銀川市中心城區(qū)不同濱水綠地的鳥類群落結(jié)構(gòu)差異*

吳小輝 劉 暉 王晶懋 齊佳樂

西安建筑科技大學(xué)建筑學(xué)院 西安 710055

城市濱水綠地是城市中水體與綠地的交錯(cuò)區(qū)，水陸交匯塑造了濱水綠地多樣化的生態(tài)環(huán)境[1-2]，使濱水綠地成為城市中生物多樣性最高的區(qū)域[3-4]。鳥類群落是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，且鳥類在城市生態(tài)系統(tǒng)中處于食物鏈的高級(jí)營養(yǎng)級(jí)，鳥類多樣性決定食物鏈下層生物的狀態(tài)[3]，是城市生態(tài)系統(tǒng)健康的重要指示物種[5-6]。研究顯示，針對(duì)銀川城市濱水綠地鳥類群落的研究多側(cè)重遠(yuǎn)郊的近自然或半自然區(qū)域，如李元?jiǎng)偤屠钪緞俒7]通過對(duì)銀川市遠(yuǎn)郊區(qū)濱水綠地野生鳥類的調(diào)查，分析了影響鳥類物種多樣性的環(huán)境因子；呂金虎等[8]、段海玲等[9]提出銀川市遠(yuǎn)郊區(qū)濕地野生鳥類的保護(hù)策略及管理措施。僅有杜天奎等[10]研究了銀川市近郊區(qū)的閱海國家濕地公園春季鳥類多樣性及群落組成。目前，針對(duì)銀川市中心城區(qū)濱水綠地鳥類群落多樣性的研究較少，尤其缺乏建成區(qū)不同濱水綠地類型的鳥類群落多樣性研究，而這類在人工建設(shè)環(huán)境中貫穿或嵌入的濱水綠地實(shí)際是城市居民日常生活最容易接觸和感知的自然生物棲息空間[11]，其中鳥類多樣性和豐富度的提高可改善城市居民的福祉[12-13]。銀川市是我國西部唯一的國際濕地城市，是西北干旱地區(qū)生態(tài)本底較好的綠洲城市[14-15]，是我國西部和東亞-澳大利亞候鳥遷徙路線上的中轉(zhuǎn)站，鳥類資源豐富，文獻(xiàn)記錄的鳥類有17目47科320種[16]。因此，銀川市中心城區(qū)濱水綠地鳥類群落組成與群落結(jié)構(gòu)差異研究在銀川市“生態(tài)立市”和“宜居城市”目標(biāo)主導(dǎo)下的城市濱水綠地建設(shè)中具有重要現(xiàn)實(shí)意義，是認(rèn)識(shí)鳥類對(duì)銀川城市環(huán)境適應(yīng)機(jī)制的研究基礎(chǔ)，也為銀川市中心城區(qū)野生鳥類群落的保護(hù)與恢復(fù)提供參考。

1 研究區(qū)概況

銀川市(38°17′—38°39′N，105°50′—106°41′E)位于寧夏平原中部，西依賀蘭山，東臨黃河；地勢西南部高，東北部低；屬于溫帶大陸性氣候，年均氣溫為10.8℃，年均降水量154.9 mm。2015年，銀川市湖泊濕地面積達(dá)7.1×104hm2[17]，市區(qū)濕地率為10.65%。本文選定銀川市中心城區(qū)中16個(gè)具有代表性的濱水綠地為研究區(qū)域，其中5個(gè)處于近郊區(qū)，11個(gè)處于建成區(qū)。根據(jù)系統(tǒng)聚類分析結(jié)果，結(jié)合規(guī)劃設(shè)計(jì)需求，將這16個(gè)濱水綠地劃分為分別處于近郊區(qū)和建成區(qū)的3類濱水綠地類型(圖1)，分別為大面積塊狀濱水綠地(Large areas of waterfront green space，LA-WGS)、中等面積塊狀濱水綠地(Medium areas of waterfront green space，MA-WGS)和帶狀濱水綠地(Waterfront green belt，WGB)。其中，地塊2、12、15和16為建成區(qū)LA-WGS；地塊4、13和14為建成區(qū)MA-WGS；地塊3、5、6和7為建成區(qū)WGB。地塊1為近郊區(qū)LA-WGS；地塊11為近郊區(qū)MA-WGS；地塊8、9和10為近郊區(qū)WGB。建成區(qū)LA-WGS、MA-WGS、WGB與近郊區(qū)LAWGS、MA-WGS和WGB的面積均值分別為239、61、23 hm2和1 190、46、24 hm2。研究選擇的濱水綠地具有不同用地面積，且分布于城市建成區(qū)與近郊區(qū)的不同區(qū)位，對(duì)于研究不同濱水綠地類型的鳥類群落結(jié)構(gòu)具有一定的代表性。

