吴慧琳,杨正聪,蒋 鋆,夏丰雨,张淑霞
(大理大学东喜玛拉雅研究院,云南大理 671003)
大理大学古城校区校园鸟类群落多样性研究
吴慧琳,杨正聪,蒋 鋆,夏丰雨,张淑霞*
(大理大学东喜玛拉雅研究院,云南大理 671003)
2014至2016年间,采用样线法对大理大学古城校区校园鸟类开展了29次系统调查,以了解校园鸟类物种组成、群落结构和鸟类多样性的时空分布。结果共记录校园鸟类56种,隶属7目21科,包括国家Ⅱ级重点保护野生动物1种,即普通鵟Buteo buteo;Pearson相关性分析结果显示鸟类物种丰富度与乔木盖度呈显著正相关关系(r=0.51,P<0.01),与建筑物盖度呈显著负相关关系(r=-0.57,P<0.01);在季节变化上,冬季鸟类多样性(H'=2.44)、均匀性(J=0.75)明显高于其他3季。建议学校尽量提高乔木盖度,加强校园鸟类的保护与宣传。
城市;鸟类;多样性;生境;季节
全球城市化进程正在快速进行,城市人口的增加将使更多的野生动物栖息地转化为城市用地〔1〕。城市环境正在得到越来越多生态学家的关注。尽管存在人类强烈和永久的影响,城市中仍然蕴藏有一定的生物多样性〔2〕。城市生物多样性代表的自然环境质量是城市居民生活片区质量的重要评价标准〔3〕。因此,识别关键的栖息地特征来保护和维持城市中的生物多样性尤其重要,对于城市规划和管理者进行城市管理亦具有参考意义〔4〕。
由于鸟类易于观察且对栖息地结构有很好的响应,鸟类通常被选做城市栖息地质量的指示生物〔5〕。目前就城市化如何影响鸟类的多样性,有如下的研究发现:1)鸟类群落物种多样性随着城市中建筑物的增加而减少〔6-7〕;2)由杂食性和广泛分布性等少数伴人种类形成单一优势物种,鸟类群落多度随着城市中建筑物的增加而增加〔6-7〕。3)植被覆盖的增加,尤其是乔木和灌木,对鸟类群落物种丰富度有正面影响〔8-9〕。已开展的城市鸟类研究多在欧美发达国家的大城市,在偏远郊区城市开展的相关研究较少,在东南亚发展中国家更是缺少系统的调查研究〔10〕。
伴随近年我国高校扩招,大面积的高校新校园出现于城市郊区,我国研究人员对校园鸟类开展了大量调查研究〔11-26〕。这些研究以鸟类资源描述性调查为主,也有群落组成、不同生境类型的鸟类分布及不同季节鸟类多样性变化等方面的研究〔13,17,19-20〕。在校园鸟类的空间分布上,定性描述了绿化园林区鸟类具有最大的多样性,而建筑区的多样性最小〔13-17〕;校园鸟类季节性变化规律与校园所处地理位置、学校鸟类居留型组成有关〔17-18〕,具有地方特异性。
大理大学古城校区毗邻苍山洱海国家级自然保护区,校区面积大,且校园绿化较好,其鸟类资源未被系统调查过。本研究将通过对大理大学古城校区校园鸟一个完整周年的系统调查,以弄清校园鸟类群落结构组成、鸟类多样性的四季变化规律,对该校校园鸟类首次开展多样性与栖息地因素的定量研究。研究结果将为目前研究较少的郊区城市野生动物研究积累资料,为提升大理大学古城校区绿地生态系统服务功能提供建设性建议。
1.1研究地概况大理大学是一所省属本科高等院校。校园占地面积153 hm2,有古城和下关两个校区。古城校区位于大理古城世界地质公园苍山脚下,面积约120 hm2,校园栽培植物物种丰富,植被覆盖面积大,生境类型多样,有次生林、人工林、草地、灌丛、人工湿地等,为鸟类提供了适宜的生存环境。经过Google Earth上测量,古城校区海拔2 140~2 290 m,地跨东经100°08′54.58′′~100°09′33.89′′,北纬25°40′02.83′′~25°40′50.57′′之间。校区属中亚热带高原季风气候,年平均气温15℃,1月平均气温8.5℃,极端最低气温-4.2℃,7月平均气温20.1℃,极端最高气温34℃。多年平均日照时数2 472 h,无霜期305 d,年均降水量1 056.6 m,最大年降水量1 456.5 mm,最小年降水量650.2 mm,5~10月份雨季降水量占全年的85%~96%〔27〕。
1.2样线设置及观察记录方法使用样线法进行调查,在古城校区设置3条调查样线,见图1。样线1长2.7 km,样线2长3.2 km,样线3长1.5 km,样线总长度7.4 km。调查范围涵盖校园各种生境的26个片区,设置的样线贯穿了所有片区。见表1、图2。通过3周的预调查,掌握观鸟的基本技能,初步了解校园里鸟类及生境分布状况。正式调查时,以1.5 km∕h速度徒步进行,用10×42双筒望远镜(Olympus EXWP I,产地日本)对样线两侧50 m区域内的鸟类进行观察,记录其种类、数量、生境、观察时间等,与行进同方向飞行的鸟类将不予重复记录。使用《中国鸟类野外手册》〔28〕《野外观鸟手册》〔29〕等鉴定观察到的种类。
