天壇公園鳥類群落多樣性的季節(jié)變化

地球人口的持續(xù)增長和城市化進程的加快對生物多樣性產(chǎn)生了越來越大的影響。早在一個世紀前就已引起了鳥類生態(tài)學(xué)家的關(guān)注。這方面的研究工作一般持續(xù)1～2年,但是長期的研究工作也有不少,39%的研究工作持續(xù)時間超過5年,而Batten、Walcott、Bezzel以及Luniak等。我國城市鳥類群落生態(tài)學(xué)的研究起點較早,但發(fā)展緩慢,而且研究周期較短,未見有長期持續(xù)監(jiān)測結(jié)果的報道。近些年來,我國民間觀鳥活動發(fā)展迅速,為組織志愿者在專業(yè)人員的指導(dǎo)下開展城市鳥類群落研究的數(shù)據(jù)收集工作創(chuàng)造了條件。天壇公園于1998年被聯(lián)合國教科文組織列入世界文化遺產(chǎn)名錄,是北京城區(qū)面積最大的綠地。此次天壇鳥類調(diào)查的目的就是在城市化不斷加劇的過程中,開展長期的鳥類定點監(jiān)測,依靠觀鳥志愿者廣泛參與收集資料,進行長期的城市鳥類群落生態(tài)學(xué)研究。1林下植被類型北京天壇公園坐落于北京的南城,地理坐標39°52′55″N,116°24′24″E,海拔48m。園內(nèi)缺乏水域,但南臨護城河,東邊的北京游樂園、龍?zhí)逗珗@和西邊的陶然亭公園均是北京市區(qū)內(nèi)重要的水域。天壇公園占地273hm2,其中綠化面積約160hm2,占公園總面積的80%左右,是北京城區(qū)面積最大的綠地。公園綠地中,喬木占地約49hm2,主要種類有側(cè)柏(Platycladusorientalis)、檜柏(Juniperuschinensis)、油松(Pinustabulaeformis)、毛白楊(Populustomentosa)、國槐(Sophorajaponica)、核桃(Juglansregia)、柿樹(Diospyroskaki)等。林下植被可分為天然地被物和人工培育的地被物兩大類。天然地被物主要由2年生和多年生的草本植物構(gòu)成,以二月蘭(Orychophragmusviolaceus)、苦菜(Pstriniavillosa)、蒲公英(Taraxacummongolicum)、紫花地丁(Violaphilippica)、細葉苔草(Carexrigescens)為優(yōu)勢種,夏至草(Lagopsissupina)、野豌豆(Viciasp.)和泥糊菜(Hanisteptalyrata)為常見種。人工培育的地被物為以早熟禾(Poasp.)、高羊茅(Festucaarundinacea)或澇峪苔草(Carexgiraldiana)為主的冷季型草坪,以及細葉麥冬(Ophiopogonjaponicus)、白車軸草(Trifoliumrepens)或野牛草(Buchloedactyloides)為主的人工草坪。園中植被在垂直結(jié)構(gòu)上缺乏灌木層。2方法2.1調(diào)查和觀察方法調(diào)查于7:00～12:00時進行,以1～2km/h的速度沿固定線路進行。調(diào)查自公園西門開始,結(jié)束于月季園,全長約8km,樣線設(shè)置見圖1。用8倍手持雙筒望遠鏡進行觀察,主要依據(jù)鳥類圖鑒辨別種類。記錄樣線兩側(cè)50m范圍內(nèi)遇到的鳥類種類和數(shù)量。每周調(diào)查一次。如遇霧、雨、雪等惡劣天氣時,則暫停一次。4、5、9、10月候鳥遷徙季節(jié)增加為每周調(diào)查2次。2.2優(yōu)勢度指數(shù)計算鳥類群落的多樣性和均勻性分別用公式H′=-∑PilnPi和E=H′/Hmax計算。優(yōu)勢度指數(shù)D=∑P2ii2。其中,Pi代表第i種鳥類數(shù)量占群落中所有鳥類數(shù)量的比例;Hmax為群落中物種數(shù)的自然對數(shù)。3結(jié)果3.1天堂公園鳥類群落優(yōu)勢種自2003年5月至2006年12月,共進行了163次調(diào)查,總計654.4h。共記錄到鳥類13目38科130種,約占北京地區(qū)分布的344種鳥的37%。其中,國家Ⅰ級重點保護動物1種,Ⅱ級重點保護動物18種;北京市一級重點保護動物15種,二級34種(表1)。通過計算遇見率,將天壇公園的鳥類劃分為3個等級:遇見率在10只/h以上的為優(yōu)勢種;1～10只/h的為普通種;不足1只/h的為稀有種。調(diào)查結(jié)果顯示,麻雀、灰喜鵲和喜鵲是天壇公園鳥類群落中的優(yōu)勢種,且種群數(shù)量占有絕對優(yōu)勢(表1)。燕雀(Fringillamontifringilla)的遇見率雖然也大于10,但燕雀作為北京地區(qū)的旅鳥,不能算作本地區(qū)的優(yōu)勢種。從季節(jié)型來看,天壇公園的鳥類中50.77%的種類為旅鳥;冬候鳥最少,僅有5種,占3.85%;留鳥和夏候鳥大致相當,分別占23.08%和21.54%。