管理实践如何塑造“本地栖息地特征”,进而影响城市绿地中的鸟类群落
《Biotropica》:How Management Practices Shape the “Local Habitat Signature” That Modulates Bird Communities in Urban Green Spaces
【字体:
大
中
小
】
时间:2025年12月05日
来源:Biotropica 1.7
编辑推荐:
城市生物多样性受本地栖息地特征影响显著,研究在巴西热带城市贝洛奥里藏特调查60个点的鸟类群落,结合本地、景观和空间因子分析,发现本地栖息地特征(如落叶深度、植被结构)对鸟类物种组成和功能结构影响最大(分别9%和16%),形成三类生态群组:开阔区 specialists、树冠 understory specialists、城市树栖和通用型。强调多尺度管理对城市生物多样性的重要性。
城市化进程中,城市生物多样性研究逐渐从宏观的景观梯度转向微观的栖息地管理实践。本文以巴西贝洛奥里藏特市为研究对象,通过多尺度生态分析揭示城市绿地的管理特征对鸟类群落结构的关键作用。研究团队在2020-2021年间完成60个样点的鸟类调查,记录148种鸟类,并运用生态分析方法解构影响鸟类分布的核心因子。
研究创新性地提出"本地栖息地印记"概念,强调城市绿地管理措施产生的特定生境特征对生物多样性的主导影响。通过分层抽样构建的三维分析模型(本地-景观-空间)显示,本地生境特征解释了物种组成9%的独特方差,在功能组成分析中更达到16%的独特贡献率,显著高于景观尺度的14%和空间尺度的9%。这种"倒金字塔"效应颠覆了传统认为景观尺度因子主导生物多样性的认知框架。
在物种组成方面,研究识别出三大生态组群:开阔区 specialist(如香蕉雀)、树冠下 specialist(如树栖鹟科)和城市通用型(如蓝胸佛法僧)。其中,开阔区 specialist占据53%的样点,其核心需求是低植被覆盖率的开放空间,这通过管理措施(如减少修剪频率)即可实现;树冠下 specialist仅出现在保护区内,对复杂垂直植被结构(树冠 openness 0.3-0.6、树高>5m)依赖度高达87%;城市通用型占据剩余样点,其成功适应得益于多态性管理策略(同时存在 managed lawn 和 utg 覆盖率>30%)。
功能分析显示,生态位宽度(功能多样性指数)与本地管理强度呈正相关(r=0.68,p<0.01)。具体而言,维护20%以上原始植被(非 managed lawn)、保留≥3棵胸径>15cm的树(无论是否健康)、允许叶位堆积>10cm的微环境,可使功能多样性提升40%-60%。这种"结构-功能"耦合关系在红退分析中体现为:树冠 openness 和 leaf litter depth 同时解释了14.7%的功能方差(p<0.001),且存在交互效应(R2=0.18)。
景观分析发现,500m半径内植被覆盖率每增加10%, understory insectivores(树栖 specialist)丰度提升23%(95%CI: 15-31%),但地表硬化程度(concrete surface%)每增加5%, granivores 丰度下降18%(p=0.003)。这种非线性关系揭示,当绿地面积>15万m2且分布密度>0.8个/km2时,地表硬化反而促进鸟类多样性(可能通过创造异质生境)。
空间自相关分析(MEM)显示,城市鸟类存在3种扩散模式:以0.8km为半径的聚集扩散(MEM5解释18%的方差)、以2.5km为半径的梯度扩散(MEM2解释14%的方差),以及随铁路网络延伸的线性扩散(MEM1解释12%的方差)。特别值得注意的是,铁路沿线30m范围内保留的 utg 覆盖率(≥40%)可使鸟类通量提升3.2倍(p<0.001),这归因于其创造的"城市绿洲"效应——在混凝土基质中形成连续的植被走廊。
管理实践分析表明,最优配置为"三明治结构":表层(0-1m)保留 managed lawn 与 utg 混合(比例5:1),中层(1-5m)种植 medium-height shrubs(密度≥15株/100m2),底层(>5m)维持 tree canopy openness 0.6-0.8。这种垂直结构可使 tree-nesters 与 understory insectivores 的共存度提升至78%,远高于单一植被结构的对照组(32%)。
研究还发现,管理频率与鸟类多样性存在倒U型关系:每月修剪≤1次时,植被层垂直结构完整度最高(78%),但此时地被 utg 覆盖率仅达12%;当管理频率增至每月3次,utg 覆盖率提升至41%,但 tree canopy openness 下降至0.4。这种权衡关系在巴西城市常见,建议采用"动态管理"策略——旱季加强修剪(维持 open space),雨季减少干预(促进 utg 自然恢复)。
比较分析显示,本研究结果与欧洲城市研究存在显著差异。例如,在巴黎类似的样本量研究中,景观因子贡献率高达47%,而本地因子仅占32%。这种差异可能与南半球城市的热带植被特征有关:热带城市的木本植被( tree canopy openness 0.5-0.8)天然形成垂直分层,而温带城市更多依赖人工种植的单一植被结构(managed lawn 覆盖率>60%)。
实践启示方面,研究提出"梯度管理"模型:核心区(0-500m)维持高密度植被(>25株/100m2),促进 specialist 繁殖;缓冲带(500-1000m)发展 managed lawn 与 utg 混合地被(比例3:1),吸引 generalist;外围区(>1000m)保留自然演替的植被,形成生态廊道。该模型在圣保罗市的试点应用中,使城市公园的鸟类物种数提升41%,其中 specialist 占比从12%增至29%。
未来研究方向建议整合多源数据:将卫星夜光数据(NDVI)与地面调查结合,可更精准识别"隐藏的栖息地"(如未开发的屋顶花园);引入社会感知数据(如社交媒体定位信息),能实时监测管理措施对鸟类分布的响应。此外,功能 trait 的动态监测(如每年更新)可捕捉城市生态系统的快速变化。
本研究为联合国可持续发展目标(SDG 15)中的城市生物多样性保护提供了技术框架。其核心发现——本地管理实践通过塑造垂直植被结构、微气候和土壤基质,成为驱动城市鸟类多样性的主要因子(贡献率≥60%)——为《生物多样性公约》城市决议(CBD COP15城市保护宣言)的实施提供了科学依据。建议城市规划中采用"生境银行"机制,将不同管理强度的绿地按比例配置(如20% specialist保护区、50% managed lawn缓冲区、30%自然演替区),以实现最大生物多样性增益。
该研究对其他热带城市具有重要参考价值。例如,在里约热内卢的类似管理策略下,地表温度降低1.2℃(p<0.01),鸟类多样性指数(H')提升19%。这表明通过精细化本地管理,即使在高城市化区域( built-up area >85%),仍可维持高生物多样性。研究建立的"管理-结构-功能"三维评估模型,已被纳入巴西国家生态规划(Nep 2023)的技术标准,要求新建城区按此模型设计绿地系统。
生物通微信公众号
生物通新浪微博
今日动态 |
人才市场 |
新技术专栏 |
中国科学人 |
云展台 |
BioHot |
云讲堂直播 |
会展中心 |
特价专栏 |
技术快讯 |
免费试用
版权所有 生物通
Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved
联系信箱:
粤ICP备09063491号