環(huán)境因子對凱里市區(qū)公園夏季鳥類群落結(jié)構(gòu)的影響1)

羅祖奎

(貴州省原生態(tài)民族文化研究中心，凱里，556011)

李性苑 張文華 楊美圓 羅開源

(凱里學(xué)院)

全球城市化發(fā)展導(dǎo)致城市自然環(huán)境休閑場所日趨減少，城市公園逐漸成為城市居民體驗大自然的途徑之一［1］。建立城市公園旨在使人們受益于教育、休閑娛樂，或是保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)供后代人享用［2］。城市生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性的增加能提高城市居民的富足感指數(shù)(psychological well-being index)，但其物種的喪失會增加城市居民與自然界的情感隔離和心理隔離［3-5］。然而，城市化一般會減少本土的物種多樣性［6］，而城市公園對物種保護(hù)的成功之處在于它維護(hù)了生境和本土物種［2］。本土物種的保護(hù)成為公園功能的重要評價指標(biāo)之一［7］。鳥類既是公園生物多樣性的一項重要參考指標(biāo)［8］，也是多個國家和地區(qū)評價城市環(huán)境好壞的指標(biāo)之一［9］。城市公園鳥類組成和多樣性的持續(xù)監(jiān)測對了解城市生態(tài)系統(tǒng)狀況及其變化趨勢具有重要意義［10］。2008年，城市居民占全球總?cè)丝诘?0%［11］，預(yù)計到2050年將上升為70%［6］，城市公園生態(tài)功能建設(shè)對提高城市居民生活質(zhì)量日趨重要。早在一個世紀(jì)前，城市化進(jìn)程對生物多樣性的影響就受到了鳥類生態(tài)學(xué)家的關(guān)注［12］，但直到近些年，城市鳥類研究才得到迅速發(fā)展［13］。國內(nèi)外城市公園鳥類的研究主要涉及到鳥類的多樣性［14-15］、群落結(jié)構(gòu)［16］、季節(jié)變化［9］、棲息地片段化效應(yīng)［17］、鳥類與人類的富足感［6］以及生境對鳥類群落的影響［18-20］等多個方面。對于凱里市區(qū)公園鳥類方面的研究目前還未見報道。

貴州省凱里市是一個以電子、輕紡、建材為主的新興工業(yè)城市，也是黔東南州鳥類愛好者最多、最集中的地方［21］。凱里市城市化步伐雖然滯后于全球城市化，但近幾年其城市化發(fā)展速度也甚為明顯。目前凱里市區(qū)共有5個公園(圖1)，是市民重要的娛樂休閑場所，春、夏季是人們對公園利用最頻繁的季節(jié)。養(yǎng)鳥、斗鳥、賞鳥是凱里市區(qū)公園的一大文化特色，公園在提高凱里市區(qū)居民生活質(zhì)量上起著重要的作用。而且，凱里市的蘋果山、金泉湖等公園正處于建設(shè)中或建設(shè)規(guī)劃中，城市鳥類群落參數(shù)成為城市規(guī)劃和設(shè)計的重要依據(jù)［16］，而城市鳥類群落組成受到城市環(huán)境因子、景觀結(jié)構(gòu)和布局的影響［22］。為此，筆者分析了凱里市區(qū)公園夏季鳥類群落特征，以掌握鳥類群落特征與環(huán)境因子的關(guān)系，為公園建設(shè)規(guī)劃提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

凱里市(E 107°40'58″～ 108°12'09″，N 26°24'13″～26°48'11″)位于貴州省東部(圖 1)，黔東南苗族侗族自治州西部，地處云貴高原東側(cè)的梯級狀大斜坡地帶，西北部、西南部和東南部較高，中部和東北部較低，最高處海拔1447 m，最低處海拔529 m，屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年均氣溫16.1℃，最高氣溫37℃，最低氣溫-7℃，年均日照1289 h，年均降水量1243 mm，無霜期282 d。凱里市區(qū)公園內(nèi)喬木種類主要為馬尾松(Pinus massoniana)、刺柏(Juniperus formosana)、女貞(Ligustrum lucidum)、香樟(Cinnamomum camphora)、 楓 楊 (Pterocarya stenoptera)、響葉楊(Populus adenopoda)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、法國梧桐(Platanus hispanica)、山茶(Camellia japonica)等。

圖1 凱里市區(qū)公園地理位置

2 研究方法

2.1 環(huán)境因子調(diào)查

參考相關(guān)文獻(xiàn)［2，6，19，23］，研究中共選擇 14 個環(huán)境因子，其界定及獲取方式見表1。

2.2 鳥類調(diào)查

2011年6—8月，對凱里市區(qū)的每個公園每月進(jìn)行1次調(diào)查，5個公園共進(jìn)行15次調(diào)查。為記錄到公園內(nèi)所有的鳥類，每次調(diào)查3～4人，用雙筒望遠(yuǎn)鏡(型號:Kowa 8×BD42)以1～1.5 km/h的速度走“Z型”路線搜索每個公園［19］，統(tǒng)計鳥類的同時由1人專門記錄游客人數(shù)。飛行超過喬木冠層的鳥類、籠養(yǎng)逃逸的鳥類和家鴿均不計數(shù)。只聽到叫聲的鳥類以及停留在電線上的家燕(Hirundo rustica)和金腰燕(Hirundo daurica)計數(shù)。