圖1 不同濱水綠地類型空間格局示意

2 研究方法

2.1 調(diào)研方法

2020年8月—2021年7月，采用樣線法對(duì)調(diào)查區(qū)域鳥類群落進(jìn)行調(diào)查，除2021年1月受新冠肺炎疫情影響無法調(diào)查外，每月選擇晴朗無風(fēng)天氣調(diào)查1次，為期3 d。調(diào)查者以1～1.5 km·h-1的速度沿樣線行進(jìn)，使用望遠(yuǎn)鏡(10×42單筒和雙筒)、數(shù)碼相機(jī)和錄音筆記錄樣線兩側(cè)50 m范圍內(nèi)看到、聽到和拍到的鳥類，對(duì)同向飛過樣線但未停留的鳥類不做記錄。依據(jù)《中國鳥類分類與分布名錄》[18]和《中國動(dòng)物地理》[19]確定鳥類種類、居留型和地理區(qū)系。

2.2 數(shù)據(jù)處理

鳥類的頻率指數(shù)采用遇見頻率指數(shù)估計(jì)法，將每種鳥遇見的百分率(R)與平均每天遇見該種鳥數(shù)量(B)的乘積(RB)作為指數(shù)進(jìn)行數(shù)量等級(jí)劃分，計(jì)算公式如下:

當(dāng)RB≥40為優(yōu)勢種，5≤RB＜40為常見種，RB＜5為稀有種[20]。

鳥類豐富度采用Patrick指數(shù)，即類群數(shù)表征。鳥類群落多樣性指數(shù)采用Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)，計(jì)算公式分別為:

式(3)中，Pi為第i個(gè)種的個(gè)體數(shù)占群落總個(gè)體數(shù)的比率；式(4)中，S為類群數(shù)。

鳥類群落相似性指數(shù)采用S?rensen指數(shù)，計(jì)算公式為:

式(5)中:C為2個(gè)地塊共有的鳥類種數(shù)；A、B分別為2個(gè)地塊中的鳥類種數(shù)[21]。

采用單因素方差(one-way ANOVA)分析不同濱水綠地類型鳥類群落結(jié)構(gòu)差異的顯著程度。采用Microsoft Excel 2019和SPSS 26.0進(jìn)行分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 鳥類群落組成

調(diào)查時(shí)段，濱水綠地中共記錄到鳥類15目38科98種，其中包括家養(yǎng)鳥1種，占寧夏回族自治區(qū)鳥種數(shù)的 31%。研究區(qū)雀形目(Passeriformes)鳥種最多，為40種；非雀形鳥類以游禽和涉禽種類最多，分別為25和16種，分別占鳥種總數(shù)的26%和16%。研究區(qū)以旅鳥為主，其次是夏候鳥和留鳥，分別有34、32和26種，占調(diào)查鳥種總數(shù)的35%、33%和26%。繁殖鳥類，即留鳥與夏候鳥共計(jì)58種，占鳥種總數(shù)的59%。研究區(qū)域鳥類區(qū)系以古北界為主，共43種，東洋界、廣布種、不易歸類鳥類分別為16、16和23種。調(diào)查區(qū)域共記錄到國家級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生鳥類9種，隸屬5目5科，包括國家Ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)鳥類白尾海雕(Haliaeetus albicilla)，國家Ⅱ級(jí)保護(hù)鳥類白腰杓鷸(Numenius arquata)、鴻雁(Anser cygnoides)、大天鵝(Cygnus cygnus)、白琵鷺 (Platalealeucorodia)、黑鳶 (Milvus migrans)、紅隼 (Falco tinnunculus)、白尾鷂(Circus cyaneus)和雀鷹(Accipiter nisus)。此外，瀕危物種共有8種，其中易危種有鴻雁和白尾海雕；近危種有白尾鷂、白眼潛鴨 (Aythya nyroca)、羅紋鴨(Anas falcata)、大天鵝、白琵鷺和白腰杓鷸[22]。

