南京玄武湖鳥類多樣性及空間分布

佘恬靜，劉一凡，危嘉航，陳 瓏

(南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210037)

生物多樣性是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，為人類提供了豐富的生物資源[1]，同時也發(fā)揮著重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[2]，歷來是生態(tài)學(xué)家和保護(hù)生物學(xué)家關(guān)注的重點研究主題之一。氣候變暖、植被變化以及人為干擾等是鳥類多樣性的重要威脅因素[3]。然而，城市化的發(fā)展正快速地改變鳥類的生存環(huán)境，可能威脅鳥類多樣性[4-5]。因此，維持城市生態(tài)系統(tǒng)平衡已成為城市建設(shè)的重要方面，受到社會各界的廣泛重視。玄武湖是南京市最大的城內(nèi)公園，發(fā)揮著重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。目前，玄武湖仍沒有開展較為系統(tǒng)的鳥類調(diào)查工作，對其鳥類群落結(jié)構(gòu)、多樣性、空間分布及其影響因素仍缺乏系統(tǒng)了解。因此，開展玄武湖鳥類多樣性調(diào)查工作，形成科學(xué)的監(jiān)測體系，在此基礎(chǔ)上分析環(huán)境因素對鳥類多樣性及其空間分布的影響，為制定科學(xué)、合理的鳥類多樣性保護(hù)策略提供依據(jù)，對促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程具有重要意義[6]。

1 研究地及研究方法

1.1 研究地概況

玄武湖公園是江南地區(qū)最大的城內(nèi)公園，是中國最大的皇家園林湖泊，更是僅存的江南皇家園林，被譽(yù)為“金陵明珠”。玄武湖公園位于江蘇省南京市(32°N,118.7°E)，景區(qū)總面積5.13 km2，湖面面積3.78 km2。玄武湖結(jié)合山、水、園、林、城，由5個洲、湖面、沿湖綠地組成。5個洲分別為環(huán)洲、櫻洲、菱洲、梁州和翠洲，是玄武湖人為景觀和自然景觀的聚集區(qū)。

1.2 研究方法及時間

調(diào)查采用固定樣線法統(tǒng)計玄武湖公園鳥的種類和數(shù)量。以新翠洲門為起點、玄武門為終點，共設(shè)置7條調(diào)查樣線(如圖1)，樣線1—7對應(yīng)的順序分別是環(huán)湖路北側(cè)、環(huán)湖路南側(cè)、翠洲、梁洲、環(huán)洲、櫻洲和菱洲。調(diào)查樣線覆蓋林地、灌叢、草地、水域和人類活動區(qū)5種主要棲息地類型。

圖1 玄武湖鳥類調(diào)查樣線分布示意圖

2021年4月12日至6月16日，每隔5 d開展1次鳥類調(diào)查，選擇氣候晴朗、風(fēng)力不大的天氣，在鳥類活動最為頻繁的日出后3 h和日落前3 h進(jìn)行[7]。調(diào)查時先用兩步路APP確定樣線起點的地理位置，然后以2 km/h的速度沿樣線行走，仔細(xì)觀察樣線左右視區(qū)各50 m范圍的鳥，采用直接計數(shù)法對鳥類群體計數(shù)。利用雙筒望遠(yuǎn)鏡(10×50，普徠)，結(jié)合鳥類的飛行姿態(tài)和鳴聲等綜合特征進(jìn)行鳥類識別，記錄鳥類地理位置、種類、數(shù)量，鳥類名錄參考《中國鳥類野外手冊》[8]。

1.3 多樣性指數(shù)計算

(1)多樣性指數(shù)(H′)

采用Shannon-Wiener指數(shù)計算，公式如下

其中，S為物種數(shù)，Pi為第i種物種的個體數(shù)量占全部物種個體數(shù)量的比例。

(2)均勻度指數(shù)(E)

根據(jù)Pielou均勻度公式計算均勻度指數(shù)，即E=H′/lnS

(3)優(yōu)勢度(C)

其中，Ni為第i個類群的個體數(shù)，N是所有類群的總個體數(shù)。

(4)豐富度指數(shù)(DMG)

根據(jù)Margalef豐富度公式計算物種豐富度指數(shù)，即:DMG=(S-1)/lnN[9]。

(5)鳥類物種相似性

利用Sorensen指數(shù)衡量鳥類群落相似性，計算公式:S=2C/(A+B)[10]。

A和B分別為2個群落鳥類的物種數(shù)，C代表2群落共有的鳥類物種數(shù)。

(6)遇見率采用公式

D=m/M×100%計算，式中，m為研究過程中該種鳥類遇見的總次數(shù)，M為調(diào)查的所有鳥類遇見的總次數(shù)[11]。

(7)鳥類豐富度

根據(jù)各生境實際觀察到的鳥類數(shù)量，以1種鳥類的數(shù)量占所有鳥類總個體數(shù)的百分比計算其相對多度。依據(jù)相對多度劃分鳥類數(shù)量等級:Pi≥10%的劃分為“+++”，Pi在1%—10%的為“++”，Pi<1%的為“+”[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鳥種類和數(shù)量

