烏魯木齊市中心城區(qū)園林鳥(niǎo)類群落組成及多樣性研究

烏魯木齊市中心城區(qū)園林鳥(niǎo)類群落組成及多樣性研究

鳥(niǎo)類對(duì)自然條件和棲息地結(jié)構(gòu)的變化非常敏感。在現(xiàn)代城市生態(tài)學(xué)的研究中，作為生態(tài)系統(tǒng)壓力和環(huán)境變化的指標(biāo)，它通常被用作環(huán)境分析的指標(biāo)（savardetal.，2000）。了解城市鳥(niǎo)類群落的結(jié)構(gòu)特征及變化規(guī)律,不僅是城市鳥(niǎo)類生態(tài)學(xué)研究的基礎(chǔ)內(nèi)容,對(duì)正確評(píng)價(jià)環(huán)境適宜度亦具有重要的意義。烏魯木齊是位于我國(guó)西北干旱區(qū)的特大城市,特殊的地理位置和氣候條件賦予了當(dāng)?shù)伉B(niǎo)類群落一定的獨(dú)特性。然而,有關(guān)該城市鳥(niǎo)類生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)資料卻較為匱乏和陳舊(艾尼瓦爾·鐵木爾,艾來(lái)提·米吉提,1998)。近十幾年來(lái),由于人工綠洲的擴(kuò)大和貫通、全球氣候變化、盲目引種和釋放等原因(馬鳴,2010),新疆地區(qū)鳥(niǎo)類的分布格局發(fā)生了很大變化。在這種背景下,更有必要對(duì)烏魯木齊市鳥(niǎo)類群落的組成、結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)進(jìn)行了解。園林是城市鳥(niǎo)類極其重要的棲息地(陳水華,2005),也是開(kāi)展城市鳥(niǎo)類生態(tài)學(xué)研究的理想場(chǎng)所。本文通過(guò)對(duì)烏魯木齊城市園林鳥(niǎo)類的實(shí)地調(diào)查,在研究當(dāng)?shù)伉B(niǎo)類資源組成情況的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析了鳥(niǎo)類群落的季節(jié)特征,以期為今后的鳥(niǎo)類保護(hù)和城市建設(shè)工作提供參考。1園林地區(qū)綠地及鳥(niǎo)類調(diào)查選擇烏魯木齊位于天山北麓、準(zhǔn)噶爾盆地南緣,地勢(shì)南高北低、三面環(huán)山,屬于河谷平原地形,年平均氣溫7.5℃,平均降水量為236mm,春、秋兩季持續(xù)時(shí)間短,氣溫變化快;城區(qū)呈南北狹長(zhǎng)形狀,面積約為343km2(中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社,2011),其中天山區(qū)、沙依巴克區(qū)、水磨溝區(qū)和高新區(qū)作為最重要的政治、經(jīng)濟(jì)、文化活動(dòng)場(chǎng)所,構(gòu)成了整個(gè)城市的中心(劉萍,朱軍,2006),本研究即在這一區(qū)域內(nèi)開(kāi)展。烏魯木齊市園林綠地覆蓋率較高,市級(jí)公園總平均綠地率為84%[烏魯木齊市林業(yè)(園林管理)局,2002],多數(shù)園林采用的都是“喬木-草坪”或“喬木-灌木-草坪”的種植結(jié)構(gòu),上層喬木大部分為溫帶落葉闊葉樹(shù)種,其中榆科Ulmaceae榆屬UlmusL.的喬木種植數(shù)量最大,常綠針葉樹(shù)種和藤本植物種類偏少(尹林克等,2011)。灌木數(shù)量約為喬木的三分之二(昝少平等,2006),其中以觀花型灌木居多,如紫丁香SyringaoblataLindl.、紫穗槐AmorphafruticosaLinn.