不同农业景观背景下鸟类多样性及其生态系统服务研究

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鸟类是生物多样性的重要组成部分,在生态系统功能和服务中发挥着重要作用,是生态环境变化的重要指示物种。农业景观中的食虫鸟类提供了重要的虫害控制服务。当前,全球农业用地急剧扩张加速了景观异质性的降低,进一步加剧了农业景观中鸟类多样性的丧失,对鸟类生态系统服务的形成和维持造成威胁。因此,迫切需要对农业景观中鸟类多样性特征进行探讨,并分析其影响因素,从而为区域鸟类多样性保护与生态系统服务维持提供理论基础和科学依据。本文以黄淮平原和桐柏山区为研究区,黄淮平原研究区内土地利用类型包括:耕地、人工林、水体、道路、建筑用地,桐柏山区研究区土地利用类型有:耕地、自然林、水体、道路、建筑用地。根据研究区土地利用现状分别选取20条和50条鸟类样线以及数个样点,于2019年5~6月鸟类繁殖期采用样线法和样点法对鸟类多样性进行野外调查,并通过Excel 2016计算鸟类多样性指数。通过Arcgis 10.2对研究区的遥感影像进行解译,并使用Fragstats 4.2计算得出研究区400 m~3000 m尺度下的景观指数。在SPSS 22.0和Canonco 5软件中分别进行Pearson相关分析和RDA冗余分析,得出研究区鸟类多样性和景观异质性的相关关系。主要研究结果如下:(1)在黄淮平原中,耕地的斑块类型面积指数、面积百分比指数、平均斑块面积指数、聚类指数和聚集度指数均为最高,斑块密度指数、景观形状指数最低。在桐柏山区中,自然林的斑块类型面积指数、面积百分比指数、平均斑块面积指数、聚类指数和聚集度指数均为最高,斑块密度指数最低。在景观水平上,桐柏山区的斑块密度指数和香农多样性指数较高,黄淮平原的蔓延度指数和散布与并列指数较高。(2)黄淮平原共观察到鸟类8036只,共计58种,分属13目,31科,44属,发现国家二级保护动物红隼(Falco tinnunculus)6只、红脚隼(Falco amurensis)1只、角(Podiceps auritus)7只。桐柏山区共观察到鸟类4025只,共计107种,分属14目,37科,74属,发现国家二级保护动物栗头蜂虎(Merops leschenaulti)7只、红角鸮(Otus sunia)2只、雀鹰(Accipiter nisus)2只、普通鵟(Buteo buteo)2只、鱼鹰(Pandion haliaetus)2只、小鸦鹃(Centropus bengalensis)55只。两研究区在区系分布上均以广布种为主;在生态类群上以鸣禽为主;在居留型上以留鸟为主。(3)鸟类多样性结果显示:黄淮平原的鸟类多样性指数均以河流生境最高;桐柏山区的Shannon指数和Margalef丰富度指数均为水域生境最高。鸟类物种多样性的加性分配结果显示:从样线贡献率(α)来看,黄淮平原>桐柏山区。从样线间的物种多样性差异(β1)来看,桐柏山区>黄淮平原。从物种多样性差异(β2)贡献率来看,两研究区差别较小。鸟类群落相似性结果显示:Jaccard指数和S?rensen指数变化趋势一致。在黄淮平原中,农田和村庄的鸟类群落相似性最高;在桐柏山区中,水域和林地生境的相似性最高。Cody指数结果表明:黄淮平原中的河流与湖泊之间的Cody指数最高;桐柏山区中的村庄和水域生境间的Cody指数最高。两研究区之间的鸟类群落相似性表现为中等不相似。(4)黄淮平原和桐柏山区各食性鸟类所占比例均为食虫鸟类>杂食鸟类>植食鸟类。从各食性鸟类所占比例来看,食虫鸟类表现为桐柏山区>黄淮平原;杂食鸟类表现为:黄淮平原>桐柏山区;植食鸟类在两研究区中所占比例差别较小。鸟类潜在的生态系统服务能力表现为:当杂食鸟类趋向食虫时,黄淮平原>桐柏山区;趋向食植或食虫量和食植量各占一半时,桐柏山区>黄淮平原。(5)鸟类多样性的最优特征尺度在黄淮平原中表现为800 m~1250 m。在桐柏山区中则为400 m。鸟类多样性在黄淮平原中对最大斑块占景观面积比例指数最敏感,在桐柏山区中则对Simpson多样性指数和Simpson均匀度指数最为敏感。造成鸟类多样性差异的原因复杂多样,但林地和水域的存在对鸟类多样性的提高是有积极影响的。此外,一定范围内的景观异质性的提高对鸟类多样性也有促进作用。研究区中的食虫鸟类和杂食鸟类占比较高,应当充分重视鸟类为农业景观提供的潜在的虫害控制服务。
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