2. 宿迁市古黄河公园管理服务中心,江苏 宿迁 223800;
3. 江西省生态环境监测中心,江西 南昌 330037
2. Ancient Yellow River Park Management Service Center, Suqian, Jiangsu 223800, China;
3. Jiangxi Province Ecological Environmental Monitoring Center, Nanchang, Jiangxi 330037, China
作为重要的生态环境质量指示生物类群和生态系统组成的重要成分[1-3],鸟类在生态系统完整性维持方面扮演着重要角色。由于地理位置特殊或关注度比较高,自然保护区[4-10]、国家或省级公园[11-12]、风景区[13]、生态保护红线管控区[14]、优先保护区[15]以及重要的生态构造带[16-17]等,是近一段时间鸟类生物多样性研究开展的主要场所。
由于城市化进程的推进,造成鸟类等野生动植物的栖息地改变甚至消失。研究证实,鸟类生物多样性的提高可以增加居民的幸福感受度[18]。随着公民生态环境意识的增强,对城市生物多样性保护的关注度也有所提升,围绕城市鸟类生物多样性的研究也陆续开展[19-24]。城市公园,作为城市生态系统的重要组成部分,为不同类型野生动植物提供了较为完备的栖息环境,是城市化背景下生物多样性的守护屏障组成,在生物多样性保护中发挥着重要作用[25-28]。
江苏省位于华东地区,人口密集、城市化程度高,生物多样性保护和恢复压力较大。为初步了解江苏省城市公园鸟类空间的分布特征,本研究于2023年对江苏省95个区县共96个城市公园开展鸟类调查,并基于调查数据,分析江苏省城市公园鸟类多样性空间特征,以期为江苏省城市公园鸟类生物多样性保护提供数据支撑。
1 研究方法 1.1 调查方法根据《全国生态质量监督监测技术指南(试行)》,在江苏省95个区县范围内,选取96个城市公园,确保每个区(县)至少1个,开展3—7月繁殖期鸟类调查监测。根据公园大小,每个公园设置1~2条样线,每条样线1~3 km,每条样线共开展2次调查,每次调查时间间隔不少于20 d。调查时,调查人员以1.5~3.0 km/h的步行速度沿样线行进,采用目视、拍照、鸣声判断等方法记录样线两侧0~25,25~100和100 m以上3个距离范围内飞行鸟类的种类、数量(含成鸟、幼鸟),并同步记录其生境信息。监测时段选取鸟类活动最为活跃的时间开展,分别为05:00—09:00和16:00—20:00。
鸟类辨识参考《中国鸟类观察手册》和《中国鸟类野外手册》,鸟类分类与分布参考郑光美的《中国鸟类分类与分布名录(第四版)》[29],保护等级参考《国家重点保护野生动物名录》(2021年)。
1.2 数据处理对于仅有1条样线的公园,鸟类物种数取2次调查的并集,某种鸟类的数量取2次调查的最大值。
对于设有2条样线的公园,首先按照样线,取某条样线2次调查鸟类物种的并集作为该条样线鸟类物种数,取某种鸟类2次调查的数量最大值作为该条样线某种鸟类的数量;然后,取2条样线鸟类物种的并集作为该公园的鸟类物种数,取2条样线某种鸟类数量的加和作为某种鸟类在该公园的数量。
对于城市,取区域内所有公园鸟类物种的并集作为该城市鸟类物种数,取区域内所有公园某种鸟类数量的加和作为该城市某种鸟类的数量。
1.3 数据分析 1.3.1 优势种确定鸟类优势种的确定,采用Howes提出的方法[27-28],计算目标区域内某种鸟类数量占所有鸟类数量的比例(R),根据比例区间确定鸟类的优势度。鸟类优势度判定标准如下:R∈(10%,100%]为优势种;R∈[1%,10%]为常见种;R∈(0,1%)为稀有种。
1.3.2 鸟类群落相似性采用Jaccard相似性指数(I)表示不同城市公园或城市鸟类群落相似性[13, 30],计算公式如下:
$ I=\frac{c}{a+b-c} $ | (1) |
式中:c——参与比较的2个城市公园或城市共同的鸟类物种数;a和b分别为参与比较的城市公园或城市的鸟类物种数。
鸟类群落相似度判定标准如下:I∈[0,0.25)为极不相似;I∈[0.25,0.50)为中等不相似;I∈[0.50,0.75)为中等相似;I∈[0.70,1.00]为极相似。