鳥類的頻率指數(shù)計(jì)算結(jié)果顯示:濱水綠地中記錄到優(yōu)勢種鳥類共有7種，即樹麻雀(Passer montanus)、骨頂雞(Fulica atra)、喜鵲(Pica pica)、紅嘴鷗(Chroicocephalus ridibundus)、赤膀鴨(Anas strepera)、蒼鷺(Ardea cinerea)和銀喉長尾山雀(Aegithalos glaucogularis)；常見種鳥類共有15種，分別為太平鳥(Bombycilla garrulus)、鳳頭(Podiceps cristatus)、灰椋鳥(Spodiopsar cineraceus)、斑嘴鴨(Anas zonorhyncha)、赤嘴潛鴨(Netta rufina)、金翅雀(Chloris sinica)、普通燕鷗(Sterna hirundo)、家燕(Hirundo rustica)、赤頸鶇 (Turdus ruficollis)、白眼潛鴨 (Aythya nyroca)、白頭鵯(Pycnonotus sinensis)、小(Tachybaptus ruficollis)、赤頸鴨(Anas penelope)、紅尾鶇 (Turdusnaumanni)和普通鸕鶿(Phalacrocorax carbo)；偶見種鳥類共有76種。

3.2 鳥類群落結(jié)構(gòu)比較

3.2.1 建成區(qū)與近郊區(qū)濱水綠地鳥類群落結(jié)構(gòu)比較

建成區(qū)11個(gè)地塊中共調(diào)查到鳥類15目36科85種，其中大面積塊狀濱水綠地、中等面積塊狀濱水綠地和帶狀濱水綠地類型中鳥類分別為15目35科80種、10目26科43種和11目25科39種。近郊區(qū)的5個(gè)地塊中共調(diào)查到鳥類15目37科80種，其中大面積塊狀濱水綠地、中等面積塊狀濱水綠地和帶狀濱水綠地類型中鳥類分別為15目36科77種、12目25科42種和11目23科40種。建成區(qū)與近郊區(qū)濱水綠地中鳥類豐富度、多度、多樣性和均勻度指數(shù)的均值分別為7.7、2875、2、0.6與16、2939、2.29和0.63。建成區(qū)濱水綠地中鳥類群落各類指數(shù)均值均低于近郊區(qū)。

3.2.2 不同濱水綠地類型鳥類群落結(jié)構(gòu)比較

通過單因素方差分析發(fā)現(xiàn)不同濱水綠地類型之間僅鳥類豐富度差異具有顯著性(P＜0.05)。建成區(qū)大面積塊狀濱水綠地、中等面積塊狀濱水綠地和帶狀濱水綠地類型的鳥類豐富度均值分別為43、25.3和23，近郊區(qū)3類濱水綠地的鳥類豐富度均值分別為77、42和27，說明近郊區(qū)大面積塊狀濱水綠地、中等面積塊狀濱水綠地和建成區(qū)大面積塊狀濱水綠地類型的鳥類豐富度較高。近郊區(qū)和建成區(qū)大面積塊狀濱水綠地鳥類多度較高。不同濱水綠地類型之間，鳥類豐富度和多度由高到低依次是大面積塊狀濱水綠地、中等面積塊狀濱水綠地和帶狀濱水綠地類型(圖2)。

