徐 詩 王 成 韓 丹 孫寶強(qiáng),3 趙伊琳

1 中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所 國家林業(yè)和草原局林木培育重點實驗室 北京 100091

2 國家林業(yè)和草原局城市森林研究中心 北京 100091

3 天津財經(jīng)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院 天津 300222

隨著全球城市化進(jìn)程的加快, 城市中能夠為野生動物提供棲息的自然綠地日益減少, 城市生物多樣性受到嚴(yán)重破壞, 這引起了部分生態(tài)學(xué)家和城市自然保護(hù)者的關(guān)注[1-2]。 城市鳥類多樣性是城市生物多樣性的重要組成部分[3],一個地區(qū)的城市鳥類群落已經(jīng)成為評價該地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)[4]。 國外早在20 世紀(jì)30、 40 年代就開始了對城市鳥類的關(guān)注[5], 近年來在鳥類群落生態(tài)學(xué)的研究發(fā)展迅速, 并伴產(chǎn)生大量的新理論、 新方法。 我國城市鳥類群落生態(tài)學(xué)研究的起點較早, 但發(fā)展緩慢[6]。 近年來國內(nèi)對于鳥類棲息地的研究日益增多, 研究內(nèi)容主要涉及鳥類區(qū)系, 鳥類生理、 棲息地選擇, 繁殖和人為干擾等領(lǐng)域[7]。

北京地區(qū)鳥類資源豐富, 2016 年北京鳥類協(xié)會提供的《北京鳥類名錄2016》 顯示, 北京地區(qū)共有鳥類21 目74 科469 種。 自20 世紀(jì)60年代開始, 我國很多學(xué)者陸續(xù)對北京地區(qū)的鳥類群落展開了基礎(chǔ)調(diào)查研究。 鄭光美[8-9]對北京及其附近地區(qū)不同季節(jié)的鳥類進(jìn)行了長達(dá)9 年的調(diào)查, 記錄了北京地區(qū)140 種鳥類的群落構(gòu)成、 空間分布和動態(tài)變化; 趙欣如等[10]于1984—1986 年對北京的6 個典型公園進(jìn)行了鳥類調(diào)查, 記錄到134 種鳥類; 陳志強(qiáng)等[11]于2002—2008 年在圓明園遺址公園調(diào)查記錄到鳥類217 種; 滑榮等[12]于2012—2019 年在頤和園調(diào)查記錄到鳥類168 種。 目前, 研究者對城市鳥類的研究范圍多數(shù)集中在城市公園綠地和自然保護(hù)區(qū)內(nèi), 鮮有在居民社區(qū)中的研究。 然而,在城市區(qū)域范圍內(nèi), 各類社區(qū)已經(jīng)成為城市的構(gòu)成主體, 同時也是城市鳥類活動的重要區(qū)域,社區(qū)環(huán)境直接關(guān)系到整個城市生態(tài)系統(tǒng)的健康。因此, 提高城市生物多樣性需要加大對城市社區(qū)生物多樣性的重視。 本文以中國林業(yè)科學(xué)研究院社區(qū)為例, 對其鳥類群落結(jié)構(gòu)及其季節(jié)變化展開調(diào)查研究, 旨在為北京社區(qū)的建設(shè)及鳥類保護(hù)提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

中國林業(yè)科學(xué)研究院社區(qū)(以下簡稱林科院社區(qū)(CAFC) ) 位于北京西北郊, 北依大昭山, 南望玉泉山, 東南為頤和園, 其海拔58 m,占地總面積26.3 hm2, 其中綠地面積為10.3 hm2。該社區(qū)涵蓋了辦公、 教育、 科研、 居住等功能,人口集中且固定, 社區(qū)林木覆蓋率高達(dá)48%,綠地類型豐富多樣, 植物種類繁多, 是一個復(fù)合型的綜合社區(qū), 在北京非常具有典型性。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

根據(jù)林科院社區(qū)的空間形態(tài)、 土地利用及綠地分布狀況, 設(shè)置了可能完整涵蓋整個區(qū)域和綠地類型的調(diào)查路線, 全長約3.4km。 根據(jù)研究區(qū)內(nèi)不同的植被類型和植物生境特點, 將其劃分為28 個調(diào)查板塊(圖1), 每個板塊設(shè)置1 條局部樣線, 確保樣線覆蓋調(diào)查區(qū)域內(nèi)的全部生境類型。