1.3.3 生物多样性分析采用香农-维纳(Shannon-Wiener)多样性指数(H′)、Margalef丰富度指数(D)和皮耶罗(Pielou)均匀度指数(J)分析城市公园鸟类的生物多样性,计算公式如下:
$ H^{\prime}=-\sum\limits_{i=1}^S P_i \log _2 P_i $ | (2) |
式中:S——目标区域鸟类物种总数;Pi——第i种鸟类数量占目标区域内鸟类总数的比值。H′判定标准如下:H′=0为极贫乏,反映物种单一,多样性基本丧失;H′∈(0,1]为贫乏,反映物种丰富度低,个体分布不均匀;H′∈(1,2]为一般,反映物种丰富度较低,个体分布比较均匀;H′∈(2,3]为较丰富,反映物种丰富度较高,个体分布比较均匀;H′>3为丰富,反映物种丰富度高,个体分布均匀。
$ D=\frac{S-1}{\ln N} $ | (3) |
式中:S——目标区域鸟类物种总数;N——目标区域内鸟类数量。D的判定标准如下:D∈(0,1)为贫乏,反映物种单一,多样性基本丧失;D∈[1, 3]为一般,物种丰富度较低,个体分布比较均匀;D>3为丰富,反映物种种类丰富,个体分布均匀。
$ J=\frac{H^{\prime}}{\log _2 S} $ | (4) |
式中:S——目标区域鸟类物种总数。J的判定标准如下:J=0为很差;J∈(0,0.3]为较差;J∈(0.3,0.5]为中等;J∈(0.5,0.8]为良好;J∈(0.8,1.0]为优秀。
2 结果与讨论 2.1 鸟类群落组成 2.1.1 鸟类物种组成2023年,江苏省96个城市公园共调查记录到野生鸟类15目43科123种(剔除人工养殖的黑天鹅、疣鼻栖鸭和家鸽),约占江苏省鸟类物种数量的27.5%[31]。Liu等[32]统计认为,我国城市分布的鸟类有495种;但是田永莲等[20]统计认为,我国城市鸟类物种数量为763种,即江苏省城市公园鸟类物种数约为全国城市分布鸟类物种数的16.1%~24.8%。
江苏省城市公园鸟类目级阶元物种数排序见图 1。
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图 1 江苏省城市公园鸟类目级阶元物种数排序 |
由图 1可见,从目级阶元物种数量看,雀形目共监测记录到69种,占物种总数的56.1%,与广东省惠州市建成区湿地[17]、上海主城区绿地[22]、武汉城市森林[23]、福州城市绿地[24]、四川黑水河自然保护区[6]、内蒙古大青山国家级自然保护区[9]等调查结果一致,均以雀形目鸟类物种最多。这主要是因为,雀形目鸟类对栖息环境的适应性最强,在目级阶元中,其也是鸟纲中物种数最多的目;物种数排第2,3位的是鹈形目和鸻形目,物种数分别为10和9种,分别占物种总数的8.1%和7.3%。
雀形目科级阶元物种数排序见图 2。由图 2可见,在雀形目中,又以鹟科鸟类的物种数最多,共9种,占13.0%,与田永莲等[20]对我国城市鸟类的统计结果较为一致。其次是鹡鸰科、鸦科和燕雀科,物种数均为5种;椋鸟科、柳莺科鸟类的种类数均为4种,居第3位。
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图 2 雀形目科级阶元物种数排序 |
鸟类优势度计算结果显示,在全省范围内,白头鹎(Pycnonotus sinensis sinensis)为优势种,优势度为12.3%;常见种有灰喜鹊(Cyanopica cyanus)、麻雀(Passer montanus saturatus)、珠颈斑鸠(Spilopelia chinensis)、灰椋鸟(Spodiopsar cineraceus)、乌鸫(Turdus mandarinus)、白鹭(Egretta garzetta)、家燕(Hirundo rustica)、八哥(Acridotheres cristatellus)、夜鹭(Nycticorax nycticorax)、喜鹊(Pica serica)、山斑鸠(Streptopelia orientalis)、棕头鸦雀(Sinosuthora webbiana)、银喉长尾山雀(Aegithalos glaucogularis)、金腰燕(Cecropis daurica)、黑水鸡(Gallinula chloropus)、黑尾蜡嘴雀(Eophona migratoria)、丝光椋鸟(Spodiopsar sericeus)、棕背伯劳(Lanius schach)、小
