基于紅外相機(jī)的校園綠地集水池生物多樣性提升效果研究

李 嫻 張曉琪 馬云暉 張莉妍 竇鈺寧 張征愷

（西北農(nóng)林科技大學(xué)風(fēng)景園林藝術(shù)學(xué)院，楊凌 712100）

校園綠地是城市中重要的生物棲息地島嶼，也是城市居民休閑活動(dòng)的重要場(chǎng)所。集水池是重要的綠色基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)生物多樣性提升具有較高的價(jià)值，并可能受植被和水體等因素的影響。以西北農(nóng)林科技大學(xué)校園為研究地，利用紅外相機(jī)技術(shù)，在不同層次植被和水體條件下設(shè)置模擬集水池，探究校園綠地的集水池對(duì)鳥(niǎo)類、小型獸類多樣性的提升效果。在2022年7-9月間共獲得有效照片1 398張，記錄到鳥(niǎo)類20種，小型獸類6種。研究發(fā)現(xiàn)，在不同層次植被和水體條件下，集水池附近的鳥(niǎo)類物種β多樣性的嵌套組分比例高于空間周轉(zhuǎn)組分。植被層次和水體距離對(duì)集水池的鳥(niǎo)類物種豐富度貢獻(xiàn)顯著，對(duì)獸類豐富度貢獻(xiàn)不顯著。在靠近水體（距離<30 m）時(shí)，鳥(niǎo)類豐富度隨著層次的增加而增加，在遠(yuǎn)離水體（距離>30 m）時(shí)，喬木+草本植被的鳥(niǎo)類豐富度顯著高于單草本層和喬木+灌木+草本多層植被。小型獸類豐富度受植被層次和水體距離的作用不明顯。在優(yōu)勢(shì)種多度的影響方面，植被層次對(duì)集水池附近的烏鶇多度貢獻(xiàn)顯著（P<0.05），水體距離作用不明顯。植被層次越簡(jiǎn)單，集水池附近烏鶇的多度越高。在遠(yuǎn)離水體時(shí)，集水池附近流浪貓的多度隨植被稀疏程度增加而顯著增加（P<0.05），在靠近水體時(shí)，作用不明顯?；诖?，建議在城市園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中，于遠(yuǎn)離水體處設(shè)置集水池，并控制單層草本植被在綠地中的比例，以期在完善雨水收集系統(tǒng)的同時(shí)，更有效地提高生物多樣性。

生物多樣性；城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施；紅外相機(jī)；校園綠地；集水池

當(dāng)前中國(guó)城市綠地建設(shè)中，普遍存在模式簡(jiǎn)單、綠量缺少、輕視城市生態(tài)環(huán)境和生物多樣性的問(wèn)題[1]。城市生物多樣性是提高城市綠地系統(tǒng)生態(tài)功能的前提，也是城市綠化水平的重要標(biāo)志[2]。中共中央國(guó)務(wù)院辦公廳于2021年印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)生物多樣性保護(hù)的意見(jiàn)》指出要構(gòu)建完備的生物多樣性保護(hù)監(jiān)測(cè)體系，其中包括持續(xù)推進(jìn)生物多樣性調(diào)查監(jiān)測(cè)。校園綠地作為與城市居民關(guān)系最密切的城市綠地，其生物多樣性監(jiān)測(cè)是城市生物多樣性監(jiān)測(cè)體系的重要一環(huán)[3]。

校園綠地作為城市綠地的重要組成部分，是城市環(huán)境中重要的棲息地島嶼[4]。而在諸多城市生物多樣性的相關(guān)研究中，研究范圍主要聚焦在城市公共綠地上，關(guān)于校園綠地的研究相對(duì)較少[4]。研究校園綠地生物群落結(jié)構(gòu)多樣性對(duì)城市綠地營(yíng)造有重要意義[3-5]。

城市動(dòng)物保護(hù)是衡量城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的重要指標(biāo)[5-8]。城市鳥(niǎo)類和小型獸類群落結(jié)構(gòu)多樣性作為城市生物多樣性的重要組成部分和環(huán)境質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，其相關(guān)研究具有重要意義[4-11]。鳥(niǎo)類是城市生物多樣性的重要組成部分，對(duì)城市環(huán)境具有指示作用[12-13]。小型獸類是生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能完整發(fā)揮著重要作用[14-17]，其群落結(jié)構(gòu)是生態(tài)環(huán)境的重要標(biāo)志[18]，可以反映生態(tài)系統(tǒng)的特征[19]。小型獸類群體常棲息于復(fù)雜多樣的城市綠地生態(tài)系統(tǒng)中，具有較高的物種多樣性、較大的種群數(shù)量和重要的生態(tài)功能，同時(shí)也是城市綠地中鳥(niǎo)類的主要捕食者[20-22]。因此，鳥(niǎo)類和小型獸類的多樣性監(jiān)測(cè)對(duì)提升城市環(huán)境質(zhì)量和可持續(xù)性具有積極意義。