圖1 林科院社區(qū)28 個板塊劃分圖

2.2 鳥類調(diào)查

鳥類調(diào)查采用樣線法, 于2018 年4 月—2019年3 月, 每兩周選擇晴朗無風(fēng)天氣調(diào)查1 次, 每季度6 次。 調(diào)查中使用雙筒望遠(yuǎn)鏡、 數(shù)碼相機(jī)和錄音筆, 記錄拍到的、 聽到的、 看到的鳥類基本情況, 包括觀測的時間、 地點和鳥類的數(shù)量、 種類、 棲息樹種、 活動狀態(tài)和生境概況等。

2.3 數(shù)據(jù)處理

本研究采用以下6 個指數(shù)描述林科院社區(qū)鳥類群落的基本特征。

1) 鳥類豐富度, 即采用Patrick 指數(shù)反映樣地中鳥類種數(shù)的多少。 計算公式為R＝S, 其中R表示鳥類豐富度,S表示單位樣方中的鳥類種數(shù)。

2) 鳥類相對多度, 即反映某個鳥類的個體數(shù)量在全部鳥類總數(shù)量的比例。 計算公式為Pi＝,其中Pi表示鳥類i 的相對多度,Ni表示第i種鳥的個體數(shù),N0表示樣地內(nèi)鳥類的總個體數(shù)。

3) 鳥類多樣性指數(shù),即采用Shannon-Wiener指數(shù)反映樣地群落中鳥類的多樣性程度。 計算公式為,其中H′表示鳥類多樣性,Pi表示第i 種鳥的個體數(shù)占總鳥類數(shù)量的比例。

4) 鳥類均勻度指數(shù), 即鳥類個體數(shù)在群落中分配的均勻程度。 采用Pielou 指數(shù), 其計算公式為。 其中J表示物種均勻度,S表示物種數(shù)量,Pi表示第i 種的個體數(shù)占總物種數(shù)量的比例。

5) 鳥類數(shù)量等級。 劃分方法參考了陳媛的頻率指數(shù)估計法[13], 將每種鳥遇見的百分率(R) 與平均每天遇見該種鳥數(shù)量(B) 的乘積(RB) 作為指數(shù)進(jìn)行數(shù)量等級劃分:

當(dāng)RB≥40 為優(yōu)勢, 5≤RB＜40 為常見種,RB＜5 為稀有種[13]。

6) 鳥類平均多度, 即反映樣地的鳥類數(shù)量在持續(xù)觀測時間內(nèi)的平均水平。 鳥類平均多度M＝每樣地n次調(diào)查總數(shù)量的平均數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 林科院社區(qū)全年鳥類群落構(gòu)成

3.1.1 群落組成

調(diào)查共記錄到鳥類31 種, 分屬于5 目17科, 其中雀形目鳥類種類最多, 共13 科25 種,占全部鳥類種數(shù)的80%, 而非雀形目鳥類4 科6種, 占總數(shù)的20% (表1), 這表明林科院社區(qū)鳥類的主要類群是以雀形目為主。

表1 林科院社區(qū)鳥類名錄

表1 (續(xù))

3.1.2 類型特征

從林科院社區(qū)鳥類區(qū)系組成看, 古北種共計17 種, 約占全部記錄種類的54%; 而廣布種和東洋種各為7 種, 均占記錄的23%。 從鳥類的居留型構(gòu)成看, 留鳥12 種、 旅鳥10 種、 夏候鳥4 種、 冬候鳥3 種, 留鳥和旅鳥占比較大。 從鳥類的生態(tài)類群看, 鳴禽27 種、 攀禽2 種、 陸禽1 種、 猛禽1 種, 鳴禽種數(shù)占比87%。 從鳥類的取食類型看, 蟲食性鳥類20 種、 雜食性鳥類7 種、 植食性鳥類3 種、 肉食性鳥類1 種, 蟲食性鳥類占比達(dá)64%。

3.1.3 優(yōu)勢種分析

頻率指數(shù)估計的結(jié)果表明,RB≥40(優(yōu)勢種)有2 種,分別是麻雀和灰喜鵲;5≤RB＜40(常見種)有2 種,分別是喜鵲和白頭鵯;RB ＜5(稀有種)有27 種,包括烏鶇、珠頸斑鳩等。 從表2 可以看出,在頻率指數(shù)數(shù)值排序上,麻雀RB 值遠(yuǎn)大于其他鳥類,是林科院社區(qū)鳥類的絕對優(yōu)勢種。

表2 林科院社區(qū)鳥類頻率指數(shù)