图1 校园鸟类调查样线图
图2 校园鸟类调查片区的划分
表1 调查片区代码
1.3调查季节和时间于2014年12月至2016年1月实施调查,根据温度等气候特征将季节划分为:3~5月份为春季,6~8月份为夏季,9~11月份为秋季,12~2月份为冬季。4个季节,共有29次观察记录,其中春季6次、夏季8次、秋季7次、冬季8次。在晴朗日的上午7:30~11:30或傍晚16:30~18:30鸟类较活跃的时间段进行调查。
1.4生境因素划分在每个调查片区内,根据景观布局的不同,将栖息地因素分为以下6种:1)建筑物;2)树林:针叶林、人工林、行道树、竹林等;3)灌丛:茶树、亮毛杜鹃、红叶石楠等灌木丛;4)草坪:人工草地、天然草地;5)裸地:道路、水泥空地、塑胶跑道;6)人工湿地区:人工景观湖、塘。在Google Earth影像图上,勾出每个调查片区内上述各种栖息地的边界,计算相应面积,结合调查片区的总面积计算出各种栖息地在每个调查片区的覆盖率。
1.5数据分析方法
1.5.1 鸟类居留情况和区系分析 依照《云南鸟类志》〔30〕的相关记录进行。
1.5.2 鸟类多样性与栖息地因素的相关分析 在SPSS 13.0中完成鸟类物种丰富度和多度的描述性统计,使用Kolmogorov-Smirnov test检验鸟类和栖息地因素数据的分布是否符合正态分布,对符合正态分布的变量采用Pearson相关性分析。
1.5.3 多样性指数分析用以下方法进行
2.1物种与群落组成本次调查共记录鸟类56种,隶属7目21科。其中雀形目49种,占校园鸟类种数的87.5%;国家Ⅱ级重点保护野生动物1种,普通鵟Buteo buteo。物种优势度分析显示优势种有4种,分别为黄臀鹎Pycnonotus xanthorrhous、白喉红臀鹎Pycnonotus aurigaster、白鹡鸰Motacilla alba、黑头金翅雀Carduelis ambigua;常见种有11种,分别为戴胜Upupa epops、棕背伯劳Lanius schach、蓝额红尾鸲Phoenicurus frontalis、小鵐Emderiza pusilla等;较少种有21种,分别为珠颈斑鸠Streptopelia chinensis、白领凤鹛Yuhina diademata、鹊鸲Copsychus saularis、黑头奇鹛Heterophasia melanoleuca等;稀有种有20种,分别为普通翠鸟Alcedo atthis、普通鵟Buteo buteo、星头啄木鸟Picoides canicapillus、灰鹡鸰Motacilla cinerea、灰卷尾Dicrurus leucophaeus、红嘴蓝鹊Urocissa erythrorhyncha等。在4种优势种中,黄臀鹎Pycnonotus xanthorrhous为主要优势物种,占比26.73%,为校园中最容易遇见的鸟种。见表2。
表2 2014年至2016年大理大学古城校区校园鸟类名录
续表2
续表2
2.2居留情况根据记录的各种鸟类在大理的季节居留及迁徙活动的情况,将其分为留鸟、夏候鸟(繁殖鸟)、旅鸟、冬候鸟等季节性生态类型。见表2。所记录的留鸟种类最多,有44种,占78.57%;候鸟10种,占17.86%,其中夏候鸟4种,冬候鸟6种;旅鸟2种,占3.57%。
2.3区系组成按各种鸟类的主要繁殖区划分其区系从属,可以分为古北种、东洋种和广布种3种地理区域型。本次记录的校园鸟类区系组成上以东洋种为主,有36种,占64.29%;广布种有13种,占23.21%;古北种有7种,占12.50%。
2.4鸟类群落的空间分布在建筑覆盖率高、人为干扰比较严重的主教学区第三教学楼(SJ)、第二教学楼(EJ)、第一教学楼(YJ)等片区只有少数鸟类活动;相反,在靠近苍山的片区,例如未被开发的茶苑树林(CL),植被覆盖率高的教师公寓(JS)鸟类数量及种类比较丰富。见图3。
每个片区所记录的鸟类物种丰富度、多度与每个片区的栖息地因素数据通过Kolmogorov-Smirnov test检验,发现各变量数据均符合正态分布。将每个片区的鸟类物种丰富度、多度与乔木盖度、灌木盖度、草本盖度、建筑物盖度、水体盖度、裸地盖度等变量之间进行Pearson相关分析。见表3。发现鸟类群落物种丰富度与乔木盖度呈显著正相关关系(r=0.51,P<0.01),与建筑物盖度呈显著负相关关系(r=-0.57,P<0.01)。鸟类群落多度与建筑物盖度呈弱负相关关系,且不显著。