城市綠地為城市野生動(dòng)物提供了棲息地和庇護(hù)所[23]。研究表明，鳥(niǎo)類的分布、種群密度等均可能受到棲息地環(huán)境質(zhì)量的直接影響[13]。綠地斑塊的植物組成、植被層次以及到其他生境斑塊的距離是影響鳥(niǎo)類在生境斑塊內(nèi)停歇、覓食、繁殖、遷移的主要因素[14]。另外，良好的水體可以為鳥(niǎo)類提供食物、延長(zhǎng)停留時(shí)間和提升物種數(shù)量[24-25]。關(guān)于小型獸類群落結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境關(guān)系的相關(guān)研究已有不少[15-16]。由于小型獸類具有較高的環(huán)境依賴性，不同地區(qū)的自然狀況不同，小型獸類群落結(jié)構(gòu)差異較大[16]。通常空間異質(zhì)性越高，即地形變化、植物種類、植被結(jié)構(gòu)以及小生境等物理環(huán)境越復(fù)雜，其動(dòng)物群落的多樣性也越高[26-28]?？梢?jiàn)，生境異質(zhì)性、植被結(jié)構(gòu)以及水體是影響城市鳥(niǎo)類和小型獸類群落多樣性的主要因素。

集水池是設(shè)置于綠地或其他公共設(shè)施中用于雨洪調(diào)節(jié)的綠色基礎(chǔ)設(shè)施，可為生物提供生存環(huán)境。不同類型的集水池也影響著生物多樣性的種類及分布[23]，同時(shí)收集場(chǎng)地內(nèi)的多余雨水，緩解雨洪壓力，并對(duì)場(chǎng)地建筑的影響程度較低[29]。相關(guān)研究顯示，集水池在為人類提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的同時(shí)，對(duì)生物多樣性保護(hù)具有較高的潛在價(jià)值，并可能是鳥(niǎo)類生存的關(guān)鍵要素[30]，在維持區(qū)域生物多樣性方面發(fā)揮著核心作用[31-33]。研究表明，在校園內(nèi)設(shè)立的集水池，可以吸引鳥(niǎo)類覓食、飲水或洗澡，顯著提高生物多樣性[34]。水資源緊缺現(xiàn)已成為制約半干旱地區(qū)發(fā)展和生物多樣性提升的重要因素，校園綠地水資源的利用方式和利用效率對(duì)全社會(huì)具有重要的參考意義[29]。因此，借助集水池等設(shè)施提升半干旱地區(qū)雨水的多功能利用，探究此類綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)城市綠地生物多樣性的影響很有必要。

紅外相機(jī)技術(shù)具有成本低、隱蔽性強(qiáng)、受環(huán)境因素影響小、效率高、對(duì)動(dòng)物干擾小，且能全天24 h不間斷監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，是監(jiān)測(cè)野生動(dòng)物的有效方法[35-36]。其照片數(shù)據(jù)可以分析野生動(dòng)物的物種分布、種群數(shù)量、種群密度、行為和生境利用等信息[37-38]。城市綠地具有動(dòng)態(tài)性強(qiáng)、人為干擾頻繁的特征，然而少有研究采用紅外相機(jī)進(jìn)行生物多樣性定點(diǎn)監(jiān)測(cè)。如何讓紅外相機(jī)在城市環(huán)境中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，仍需要進(jìn)一步探索和實(shí)踐。

校園綠地集水池對(duì)生物多樣性提升具有較高的價(jià)值，并可能受植被和水體等因素的影響，但缺少相關(guān)的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)研究。為進(jìn)一步探究集水池在不同棲息地環(huán)境下與校園綠地生物多樣性水平的關(guān)系，本研究以西北農(nóng)林科技大學(xué)校園綠地為研究區(qū)，利用紅外相機(jī)技術(shù)，在不同植被層次和水體條件下設(shè)置模擬集水池，探究不同植被層次和水體條件下校園綠地集水池對(duì)鳥(niǎo)類、小型獸類多樣性提升效果的差異。以期為城市綠地生物多樣性和生態(tài)棲息地功能提升提供科學(xué)依據(jù)，為城市綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和方法參考。

