武汉城市森林鸟类多样性概况.pdf
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1、 四川动物 Sichuan Journal of Zoology 2023,42(4):462-470武汉城市森林鸟类多样性概况刘勤1,彭丽清1,汪琪薇1,万能2,朱志兵3,牛红玉1,张洪茂1*(1.华中师范大学生命科学学院进化与生态学研究所,武汉430079;2.武汉市自然资源与规划局,武汉430079;3.武汉市规划研究院,武汉430079)摘要:鸟类是城市森林生态系统的重要成分和环境指示物种。研究城市鸟类对了解快速城市化导致的城市森林结构和功能破坏至关重要。20192021年,采用样线法和样点法对武汉市28个森林斑块进行了鸟类调查,以了解快速城市化背景下森林鸟类的组成和多样性。共记录鸟类
2、10目37科102种,雀形目78种(76.5%),优势种为白头鹎Pycnonotus sinensis和黄腹山雀Pardaliparus venustulus;国家和湖北省重点保护野生鸟类各9种和27种;留鸟和东洋种占优势,分别为53种(52.0%)和51种(50.0%);夏、秋季鸟类多样性高于春、冬季;远郊鸟类的丰富度、多样性指数和均匀性指数均高于市区,表明快速城市化对鸟类多样性产生了一定的负面影响。为深入了解城市化的影响,鸟类多样性及其与森林斑块功能退化的关系尚待长期研究。关键词:鸟类多样性;城市化;居留型;区系;季节变化;鸟类保护中图分类号:Q959.7 文献标志码:A 文章编号:100
3、0-7083(2023)04-0462-09Survey on the Birds Diversity of Urban Forest in WuhanLIU Qin1,PENG Liqing1,WANG Qiwei1,WAN Neng2,ZHU Zhibing3,NIU Hongyu1,ZHANG Hongmao1*(1.Institute of Evolution and Ecology,School of Life Sciences,Central China Normal University,Wuhan 430079,China;2.Wuhan Municipal Bureau of
4、 Natural Resources and Planning,Wuhan 430079,China;3.Wuhan Planning and Design Insttute,Wuhan 430079,China)Abstract:Birds are important components and environmental indicators of urban forests.Studying on urban birds is critical to understand structural and functional disruptions of urban forests ca
5、used by rapid urbanization.Bird surveys were conducted in 28 forest patches in Wuhan City,the biggest city of central China,using the line transects and point counts during 2019 to 2021.The objective was to understand the species composition and diversity of birds within the urban forest mosaics aga
6、inst the background of rapid urbanization.A total of 102 bird species,belonging to 37 families and 10 orders,were recorded.The species richness of Passeriformes(78 species,76.5%)was the highest.The dominant species were light-vented bulbul(Pycnonotus sinensis),and yellow-bellied tit(Pardaliparus ven
7、ustulus).There were 9 nationally key protected birds and 27 provincially key protected birds of Hubei Province.The forest bird community in Wuhan City was dominated by residents(53 species,52.0%)and Oriental species(51 species,50.0%).The species richness in summer and autumn were higher than those i
8、n spring and winter.Whereas,species richness,Shannon-Wiener diversity index and Pielou evenness index in the outer suburbs were higher than those in the urbans.These results suggest that rapid urbanizaDOI:10.11984/j.issn.1000-7083.20220312收稿日期:2022-09-06 接受日期:2023-03-23基金项目:武汉市规划研究院:武汉市生物多样性保护重点与保护策
