類多樣性指數(shù)(H')采用 Shannon-Wiener指

式中，S為鳥種數(shù)，Pi為第i種鳥的個(gè)體數(shù)量占全部鳥種的個(gè)體數(shù)量的比例。

(4)均勻度指數(shù)(J)采用 Pielou 指數(shù)［15］:J=H'/

式中，H'同上，Hmax=lnS，S為鳥種數(shù)。

(5)優(yōu)勢度指數(shù)(C)采用Simpson指數(shù):C=1－

式中，Pi、S同上。

(6)相似性系數(shù):M=j/(a+b－j)

式中，M為群落組成相似度，j為兩群落共有物種數(shù)，a為群落 A的物種數(shù)，b為群落B的物種數(shù)。0.75＜M≤1.0時(shí)，群落組成成分極其相似;0.5＜M≤0.75時(shí)，群落組成成分中等相似;0.25＜M≤0.5時(shí)，群落組成成分中等不相似;0＜M≤0.25時(shí)，群落組成成分極不相似［16］。

采用SPSS 20.0對(duì)繁殖季節(jié)不同月份鳥類種數(shù)和密度的差異進(jìn)行單因素方差分析檢驗(yàn)，采用 Excel 2010進(jìn)行其他數(shù)據(jù)處理和作圖。鳥類分類和居留型的劃分依據(jù)《中國鳥類分類與分布名錄》第2版［17］。

2 結(jié)果與分析

2.1 鳥類群落物種組成

本次調(diào)查共記錄到鳥類73種，隸屬10目28科(表1)。從組成上看，雀形目(Passeriformes)鳥類48種，占總種數(shù)的66%，非雀形目鳥類25種，占總種數(shù)的34%;從居留型上看，留鳥44種(61%)、旅鳥8種(11%)、夏候鳥20種(28%)、逃逸鳥1種(沒有列入居留型計(jì)算)，留鳥是南京市紫金山森林公園繁殖季節(jié)鳥類群落的主要組成部分。黑耳鳶(Milvus migrans lineatus)、赤腹鷹(Accipiter soloensis)、紅角鸮(Otus sunia)和灰林鸮(Strix aluco)為國家Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物，紅嘴相思鳥(Leiothrix lutea)和黃腹山雀(Parus venustulus)為中國特有種。

表1 南京紫金山國家森林公園繁殖季節(jié)鳥類種類組成Tab.1 The bird composition in Zijin Mountain National Forest Park in Nanjing during the breeding period

續(xù)表1

續(xù)表1

2.2 鳥類組成與密度變化

紫金山森林公園5月與6月鳥類種數(shù)的年間變化總體平穩(wěn)(圖2)。5月鳥種數(shù)在26～45種間波動(dòng)，2014年鳥種數(shù)最少，2017年鳥種數(shù)最多;6月鳥種數(shù)的年間波動(dòng)與5月基本一致。對(duì)比紫金山同年5月、6月的鳥種數(shù)，除2017年5月鳥種數(shù)高于6月外，其余年份6月鳥種數(shù)要高于5月;單因素方差分析，5月與6月鳥類種數(shù)不存在顯著差異(F=0.117，P=0.744＞0.05)。

從紫金山5月與6月鳥類密度的動(dòng)態(tài)變化來看(圖2)，2014～2017年紫金山地區(qū)5月鳥類密度在(3.87±0.09)～(7.26±0.16)只/hm2波動(dòng)，2015年密度最低，2017年密度最高;紫金山地區(qū)6月鳥類密度在(3.1±0.07)～(5.24±0.12)只/hm2波動(dòng)，2014年密度最低，2017年密度最高。對(duì)比紫金山同年的5、6月鳥類密度，2016年6月的密度高于5月，其他年份5月的密度高于6月;單因素方差分析，5月與6月鳥類密度不存在顯著差異(F=1.199，P=0.315＞0.05)。

圖2 紫金山森林公園繁殖季節(jié)鳥類種數(shù)及密度變化Fig.2 Variations of birds orders species and density in Zijin Mountain during the breeding period