1 研究區(qū)概況

本研究主要在西北農(nóng)林科技大學(xué)南校區(qū)進(jìn)行（圖1）。該校區(qū)坐落于陜西省楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)，占地面積124 hm2，北靠黃土高原，南鄰渭水，校園地形北高南低。當(dāng)?shù)貧夂驕嘏瘽駶?rùn)，具有夏季高溫多雨、秋季多陰雨、冬季寒冷干燥等明顯的大陸性季風(fēng)氣候特征。校園植被以落葉闊葉植物為主，植物種類豐富，其中木本植物涉及54科119屬[39]，校園內(nèi)生境類型豐富多樣[24]。

圖1 研究區(qū)域Fig. 1 Study area

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置

2.1.1 樣地分布

結(jié)合校園綠地的實(shí)際情況和特征，本研究選取6處典型樣點(diǎn)（圖2）。使用無(wú)人機(jī)（DJI Air 2s）對(duì)所選樣地進(jìn)行航拍以確定各樣點(diǎn)的生境類型和周圍環(huán)境狀況。各樣點(diǎn)植被層次和水體條件概況如表1所示。

表1 樣點(diǎn)分類Tab. 1 Sample sites classification

圖2 樣點(diǎn)分布Fig. 2 Sample sites location

2.1.2 紅外相機(jī)設(shè)置

在預(yù)調(diào)查之后，于2022年6月26日進(jìn)行紅外相機(jī)的布設(shè)。選擇樣地內(nèi)靠近中心，人為活動(dòng)少、較隱蔽的地點(diǎn)安放紅外相機(jī)，型號(hào)為Forsafe H805。相機(jī)安裝在樹(shù)干上，離地大約50 cm使用扎帶將相機(jī)固定并設(shè)置告示牌，避免其他人為干擾（圖3）。此外，每臺(tái)相機(jī)鏡頭前方1 m處埋設(shè)模擬集水池裝置（650 mm×400 mm×150 mm），內(nèi)部容積約為0.035 m（3640 mm×390 mm×140 mm），并在池內(nèi)放置少量石塊，周圍布置樹(shù)枝，為鳥(niǎo)類的停歇提供便利（圖4）。所有相機(jī)設(shè)置統(tǒng)一參數(shù)：工作模式設(shè)置為拍照+攝像模式，先連拍3張照片，然后攝像10 s，觸發(fā)時(shí)間間隔5 s，監(jiān)控時(shí)段為每日16:00到次日的10:00。照片分辨率20 MP，視頻分辨率3 840×2 160 P，每周回收照片和視頻數(shù)據(jù)并對(duì)集水裝置補(bǔ)水，每2個(gè)月更換相機(jī)電池并重新設(shè)定相機(jī)時(shí)間與北京時(shí)間保持一致[40]。2022年6月2日至7月17日為設(shè)備調(diào)試期，期間布設(shè)相機(jī)和埋設(shè)集水池的擾動(dòng)痕跡基本消失。

圖3 相機(jī)實(shí)景Fig. 3 The photo of infrared camera placement

圖4 集水池Fig. 4 Water collection pool

2.2 數(shù)據(jù)處理

將2022年7月至9月獲得的6臺(tái)紅外相機(jī)所拍攝的照片利用山水自然保護(hù)中心提供的AI空拍識(shí)別助手在線工具（http://cameratrap-ai.hinature.cn/）進(jìn)行篩選，初步剔除人類活動(dòng)和空拍照片。按照中國(guó)鳥(niǎo)類觀察手冊(cè)[41]進(jìn)行人工物種識(shí)別，以紅外相機(jī)在戶外由前一日16時(shí)至次日10時(shí)的一個(gè)監(jiān)控周期為一個(gè)相機(jī)工作日。同一部相機(jī)在30 min內(nèi)連續(xù)拍攝的同種動(dòng)物照片只定義為該物種的1張獨(dú)立有效照片[42]。記錄照片拍攝日期、動(dòng)物種類和數(shù)量等信息。

2.3 分析方法

2.3.1 描述性統(tǒng)計(jì)

以初步數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)物種的種類、有效照片數(shù)量。將紅外相機(jī)拍攝有效照片數(shù)量占總數(shù)量5%以上的物種作為優(yōu)勢(shì)種[42]，分別統(tǒng)計(jì)鳥(niǎo)類和小型獸類的優(yōu)勢(shì)種。