、紅瑞木SwidaalbaOpiz、桃葉衛(wèi)矛EuonymusbungeanusMaxim等;草本植物主要為草坪草和1～2年的宿根花卉。鳥(niǎo)類調(diào)查選擇位于烏魯木齊市中心城區(qū)面積較大、建設(shè)成熟的5個(gè)園林綠地作為樣地,分別為位于天山區(qū)的南公園、人民公園,位于高新區(qū)的植物園,位于水磨溝區(qū)的南湖市民廣場(chǎng)綠地以及位于城南紅雁池水庫(kù)附近的水上樂(lè)園。以上5個(gè)樣地均包含一定面積的水體,園內(nèi)植物群落人工化程度高。各公園總面積、包含的主要生境類型數(shù)見(jiàn)表1。2學(xué)習(xí)方法2.1樣線折線調(diào)查本次調(diào)查選擇在鳥(niǎo)類遷徙活動(dòng)比較集中的春、秋兩季進(jìn)行,具體時(shí)間為2011年4～5月、10～11月。調(diào)查采用樣線法,在每個(gè)公園中根據(jù)地形特征和植被分布特點(diǎn)設(shè)置1～2條樣線,樣線長(zhǎng)度1～2km。樣線為直線或折線,以確保其穿過(guò)樣地中的每一種生境類型。每個(gè)樣地分別于月初和月末各調(diào)查一次,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)以平均值計(jì)算。調(diào)查選擇在晴朗無(wú)風(fēng)的工作日清晨進(jìn)行,以降低天氣因素、游客活動(dòng)對(duì)鳥(niǎo)類調(diào)查的干擾。調(diào)查時(shí)2人一組,于鳥(niǎo)類活動(dòng)的高峰時(shí)段(8∶00～11∶00),以1～1.5km/h的速度沿樣線行進(jìn),根據(jù)眼見(jiàn)和耳聽(tīng)識(shí)別并記錄樣線兩側(cè)25m寬范圍內(nèi)的鳥(niǎo)類種類和數(shù)量,家鴿不計(jì)在內(nèi)。調(diào)查使用8×32雙筒望遠(yuǎn)鏡,鳥(niǎo)類鑒定參考《中國(guó)鳥(niǎo)類野外手冊(cè)》(Johnetal.,2000)、《中國(guó)鳥(niǎo)類系統(tǒng)檢索》(鄭作新,2002)及《新疆鳥(niǎo)類分布名錄》(馬鳴,2011)完成。2.2數(shù)據(jù)來(lái)源及統(tǒng)計(jì)分析鳥(niǎo)類居留型按留鳥(niǎo)、冬候鳥(niǎo)、夏侯鳥(niǎo)、旅鳥(niǎo)(馬鳴,2011;鄭光美,2011)和未定類型進(jìn)行劃分,其中“未定”類型包括迷鳥(niǎo)、逃逸的籠養(yǎng)鳥(niǎo)以及由原動(dòng)物園飼養(yǎng)并遺留下來(lái)的鳥(niǎo)類。鳥(niǎo)類密度采用D=N/2LW計(jì)算,D為鳥(niǎo)類密度,N為樣線內(nèi)記錄的鳥(niǎo)類的數(shù)量,L為樣線長(zhǎng)度,W為樣線單邊寬度,單位為只/hm2。優(yōu)勢(shì)種按照記錄鳥(niǎo)類的數(shù)量占總數(shù)量的百分比進(jìn)行劃分:大于10%的為優(yōu)勢(shì)種,1%～10%間的為常見(jiàn)種,小于1%為稀少種。鳥(niǎo)類多樣性指標(biāo)H′采用Shannon-Wiener指數(shù)公式計(jì)算(孫儒泳,2001):Η′=n∑i=1ΡilogΡi(1)H′=∑i=1nPilogPi(1)上式中Pi為物種i的個(gè)體數(shù)與所有鳥(niǎo)類的總數(shù)之比,n為鳥(niǎo)類種數(shù)。均勻度指標(biāo)J采用Pielou指數(shù)公式計(jì)算(孫儒泳,2001):J=H′/Hmax(2)式中H′同式(1),Hmax為lns,s為鳥(niǎo)類種數(shù)。