3.2 林科院社區(qū)不同季節(jié)的鳥類群落構(gòu)成

3.2.1 種類構(gòu)成

林科院社區(qū)全年鳥類群落在種類構(gòu)成上呈現(xiàn)出一定的季節(jié)性變化, 表現(xiàn)為秋季最多, 春季次之, 夏季最少。 其中春季調(diào)查到鳥類3 目14 科19 種(占比25.68%), 以留鳥為主, 還包括部分的旅鳥、 冬候鳥和夏候鳥; 夏季鳥類有4目14 科16 種(21.62%), 包括留鳥、 夏候鳥和部分 旅 鳥; 秋 季 鳥 類 4 目 14 科 21 種(28.38%), 以留鳥和旅鳥為主, 還觀察到部分候鳥; 冬季3 目11 科18 種, 包括留鳥、 冬候鳥和部分旅鳥(24.32%)。

3.2.2 數(shù)量差異

林科院社區(qū)不同季節(jié)的鳥類數(shù)量變化差異較大, 表現(xiàn)為冬季最多, 秋季次之, 夏季最少(圖2)。 一年之中, 冬季鳥類記錄數(shù)量最多, 這與麻雀、 灰喜鵲等北京比較典型的留鳥于冬季在社區(qū)內(nèi)的集群性活動有關(guān)。

圖2 林科院社區(qū)鳥類群落平均多度季節(jié)變化

3.3 不同月份鳥類多樣性變化

林科院社區(qū)全年鳥類群落的豐富度指數(shù)總體波動變化略大, 10 月份達(dá)到了峰值, 3 月份達(dá)到第2 個峰值, 其他月份呈波動狀態(tài)(圖3)。春秋兩季是一年中鳥類的遷徙高峰期, 北京地區(qū)作為鳥類遷徙路線(東亞-澳洲遷徙路線) 中的必經(jīng)驛站之一, 成為很多旅鳥遷徙中途落腳、休息的重要通道, 因此這時候記錄到的鳥類物種數(shù)量明顯增加, 10 月達(dá)到全年最大值。 這是因為社區(qū)內(nèi)存在一定比例的食源樹種, 10 月份大部分植物果實成熟, 鳥類擁有了更大的捕食空間, 因此吸引了更多種類的遷徙鳥來此駐足。

圖3 林科院社區(qū)鳥類群落豐富度指數(shù)的月變化

鳥類的平均多度變化相對最為顯著, 從3—8 月, 呈下降趨勢, 并于8 月達(dá)到最低點, 8—11 月呈急劇上升趨勢, 11 月達(dá)到峰值, 而后從11 月到次年3 月又開始緩慢下降(圖4)。 春末夏初, 社區(qū)中的鳥類進(jìn)入繁殖期, 觀察到的鳥類逐漸變少, 于8 月數(shù)量降到最低。 11 月鳥類記錄數(shù)量最多, 這可能與麻雀、 灰喜鵲等鳥類在冬季的集群性活動有關(guān), 這對社區(qū)內(nèi)鳥類總數(shù)量的影響較大。

圖4 林科院社區(qū)鳥類群落平均多度月變化

鳥類的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)變化趨勢相似, 一年中均出現(xiàn)了兩個峰值和兩個谷值,兩個谷值均在7 月和9 月, 多樣性指數(shù)最高值出現(xiàn)在10 月, 均勻度最高值出現(xiàn)在8 月, 其他月份變化平緩(圖5、 圖6)。 由于林科院社區(qū)中的優(yōu)勢種和常見種的數(shù)量要遠(yuǎn)大于其他少見種的數(shù)量, 并且其所包含的4 種鳥類均為留鳥,這就保證了社區(qū)內(nèi)全年鳥類群落結(jié)構(gòu)處于一個相當(dāng)穩(wěn)定的水平。 因此, 每當(dāng)?shù)搅舜呵秫B類遷徙季, 隨著社區(qū)內(nèi)候鳥和旅鳥的增多,H′值和J值升高, 到10 月和3 月達(dá)到兩個峰值, 當(dāng)遷徙期結(jié)束后,H′值和J值回落到原來的水平。 在5—9 月, 又出現(xiàn)了一次波動, 這可能是由于春末夏初, 鳥類進(jìn)入繁殖、 育雛階段, 一些鳥類主要圍繞巢穴活動, 總體觀測到的鳥類種類和數(shù)量都減少,H′值呈緩慢下降趨勢; 而后隨著大量優(yōu)勢種幼鳥數(shù)量的增加,H′值和J值持續(xù)下降(6—7 月), 然而, 由于優(yōu)勢種(主要是麻雀) 幼鳥離巢后的大量死亡[14],H′值和J值升高, 隨著存活下來的幼鳥不斷長大, 群落逐漸趨于穩(wěn)定,H′值和J值又回落到之前的水平。