2.3.2 指標(biāo)計(jì)算

采用物種豐富度、周物種豐富度、物種β多樣性（Baselga分解法）和優(yōu)勢(shì)種周物種相對(duì)多度指數(shù)（Weekly Relative Abundance Index，WRAI）4個(gè)指標(biāo)，按鳥(niǎo)類和小型獸類分別統(tǒng)計(jì)。7-9月是繁殖季末期到遷徙季初期，每周物種和數(shù)量變化較大[39]，因此采用周豐富度和周相對(duì)多度的指標(biāo)進(jìn)行分析。

周物種相對(duì)多度指數(shù)[35]計(jì)算見(jiàn)公式（1）。其中Ai為第i類動(dòng)物的第幾周獨(dú)立有效照片數(shù)；T為本周內(nèi)相機(jī)總工作日。

Baselga的加和分解法[44]把兩兩生境之間的S?rensen成對(duì)相異性指數(shù)（Pairwise S?rensen Dissimilarity（)βso，r公式（2））分解為空間周轉(zhuǎn)組分（βsim，公式（3））和嵌套組分（βsne，公式（4））。其中a表示兩兩生境間共有的物種數(shù)，b表示在第一個(gè)生境中存在而第二個(gè)生境不存在的物種數(shù)，c表示在第二個(gè)生境中存在而第一個(gè)生境不存在的物種數(shù)。

2.3.3 雙因素方差分析

通過(guò)雙因素方差分析按樣點(diǎn)分類比較水體距離和植被層次對(duì)鳥(niǎo)類和小型獸類活動(dòng)的影響。比較變量為鳥(niǎo)類和獸類的優(yōu)勢(shì)種周物種豐富度和周相對(duì)多度。周次以第一張有效照片日期開(kāi)始，7 d定義為1個(gè)周次，若周內(nèi)無(wú)有效工作日，該周次不進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3 分析結(jié)果

3.1 鳥(niǎo)類和小型獸類群落特征

2022年7月至9月，6臺(tái)紅外相機(jī)共獲得19 912張照片，其中有效照片日數(shù)總計(jì)64 d。有效鳥(niǎo)類和獸類照片1 398張，記錄的鳥(niǎo)類共20種，由4目12科組成（圖5），鳥(niǎo)類優(yōu)勢(shì)種（有效照片數(shù)超過(guò)總數(shù)的5%）為灰喜鵲、烏鶇、烏灰鶇、山斑鳩和白頰噪鹛（圖6）。雀形目鳥(niǎo)類有9科16種，非雀形目有鳥(niǎo)類3科4種。國(guó)家保護(hù)的有益的或者有重要經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究?jī)r(jià)值的鳥(niǎo)類15種，18種鳥(niǎo)類在IUCN物種紅色名錄中均屬于無(wú)危類群。

圖5 鳥(niǎo)類優(yōu)勢(shì)種的有效照片數(shù)量Fig. 5 The number of valid photos of bird species

圖6 小型獸類的有效照片數(shù)量Fig. 6 The number of valid photos of small mammals

3.2 不同植被結(jié)構(gòu)、水體距離分組的群落差異

不同植被層次和水體條件下的物種豐富度差異較大，在距離水體超過(guò)30 m的分組中，雙層植被的鳥(niǎo)類豐富度最高為16種；單層植被的鳥(niǎo)類豐富度最低，僅出現(xiàn)麻雀。小型獸類的豐富度，在多層植被和距離水體不超過(guò)30 m的生境中最多共5種；距離水體超過(guò)30 m的分組中，雙層植被和多層植被的小型獸類組成相同共3種，分別是貓、狗和蒙古兔。

鳥(niǎo)類周物種豐富度的雙因素方差分析結(jié)果顯示，植被層次和水體距離之間不存在交互作用，其中植被層次的主效應(yīng)顯著（P<0.05）。距離水體不超過(guò)30 m的分組中，植被層次為單層、雙層、多層分組的鳥(niǎo)類周物種豐富度平均值依次增多。距離水體超過(guò)30 m的分組中，雙層植被平均值最高（圖7）。

圖7 不同植被結(jié)構(gòu)與水體距離下鳥(niǎo)類物種豐富度Fig. 7 Bird species richness under different vegetation structures and water body distance conditions