江苏省各设区市城市公园鸟类优势种及优势度计算结果见表 1。由表 1可见,连云港市城市公园没有达到优势种的鸟类;白头鹎是除淮安市和泰州市以外的10个设区市的共有优势鸟类;南京市、常州市和泰州市的优势鸟类物种最为单一,均仅有1种;苏州市、盐城市和镇江市的优势鸟类物种相对较多,但是也均仅有3种。
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表 1 江苏省各设区市城市公园鸟类优势种及优势度 |
在96个城市公园调查记录的123种野生鸟类中,列入《国家重点保护野生动物名录》(2021年版)中的有13种,保护等级均为Ⅱ级,分别为林雕(Ictinaetus malaiensis)、凤头鹰(Accipiter trivirgatus)、雀鹰(Accipiter nisus)、赤腹鹰(Accipiter soloensis)、凤头蜂鹰(Pernis ptilorhynchus)、黑鸢(Milvus migrans)、燕隼(Falco subbuteo)、红隼(Falco tinnunculus)、日本鹰鸮(Ninox japonica)、纵纹腹小鸮(Athene noctua)、画眉(Garrulax canorus)、红嘴相思鸟(Leiothrix lutea)和水雉(Hydrophasianus chirurgus)。
2.2 鸟类空间分布 2.2.1 鸟类物种和数量空间分布江苏省城市公园鸟类物种数空间分布见图 3。由图 3可见,96个城市公园的鸟类物种数范围在9~45种,平均值为22种,公园间鸟类物种数变异系数为28.5%。从城市分布看,南京市、连云港市和泰州市城市公园鸟类平均物种数最多,均为26种,常州市城市公园鸟类平均物种数最少,为14种。连云港市城市公园间鸟类物种分布不均匀性最高,鸟类物种数变异系数达到35.4%;其次是苏州市,城市公园间鸟类物种数变异系数为32.1%;常州市城市公园鸟类物种空间分布最均匀,变异系数为12.9%。
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图 3 江苏省城市公园鸟类物种数空间分布 |
江苏省城市公园鸟类数量空间分布见图 4。由图 4可见,96个城市公园的鸟类数量范围在39~763只,平均值为164只,公园间鸟类数量变异系数为63.4%。从城市分布看,连云港市城市公园鸟类平均数量最多,为257只;常州市城市公园鸟类平均数量最少,为56只。连云港市受西双湖公园鸟类数量影响,城市公园间鸟类数量分布不均匀性最高,鸟类数量变异系数达到88.8%;其次是淮安市,受五岛湖公园鸟类数量影响,城市公园间鸟类数量变异系数为78.1%。常州市城市公园鸟类数量空间分布最均匀,变异系数为22.9%。
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图 4 江苏省城市公园鸟类数量空间分布 |
96个城市公园的鸟类群落相似度分布见图 5。由图 5可见,江苏省城市公园鸟类群落相似性跨度较大,尤其是南京市、连云港市、镇江市和泰州市,相似性等级均跨越2个水平,南京市为从中等不相似跨越到极相似,连云港市、镇江市和泰州市均为从极不相似跨越到中等相似。从各设区市城市公园鸟类群落相似性均值来看,南京市、常州市、南通市、淮安市、盐城市和宿迁市6个设区市的城市公园鸟类群落相似性整体处于中等相似等级,剩余7个设区市的城市公园鸟类群落相似性整体处于中等不相似等级。
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图 5 江苏省城市公园鸟类群落相似度分布 |