研究期間共開展鳥類調(diào)查14次，共記錄到鳥類49種，3 843只，隸屬于13目30科(見表1)。其中，樣線2發(fā)現(xiàn)鳥的種類和數(shù)量最多，為44種1 739只，隸屬28個科。樣線1共發(fā)現(xiàn)鳥35種1 238只，隸屬25個科。綠地面積較大的環(huán)湖路物種種類和數(shù)量均高于其他5個洲。菱洲鳥種類和數(shù)量均最少，原因可能是由于菱洲有大面積的收費項目，游人密度高，人為干擾大，不利于鳥類的棲息。

表1 玄武湖不同樣線鳥種類及數(shù)量

表2 玄武湖不同樣線鳥類遇見次數(shù)

2.2 不同樣線多樣性分析

樣線2物種多樣性指數(shù)最高，樣線1次之，樣線7的物種多樣性指數(shù)最低。城市景觀中，景觀異質(zhì)性是影響物種多樣性的關(guān)鍵因子[13]。樣線1與樣線2均為環(huán)湖路，位于水陸生態(tài)交錯帶，植被條件好，喬木層蓋度高，有較多的灌叢和濕地，水生植物多。有研究表明，人類干擾較少的區(qū)域具有較高的鳥類多樣性[14-15]，樣線2距離居民區(qū)遠(yuǎn)，樣線1經(jīng)過的南京站，是南京鐵路樞紐的重要組成部分，規(guī)模大，客流量大，常有游客由此進(jìn)入玄武湖觀賞游玩，故此處人為干擾較大，雖然棲息地類型相似，但多樣性低于樣線2。樣線7位于菱洲，沿著廊道散步游憩的游客較多，對生境干擾大。另外，生境破碎化是城市生物多樣性減少的主要原因之一[4]，該樣線建筑較多，生境破碎化程度高，因此多樣性較低。

表3 不同樣線鳥種類多樣性指數(shù)

樣線1，2和7的鳥類均勻度指數(shù)均小于0.8，其余樣線鳥類均勻度指數(shù)均大于0.8。其原因可能是樣線1和2較長，樹種豐富，可為不同鳥類提供棲息環(huán)境，而樣線3，4，5，6中，樹種相對單一且成片，鳥類棲息環(huán)境相對單一，從而導(dǎo)致均勻度增加；另外有研究表明，人為干擾強(qiáng)弱也可能影響鳥類的均勻度[16]，環(huán)湖路外側(cè)環(huán)境分布各不相同，或為綠地、樹林或為車站、商圈、立交橋、古建筑、學(xué)校、醫(yī)院等，樣線7北端為菱洲生態(tài)樂園，南端靠近雞鳴寺，游客數(shù)量大，干擾頻次高，影響了鳥類的棲息與活動。

樣線1—3的優(yōu)勢度較低，其他樣線較高。多樣化的環(huán)境提供豐富的資源，對應(yīng)的物種多樣性相對較高。樣線3雖然路線較短，但是環(huán)島中森林郁閉度較高，受人為干擾較少，因此多樣性較高。人為干擾影響鳥類諸多方面，如種群數(shù)量、覓食、空間分布、繁殖、生境、物種多樣性和群落結(jié)構(gòu)等[17]。玄武湖在周末以及節(jié)假日人流量大，會對鳥類優(yōu)勢度產(chǎn)生影響。

在7條樣線中，樣線2鳥類豐富度最大，其次是樣線1，可能原因是樣線2和1的綠地面積比5個洲大。研究表明，城市鳥類豐富度與綠地面積之間存在極強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系[18-19]。面積大的樣線有利于緩解邊緣效應(yīng)和外界干擾，比面積小的樣線更適合鳥類長時間停留和生存[20]。此外，在綠地面積小或缺失的區(qū)域也有連續(xù)不斷的行道樹連通了相鄰的綠地，減少了生境破碎化的程度，有利于鳥類的棲息與繁衍。相比之下，距離短、綠地少的樣線7鳥類豐富度最小。

2.3 物種相似度指數(shù)分析

7條樣線的相似系數(shù)詳見表4。Whittaker認(rèn)為，相似性指數(shù)達(dá)到60%時可認(rèn)為群落相似性較高[21]。相似性最高的是樣線5，6。從地理位置不難發(fā)現(xiàn)，樣線5(環(huán)洲)對樣線6(櫻洲)整體呈環(huán)抱形態(tài)，將櫻洲3面包圍，雖然各為獨立的島嶼，以橋為廊道連接，但是環(huán)洲和櫻洲距離近，基本上不會對鳥類的飛行造成阻礙，加之玄武湖的開發(fā)建設(shè)多采用相同的樹種組合，形成了相似的景觀格局，所以2者的生境以及鳥類的相似度極高。表4中數(shù)據(jù)顯示了環(huán)湖綠地與5個洲之間的鳥類相似度普遍較低，而五洲之間相似度大小的規(guī)律基本上是距離愈近相似度愈高，距離愈遠(yuǎn)相似度愈低，具有一定的島嶼特征。鳥種類的相似性間接反映了生境環(huán)境的相似性[22]。

