張穎 朱建寧
公園綠地是城市范圍內(nèi)最重要的鳥(niǎo)類(lèi)棲息地類(lèi)型之一[1],公園設(shè)計(jì)管理中有意識(shí)地進(jìn)行生境營(yíng)造,對(duì)城市生物多樣性保護(hù)非常重要。然而,鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)生境的選擇存在差異,選擇偏好在城市與野外環(huán)境下也有所不同[2]。因此,了解現(xiàn)有公園的生境組成及其能服務(wù)的鳥(niǎo)類(lèi)組團(tuán),對(duì)綠地生境設(shè)計(jì)與質(zhì)量提升十分必要。
Forman[3]將生境單元(biotope)定義為特定尺度下環(huán)境條件一致的景觀單元,例如一片開(kāi)敞的草地或一處濕地。生境單元制圖(biotope mapping)是景觀生態(tài)學(xué)研究中的一個(gè)方法,是依據(jù)特定動(dòng)植物集合識(shí)別、劃分和記錄不同土地使用、覆蓋類(lèi)型的過(guò)程[4]38;是一種能夠有效提供群落生境質(zhì)量分布、景觀單元類(lèi)型等信息的方法[5]。該方法產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代的歐洲[6],后廣泛應(yīng)用于世界各地自然保護(hù)和城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域中的物種和生境保護(hù)、土地利用規(guī)劃管理以及不同尺度的景觀規(guī)劃和管理。根據(jù)研究對(duì)象和目的不同,又可分為針對(duì)需要保護(hù)特定物種進(jìn)行的選擇性生境單元制圖(selective biotope mapping)與針對(duì)某個(gè)研究區(qū)域綜合發(fā)展研究的全面性生境單元制圖(comprehensive biotope mapping)。德國(guó)、英國(guó)、瑞典、日本等國(guó)家都先后開(kāi)展該項(xiàng)工作,以期為景觀規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)提供最基礎(chǔ)的生態(tài)信息[7-8]。
過(guò)往研究中,生境單元制圖往往作為生物多樣性相關(guān)分析的底圖和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[4,9],并由于衛(wèi)星圖像的普及,這一方法得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和更廣泛的運(yùn)用。Bentley等[10]使用遙感影像對(duì)低流量水力條件的水生生境進(jìn)行制圖并提出保護(hù)策略。Li等[11]將洛杉磯地區(qū)的城市生境進(jìn)行分類(lèi),疊加鳥(niǎo)類(lèi)等生物的數(shù)據(jù)進(jìn)行單元制圖,將其結(jié)果作為城市生物多樣性評(píng)估框架的基礎(chǔ)。Jalkanen等[12]通過(guò)生境制圖疊加生物數(shù)據(jù)與專(zhuān)家意見(jiàn),構(gòu)建城市生物多樣性空間在城市中的優(yōu)先級(jí)順序。在園林綠地尺度下研究案例相對(duì)較少,Gungoroglu等[13]對(duì)橋峽谷國(guó)家公園(Koprulu Kanyon National Park)進(jìn)行多層級(jí)的生境單元制圖,共獲取102種生境類(lèi)型及它們的分布信息,為公園的保護(hù)與開(kāi)發(fā)提供支撐。綠地尺度下的研究多從保護(hù)生物學(xué)或林學(xué)、生態(tài)學(xué)相關(guān)因子出發(fā)對(duì)生境信息進(jìn)行記錄,少有從綠地設(shè)計(jì)者的角度構(gòu)建分類(lèi)和制圖體系。