優(yōu)勢(shì)度指標(biāo)C采用優(yōu)勢(shì)指數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算(欒曉峰等,2003):C=n∑i=1(Ρi)2式中Pi、n同(1)。公園間物種豐富度的相似程度采用相似性系數(shù)公式計(jì)算(孫儒泳,2001):S=2C/(A+B)式中,C為參與比較的兩個(gè)樣地共同擁有的物種數(shù),A、B分別為兩樣地各自擁有的物種總數(shù)。各園林樣地間鳥(niǎo)類密度的變化采用One-wayANOVA方差分析,春、秋季鳥(niǎo)類群落結(jié)構(gòu)間差異采用獨(dú)立樣本t-檢驗(yàn)進(jìn)行分析。園林面積、內(nèi)部生境數(shù)量與鳥(niǎo)類種數(shù)、密度間的關(guān)系用Two-tailedPearson進(jìn)行相關(guān)分析。數(shù)據(jù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析利用SPSS16.0及Excel2007軟件進(jìn)行。3結(jié)果與分析3.1網(wǎng)絡(luò)分類調(diào)查調(diào)查共記錄到野生鳥(niǎo)類47種,隸屬于9目23科(附表)。參照中國(guó)陸棲脊椎動(dòng)物分布型和分布總表(張榮祖,1999),可得鳥(niǎo)類的分布型組成情況,即:古北型鳥(niǎo)類30種,全北型鳥(niǎo)類7種,高地型鳥(niǎo)類2種,中亞型鳥(niǎo)類1種、東洋型鳥(niǎo)類2種、南中國(guó)型鳥(niǎo)類1種以及4種分布范圍廣泛且不易歸類的鳥(niǎo)類。調(diào)查共記錄到留鳥(niǎo)16種、夏候鳥(niǎo)21種、冬候鳥(niǎo)5種、旅鳥(niǎo)1種和居留型未定的鳥(niǎo)類4種(圖1)。調(diào)查中還記錄到一些在城市園林內(nèi)較為罕見(jiàn)的鳥(niǎo)類,如領(lǐng)巖鷚、黑喉巖鷚、穗和藍(lán)頭紅尾鴝等。鑒于記錄到上述鳥(niǎo)類的頻次和數(shù)量都很少,且城市中缺乏其適宜的生境類型,因此初步推斷上述鳥(niǎo)類是從烏魯木齊周邊地區(qū)偶然進(jìn)入城市園林的種類,在附表中以“*”標(biāo)注。烏魯木齊園林鳥(niǎo)類群落的優(yōu)勢(shì)種為[樹(shù)]麻雀Passermontanus、家麻雀Passerdomesticus和烏鶇Turdusmerula;調(diào)查中記錄到留鳥(niǎo)的種類數(shù)雖少于夏候鳥(niǎo),但其數(shù)量占園林鳥(niǎo)類總數(shù)的77.08%,優(yōu)勢(shì)明顯。3.2春、夏鳥(niǎo)類群落特征的比較3.2.1園林鳥(niǎo)類數(shù)量特征從烏魯木齊市2011年春、秋兩季的園林鳥(niǎo)類種類數(shù)的變化情況(圖2)可知:5月份記錄到鳥(niǎo)類種數(shù)最多(27種),11月記錄到的鳥(niǎo)類種數(shù)最少(8種);夏候鳥(niǎo)的種類數(shù)明顯多于冬候鳥(niǎo)的種類數(shù),春季是烏魯木齊市區(qū)候鳥(niǎo)出現(xiàn)的高峰期;不同月份之間留鳥(niǎo)的種類數(shù)相差不大。表2反映了春、秋兩季烏魯木齊市園林鳥(niǎo)類的數(shù)量特征。5月園林鳥(niǎo)類密度最大,10月最小;春季園林鳥(niǎo)類的平均密度(12.83±4.00)只/hm2高于秋季(10.33±4.26)只/hm2,但二者間差異不顯著(F=0.002,P=0.194)。