利用96个城市公园鸟类数据计算13个设区市之间的鸟类群落相似度,结果见表 2。由表 2可见,南京市、无锡市城市公园鸟类群落相对比较独立,与其他城市的相似度均较低,以中等不相似为主,具体原因还有待进一步通过补充调查数据进行深入分析。城市公园鸟类群落在全省初步呈现“两纵两横”的相似带。在南北纵向上,一条是沿京杭大运河的徐州—宿迁—淮安—扬州—镇江—常州相似带,一条是沿海洋、大型湖荡的连云港—盐城—南通、泰州—苏州相似带。在东西横向上,一条是沿鲁中丘陵余脉的徐州—连云港相似带,一条是沿淮河、苏北灌溉总渠的淮安—盐城相似带。
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表 2 基于城市公园鸟类数据计算的江苏省各设区市鸟类群落相似度 |
需要指出的是,影响鸟类群落组成的因素有很多,比如地质地貌、水文环境、生境特征等。以南京市城市公园鸟类群落为代表,调查公园及周边500 m范围内的土地利用类型,深入分析鸟类群落相似性发现,鸟类群落相似度高的城市公园在土地利用类型上大致相同,说明较为相似的土地利用类型吸引了具有相似生活习性的鸟类。比如江宁区东山公园和浦口区凤凰山公园的鸟类群落相似度最高,以林鸟为主,且主要为白头鹎、山斑鸠、乌鸫等适应城市化趋势的鸟类。秦淮区七桥瓮湿地公园和江宁区东山公园在生境类型、人为影响等方面的差异最大,因此鸟类群落的相似度最低。
2.3 鸟类多样性分析96个城市公园Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数以及Pielou均匀度指数计算结果分别见图 6,7和8。
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图 6 江苏省城市公园鸟类Shannon-Wiener多样性指数分布 |
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图 7 江苏省城市公园鸟类Margalef丰富度指数分布 |
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图 8 江苏省城市公园鸟类Pielou均匀度指数分布 |
由图 6可见,96个城市公园的鸟类H′范围在2.47~4.94,处于较丰富—丰富级别,平均值最高的为连云港市(4.07),平均值最低的为常州市(3.39)。由图 7可见,96个城市公园的鸟类D范围在1.35~4.60,处于一般—丰富级别,平均值最高的为泰州市(3.31),平均值最低的为常州市(2.28)。由图 8可见,96个城市公园鸟类J范围在0.63~0.94,处于良好—优秀等级,各城市公园鸟类分布较为均匀,J均值最高的为常州市(0.89),最低的为扬州市(0.78)。
计算结果还显示,各样地间鸟类H′、D以及J的变异系数分别为11.2%,22.5%和7.1%。由于Shannon-Wiener多样性指数是从生物群落的丰富度和均匀性2个方面度量群落生物多样性的方法;而Margalef丰富度指数更侧重于物种的丰富度。可见,2023年96个城市公园鸟类物种丰富度方面的差异显著高于物种均匀性方面的差异。
3 结语基于2023年江苏省95个区县共96个城市公园的鸟类调查数据,分析了江苏省城市公园鸟类多样性,共调查记录到野生鸟类15目43科123种,其中的13种为国家Ⅱ级保护野生鸟类;雀形目鸟类物种数最多,共监测记录到69种;雀形目中,又以鹟科鸟类的物种数最多,为9种;在全省范围内,白头鹎为优势种,优势度为12.3%。
南京市、连云港市和泰州市城市公园鸟类平均物种数最多,连云港市城市公园鸟类平均数量最多,常州市城市公园鸟类平均物种数和平均数量均最少。江苏省城市公园鸟类群落相似性跨度较大。南京市、常州市、南通市、淮安市、盐城市和宿迁市6个设区市的城市公园鸟类群落相似性整体处于中等相似等级,剩余7个设区市的城市公园鸟类群落相似性整体处于中等不相似等级。城市公园鸟类群落在全省初步呈现“两纵两横”的相似带分布。
连云港市城市公园的鸟类H′平均值最高(4.07),常州市平均值最低(3.39)。泰州市城市公园鸟类D平均值最高(3.31),常州市的平均值最低(2.28)。常州市城市公园J平均值最高(0.89),扬州市的平均值最低(0.78)。城市公园鸟类物种丰富度方面的差异显著高于物种均匀性方面的差异。
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