表4 玄武湖公園不同樣線鳥類群落相似性

3 討論與結(jié)論

3.1 玄武湖鳥類多樣性

研究表明，玄武湖具有較高的鳥類多樣性。與研究結(jié)果類似，有報道表明玄武湖公園鳥類多樣性高，且高于大多數(shù)其他南京城市公園[23]。玄武湖兼有湖泊濕地，鳥類均勻度指數(shù)高于廣東樹木公園[24]、廣州麓湖公園[25]以及鄱陽湖鯉魚洲白鶴小鎮(zhèn)[26]這些城市(鎮(zhèn))濕地(公園)?？赡苁怯捎诠珗@面積是影響鳥類多樣性和豐富度最重要的因子之一[27]，而玄武湖是江南地區(qū)面積最大的城內(nèi)公園。玄武湖棲息地類型豐富，植被多樣性高，在發(fā)揮著游憩功能的同時也支持著大量的鳥類在此棲息，呈現(xiàn)較高的鳥類多樣性。

3.2 玄武湖鳥類空間分布影響因素

玄武湖內(nèi)不同樣線的多樣性整體較高，但空間分布也有一定差異。造成差異的原因主要是：

(1)景觀格局不同：根據(jù)對千島湖島嶼鳥類多樣性的研究表明，島嶼與陸地的鳥類多樣性有差異[28]。玄武湖5個洲形成了一定隔離度的島嶼格局，造成了5個洲與環(huán)湖綠地鳥類多樣性的差異。

(2)人為干擾的影響：有研究表明，人類干擾程度越大的區(qū)域鳥類多樣性越低[29]。與相關(guān)研究類似，玄武湖的5個洲經(jīng)常舉辦活動，人為干擾比環(huán)湖綠地大，因此多樣性也相應(yīng)較低。

(3)植被結(jié)構(gòu)不同：鳥類多樣性與植物多樣性、喬木的平均胸徑呈顯著正相關(guān)[30]。5個洲的植被類型多為草地和常見稀疏灌木，而環(huán)湖綠地則種植有高大的懸鈴木、池杉等喬木，植物多樣性高，結(jié)構(gòu)層次明顯，可為多種鳥類提供適宜棲息地。

對玄武湖鳥類均勻度、優(yōu)勢度、豐富度和多樣性指數(shù)的結(jié)果分析表明，玄武湖具有較高的鳥類多樣性，其不同區(qū)域鳥類空間分布與景觀格局、植被類型、人為活動密切相關(guān)。

4 建議

基于本研究結(jié)果，為提高玄武湖鳥類多樣性，實現(xiàn)人鳥和諧，提出如下建議：

(1)適當(dāng)限制游客數(shù)量，尤其是節(jié)假日，保證園內(nèi)實時游客數(shù)量和密度在公園的承載范圍內(nèi)、在鳥類對人類干擾的容忍度內(nèi)。節(jié)假日游客暴增，舉辦活動頻繁，影響鳥類的正常生命活動，特別是體型小的鳥類，更易受到影響[31]，導(dǎo)致鳥類數(shù)量減少、多樣性降低、群落結(jié)構(gòu)趨于單一化[32-35]。

(2) 合理規(guī)劃綠地的面積、層次和格局，提高綠地的空間異質(zhì)性和生境的穩(wěn)定性。多層復(fù)合植被的生境更加利于鳥類棲息、覓食和繁殖[36-38]；注重闊葉林與灌木叢相結(jié)合，盡量營造多樣化的微生境[39]。另外，恢復(fù)沿湖植被，提高植被的層次結(jié)構(gòu)，有利于鳥類豐富度的增加[40]。

(3)合理選擇樹種。多選用木本植物，研究發(fā)現(xiàn)，木本植物種類越多，植食性、肉食性、食蟲性、雜食性等鳥類集團(tuán)在秋冬季的多度越高[37,41]，而且高大喬木有利于鳥類筑巢、躲避人類干擾；食物的可獲得性影響鳥類對生境的選擇，多種植漿果樹，保證有一定數(shù)量的冬季著果的漿果類樹木，以滿足鳥類冬季生存最低限度的取食需求[42]；不同樹種搭配種植，增加樹種的多樣性，可以緩解城市景觀中鳥類種類同質(zhì)化現(xiàn)象[43]。

(4)減少對灌木和喬木樹冠的修剪。喬木、灌木和草地是鳥類棲息和覓食的重要場所。灌木綠化帶是人類與鳥類的天然屏障。為了達(dá)到減少視線遮擋、美化景觀的效果，城市公園會定期維護(hù)植被的外觀狀態(tài)，這種做法很可能破壞城市鳥類多樣性[44]。

(5)發(fā)動觀鳥愛好者對玄武湖進(jìn)行長期的鳥類多樣性監(jiān)測。在時間尺度上收集更多的數(shù)據(jù)，為玄武湖乃至為南京市鳥類多樣性保護(hù)積累更豐富、更準(zhǔn)確的本底資料。