3.2.2優(yōu)勢(shì)度指數(shù)法對(duì)春、秋兩季鳥(niǎo)類群落參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(表3)后發(fā)現(xiàn):春季鳥(niǎo)類群落多樣性指數(shù)的平均值高于秋季(F=1.32,t=2.44,P(雙側(cè))=0.05),優(yōu)勢(shì)度指數(shù)的平均值低于秋季(F=4.29,t=2.47,P(雙側(cè))=0.04),而這兩個(gè)時(shí)期內(nèi)均勻度指數(shù)的平均值差異不顯著(F=4.08,t=1.23,P(雙側(cè))=0.26)。3.3園林生境類型與鳥(niǎo)類數(shù)量的相關(guān)性分析調(diào)查結(jié)果顯示,5個(gè)園林樣地的鳥(niǎo)類群落特征之間也存在一定差異。從鳥(niǎo)類種數(shù)上看,水上樂(lè)園記錄到的鳥(niǎo)類種數(shù)最多(28種),人民公園記錄到的鳥(niǎo)類種數(shù)最少(16種)。對(duì)各園林鳥(niǎo)類種數(shù)與其生境參數(shù)(表1)進(jìn)行相關(guān)性分析可得:種類數(shù)與園林內(nèi)部主要生境類型數(shù)呈顯著正相關(guān)(R=0.9,P=0.037),與園林面積的相關(guān)性不顯著(R=0.874,P=0.053)。從個(gè)體數(shù)量上來(lái)看,鳥(niǎo)類密度以水上樂(lè)園最高,南湖市民廣場(chǎng)最低(圖3),5個(gè)園林的鳥(niǎo)類密度之間差異顯著(F=4.459,P=0.01)。各園林物種相似性的分析結(jié)果表明,水上樂(lè)園的物種與其他樣地的相似程度較低,其余園林樣地間的相似程度較高(表4)。[樹(shù)]麻雀、家麻雀、烏鶇、槲鶇、大山雀、灰藍(lán)山雀、白鹡鸰、普通樓燕、大杜鵑、歐金翅為廣泛分布種,磯鷸、戴勝、黃頭鹡鸰等20種鳥(niǎo)僅在個(gè)別公園記錄到。4園林鳥(niǎo)類群落的季節(jié)和均勻度依據(jù)中國(guó)動(dòng)物地理區(qū)劃(張榮祖,1999),烏魯木齊位于古北界下屬中亞亞界的蒙新區(qū),其鳥(niǎo)類的分布型組成情況與烏魯木齊所在的動(dòng)物地理分區(qū)基本一致,古北型鳥(niǎo)類種數(shù)最多,全北型次之。同時(shí),烏魯木齊是全球8條候鳥(niǎo)遷徙線路之一的“東非-西亞遷徙線”途經(jīng)之地,候鳥(niǎo)是該地區(qū)鳥(niǎo)類群落的重要組成部分。結(jié)合圖2和表2分析可知,在烏魯木齊市區(qū),不同季節(jié)侯鳥(niǎo)在鳥(niǎo)類群落中的地位不同。4月初,夏候鳥(niǎo)自越冬地陸續(xù)遷飛而來(lái),在短短一個(gè)月內(nèi)其種類數(shù)就超過(guò)了留鳥(niǎo)。5月記錄到夏候鳥(niǎo)的種類數(shù)已多達(dá)17種,占當(dāng)時(shí)總種類數(shù)的62.96%。與此同時(shí),由于遷飛而來(lái)的夏侯鳥(niǎo)數(shù)量較多,園林鳥(niǎo)類的平均密度在5月達(dá)到最大。10月,大部分夏候鳥(niǎo)已經(jīng)遷離,而遷入冬候鳥(niǎo)的種類和數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于夏候鳥(niǎo),城市園林的鳥(niǎo)類密度明顯下降。隨后,在生境季節(jié)性變化的影響下,一些適應(yīng)冬季城市環(huán)境的鳥(niǎo)類,如[樹(shù)]麻雀、烏鶇、灰藍(lán)山雀等開(kāi)始在城市園林中大量聚集準(zhǔn)備越冬,因此11月出現(xiàn)了鳥(niǎo)種數(shù)少,但密度比10月有所回升的現(xiàn)象。從表3可知,烏魯木齊市春、秋季鳥(niǎo)類群落的多樣性存在著一定差異。春季正值植物的生長(zhǎng)期,多樣化植被空間結(jié)構(gòu)的形成和大量夏侯鳥(niǎo)的遷入,是鳥(niǎo)類群落多樣性和均勻度較高的主要原因。