9、略研究项目;中央高校基本科研专项资金项目(CCNU22LJ003);国家自然科学基金面上项目:生境破碎化下城市森林斑块动植物互作网络与植物种群维持机制(31870416)作者简介:刘勤,女,硕士研究生,研究方向:动物生态学研究,E-mail:*通信作者Corresponding author,博士,教授E-mail:462刘勤等:武汉城市森林鸟类多样性概况tion might have negatively impacted on species composition and diversity in Wuhan City.In order to further understand the
10、 effects of urbanization on urban forest ecosystems,long-term studies on bird species diversity and their associations with functional disruptions of urban forests are needed in the future.Keywords:bird diversity;urbanization;resident type;fauna;seasonal change;bird conservation城市森林生态系统可为动物提供生存环境、改善
11、空气质量等,对生态文明和生态宜居城市建设具有重要作用(McPherson et al.,1997)。鸟类群落是城市森林生态系统中的重要组成部分,具有防治害虫、帮助植物传播花粉和种子等生态功能(Sekercioglu et al.,2004)。此外,鸟类对栖息地结构、人为干扰等变化十分敏感,对生态系统及环境保护起着重要指示作用,常作为城市环境评估的重要指标(Savard et al.,2000;Lepczyk&Warren,2012)。随着城市化的迅速发展,越来越多的自然土地被高楼大厦和硬化道路所取代,城市森林逐渐破碎化,隔离度增加,破坏了城市森林生态系统,对鸟类多样性产生了负面影响(Wilso
12、n et al.,2016;Callaghan et al.,2018;Liu et al.,2018)。对城市鸟类的关注可追溯到20世纪30、40年代,但是对鸟类的学术研究较少,主要是论述鸟类的教育、娱乐等社会功能(陈水华等,2000)。随着鸟类群落生态学的逐渐发展,鸟类群落与栖息地关系研究的焦点开始由自然栖息地转向城市(Wiens,1989;陈水华等,2000;丁平,2002)。目前城市化背景下鸟类多样性研究已成为城市生态学研究的热点(Aronson et al.,2014;Chen&Wang,2017)。通过对城市鸟类调查,确定鸟类名录、群落的季节变化等,是城市鸟类群落研究的基础,可为今
13、后深入研究城市森林生态系统提供基础资料(Adams,1994;陈水华等,2000)。武汉市地处长江中游,江汉平原东部,中部6省唯一的副省级市及超大城市。2015年末武汉市城镇化率已达到79.77%,远高于同期全国城镇化水平(56.10%),可见武汉城市化发展十分迅速(刘凤莲,杨人懿,2021)。目前对武汉市鸟类研究现状多集中于物种数量及特征描述(胡鸿兴等,1980,1981;张 洪 茂 等,2006;颜 军,2020)。2017年,武汉市观鸟协会成立,对武汉市的一些重点区域进行了鸟类调查,并结合历史资料(20世纪60年代起),武汉鸟类图鉴(颜军,2020)记录鸟类419种。然而,关于武汉城市化
14、背景下森林鸟类多样性现状鲜有研究。因此,本研究在武汉市选取城郊梯度不同的28个森林斑块,采用样线法、样点法对斑块内的鸟类群落进行了为期3年的调查,以期探究城市化背景下武汉鸟类多样性现状,为武汉市鸟类保护和建设绿色生态城市提出科学依据和建议。1研究方法1.1研究区域概况武汉市是长江经济带核心城市,地理位置11341 11505 E,2958 3122 N,海拔 19.2873.7 m,多低于 50 m;东 西 宽 134 km,南 北 长155 km,总面积8 569.15 km2,城区面积812.39 km2,人口1 200余万;属北亚热带湿润型季风性气候,雨量充沛,光照充足,雨热同季,四季分
15、明。年均气温:15.817.5;年无霜期211272 d,年日照总时数 1 8102 100 h,年总辐射 104113 kcal cm2,年降水量1 1501 450 mm,降雨集中在68月,约占全年降雨量的40%左右。市内江河纵横、湖港交织,长江、汉水交汇于市境中央,大小湖泊共166个,水域面积占全市总面积的1/4(武汉市人民政府,2019)。以平原为主,兼有少量低山丘陵及岗地,自然植被以常绿阔叶和落叶阔叶混交林为主(戴菲等,2017;陈珂等,2019)。根据武汉市城市化发展速度,选取武汉市政府(114.311 754E,30.598 604N)为市中心,距市中心距离小于15 km的为市区
16、斑块,距离1530 km463四川动物 2023 年 第 42 卷 第 4 期Sichuan Journal of Zoology Vol.42 No.4 2023的为近郊斑块,距离大于30 km的为远郊斑块。沿城郊梯度选取斑块边缘明显,大小不一的森林斑块 28个。其中,市区斑块 10 个,近郊和远郊斑块各 9个(图1;表1)。市区和近郊斑块多为人工林基础上形成的次生林,远郊斑块多为天然次生林(表1)。1.2鸟类调查鸟类群落调查主要采取样线法与样点法相结合的方法。根据斑块面积,选取3 km的固定样线15条,利用GPS定位样线,调查强度不低于总面积的5%。各样线选取6个定点观察样点,每个观察样点
17、每次固定观察 20 min,样点间距离 150 m以上避免重复记录。2019年 6月2021 年 9月,按春、夏、秋、冬季分别对这 28 个森林斑块进行2轮鸟类调查,每轮调查在20 d内完成,每轮间隔15 d;每天的调查时间为 08 0012 00、15 0018 00。调查人员以1.5 km h1的速度沿着样线步行观察记录。使用相机(Nikon P900s)和双筒望远镜(SWAROVSKI CL1030)观察,并记录所有观察到的鸟类种类、数量。总观察时间超过 2 000 h。参照 中国鸟类野外手册(约翰马敬能等,2000)鉴定物种种类;参照 中国生物物种名录(2022版)(http:/ 武汉