圖2 不同濱水綠地類型的鳥類豐富度和多度均值比較

由表1可知:建成區(qū)和近郊區(qū)的中等面積塊狀濱水綠地類型之間鳥類群落相似性較低，相似性指數(shù)均值為0.48；大面積塊狀濱水綠地類型以及帶狀濱水綠地類型之間鳥類群落均較相似，相似性指數(shù)均值分別為0.61和0.66。建成區(qū)3類濱水綠地之間鳥類群落相似性均較低，相似性均值為0.42～0.54。近郊區(qū)中等面積塊狀濱水綠地與大面積塊狀濱水綠地、帶狀濱水綠地類型的鳥類群落相似性均較高，相似性指數(shù)均值分別為0.67和0.65；大面積塊狀濱水綠地與帶狀濱水綠地類型的鳥類群落相似性較低，相似性指數(shù)均值為0.51。

表1 各地塊鳥類群落相似性指數(shù)

3.2.3 建成區(qū)相同濱水綠地類型中各地塊鳥類群落結(jié)構(gòu)比較

相同濱水綠地類型之間的地塊面積和周邊環(huán)境均相似，但各濱水綠地類型的鳥類群落豐富度和多度均具有差異。由于建成區(qū)濱水綠地鳥類群落結(jié)構(gòu)的影響因素復(fù)雜，研究對(duì)建成區(qū)相同濱水綠地類型的不同地塊鳥類豐富度、多度和相似性進(jìn)行比較分析(表1，圖3)發(fā)現(xiàn):建成區(qū)大面積塊狀濱水綠地的4個(gè)地塊鳥類豐富度和多度差異較大，4個(gè)地塊之間的相似性較低，相似性指數(shù)均值為0.55。地塊16的鳥類豐富度和多度最高，且與近郊區(qū)大面積塊狀濱水綠地類型和中等面積塊狀濱水綠地類型的相似性較高，相似性指數(shù)分別為0.75和0.68。建成區(qū)中等面積塊狀濱水綠地類型的3個(gè)地塊之間鳥類豐富度差異較大，地塊4的鳥類豐富度和多度是16個(gè)調(diào)查地塊中的最低值，3個(gè)地塊之間的相似性也具有差異，地塊4與地塊14、地塊13的相似性指數(shù)分別為0.48和0.45，僅地塊14和地塊13的相似性較高，相似性指數(shù)為0.67。建成區(qū)帶狀濱水綠地的4個(gè)地塊鳥類豐富度和多度整體偏低，但相互之間差異較小，各地塊之間的鳥類群落也較相似，相似性指數(shù)均值為0.68。

圖3 各地塊中鳥類群落結(jié)構(gòu)比較

4 討論

棲息地選擇相關(guān)理論證明鳥類在場地中的出現(xiàn)不是隨機(jī)的，而是多種因素共同影響下鳥類生境選擇的結(jié)果[23-24]。已有研究表明，鳥類在不同場地中空間分布的差異受場地景觀結(jié)構(gòu)特征、內(nèi)部生境質(zhì)量和干擾的影響[25]，鳥類豐富度、多度、群落相似性等是鳥類群落分布狀況的綜合指標(biāo)[21]。通過銀川市中心城區(qū)不同濱水綠地類型的鳥類群落結(jié)構(gòu)比較研究，推測影響不同濱水綠地鳥類群落結(jié)構(gòu)差異的主要因素有環(huán)境干擾、濱水綠地面積和濱水綠地內(nèi)部生境質(zhì)量。

4.1 環(huán)境干擾影響

由于城市近郊區(qū)與建成區(qū)鳥類群落結(jié)構(gòu)差異顯著，推測鳥類群落結(jié)構(gòu)的差異與濱水綠地所處環(huán)境干擾影響密切相關(guān)。已有研究表明，鳥類群落易受環(huán)境干擾的影響[26-27]，從自然環(huán)境到城市中心區(qū)域，開發(fā)建設(shè)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成的壓力呈梯度遞增，鳥類的豐富度呈梯度遞減趨勢[28]，所以城市濱水綠地越靠近城市中心區(qū)域，其中鳥類生境受到的環(huán)境干擾越大。