小型獸類的周物種豐富度的雙因素方差分析結(jié)果顯示，植被層次和水體距離兩個(gè)變量之間不存在交互作用（P>0.05），且主效應(yīng)均不顯著（P>0.05）。水體距離超過(guò)30 m的分組中，植被層次為單層、雙層、多層分組的小型獸類周物種豐富度平均值依次增多。水體距離不超過(guò)30 m的分組中，雙層植被平均值最低（圖8）。

圖8 不同植被結(jié)構(gòu)與水體距離下小型獸類物種豐富度Fig. 8 Species richness of small mammals at different distances between vegetation structures and water bodies

如表2所示，在總體上不同植被層次與水體距離分組中的鳥(niǎo)類物種組成的嵌套組分比例高于空間周轉(zhuǎn)組分。其中，相同水體距離，不同層次植被分組的鳥(niǎo)類物種組成的嵌套組分比例高于空間周轉(zhuǎn)組分。水體距離不超過(guò)30 m條件下，不同植被層次之間的嵌套組分βsne∈［0.13～0.29］，空間周轉(zhuǎn)組分βsim∈［0～0.13］；水體距離超過(guò)30 m條件下，不同植被層次之間嵌套組分βsne∈［0.21～0.88］，空間周轉(zhuǎn)組分βsim∈［0～0.10］。相同植被層次（多層或雙層），不同水體距離分組的鳥(niǎo)類物種組成的空間周轉(zhuǎn)組分比例高于嵌套組分。雙層植被條件下，距離水體超過(guò)30 m與不超過(guò)30 m之間的樣點(diǎn)的嵌套組分βsne=0，周轉(zhuǎn)組分βsim=0.19。多層植被條件下，遠(yuǎn)離水體與靠近水體之間的樣點(diǎn)的嵌套組分βsne=0.06，周轉(zhuǎn)組分βsim=0.3。

表2 不同植被結(jié)構(gòu)與水體距離分組間的鳥(niǎo)類β多樣性Tab. 2 β diversity of different vegetation structure and water body distance groups

3.3 植被層次、水體距離對(duì)鳥(niǎo)類和小型獸類優(yōu)勢(shì)種多度的影響

在對(duì)植被層次和水體距離對(duì)鳥(niǎo)類優(yōu)勢(shì)種周物種相對(duì)多度的分析中，烏鶇、灰喜鵲、白頰噪鹛、山斑鳩的周物種相對(duì)多度數(shù)據(jù)均符合等方差性，且滿足正態(tài)分布，兩種因素之間不存在交互作用（P>0.05）。植被層次對(duì)烏鶇的影響顯著（P<0.05），植被層次分別為單層、雙層、多層分組的烏鶇的多度依次減少（圖9-a）。對(duì)灰喜鵲，植被層次和水體距離的主題效應(yīng)均不顯著（P>0.05），水體距離超過(guò)30 m的分組的灰喜鵲多度高于水體距離不超過(guò)30 m的分組（圖9-b）。白頰噪鹛的兩種因素的主體效應(yīng)不顯著（圖9-c），且樣本數(shù)較少，參考價(jià)值不高。山斑鳩的兩種因素的主體效應(yīng)也不顯著（圖9-d）。烏灰鶇的多度滿足正態(tài)分布，但不符合等方差性。由于紅外相機(jī)在水體距離超過(guò)30 m，單層植被和多層植被兩個(gè)生境中沒(méi)有記錄到烏灰鶇的活動(dòng)照片，無(wú)法判斷是否具有交互作用以及兩種因子的作用（圖9-e）。

小型獸類優(yōu)勢(shì)種流浪貓的周物種相對(duì)多度符合等方差性，滿足正態(tài)分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)植被層次和水體距離對(duì)流浪貓的多度具有交互作用（P<0.05)。植被層次的單獨(dú)效應(yīng)：?jiǎn)螌又脖恢?，水體距離對(duì)流浪貓的多度的單獨(dú)效應(yīng)顯著（P <0.05），水體距離超過(guò)30 m的分組的流浪貓多度高于距離水體不超過(guò)30 m的分組；雙層和多層植被不顯著。水體距離的單獨(dú)效應(yīng)：距離水體超過(guò)30 m的分組中，植被層次對(duì)多度的單獨(dú)效應(yīng)顯著（P<0.05），多層、雙層、單層植被的流浪貓多度依次增多（圖9-f）；水體距離30 m以下的分組不顯著。其他獸類優(yōu)勢(shì)種樣本數(shù)較少，不具有參考性。