全部4 a鳥類群落月變化記錄，紫金山森林公園繁殖時(shí)期2個(gè)月共有物種為45種。5月記錄鳥種59種，夏候鳥(22%)，旅鳥(9%)，留鳥(69%)，只在5月有記錄的物種為14種，其中夏候鳥3種，旅鳥5種。6月記錄鳥種 59種，夏候鳥(28%)，旅鳥(5%)，留鳥(67%)，只在6月有記錄的物種為14種，其中夏候鳥6種，旅鳥3種。在繁殖季節(jié)的不同時(shí)期，鳥類物種組成差異不大。

2.3 繁殖季節(jié)鳥類群落多樣性年間變化

紫金山森林公園繁殖期鳥類多樣性結(jié)果表明(表2)，2014～2017年紫金山地區(qū)鳥類群落在多樣性、均勻度以及優(yōu)勢度指數(shù)上的年間變化并不明顯。4 a間，紫金山繁殖時(shí)期的鳥類多樣性指數(shù)在3.0510～3.3174變化，均勻度指數(shù)在0.8241～0.8524變化，優(yōu)勢度在0.9358～0.9510變化。紫金山繁殖時(shí)期鳥類多樣性表現(xiàn)出大小年的特征，但各指數(shù)波動(dòng)幅度不大，能夠較好地體現(xiàn)繁殖時(shí)期在紫金山的鳥類群落變化總體平穩(wěn)、年間小幅波動(dòng)的特征。

表2 紫金山森林公園繁殖季節(jié)鳥類群落多樣性年間變化Tab.2 Comparison of breeding bird diversity，dominance，uniformity index in different years in Zijin Mountain

對(duì)紫金山森林公園4 a的繁殖季節(jié)鳥類群落進(jìn)行相似性分析(表3)，2014～2017年相似性在0.5472～0.5902之間，其中2016年與2017年相似性系數(shù)最高，2014年與2016年相似性系數(shù)最低，2014年與2017年相似性系數(shù)為0.5517，共有種為32種。4 a均有記錄的鳥類有28種，年間的群落主成分中等相似，鳥類群落的組成保持相對(duì)穩(wěn)定。

表3 紫金山森林公園不同年份繁殖季節(jié)鳥類群落相似性分析Tab.3 Similarity analysis of breeding bird communities among different years

3 討論

3.1 繁殖季節(jié)鳥類物種組成特點(diǎn)

紫金山森林公園生境類型豐富，繁殖季節(jié)成為鳥類重要棲息地。繁殖季節(jié)鳥類群落多樣性指數(shù)為3.18，高于中部城市長沙多個(gè)城市森林繁殖季節(jié)鳥類多樣性指數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果;種數(shù)上看，要略高于該城市多個(gè)森林公園鳥種數(shù)的總和［13］。從鳥類生態(tài)類型上看，包括林鳥、水鳥以及猛禽等。紫金山地區(qū)植被群落穩(wěn)定性高，干擾率低，森林覆蓋率高于80%［18－19］，為林鳥及猛禽提供了適宜生境。森林公園內(nèi)有小型湖泊、溪流等濕地水域，為水鳥提供了棲息地，本次調(diào)查共記錄水鳥8種，其中鷺科(Ardeidae)鳥類3種，其余為小(Tachybaptus ruficollis)、黑水雞(Gallinula chloropus)、紅腳苦惡鳥(Amaurornis akool)、白胸苦惡鳥(Amaurornis phoenicurus)和普通翠鳥(Alcedo atthis)。在中山植物園中發(fā)現(xiàn)紅耳鵯(Pycnonotus jocosus)，對(duì)比分布圖譜及南京周邊籠養(yǎng)鳥，判定為逃逸鳥，種群已經(jīng)成功定居。許鵬［20］在2007年4月至2008年2月對(duì)紫金山森林公園鳥類群落的研究中，記錄繁殖季節(jié)鳥類共77種，對(duì)比本研究的鳥種組成，可以看出鳥類組成相似，且種數(shù)基本保持穩(wěn)定。