图3 不同调查片区鸟类物种丰富度和多度比较
注:*在0.05水平(双侧)上显著相关;**在0.01水平(双侧)上显著相关。
2.5鸟类群落多样性的季节变化冬季记录到的鸟类物种数最多,有43个种,占总记录物种数的76.79%,春季、秋季和夏季记录的物种数依次减少;在鸟类个体数量上,冬季最多,春季最少。冬季鸟类多样性指数(H′=2.44)、均匀性指数(J=0.75)均高于其他3季,秋季最低(H′=2.19,J=0.67);优势集中性指数秋季(C=0.17)高于其他3季。见表4。
表4 不同季节鸟类群落特征比较
3.1鸟类资源特点本次大理大学古城校区校园鸟类调查共记录到鸟类56种,隶属7目21科,包括国家Ⅱ级重点保护野生动物1种,普通鵟Buteo buteo。大理大学地处滇西北生物多样性较丰富区域,毗邻苍山,具有优异的地理环境;校区内栖息地类型多样,次生林、人工林、灌丛、人工湿地等构成了鸟类理想的栖息地,因此学校鸟类资源较为丰富。
由于调查时间和空间的不足还可能会漏记部分物种。在调查季节上,调查时间未能覆盖所有的月份,3月份调查的缺失,可能导致部分春节迁徙种类未被记录到。在空间上,我们的调查范围仅局限于校园围墙内部,但是对于鸟类这样强运动能力的调查对象来说,应该在围墙外延一定范围内进行调查。例如,在我校茶园靠近苍山的围墙上,曾观察到白腹锦鸡Chrysolophus amherstiae活动,但是本研究名录中并未将白腹锦鸡包括在内。在调查时间上,本研究调查时间仅限于白昼时间,而夜间活动的灰林鸮Strix aluco、夜鹭Nycticorax nycticorax鸣声在校园中也能经常听到,这两个物种也未被包括在名录中。在未来的调查研究中,这些都是需加以改进的地方。
与城市鸟类研究已有结果一致,大理大学古城校区校园鸟类由杂食性和广泛分布性等少数伴人种类形成优势物种。大理大学古城校区校园鸟类群落的优势物种为黄臀鹎Pycnonotus xanthorrhous。除华南地区和海南省的高校外,麻雀Passer montanus均以排名第一的优势种广泛见于东北、华北、西北、西南、华中、华东地区的高校;华南地区高校校园鸟的优势物种为白头鹎Pycnonotus sinensis,海南地区的则为暗绿绣眼鸟Zosterops japonica〔22〕。按照地理区位,大理大学古城校区校园的优势鸟种应该与西南地区(四川省)高校的最为接近,但却呈现出不同的结果,是否与大理大学古城校区远离大城市,位于大理市郊区有关,尚需进一步的研究。
3.2空间分布特点本研究鸟类物种丰富度与栖息地因素定量分析结果表明,乔木盖度和建筑物盖度是影响本校园鸟类物种分布的主要生态因素,与已开展的多数研究结果一致〔13-17〕。大理大学校园鸟类多分布于紧邻苍山植被覆盖度高的片区,例如茶苑、情人湖附近。这些片区除植被覆盖度高外,植被类型也更加多样化,乔木、灌丛和草地较多,为鸟类提供了丰富的食物资源。而建筑区植被覆盖度通常较低,且人类活动密集,不能为多种鸟类提供适宜栖息地,仅有杂食性且极度适应人类干扰的物种存在。
虽然已有城市鸟类研究表明,鸟类群落多度随着城市中建筑物的增加而增加〔6-7〕,在本研究中,鸟类群落多度却与建筑物盖度呈较弱负相关关系。大城市中鸟类群落多度主要受单一优势物种的种群数量所决定〔33〕,而郊区城市中的优势物种优势程度可能并不像大城市中那样明显;另外,城市鸟类群落优势物种是否为外来种,也是决定其响应变化的因素,外来种的数量对建筑物盖度有正向响应关系,而本地种对建筑物盖度呈负向响应关系〔6〕,本研究中的黄臀鹎为本地种,也与建筑物盖度呈负相关关系,但是并不显著。关于郊区城市鸟类群落多度与建筑物盖度的关系,有待于更多相关研究的开展。
3.3多样性季节变化特点大理大学校园鸟类多样性冬季最高,超过春、夏和秋季,与已开展的相关研究结果有所不同。例如,四川农业大学雅安校区在春夏秋均维持在较高水平,而冬季鸟类多样性明显低于其他3季〔13〕;宁夏大学校园鸟类多样性则在春季和秋季时最高〔15〕。这可能与大理大学古城校区所处的特殊环境有关,森林鸟类在苍山不同海拔带之间的季节迁徙造成学校鸟类多样性在冬季最高。大理大学古城校区处于苍山的中低海拔带,在每年10月份后苍山高海拔带变冷,对鸟类来说食物资源变得相对匮乏,鸟类被迫从苍山高海拔地区往下迁徙至校区附近越冬,到来年4月份天气转暖后,气温回升,鸟类又迁回至高海拔地带进行繁殖。
