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基于被动声学监测技术的城市绿地景观格局与鸟类多样性关联分析
生物多样性
2024, 32 (10):
24296-.
DOI: 10.17520/biods.2024296
城市化导致的生境破碎化与生境质量下降对生物多样性造成了负面影响。鸟类是全球生物多样性的重要组成部分, 也是生态环境变化的重要指示物种。城市绿地在鸟类多样性保护中起着主导作用, 理解绿地景观特征与鸟类多样性的关系对城市景观可持续管理和生物多样性保护具有重要意义。为了探究不同取食集团鸟类多样性对城市绿地景观格局的响应差异, 本研究基于被动声学监测技术对广州市30个城市公园开展了为期6个月的同步连续监测, 并基于深度学习模型识别物种信息, 采用冗余分析、随机森林回归、分类和回归树模型量化了鸟类物种数量与绿地景观特征之间的关系。结果表明:较高绿地面积比例和较大斑块面积对鸟类物种数量有积极的影响, 而降低生境景观连通性对其有负面影响, 但不同食性的鸟类对景观特征的响应存在差异。杂食鸟类更加适应破碎化的环境, 食肉鸟对生境连通性高度敏感, 食虫鸟则依赖绿地平均斑块面积。此外, 夜间人造灯光与鸟类物种数量呈负相关关系, 食虫鸟对其的响应更加敏感。鸟类物种数量与绿地景观特征之间呈非线性关系, 具有不同的响应过程和阈值。当2 km圆形缓冲区内绿地平均斑块面积高于0.01-0.02 ha或孤岛面积比例低于0.92%-10.40%时, 有助于增加专一食性鸟类物种数量。为提升城市鸟类整体多样性, 建议减少人造灯光对鸟类的负面影响, 并在景观管理中保护和恢复以本地物种为主的残存栖息地、建立廊道和补充性新栖息地、增强生境连通性。  View image in article
图6
预测鸟类物种数量的回归树。NDVI: 归一化植被指数; PLAND-gs: 绿地面积比例; MPS-gs: 绿地平均斑块面积; PLAND-islet: 孤岛面积比例; MPS-islet: 孤岛平均斑块面积。
正文中引用本图/表的段落
CART模型同样识别了相同的变量来解释物种数量的变化。如图6a所示, PLAND-gs是鸟类总种数的第一分类节点, 在PLAND-gs超过34.62%的缓冲区中物种数量显著高于PLAND-gs小于34.62%的缓冲区(P < 0.01), 节点两侧物种数分别为45种和37种。进一步通过LOESS和Bootstrap方法拟合物种数变化曲线并计算了引起物种数量突变的景观阈值存在概率。结果显示, 景观变量和物种数量之间呈非线性关系。当PLAND-gs超过8.99%-47.39%区间后, 物种数量增加概率将超过95% (图7a)。这表明维持一定的绿地覆盖比例有助于提高鸟类物种数量。对于食虫鸟(图6b), MPS-gs为第一分类节点, 节点(MPS-gs = 0.02 ha)两侧物种数量具有显著差异(P < 0.01)。如图7b所示, 当MPS-gs超过0.01-0.02 ha区间后, 物种数量增加概率将超过95%。这表明扩大绿地斑块面积有助于提高食虫鸟类物种数量。对于食肉鸟(图6c), PLAND-islet为第一分类节点, 在PLAND-islet超过7.62%时物种数量较低(均值约为5种), 反之较高(均值约为7种), 且具有显著差异(P < 0.01)。如图7c所示, 当PLAND-islet超过0.92%-10.40%区间后, 物种数量降低概率将超过95%。因此, 增加城市绿地连通性, 减小生境隔离程度对于食肉鸟至关重要。对于杂食鸟(图6d), NDVI为第一分类节点, 在NDVI超过0.52和未超过0.52时, 物种数量均值分别为15种和11种(P < 0.01)。此外, 在NDVI小于0.52的缓冲区中(图6d), MPS-islet为第二级分类节点, 其中MPS-islet超过0.01 ha的缓冲区中物种数量显著高于MPS-islet小于0.01 ha的缓冲区(P < 0.01)。Bootstrap方法计算结果显示(图7d), 当NDVI超过0.36-0.62、MPS-islet超过0.001-0.006 ha时, 物种数量增加概率将超过95%。但从物种数量随MPS-islet梯度变化的曲线来看, 物种数量随MPS-islet呈现先减小后增大的趋势, 这一结果表明杂食鸟相对于食虫鸟和食肉鸟更适应破碎化的环境。
本文的其它图/表
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