合肥市小微湿地鸟类多样性及其与环境因素的关系

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小微湿地(Small Wetland)是指全年或部分时间有水且面积在8 ha以下的小型湿地,如小型湖泊、池塘、沟渠等。小微湿地是城市生态系统的重要组成部分,也是生物多样性的重要庇护场所。然而以往城市生物多样性的研究主要集中在大型湿地上,对小微湿地关注较少。鸟类作为城市小微湿地生态系统的指示类群,其多样性时空格局受多种环境因素影响。同时,鸟类群落α多样性和β多样性分别度量了同一区域以及不同区域间物种组成的差异,因此使用两种多样性共同分析能够在不同维度上更为直观地反映环境因素与鸟类多样性形成的相互作用。本文以合肥市小微湿地及其鸟类为关注点,于2020年8月至2021年7月采用样点法对鸟类的种类、数量分布进行调查,同时调查了湿地面积、湿地形状、建筑面积比例、植被面积比例、环境噪声、人为干扰和城市化指数等环境因素。分析各小微湿地鸟类多样性及其时空动态变化,探究影响小微湿地鸟类α多样性和β多样性的关键环境因素。主要研究结果如下:1.小微湿地鸟类群落结构在季节上存在明显差异。水鸟和陆地鸟类物种丰富度均在冬季达到最高,而夏季和秋季分别处于最低值。密度指数均呈现为冬夏两季显著高于春秋两季的变化趋势,其中冬季最高,春季最低。水鸟Shannon-Wiener指数在冬季最高,春季最低;而陆地鸟类在各季节中变化较小。水鸟均匀度指数季节变化整体上同陆地鸟类呈现相反趋势。其中,水鸟均匀度指数在春秋季节明显低于冬夏两季,而陆地鸟类则表现为春秋季节明显高于冬夏两季的分布特征。2.小微湿地鸟类群落结构在不同城市化梯度上呈现差异性分布。本研究按城市化指数将城市小微湿地分为4个城市梯度,从第一梯度(T1)到第四梯度(T4)城市化程度逐渐降低。研究显示,水鸟物种丰富度指数随城市化梯度的降低而上升,且在第四梯度(T4)达到最高值,而在第一梯度(T1)处于最低值;陆地鸟类的物种丰富度整体上随城市化梯度的降低呈现先上升后下降的趋势,且在第三梯度(T3)达到最大值,而在第一梯度(T1)处于最小值。小微湿地水鸟密度指数与陆地鸟类呈现相反的变化趋势,具体表现为水鸟密度指数随城市化梯度的降低而提高,陆地鸟类密度指数随着城市化梯度的降低而降低。水鸟的Shannon-Wiener指数在第四梯度(T4)达到最大值,而在第一梯度(T1)最低;陆地鸟类的Shannon-Wiener指数在城市化梯度上差异较小。水鸟均匀度指数在城市化梯度上变化幅度较为明显,在第三梯度(T3)最低而第四梯度(T4)最高;而陆地鸟类均匀度在城市化梯度上变化幅度较小,在第二梯度(T2)时达到最低值。3.湿地面积、城市化指数、建筑面积比例和植被面积比例是影响小微湿地鸟类α多样性的关键环境因素。AICc模型选择和模型平均结果显示,合肥市小微湿地水鸟α多样性与湿地面积、城市化指数和建筑面积比例存在显著相关性,而湿地面积、城市化指数和植被面积比例是影响陆地鸟类α多样性的关键环境因素。其中,水鸟和陆地鸟类物种丰富度均随湿地面积的增大而增大,当面积接近4 ha左右时,水鸟的物种丰富度增加幅度较为缓慢,表明面积达到4 ha左右时小微湿地能维持较多的水鸟物种。而陆地鸟类物种丰富度随着城市化指数的增高呈先上升后下降的趋势,在中低度城市化小微湿地达到最高值。4.影响小微湿地鸟类β多样性及其组分的关键环境因素为湿地面积差异、城市化指数差异和建筑面积比例差异。MRM模型结果显示,水鸟β多样性(βsor)与湿地面积差异、城市化指数差异和建筑面积比例差异均呈显著正相关,物种周转(βsim)与湿地面积差异呈负相关,物种嵌套(βsne)与湿地面积差异、城市化指数差异和建筑面积比例呈正相关。陆地鸟类β多样性(βsor)与湿地面积差异、城市化指数差异均呈显著正相关,物种周转(βsim)与湿地面积差异呈显著负相关,物种嵌套(βsne)与湿地面积差异、城市化指数差异和建筑面积比例差异呈正相关。此外,总体β多样性计算结果显示,小微湿地鸟类群落的多样性主要由物种空间周转决定,表明城市小微湿地群作为城市复合生态系统的重要组成部分,加强整体保护更为必要。本研究分析了合肥市小微湿地鸟类α多样性和β多样性与环境因素的关系,发现湿地面积、城市化指数、植被面积比例和建筑面积比例是影响小微湿地鸟类多样性的关键环境因素。同时指出面积达到4 ha左右的小微湿地能够起到更好的保护作用,以及中低度城市化小微湿地对陆地鸟类具有更高的生态价值。研究结果不仅为提高城市鸟类多样性提供了理论基础,同时为城市小微湿地的建设和管理提供了科学依据。
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