圖9 不同植被結(jié)構(gòu)與水體距離分組中鳥(niǎo)類、獸類優(yōu)勢(shì)種的周相對(duì)多度（其中a-e為鳥(niǎo)類優(yōu)勢(shì)種的周相對(duì)多度，f為流浪貓的周相對(duì)多度）Fig. 9 Weekly relative abundance of dominant species of birds and mammals in different vegetation structure and water body distance groups

4 討論

4.1 影響校園綠地集水池對(duì)鳥(niǎo)類和小型獸類招引效果的因素

4.1.1 植被結(jié)構(gòu)與水體距離的影響

（三）能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在倡導(dǎo)素質(zhì)教育的今天，語(yǔ)文教育也把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力作為重要的一個(gè)方面。如前段時(shí)期流行的新概念作文。所謂新概念，就是讓學(xué)生掙脫傳統(tǒng)作文模式的束縛，大膽開(kāi)辟新路。我們最近的中考、高考題中也對(duì)創(chuàng)新的能力有了進(jìn)一步的要求。語(yǔ)文教育在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力中可起到一定作用。課堂教學(xué)可多角度多層次多途徑的訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新思維，完善學(xué)生的思想品質(zhì)。

通過(guò)比較在集水池的吸引下鳥(niǎo)類和小型獸類在不同植被層次和水體距離分組的周物種豐富度，以及鳥(niǎo)類和小型獸類優(yōu)勢(shì)種周物種相對(duì)多度，發(fā)現(xiàn)影響兩類群物種多樣性的因素存在交互作用。

水體距離對(duì)鳥(niǎo)類物種豐富度的主效應(yīng)不顯著這和研究并不相同[13]，說(shuō)明集水池在對(duì)鳥(niǎo)類提供水源的方面具有一定的替代作用。集水池通過(guò)彌補(bǔ)距離池塘水體較遠(yuǎn)生境的水體供給，為遠(yuǎn)離水體生境鳥(niǎo)類提供飲水、覓食、洗澡的便利條件，影響鳥(niǎo)類的分布和種群密度。

在集水池的吸引下，植被層次對(duì)優(yōu)勢(shì)種烏鶇的周物種相對(duì)多度的效應(yīng)顯著，這與張征愷等[14]研究提出的綠地斑塊的植被層次結(jié)構(gòu)是鳥(niǎo)類在生境斑塊內(nèi)停歇、覓食的主要因素是一致的，且植被層次分別為多層、雙層、單層分組的烏鶇的周相對(duì)多度依次增多。然而，另一優(yōu)勢(shì)種灰喜鵲的周物種相對(duì)多度植被層次主效應(yīng)并不如預(yù)期中顯著。這可能與灰喜鵲自身的生態(tài)習(xí)性有關(guān)?；蚁铲o主要棲息于次生林和人工林內(nèi)，活動(dòng)范圍廣泛且多變[45-46]，因此受植被層次的影響不明顯，這與武欣慧等的研究[13]一致。

在集水池的吸引下，水體距離對(duì)灰喜鵲和烏鶇的效應(yīng)存在差異?；蚁铲o距離水體超過(guò)30 m的分組相對(duì)多度高于30 m內(nèi)有水體的分組。結(jié)合彭子嘉的研究，良好的水體可以為鳥(niǎo)類提供食物，提升物種數(shù)量[21-22]，烏鶇和灰喜鵲在水體距離因素相對(duì)多度分析中卻并沒(méi)有得到這樣的結(jié)果。這可能是因?yàn)闉貔吺承暂^雜[47]，校園內(nèi)適合烏鶇的食源植物多，其對(duì)大面積水體的依賴性有限。

植物層次和水體距離對(duì)流浪貓的影響存在交互作用。流浪貓?jiān)诟鲗又参锝Y(jié)構(gòu)下，遠(yuǎn)離水體的相對(duì)多度明顯高于靠近水體；遠(yuǎn)離水體的情況下，隨著植被層次的減少流浪貓相對(duì)多度依次增加。這表明在遠(yuǎn)離水體且植被單一的生境，集水池對(duì)流浪貓更具有吸引力。這可能是由于植被單一的生境利于流浪貓進(jìn)行捕食，在具有水體補(bǔ)充時(shí)更傾向于停留在此。未來(lái)需要結(jié)合捕食行為、活動(dòng)規(guī)律等證據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。