秋季也是候鳥(niǎo)遷徙時(shí)期,但大多數(shù)園林植物此時(shí)已停止生長(zhǎng),空間結(jié)構(gòu)單一,再加上烏魯木齊市區(qū)冬候鳥(niǎo)的種類和數(shù)量較少,園林鳥(niǎo)類群落在整體上表現(xiàn)出物種數(shù)減少,單種數(shù)量增加的趨勢(shì),所以秋季鳥(niǎo)類群落具有較高的優(yōu)勢(shì)度和較低的多樣性。春、秋兩季鳥(niǎo)類群落的均勻度整體上相差不大,表明鳥(niǎo)類在市區(qū)園林內(nèi)的分布受季節(jié)影響不明顯。由此可見(jiàn),烏魯木齊市春季鳥(niǎo)類群落由于多種夏侯鳥(niǎo)的加入,擁有較高的物種多樣性和穩(wěn)定性;而秋季鳥(niǎo)類群落的物種豐富度和多樣性較低,冬候鳥(niǎo)對(duì)鳥(niǎo)類群落結(jié)構(gòu)的影響不大。園林內(nèi)部的景觀異質(zhì)性和園林面積是影響鳥(niǎo)類的數(shù)量、物種組成和分布的重要因素(陳水華等,2000)。在本次調(diào)查的5個(gè)園林中,水上樂(lè)園面積最大,生境類型豐富,包含人工林地、灌叢、草坪、大面積水域和少量濕地,記錄到的物種數(shù)最多,與其他園林的相似程度最低。人民公園面積最小,主要生境類型只有人工林地和池塘2種,景觀異質(zhì)性最低,擁有的鳥(niǎo)種數(shù)最少。影響園林鳥(niǎo)類密度的因素包括樹(shù)種多樣性、草坪面積、地形等(Geetal.,2005),在多種因素的影響下,園林鳥(niǎo)類密度與園林總面積沒(méi)有表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性(R=0.84,P=0.075),與園林內(nèi)部的生境類型數(shù)亦不相關(guān)(R=0.739,P=0.154)。例如,南湖市民廣場(chǎng)主要由大面積的草坪和人造水體構(gòu)成,內(nèi)部沒(méi)有建筑物,僅在廣場(chǎng)邊緣分布著一些空間層次較多的林地,盡管其面積較大,鳥(niǎo)類密度反而最低。人民公園面積最小,植被層次單調(diào),但其內(nèi)部大量的樓閣、回廊類建筑為[樹(shù)]麻雀、普通樓燕等人類伴棲種提供了良好的棲息條件,因而形成了種類少、密度大的鳥(niǎo)類群落格局。5建立適宜的小面積綠地從鳥(niǎo)類生態(tài)學(xué)的角度,關(guān)注景觀水平的異質(zhì)性是城市生態(tài)保護(hù)的內(nèi)容之一。大量城市鳥(niǎo)類生態(tài)學(xué)研究的結(jié)果已經(jīng)證實(shí):城市鳥(niǎo)類的物種豐富度與綠地面積之間呈正相關(guān)(陳水華等,2002;Geetal.,2005;李慧等,2008),與建筑物面積和人口密度呈顯著負(fù)相關(guān)(Beissinger&Osborne,1982;Juricic&Telleria,2000),植被的多度或生物量,以及水質(zhì)污染程度對(duì)鳥(niǎo)類的數(shù)量有較大影響(欒曉峰等,2003;Philipetal.,2010)。烏魯木齊市區(qū)綠地平均面積較小,植被破碎程度較高,植物群落間關(guān)聯(lián)度低(尹林克等,2011),造成鳥(niǎo)類群落穩(wěn)定性差,自我恢復(fù)能力低下。因此,在未來(lái)的綠地建設(shè)中,應(yīng)結(jié)合目前城市周邊大面積荒山綠化的工作,將市區(qū)和郊區(qū)緊密結(jié)合起來(lái),從宏觀上進(jìn)行區(qū)域性生態(tài)保護(hù)規(guī)劃。對(duì)于已建成的小面積綠地,可以通過(guò)加強(qiáng)市中心廊道綠地的建設(shè),增加市