將本次調(diào)查與20世紀60～80年代的報道進行了比較(表2)。夏季鳥類群落的優(yōu)勢種中增加了喜鵲和灰喜鵲,而家燕的數(shù)量減少,降為普通種。雨燕雖然仍然是天壇公園夏季鳥類群落中的優(yōu)勢種,但數(shù)量也有明顯下降。大山雀、紅尾伯勞、黑枕黃鸝、沼澤山雀和灰頭綠啄木鳥數(shù)量明顯減少,由20年前的普通種降為現(xiàn)在的稀有種;相反的,金翅雀、珠頸斑鳩、大斑啄木鳥、黑尾蠟嘴雀、戴勝、大嘴烏鴉和灰椋鳥的數(shù)量卻有所增加。與20世紀60年代相比,冬季鳥類群落的變化更為明顯。群落的優(yōu)勢種數(shù)由60年代的9種(因調(diào)查方法不同,達烏里寒鴉和禿鼻烏鴉C.frugilegus的數(shù)據(jù)未收入表2),到80年代中期減少為6.17種,而本次調(diào)查中僅有3種,且與其他種類的種群數(shù)量相差很大?；议ｘB、珠頸斑鳩、大嘴烏鴉、黑尾蠟嘴雀、金翅雀的數(shù)量也都有明顯增加,綠頭鴨的數(shù)量雖然也有所增加,但都是從空中飛過,并沒有在天壇公園落地停留的記錄。而錫嘴雀、太平鳥、沼澤山雀和大山雀等原來的優(yōu)勢種,現(xiàn)在已經(jīng)成為稀有種。另外,燕雀、斑鶇、棕眉山巖鷚、銀喉長尾山雀和小■的數(shù)量也有明顯減少。3.2不同遷徙季節(jié)的群落優(yōu)勢度2003～2006年,H′和E值變化趨勢相似(圖2,3),5月和8月分別是天壇公園鳥類群落H′和E值最高和最低的2個月。春、秋遷徙季節(jié)中,多樣性程度最高,但春季較秋季更高一些。群落的E值季節(jié)變化明顯,冬、春季高,夏季最低。我們將天壇公園的留鳥群落單獨分析,計算其H′(圖4)和E(圖5)值,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這2個值的變化趨勢完全一致,在夏季最低,而其他3個季節(jié)無明顯變化。群落優(yōu)勢度指數(shù)D夏季最高,春、秋季降低(圖6);留鳥群落的D值則夏季最高,其他3個季節(jié)無明顯變化(圖7)。4北京市濕地公園鳥類群落的立地條件天壇公園是北京市區(qū)面積最大的綠地。本次調(diào)查中記錄到的種類約占北京地區(qū)鳥類總數(shù)的37%,其中有一半種類為旅鳥。顯示出天壇公園在保持北京市區(qū)鳥類群落多樣性中的重要地位,是市區(qū)內(nèi)候鳥遷徙途中的重要停歇場所。天壇公園鳥類群落H′和E的峰值出現(xiàn)在5月(圖2,3),而留鳥群落在同時期沒有出現(xiàn)H′和E的峰值(圖4,5),可見春季遷徙候鳥的加入,是使得天壇公園鳥類群落的多樣性和均勻度顯著上升的主要原因;相應(yīng)的,優(yōu)勢度降至一年中的最低點(圖6)。隨著旅鳥的離開,群落的H′和E值會有所下降。隨后,不僅公園鳥類群落的H′和E值迅速降低(圖2,3),留鳥群落也有同樣的變化,H′和E值在夏季降至一年中的最低點(圖4,5),說明這種變化并非候鳥遷徙的影響,而是由于群落結(jié)構(gòu)本身的變化造成的。春末夏初,鳥類進入繁殖季節(jié),隨著當年繁殖的幼鳥出巢,特別是大量優(yōu)勢種類(如麻雀)的幼鳥的加入,群落的優(yōu)勢度顯著增加(圖6,7),使得H′和E值下降。但是,由于優(yōu)勢種類(特別是麻雀)幼鳥離巢后大量的死亡(我們在調(diào)查中常能夠撿到麻雀幼鳥的尸體),使群落的優(yōu)勢度下降(圖6,7),H′值(圖2,4)和E值(圖4,5)升高。在秋季,再一次由于候鳥遷徙造成H′和E值的小的峰值和D的相應(yīng)低谷。張正旺等首次報道了白頭鵯(Pycnonotussinensis)在北京的新分布紀錄。本次調(diào)查中,四季都能記錄到白頭鵯,為其已成為北京地區(qū)的留鳥提供了進一步的證據(jù)。絲光椋鳥(Sturniasericeus)在北京地區(qū)原沒有分布,隋金玲等報道了其在北京地區(qū)的新紀錄。我們在天壇公園的調(diào)查中,2005、2006連續(xù)兩年發(fā)現(xiàn)了絲光椋鳥在柏樹樹洞中的繁殖巢,并觀察到成功出巢的幼鳥。因此推測其在北京地區(qū)已成功建立了野外繁殖種群。與20世紀60～80年代相比,北京市區(qū)公園中鳥類群落的優(yōu)勢種數(shù)不斷減少,且與其他種類之間在種群數(shù)量上的差距也越來越大;不僅喜鵲、灰喜鵲種群數(shù)量的顯著增加,以至成為優(yōu)勢種,而且灰椋鳥、戴勝、珠頸斑鳩、黑尾蠟嘴雀等地面取食種類的種群數(shù)量增加(表2)。這些無疑都明確反映出北京城市化進程的不斷加劇。城市化是一個連續(xù)的梯度過程,但是由于數(shù)據(jù)收集工作的任務(wù)重、投入大,研究者往往只能選取這個梯度中的片段進行考慮。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的缺乏,為研究工作帶來很大的困難。在這種情況下,發(fā)動志愿者參與調(diào)查,