筆者試圖從風(fēng)景園林視角出發(fā),以鳥(niǎo)類(lèi)作為目標(biāo)類(lèi)群,在現(xiàn)有的生境單元制圖方法基礎(chǔ)上,融入風(fēng)景園林因子,構(gòu)建城市園林綠地尺度下的生境單元制圖體系。運(yùn)用圖譜的方式對(duì)公園現(xiàn)有微棲息地進(jìn)行識(shí)別、分類(lèi)及面積、位置等指標(biāo)的確認(rèn)[14]。將生境組團(tuán)與鳥(niǎo)類(lèi)集團(tuán)分布情況進(jìn)行聯(lián)系,分析生境組成、比例、結(jié)構(gòu)對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)多樣性產(chǎn)生的影響,為風(fēng)景園林師后續(xù)進(jìn)行生境修復(fù)或營(yíng)造設(shè)計(jì)提供參考。
為盡可能排除公園面積、形狀[15]、連接度、人類(lèi)干擾[16]等外部結(jié)構(gòu)因子與影響因子,建立公園內(nèi)部景觀覆蓋與植被結(jié)構(gòu)為主要參照的分類(lèi)系統(tǒng)。本研究選取北京市柳蔭公園[17]、青年湖公園[18]、大望京公園[19]3個(gè)城市中小型綜合公園作為研究對(duì)象。3個(gè)公園均建成10年以上,植被結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定,都含有較集中的水面和淺水區(qū)域,核心區(qū)域景觀分布集中,在中小型公園中生境類(lèi)型較為典型全面。三者服務(wù)半徑類(lèi)似,主要服務(wù)對(duì)象為周邊居民,游人干擾適中且穩(wěn)定。柳蔭公園緊鄰青年湖公園,兩者在外部連接度、面積、綠地形態(tài)方面均高度相似,東西長(zhǎng)約550 m,南北寬350 m,面積均在17 hm2左右。大望京公園核心面積28 hm2,總面積33.4 hm2,約為前者的2倍,可作為對(duì)照。綠地形態(tài)相對(duì)細(xì)長(zhǎng)。南北長(zhǎng)約1 km,東西最寬處為450 m。
綠地內(nèi)部方面,柳蔭公園在地形、水系、植物層次方面更為精細(xì)豐富,著重塑造了許多曲徑通幽的小空間。青年湖公園主要是圍繞中心水面設(shè)置環(huán)路游覽,空間較為簡(jiǎn)潔敞亮。另外,柳蔭公園為市級(jí)陸生野生動(dòng)物疫源疫病監(jiān)測(cè)站,對(duì)公園生境進(jìn)行了有意識(shí)的生境管理。大望京公園內(nèi)部有帶狀水系貫通,植物空間多樣,種植精細(xì),活動(dòng)場(chǎng)地豐富。
1)高分辨率遙感影像。近年來(lái)高分影像逐漸在棲息地分類(lèi)與制圖中得到應(yīng)用,常用于地物結(jié)構(gòu)復(fù)雜及小范圍典型區(qū)域研究中[20]。本研究使用2017年9月拍攝的高分二號(hào)遙感影像,空間分辨率為0.95 m,經(jīng)過(guò)正射校正后,通過(guò)ENVI-IDL軟件對(duì)各公園地塊進(jìn)行邊界裁剪作為后續(xù)制圖及分析底圖(圖1、2)。
1 鳥(niǎo)類(lèi)棲息地分類(lèi)與風(fēng)景園林要素間的相關(guān)性及后續(xù)因子選擇Correlation between bird habitat classification and landscape architecture elements and subsequent factor selection
2生境單元構(gòu)成過(guò)程The process of habitat unit formation
2 )實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分為鳥(niǎo)類(lèi)調(diào)查與植物調(diào)查2部分。調(diào)研采用樣線法、樣點(diǎn)法結(jié)合的方式。在晴朗無(wú)風(fēng)的早晨進(jìn)行鳥(niǎo)類(lèi)調(diào)研,調(diào)研團(tuán)隊(duì)勻速在樣線上行進(jìn),使用雙筒望遠(yuǎn)鏡記錄沿途出現(xiàn)的鳥(niǎo)類(lèi)種類(lèi)、數(shù)量、分布生境特征及棲息模式[21]。在鳥(niǎo)類(lèi)調(diào)查的同時(shí),通過(guò)照片測(cè)量法對(duì)樣線沿線的植被垂直結(jié)構(gòu)進(jìn)行記錄[22]14,并對(duì)典型樣點(diǎn)的植被種類(lèi)及結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