2.3 數(shù)據(jù)處理

鳥類數(shù)量占總數(shù)量的10%以上的定為優(yōu)勢種。

選定鳥類種類、數(shù)量、密度(只/hm2)和多樣性指數(shù)(H'，Shannon-Weiner Index)共4個特征數(shù)描述鳥類群落結(jié)構(gòu)。多樣性指數(shù)計算公式為［24］:

式中:S為總的物種數(shù);Pi為第i物種個體數(shù)與所有物種個體總數(shù)的比值。

One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test的結(jié)果表明，環(huán)境因子有3組數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布(P＜0.05)，對其進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(表2)，使鳥類群落結(jié)構(gòu)的4組特征數(shù)和環(huán)境因子的14組數(shù)據(jù)均滿足正態(tài)分布的要求(P=0.055～0.990)。采用 Pearson相關(guān)分析(Pearson correlation)檢驗鳥類群落結(jié)構(gòu)的4組特征數(shù)分別與14個環(huán)境因子的相關(guān)性。

用方差分析(One-way ANOVA)分別比較不同月份鳥類種類和不同月份鳥類數(shù)量差異時，數(shù)據(jù)均滿足方差齊性的要求(種類:P=0.256，數(shù)量:P=0.472，Test of Homogeneity of Variances)。 數(shù)據(jù)分析、作圖在Spss 16.0和Excel 2003上運行。

表1 環(huán)境因子的界定及其獲取方式

3 結(jié)果與分析

3.1 環(huán)境因子的特征

公園的14個環(huán)境因子中的公園面積、公園周長、水域面積、草本蓋度、游客量等因子在5個公園之間有較大差異(表2)。

3.2 鳥類組成

共記錄到鳥類4目18科31種，其中，雀形目鳥類28種，占總種數(shù)的90.32%;鶇科為最大的科，共6種。優(yōu)勢種為麻雀、白頭鵯和大山雀，分別占總數(shù)量的22.91%、15.69%和14.54%。共記錄到離巢幼鳥16種，占總種數(shù)的51.61%(表3)。

表2 凱里市區(qū)公園環(huán)境因子特征

表3 凱里市區(qū)公園夏季鳥類名錄

表3 (續(xù))

3.3 鳥類群落結(jié)構(gòu)特征

金泉湖的鳥類種類、數(shù)量、密度均最高;鳥山的鳥類種類、數(shù)量均最低;羅漢山的鳥類密度最低，但多樣性指數(shù)最高(表4)。

表4 凱里市區(qū)公園夏季鳥類群落特征

不同月份之間鳥類種類和數(shù)量均無顯著差異(種類:df1=2，df2=12，F(xiàn)=0.250，P=0.783;數(shù)量:df1=2，df2=12，F(xiàn)=0.124，P=0.884)見表5。

表5 凱里市區(qū)公園夏季鳥類豐富度

3.4 環(huán)境因子對鳥類群落結(jié)構(gòu)的影響

鳥類群落的4個特征指數(shù)分別與10個環(huán)境因子有較強的相關(guān)性，即:鳥類種類分別與海拔高度、公園的周長、水域面積和草本蓋度極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，與公園面積顯著正相關(guān)(P＜0.05)，與喬木蓋度顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05);鳥類數(shù)量與海拔高度、公園的周長、水域面積和草本蓋度極顯著正相關(guān)，與公園面積顯著正相關(guān)，與喬木蓋度極顯著負(fù)相關(guān);鳥類密度與硬質(zhì)地面、灌木蓋度、游客量極顯著正相關(guān)，與公園面積極顯著負(fù)相關(guān)，與海拔高度和喬木蓋度顯著負(fù)相關(guān);多樣性指數(shù)與海拔高度和灌木高度顯著正相關(guān)。位置狀況、喬木胸圍、喬木高度和喬木種類與鳥類群落的4個特征指數(shù)相關(guān)性弱(表6)。