4.1.2 流浪動(dòng)物的影響

本研究通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)類和流浪貓偏好生境不同，這可能與它們捕食鳥(niǎo)類的行為有關(guān)[48]，校園內(nèi)的鳥(niǎo)類可能已具有回避流浪貓的習(xí)慣。此外，鳥(niǎo)類在夏季多在雙層或多層等植被結(jié)構(gòu)豐富的區(qū)域活動(dòng)以躲避高溫，而流浪貓是典型的夜行動(dòng)物，夜晚溫度適宜，無(wú)需考慮遮陰問(wèn)題。具體原因有待未來(lái)進(jìn)一步研究。

4.2 紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)在城市綠地的應(yīng)用

以往研究通常將同一部相機(jī)拍攝的間隔超過(guò)30 min的相鄰有效照片（包含同物種照片）定義為獨(dú)立有效照片[35-37]。然而城市環(huán)境中，鳥(niǎo)類密度高，加之集水池的吸引，本研究經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)同一群鳥(niǎo)、同一只獸類短時(shí)間不斷訪問(wèn)同一個(gè)樣點(diǎn)的情況。如采用以往的規(guī)則可能造成物種多度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果虛高。因此，本研究采取的有效照片的標(biāo)準(zhǔn)為：不同動(dòng)物的連續(xù)或非連續(xù)圖像，同一動(dòng)物超過(guò)30 min的時(shí)間間隔的連續(xù)或非連續(xù)圖像，其中如果確定是同一個(gè)動(dòng)物個(gè)體即使超過(guò)30 min也認(rèn)定為無(wú)效照片。基于此規(guī)則的研究結(jié)果，具有較好的分析效果，未來(lái)還需要補(bǔ)充樣本量，進(jìn)行驗(yàn)證。

4.3 研究展望

4.3.1 增加采樣層次與分類

本研究依據(jù)植被層次和水體距離分析了6類生境中集水池對(duì)鳥(niǎo)類、小型獸類多樣性的提升作用，然而植被的開(kāi)闊程度、人類干擾等因素尚未考慮在內(nèi)。另外，本研究中的紅外相機(jī)設(shè)置在地面附近，但許多鳥(niǎo)類會(huì)在植被中上層活動(dòng)。樹(shù)棲相機(jī)可能是捕捉潛在的有效工具，可以記錄難以進(jìn)入的樹(shù)棲生態(tài)系統(tǒng)并觀察樹(shù)棲物種的活動(dòng)模式，為未來(lái)野生動(dòng)物研究更好地評(píng)估地面以上的動(dòng)物活動(dòng)提供有效途徑[49]。因此，未來(lái)的研究中需要考慮更多環(huán)境變量，覆蓋更多植被層次，特別是非地面區(qū)段，更加系統(tǒng)地進(jìn)行對(duì)比分析，構(gòu)建生物多樣性研究的多尺度相機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

4.3.2 進(jìn)行長(zhǎng)周期監(jiān)測(cè)

在實(shí)驗(yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)，部分樣點(diǎn)在人為割草后出現(xiàn)鳥(niǎo)類聚集覓食的現(xiàn)象，但因?qū)嶒?yàn)周期較短，尚缺乏具有統(tǒng)計(jì)意義的數(shù)據(jù)來(lái)探究其中的原因。以往研究表明，人類活動(dòng)干擾，包括人類活動(dòng)所引起的生境變化，是影響鳥(niǎo)類數(shù)量的重要因素[13]。樣點(diǎn)范圍內(nèi)的割草活動(dòng)可能直接改變樣點(diǎn)的植被結(jié)構(gòu)，造成自生灌叢消失，草本層高度大幅降低。從而造成一些偏好灌叢的食蟲(chóng)鳥(niǎo)數(shù)量減少[50-51]，偏好草坪的城市適宜鳥(niǎo)類數(shù)量增加[52]。本次研究主要集中在夏季，而類似割草、澆水灌溉、排干池塘等園林管理手段也具有周期性變化。此外不同季節(jié)的鳥(niǎo)類食物組成，如果實(shí)、種子、昆蟲(chóng)等也具有很大差異，因此未來(lái)還需要通過(guò)多季節(jié)長(zhǎng)周期進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)更多的規(guī)律。