3)其他數(shù)據(jù)。本研究還使用高清衛(wèi)星影像、公園平面設(shè)計(jì)圖紙對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行輔助。
2.2.1 因子選擇
因子的選擇綜合考慮風(fēng)景園林師可控的設(shè)計(jì)要素與影響鳥(niǎo)類(lèi)棲息分布的綠地變量。風(fēng)景園林基本設(shè)計(jì)要素包含水體、地形、植物、建筑、鋪裝、構(gòu)筑物等。這些要素所集合構(gòu)成的地表景觀覆蓋區(qū)域在鳥(niǎo)類(lèi)棲息地分類(lèi)體系中也被歸類(lèi)為不同的生境類(lèi)型,兩者在分類(lèi)體系上呈現(xiàn)部分重合(圖1)。此外在城市鳥(niǎo)類(lèi)的相關(guān)研究中,微生境尺度上,綠地結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性及鳥(niǎo)類(lèi)與棲息地結(jié)構(gòu)的密切關(guān)系是鳥(niǎo)類(lèi)選擇性分布的主要原因[23]。生境的水平結(jié)構(gòu)與垂直結(jié)構(gòu)均對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的分布與生境內(nèi)鳥(niǎo)類(lèi)豐富度產(chǎn)生決定性影響[24-25]。水平結(jié)構(gòu)主要指地表景觀的覆蓋類(lèi)型,尤其是植被水平結(jié)構(gòu),如喬木結(jié)構(gòu)復(fù)雜度等[26]。垂直結(jié)構(gòu)主要指生境在垂直方向上的層次,如植被層次、灌木蓋度[27]等;綜合考慮上述變量,本研究以鳥(niǎo)類(lèi)棲息地單元作為框架,以地表景觀覆蓋與植被結(jié)構(gòu)作為分類(lèi)系統(tǒng)建立的主要參照因子[6]22,以棲息地分類(lèi)中未涉及的其他園林要素因子如地形、鋪裝等作為次要參照因子。
2.2.2 分類(lèi)系統(tǒng)建立
依據(jù)上述因子的變化特點(diǎn),分類(lèi)系統(tǒng)共有4個(gè)層次。第一個(gè)層級(jí)的單元?jiǎng)澐忠浴渡锒鄻有杂^測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》中對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)棲息地的分類(lèi)為依據(jù),以土地覆蓋類(lèi)型為基礎(chǔ)劃分出7個(gè)一級(jí)生境類(lèi)別[28];第二個(gè)層級(jí)單元的劃分依據(jù)為景觀覆蓋的類(lèi)別情況及生境水平結(jié)構(gòu),三級(jí)單元?jiǎng)t通過(guò)生境垂直結(jié)構(gòu)情況來(lái)進(jìn)行劃分,具體通過(guò)二級(jí)單元相互垂直疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中,風(fēng)景園林要素中的植物、水、建筑分別與一級(jí)單元中林地、水域,二級(jí)單元中的建筑對(duì)應(yīng)。其余要素則通過(guò)四級(jí)單元引入地形、鋪裝、駁岸形式等作為補(bǔ)充分類(lèi)依據(jù)。得出生境單元構(gòu)成流程(圖2)和具體構(gòu)成內(nèi)容(表1),微生境單元的邊界則根據(jù)遙感分類(lèi)結(jié)果中景觀單元的自然邊界來(lái)界定。
表1 生境單元分類(lèi)層級(jí)及主要類(lèi)型Tab.1 Habitat unit classification and types in each class
2.3.1 遙感解譯