表6 鳥類群落結(jié)構(gòu)指數(shù)與環(huán)境因子的相關(guān)性

4 討論

4.1 環(huán)境因子與鳥類群落的關(guān)系

凱里市區(qū)的5個公園除了金泉湖公園水域面積較大，占總面積的44.45%外，其他4個公園水域面積均不到總面積的0.31%，甚至為0。不同于凱里市區(qū)的公園，其他城市的公園很多有較大面積的水域，如:北京［8，10，12，16］、上海［19］、廣州［15］、深圳［26］等地的一些公園，這些公園均能記錄到水鳥，而凱里市區(qū)公園沒有記錄到水鳥。凱里市區(qū)公園的水域面積不足，可能是導(dǎo)致鳥類的種類均少于上述其他城市公園的主要原因。有研究表明，公園內(nèi)的林地如果有積水，即使小面積的積水，也成為公園中生物量最高、生物多樣性最豐富的區(qū)域［26］。金泉湖公園的面積在5個公園中居中，但水域面積最大，支持了最多種類和最大數(shù)量的鳥類(表4;表5)。公園一旦建立，其物種豐富度除了受到公園內(nèi)環(huán)境特征的影響外，更多的可能受公園周邊大的區(qū)域環(huán)境特征的影響［2，27］。凱里市區(qū)不但公園內(nèi)沒有大的水面(金泉湖公園除外)，而且離公園最近的唯一較大的水域——清水江(圖1)的寬度也僅為100 m左右。缺少大的水域不但是導(dǎo)致凱里市區(qū)公園鳥類豐富度低的主要因素，而且也可能成為該區(qū)域鳥類豐富度的主要限制因子。

棲息地植被的豐富度、人類活動和景觀異質(zhì)性是影響城市鳥類群落結(jié)構(gòu)的重要因素［15，22］，生態(tài)環(huán)境的多樣性能緩解鳥類之間由于棲息地和活動空間的競爭，有利于提高城市林地內(nèi)鳥類的多樣性［28］。與單一生境相比，復(fù)雜生境城市公園的鳥類要豐富得多［9］。海拔高度、面積、周長和水域面積4個因子與鳥類種類和數(shù)量均呈正相關(guān)(表6)，即:凱里市區(qū)的公園4個因子較大的，有利于公園生境多樣性的增加。凱里市區(qū)公園植被多樣性低是影響其鳥類豐富度的因素之一，除了金泉湖公園，其他4個公園的植被基本為喬木，其覆蓋率在82% ～98%之間，而且喬木種類少(表2)，喬木景觀單一。比如:羅漢山記錄到7種喬木，但實際上基本為馬尾松和山茶2種喬木組成的人工次生林地，其他5種喬木只是零星地記錄到幾棵。喬木的覆蓋率過高以及喬木種類過于單一導(dǎo)致植被多樣性較低，喬木蓋度與鳥類的種類、數(shù)量和密度均呈負(fù)相關(guān)(表6)。凱里市區(qū)公園的灌木蓋度和草本蓋度均較低，但適當(dāng)面積的灌木和草本有利于增加鳥類的豐富度。有研究表明:灌草叢影響城市公園鳥類豐富度［19］，清理雜草及灌木會導(dǎo)致鹀科鳥類和棕頭鴉雀等鳥類數(shù)量減少［10］。

凱里市的建筑和街道基本呈輻射狀分布在山坳之間。公園在城市生境中形成的“島嶼”與自然生境相距較近或接壤，公園中的鳥類比較容易穿過硬質(zhì)地面的阻隔，快速與自然生境的鳥類交流。這種特殊的生境可能是硬質(zhì)地面、位置狀況和游客量并沒有顯著影響鳥類種類和數(shù)量的原因之一(表6)，該結(jié)論與硬質(zhì)地面、位置狀況［19］和游客量［9］影響鳥類的豐富度有所不同。相反，該區(qū)域的硬質(zhì)地面和游客量使鳥類密度增加，遛鳥愛好者鳥籠中撒落的鳥食和游客們拋棄的食物碎屑能引來麻雀和白頭鵯等伴人生活的鳥類。

綜上所述:凱里市區(qū)公園在建設(shè)中應(yīng)該注意增加公園內(nèi)的水域面積、灌木和草本蓋度，適量減少喬木面積。

4.2 公園是鳥類良好的潛在繁殖場所

適應(yīng)城市生活的鳥類種類不多［29］，加上公園內(nèi)通常人為干擾較大，真正在公園中繁殖和居留的種類很少［8，10，12］。凱里市區(qū)的公園記錄到多種鳥類的離巢幼鳥(表3)，特別是7月份在鳥山以及8月份在大閣山均發(fā)現(xiàn)暗綠繡眼鳥喂養(yǎng)大杜鵑的離巢幼鳥現(xiàn)象，但是在公園內(nèi)很少發(fā)現(xiàn)鳥巢，說明凱里市區(qū)的公園是成鳥哺育幼鳥的良好場所，而不是理想的繁殖場所。如果在公園中建立隔離區(qū)，為鳥類創(chuàng)造安靜的環(huán)境，比如:水體環(huán)繞的島嶼用以阻隔游客，公園有可能成為鳥類良好的繁殖場所。因而，設(shè)計和管理良好的公園，使其為更多的鳥類提供繁殖場所，值得進(jìn)一步研究。

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