2014至2016年大理大学古城校区校园鸟类调查共记录鸟类7目21科56种,包括国家Ⅱ级重点保护野生动物1种,普通鵟Buteo buteo。乔木盖度和建筑物盖度是影响本校园鸟类物种分布的主要生态因素。在紧邻苍山植被覆盖度高、建筑物盖度低的片区校园鸟类多样性最为丰富。本校园鸟类多样性冬季最高,超过春、夏和秋季,可能与森林鸟类在苍山不同海拔带之间的季节迁徙有关。
鸟类作为有效的生态指标可以指示校园生态环境,鸟类的多少可直接反映学校校园环境的好坏。为保护鸟类栖息环境,提高校园鸟类的多样性,特提出以下建议:1)保留现有林地,并尽量使用本地观花或观果物种增加校园乔木覆盖度,丰富已有林区的林下植物,以增加鸟类栖息地;2)在冬季下雪期间,在靠近苍山的片区提供额外的人工食物以补充自然食物的不足;3)在调查期间发现校园人群对鸟类知识了解很少,建议学校制作校园鸟观赏手册进行宣传和保护,以充分发挥校园鸟类的观赏价值。
致谢:感谢中国三江并流区域生物多样性协同创新中心和云南省高校洱海流域保护与可持续发展研究重点实验室对本文提供的帮助。
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Study on Diversity of Birds Community on the Old Town Campus of Dali University
Wu Huilin,Yang Zhengcong,Jiang Jun,Xia Fengyu,Zhang Shuxia*
(Institute of Eastern-Himalaya Biodiversity Research,Dali University,Dali,Yunnan 671003,China)
From 2014 to 2016,29 investigations had been carried out on Old Town Campus of Dali University with line transect method to investigate the birds community composition,distribution patterns in temporal and spatial scale.Total 56 species belonging to 7 orders and 21 families were record,including one species of national levelⅡprotected birds,namely the Common Buzzard Buteo buteo.Pearson correlation analysis showed that bird species richness was significantly positive related to the tree coverage(r=0.51,P<0.01),significantly negative related to the building coverage(r=-0.57,P<0.01).In winter,birds community enjoy higher diversity(H′=2.44),uniformity index(J=0.75),which was significantly higher than the other three seasons.It was suggested that increasing trees coverage and strengthening the protection and promotion of campus birds are needed.
city;birds;diversity;habitat;season
Q959.7
A
2096-2266(2016)12-0067-08
10.3969∕j.issn.2096-2266.2016.12.016
(责任编辑 李 杨)
大理大学大学生科研基金资助项目(KYSX2015049)
2016-06-01
2016-11-02
吴慧琳,硕士研究生,主要从事鸟类生态学研究. *通信作者:张淑霞,高级工程师,博士.