4.2 面積影響

銀川城市3類濱水綠地類型中，面積較大的濱水綠地類型鳥類豐富度和多度更高。“物種-面積關(guān)系”理論認(rèn)為在一定地域內(nèi)物種數(shù)量與面積之間存在一定的函數(shù)關(guān)系，即斑塊面積越大，物種豐富度也傾向于越高[29]。濱水綠地面積對(duì)鳥類群落具有積極影響主要因?yàn)槊娣e較大的濱水綠地更有可能具有較高的生境異質(zhì)性和生境適宜性，從而可支持更多的鳥類[2]。

4.3 生境質(zhì)量影響

銀川城市建成區(qū)相同濱水綠地類型之間具有相近的用地面積和周邊環(huán)境，但各濱水綠地內(nèi)部環(huán)境具有差異。研究推測除濱水綠地的面積和城市環(huán)境干擾的影響外，濱水綠地內(nèi)部的綠地、水體和水岸的生境質(zhì)量可能是造成鳥類群落結(jié)構(gòu)差異的主要因素。具有相同面積和周邊環(huán)境條件的濱水綠地中，只有為鳥類提供適宜和多樣的覓食、庇護(hù)、筑巢、夜棲等生境才可能吸引更多鳥類選擇場地。

綜上，目前銀川城市建成區(qū)大部分濱水綠地中鳥類群落結(jié)構(gòu)相對(duì)單一，鳥類豐富度和多度有待提高。城市中人工干預(yù)建設(shè)給鳥類生境帶來負(fù)面影響的同時(shí)也創(chuàng)造了保護(hù)和恢復(fù)的可能性[30]。在城市建成環(huán)境中，難以通過擴(kuò)大濱水綠地面積來增加鳥類豐富度和多樣性，因此降低干擾和增加濱水綠地內(nèi)部生境質(zhì)量似乎是更可行的途徑[31]。在銀川城市建成區(qū)濱水綠地建設(shè)中，可充分考慮鳥類群落結(jié)構(gòu)的影響因素，針對(duì)不同的濱水綠地類型的現(xiàn)狀提出對(duì)應(yīng)的更新策略，從而優(yōu)化和營造鳥類生境，提高鳥類群落的多樣性。文章只初步研究了不同濱水綠地類型中的鳥類群落組成和群落結(jié)構(gòu)差異，并推測部分影響因素，后續(xù)將進(jìn)一步探討城市濱水綠地景觀結(jié)構(gòu)特征、生境質(zhì)量、環(huán)境干擾等各因素對(duì)鳥類群落的影響及城市濱水綠地生境營造的方法。

5 結(jié)論

銀川市中心城區(qū)不同濱水綠地的鳥類群落結(jié)構(gòu)差異較大，主要表現(xiàn)為:1)建成區(qū)濱水綠地中的鳥類豐富度、多度、多樣性和均勻度指數(shù)均值均低于近郊區(qū)濱水綠地，且相同濱水綠地類型中，處于建成區(qū)的濱水綠地鳥類豐富度和多度均低于近郊區(qū)；2)不同濱水綠地類型的鳥類群落結(jié)構(gòu)具有差異，大面積塊狀濱水綠地類型的鳥類豐富度和多度最高，帶狀濱水綠地類型中鳥類豐富度和多度最低。目前，建成區(qū)中等面積塊狀濱水綠地和帶狀濱水綠地類型的鳥類群落結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)單一化，近郊區(qū)大面積塊狀濱水綠地、中等面積塊狀濱水綠地和建成區(qū)大面積塊狀濱水綠地類型具有較高的鳥類生境支持能力，3類濱水綠地類型中的稀有和偶見鳥種更多，是城市野生鳥類的重要棲息地；3)建成區(qū)中相同濱水綠地類型的不同地塊鳥類群落結(jié)構(gòu)具有差異。