18、鸟类图鉴(颜军,2020)确定居留型;参照 中国动物地理(张荣祖,2011)确定区系;参照 世界自然保护联盟(IUCN)濒 危 物 种 红 色 名 录(https:/www.iucnredlist.org)、中国生物多样性红色名录:脊椎动物(张雁云,郑光美,2021)和 CITES 公约附录(https:/cites.org/eng/app/appendices.php)确定濒危图1武汉市鸟类调查森林斑块Fig.1Forest patches for bird investigation in Wuhan City464刘勤等:武汉城市森林鸟类多样性概况等级;参照 国家重点保护动物名录(国家林
19、业和草原局,农业农村部,2021)、国家保护的有重要生态、科学、社会价值的陆生野生动物名录(国家林业和草原局,2000)和 湖北省重点保护陆生野生动物名录(湖北省林业局,1994)确定保护等级。1.3数据分析鸟 类 多 样 性:Shannon-Wiener 多 样 性 指 数(H):H=-i=1SPilnPi(Shannon&Wiener,1949),Pielou 均匀度指数(J):J=H/lnS(Pielou,1975),式中,S为群落物种数目,Pi是物种i个体在全部个体中的比例。采用观察到的鸟类个体数量占鸟类总数的百分比来确定优势类群(王鲁静,鲍伟东,2012):P=Ni/N100,式中,
20、Ni为物种 i 的个体数量,N 为全部物种的总个体数量。P10%为优势种,10%P1%为常见种,1%P0.1%为稀有种。采用 Sorensen 相似性系数(SI)计算城郊梯度鸟类组成相似性(陈圣宾等,2010):SI=2C/(A+B),式中,C为两群落共有的物种数;A和B分别为两群表1武汉各森林斑块基础信息Table 1Basic information of forest patches for bird investigation in Wuhan City斑块Patch龟山公园首义公园珞珈山封都山南望山磨山团山喻家山狮子山马鞍山庙湾山宝盖峰马驿峰座山龙灵山八分山罗汉肚子金岗山青龙山龙井湾
21、横山云井山九真山嵩阳山伏马山洪界山木兰山螺丝转顶分布Distribution市区市区市区市区市区市区市区市区市区市区近郊近郊近郊近郊近郊近郊近郊近郊近郊远郊远郊远郊远郊远郊远郊远郊远郊远郊主要植被类型Main vegetation type樟树林Comm.Cinnamomum camphora樟树林Comm.C.camphora樟树+小叶栎林Comm.C.camphora+Quercus chenii樟树+小叶栎林Comm.C.camphora+Q.chenii马尾松+樟树林Comm.Pinus massoniana+C.camphora樟树+小叶栎+马尾松林Comm.C.camphora+Q
22、.chenii+P.massoniana樟树+小叶栎林Comm.C.camphora+Q.chenii樟树林Comm.C.camphora樟树+小叶栎Comm.C.camphora+Q.chenii马尾松+樟树林Comm.P.massoniana+C.camphora马尾松+樟树林Comm.P.massoniana+C.camphora马尾松+樟树+栓皮栎林Comm.P.massoniana+C.camphora+Q.variabilis马尾松林Comm.P.massoniana马尾松林Comm.P.massoniana樟树林Comm.C.camphora马尾松+樟树+枹栎林Comm.P.ma
23、ssoniana+C.camphora+Q.serrata马尾松+枹栎林Comm.P.massoniana+Q.serrata马尾松+枹栎林Comm.P.massoniana+Q.serrata马尾松+樟树林Comm.P.massoniana+C.camphora栓皮栎+樟树林Comm.Q.variabilis+C.camphora樟树林Comm.C.camphora杉木林Comm.Cunninghamia lanceolata栓皮栎+樟树林Comm.Q.variabilis+C.camphora栓皮栎+马尾松+樟树林Comm.Q.variabilis+P.massoniana+C.camph
24、ora马尾松林Comm.P.massoniana马尾松+杉木林Comm.P.massoniana+Cunninghamia lanceolata马尾松+槲栎+栓皮栎林Comm.P.massoniana+Q.aliena+Q.variabilis马尾松林Comm.P.massoniana465四川动物 2023 年 第 42 卷 第 4 期Sichuan Journal of Zoology Vol.42 No.4 2023落总物种数。采用Kruskal-Wallis检验法检验鸟类多样性在季节和城郊梯度的差异,再用Kolmogorov-Smirnov检验比较两组别之间差异性;采用PCoA主坐标分
25、析城郊梯度鸟类物种组成,并采用 PERMANOVA(Adonis)分析组间差异。所有数据分析和作图均在R 4.2.1中进行。2调查结果2.1森林鸟类多样性概况实地调查共记录森林鸟类 17 304只,隶属于10目37科102种(名录见https:/doi.org/10.11984/j.issn.1000-7083.20220312),实地调查武汉市森林鸟类的 Shannon-Wiener 多样性指数为 3.217,Pielou均匀度指数为 0.694。其中,雀形目鸟类最多,共78 种,占总物种数的 76.5%。优势种为白头鹎Pycnonotus sinensis、黄腹山雀Pardaliparus
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