圖5 林科院社區(qū)鳥類群落多樣性月變化

圖6 林科院社區(qū)鳥類群落均勻度月變化

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

本次在北京中國林科院社區(qū)的調(diào)查研究共記錄到鳥類5 目17 科31 種, 占北京地區(qū)記錄鳥類物種數(shù)量的6.61%, 其中, 留鳥和旅鳥占比較大。鳥類區(qū)系以古北界為主, 生態(tài)類群以鳴禽為主,取食方式以蟲食性為主。 全年鳥類優(yōu)勢種為麻雀和灰喜鵲, 常見種為喜鵲和白頭鵯, 其余27 種均為少見種。 全年鳥類群落在種類構(gòu)成上呈現(xiàn)出一定的季節(jié)性變化, 表現(xiàn)為秋季最多、 春季次之、夏季最少, 并于10 月達(dá)到峰值。 全年鳥類數(shù)量變化顯著, 表現(xiàn)為冬季最多、 秋季次之、 夏季最少,并于8 月達(dá)到最小值, 11 月達(dá)到最大值。

4.2 討論

中國林科院社區(qū)位于北京西北部, 是背靠山地森林和擁有較高林木覆蓋的一個綜合性社區(qū)[15]。 林科院社區(qū)鳥類調(diào)查結(jié)果與賈麗麗[16]在2013—2015 年對北京地壇公園記錄到的43 種和張晥清[17]在2013—2015 年對北京奧林匹克森林公園調(diào)查記錄到的66 種相比結(jié)果偏低, 這可能是因為公園的綠化條件一般優(yōu)于居民社區(qū), 并且公園內(nèi)有較大的水域面積, 可以為鳥類提供更為理想的棲息地環(huán)境。 從優(yōu)勢種來看, 林科院社區(qū)的全年優(yōu)勢種為麻雀和灰喜鵲, 與北京圓明園遺址公園記錄到的優(yōu)勢種一致[11], 北京頤和園[12]和北京奧森公園[17]的優(yōu)勢種中也包含這兩個物種, 表現(xiàn)出在優(yōu)勢種上的總體相似性。

林科院社區(qū)鳥類群落結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出很強(qiáng)的季節(jié)性, 引起這種變化的原因主要來自候鳥的季節(jié)性遷徙和留鳥的季節(jié)性繁殖。 物種數(shù)在春秋鳥類遷徙季出現(xiàn)兩個高峰, 這與北京玉淵潭公園[18]、 北京奧林匹克森林公園[17]的調(diào)查結(jié)果一致。 林科院社區(qū)夏季物種數(shù)低于冬季, 而奧林匹克森林公園[17]和圓明園遺址公園[11]夏季物種數(shù)均高于冬季, 這與園內(nèi)豐富的水生態(tài)環(huán)境有較大的關(guān)系, 夏季公園內(nèi)會記錄到更多種類的水鳥, 而社區(qū)內(nèi)水資源缺乏, 導(dǎo)致夏季記錄到的物種數(shù)量整體偏低。 鳥類數(shù)量受優(yōu)勢種集群性活動的影響比較大, 北京其他地區(qū)記錄到的鳥類數(shù)量大多為春秋遷徙季最多, 而在林科院社區(qū)記錄到的鳥類數(shù)量表現(xiàn)為冬季最多, 這可能是因為冬季社區(qū)內(nèi)有較多的掛果樹種, 這些掛果樹種為當(dāng)?shù)亓豇B提供了越冬生存所必需的食物, 從而保障了更多留鳥的生存。

研究鳥類群落結(jié)構(gòu)變化規(guī)律, 觀測鳥類季節(jié)動態(tài), 一方面可以客觀掌握社區(qū)生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)資源; 另一方面可以為建設(shè)和優(yōu)化現(xiàn)有的社區(qū)環(huán)境提供建議。 在社區(qū)綠地建設(shè)中, 為提高鳥類生物多樣性, 需要加大對鳥類生境的關(guān)注, 適當(dāng)增加水景觀(尤其是在夏季), 營造多種類型的鳥類微生境, 增加一定數(shù)量和不同類型的冬季掛果樹種。 考慮到食蟲性鳥類占比高達(dá)64%, 在綠地中應(yīng)盡量減少農(nóng)藥噴灑, 采用生物防治, 這也為社區(qū)植物的后期管護(hù)提供了新思路。