4.3.3 關(guān)注城市流浪動(dòng)物

流浪動(dòng)物是城市的重要生態(tài)問(wèn)題，它們的棲息地偏好與城市人居健康關(guān)系密切。關(guān)于流浪貓狗，本研究?jī)H是發(fā)現(xiàn)了一些簡(jiǎn)單規(guī)律。以往研究表明城市中的流浪貓對(duì)當(dāng)?shù)匚锓N影響很大，其捕食行為可能會(huì)提高城市綠地中鳥(niǎo)類的死亡率，從而對(duì)鳥(niǎo)類的生存造成嚴(yán)重威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)，流浪貓每年會(huì)殺死13～40億只鳥(niǎo)類[21-22]。本研究發(fā)現(xiàn)不同植被和水體距離的集水池對(duì)流浪貓狗的吸引力存在差異。但這些流浪動(dòng)物對(duì)鳥(niǎo)類飲水、覓食和洗澡活動(dòng)造成的干擾尚不明確，仍需要通過(guò)其他手段分析流浪貓狗在城市綠地中的活動(dòng)規(guī)律及對(duì)鳥(niǎo)類的影響。

5 結(jié)論

在集水池的吸引下，對(duì)不同植被層次與水體距離分析表明，遠(yuǎn)離水體的雙層植被結(jié)構(gòu)物種最豐富，鳥(niǎo)類物種組成的嵌套組分比例高于空間周轉(zhuǎn)組分，生境異質(zhì)性對(duì)校園綠地鳥(niǎo)類群落的形成起主要作用。

水體距離對(duì)鳥(niǎo)類物種豐富度的主效應(yīng)不顯著，說(shuō)明集水池在對(duì)鳥(niǎo)類提供水源方面具有一定的替代作用，對(duì)鳥(niǎo)類的多樣性具有影響。在集水池的吸引下，植物結(jié)構(gòu)和水體距離在對(duì)鳥(niǎo)類豐富度的影響上不存在交互作用，其中植被效應(yīng)更明顯。當(dāng)靠近水體時(shí)，鳥(niǎo)類豐富度隨植被層次增加而增加。當(dāng)遠(yuǎn)離水體時(shí)，集水池附近的雙層植被豐富度最高。兩種因素對(duì)獸類豐富度的影響均不顯著。

植物結(jié)構(gòu)和水體距離在對(duì)優(yōu)勢(shì)種烏鶇和灰喜鵲多度的影響上不存在交互作用。烏鶇的多度隨植被稀疏程度增加而顯著增加。植被層次和水體距離對(duì)貓多度的影響存在交互作用，當(dāng)遠(yuǎn)離水體時(shí)，集水池附近流浪貓的多度隨植被稀疏程度增加而顯著增加。當(dāng)靠近水體時(shí)，植被的影響不明顯。

由于高校校園面積大，活動(dòng)人群多，其中的校園綠地雖為附屬綠地，但與城市綠地的生態(tài)屬性類似，可以視為城市綠地。根據(jù)本研究結(jié)果，對(duì)今后城市綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)提出以下建議：（1）在未來(lái)城市園林綠地的設(shè)計(jì)中，在遠(yuǎn)離水體生境處設(shè)置集水池等小型水體，利用天然降水結(jié)合人工補(bǔ)水，為鳥(niǎo)類和小型獸類提供飲水、洗澡的水體。（2）在距離大面積水體較遠(yuǎn)距離生境處可適當(dāng)增加雙層植被的植物群落，利于提升鳥(niǎo)類群落的均勻程度。（3）在較大面積水體周邊應(yīng)提升植被群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，改善周邊小氣候，尤其應(yīng)多種植冠大陰濃的高大喬木為鳥(niǎo)類提供夏季遮陰條件，營(yíng)造良好的棲息地環(huán)境。（4）可以將集水池與綠地景觀設(shè)計(jì)相結(jié)合。通過(guò)將植物種植與地形相結(jié)合，設(shè)置雨水花園、下沉式綠地、生態(tài)植草溝等，通過(guò)分散的小規(guī)模水體進(jìn)行源頭處理促進(jìn)雨水資源的利用，實(shí)現(xiàn)低影響開(kāi)發(fā)，構(gòu)建海綿城市。集水池亦可與景觀建筑結(jié)合構(gòu)建綠色屋頂，改善小氣候，為鳥(niǎo)類提供良好的棲息地。通過(guò)集水池和景觀要素的有機(jī)結(jié)合，可將生態(tài)思想融入城市綠地景觀，在美化環(huán)境的同時(shí)，以較低成本，提升景觀功能，促進(jìn)雨水調(diào)蓄，以期進(jìn)一步構(gòu)建生物多樣性友好型城市。

致謝：

感謝山水自然保護(hù)中心提供的AI空拍識(shí)別助手工具及賬號(hào)，使本研究可以高效快速地完成數(shù)據(jù)篩選工作；感謝西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院研究生劉文輝同學(xué)在紅外相機(jī)照片的物種識(shí)別工作中提供的幫助。