3.2 鳥類群落的動(dòng)態(tài)變化

紫金山繁殖季節(jié)不同月份群落組成并不完全一致，說明鳥類遷入、遷出時(shí)間各有差異。總結(jié)紫金山地區(qū)連續(xù)4 a的鳥類記錄，5月鳥類居留型構(gòu)成以留鳥為主，夏候鳥和旅鳥次之，夏候鳥和旅鳥主要為杜鵑科(Cuculidae)和鶯科(Sylviidae);6月鳥類居留型構(gòu)成與5月基本一致，但記錄顯示5月的旅鳥和部分夏候鳥陸續(xù)遷走，家燕(Hirundo rustica)、赤腹鷹(Accipiter soloensis)等夏候鳥遷入。通過多年繁殖季節(jié)不同時(shí)期的記錄對(duì)比，大體上6月的鳥類種數(shù)高于5月，而5月鳥類密度高于6月，鳥類鳥種數(shù)和密度的月份差異，是繁殖季節(jié)的不同時(shí)期鳥類群落動(dòng)態(tài)變化的過程。6月是繁殖季節(jié)的后期，幼鳥已基本離巢，鳥類密度的下降，反映了鳥類外擴(kuò)現(xiàn)象，表明紫金山發(fā)揮為南京城市留鳥及遷徙鳥類提供可靠繁殖場所的作用。不同年份，種數(shù)和密度的差異程度也不同，個(gè)別年份還會(huì)發(fā)生逆差，所以還無法認(rèn)為這是一種規(guī)律，需要更多的后續(xù)研究對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

3.3 人類活動(dòng)干擾與管理建議

隨著城市擴(kuò)展，紫金山已被城市建筑包圍，成為南京城市內(nèi)部的森林公園，面臨著多種人為干擾。(1)紫金山是名勝古跡薈萃之地，許多景點(diǎn)是頗受歡迎的旅游目的地，也是市民登山鍛煉的場所，日均人流量近萬次，節(jié)假日更高，而鳥類的繁殖季節(jié)正是旅游的旺季。繁殖季節(jié)鳥類對(duì)人為干擾更為敏感，人為干擾直接影響城市鳥類的巢位選擇［21］，會(huì)影響雄性在繁殖季鳴唱的時(shí)間選擇，進(jìn)而影響領(lǐng)域確定配偶的吸引配對(duì)的形成、產(chǎn)卵和傳遞信息等［22］，此外，還會(huì)影響親鳥的孵卵行為，無人照料的卵要承擔(dān)更多捕食風(fēng)險(xiǎn)或者暴露在極端致命溫度下的機(jī)會(huì)［23］。(2)歷史原因，闊葉林生境分布上百條登山“野道”，這些登山道多貫穿密林，不僅破壞了林下地被灌叢，同時(shí)大量的人類出入對(duì)于鳥類的棲息也產(chǎn)生不良影響。(3)紫金山森林公園多以公路與市區(qū)分隔，有多條線路每天通行的車次頻繁，森林邊緣主要受交通影響，有研究認(rèn)為公路會(huì)導(dǎo)致繁殖鳥類種群密度減小，且這種現(xiàn)象最主要由于噪音［24］。我們?cè)谡{(diào)查中發(fā)現(xiàn)，樣線I臨近公路，噪音干擾程度最高，記錄的鳥類種類和密度最少，樣線Ⅲ遠(yuǎn)離城市公路，噪音干擾程度最低，記錄的鳥類種類和密度最多，調(diào)查結(jié)果驗(yàn)證了這一觀點(diǎn)。建議在鳥類繁殖季節(jié)，控制紫金山各旅游景點(diǎn)的游客數(shù)量，周邊道路全面禁笛并增設(shè)噪音隔離帶;對(duì)山中的“野道”采取禁止通行，自然恢復(fù)的措施。

致謝:參加野外鳥類調(diào)查的有孫勇、張亞蘭、鐘稚昉、王健翮、許鵬、蘇昌祥、張燕、朱曉靜、戴思、楊再璽、張芳等研究生，在此一并致謝。

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