本研究使用面向?qū)ο蟮倪b感影像分類(lèi)方法[29],對(duì)裁剪過(guò)后的影像進(jìn)行分類(lèi)處理。首先,通過(guò)多尺度分割法(multi-resolution segmentation process)對(duì)公園影像進(jìn)行切割。切割過(guò)后,先通過(guò)閾值分類(lèi)法(threshold classification)對(duì)樣點(diǎn)公園內(nèi)的水系進(jìn)行提取,提取區(qū)間為0~55。引入歸一化植被指數(shù)(normalized difference vegetation index, NDVI),對(duì)植被與人工表面進(jìn)行區(qū)分。綠地內(nèi)植被蓋度較大,因此提取人工表面,提取區(qū)范圍為–0.1~0.29。喬木、灌木、草地三類(lèi)一級(jí)單元都有植被覆蓋,在波段表現(xiàn)上相似程度高,因此使用監(jiān)督分類(lèi)法(supervised classification)對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步區(qū)分。選擇、校驗(yàn)樣本后,對(duì)各類(lèi)別層次的對(duì)象最鄰近值進(jìn)行配置,配置特征包含波段、紋理等參數(shù),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分類(lèi)。
利用多時(shí)相遙感可以對(duì)部分人工林的樹(shù)種進(jìn)行識(shí)別[30]。本研究基于冬季、夏季影像的差異提取二級(jí)生境中針葉林、針闊混交林覆蓋的范圍,通過(guò)目視解譯與波段值變化的讀取,確認(rèn)闊葉林與闊葉混交林的范圍。
2.3.2 制圖
制圖分為兩大步驟。第一步為初步制圖。將遙感分類(lèi)結(jié)果導(dǎo)入ArcGIS,并將其與分辨率更高的衛(wèi)星影像進(jìn)行校對(duì),修正分類(lèi)尤其是植物的水平結(jié)構(gòu)誤差,隨后根據(jù)分類(lèi)邊界繪制出生境單元圖譜。初步制圖結(jié)果能劃定單元邊界,且對(duì)一級(jí)生境單元及部分二、三級(jí)單元反映較為準(zhǔn)確。對(duì)于多層林中的灌木、地被的豐富度,地形坡度等變量則需要通過(guò)其他數(shù)據(jù)來(lái)補(bǔ)充判定[13]115。
第二步為補(bǔ)充制圖,即將其他數(shù)據(jù)判定的生境單元結(jié)果與初步制圖的結(jié)果進(jìn)行疊加,形成最終的生境單元圖譜。具體步驟分別為:通過(guò)實(shí)地調(diào)研中所記錄的樹(shù)種及拍攝的照片,對(duì)多層林中的灌木、地被以及植被結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行判定;通過(guò)計(jì)算對(duì)植物蓋度等級(jí)進(jìn)行判定;通過(guò)高程數(shù)據(jù)對(duì)地形情況進(jìn)行判定。
除獲得公園的生境組成圖外,制圖結(jié)果的數(shù)據(jù)分析包含2個(gè)部分。1)通過(guò)Fragstats 4.2軟件量化公園各級(jí)、各類(lèi)別生境單元的生境結(jié)構(gòu)情況,包括面積、最大斑塊、數(shù)量、斑塊密度、公園整體的景觀多樣性等。2)通過(guò)鳥(niǎo)類(lèi)調(diào)研與生境制圖情況的疊加,得出鳥(niǎo)類(lèi)在公園生境中分布的空間情況與頻次。再進(jìn)行聚類(lèi)分析,得出相似微生境單元偏好的鳥(niǎo)類(lèi)分組情況,并對(duì)每組鳥(niǎo)類(lèi)出現(xiàn)過(guò)的各生境,進(jìn)行面積加權(quán)出現(xiàn)頻率值(Fi)計(jì)算,判斷每組鳥(niǎo)類(lèi)的首選、次選微生境類(lèi)型[31]。計(jì)算公式為:
式中,F(xiàn)i表示單位面積下,某種鳥(niǎo)類(lèi)在i生境的出現(xiàn)概率。Ni為這種鳥(niǎo)類(lèi)在i生境中出現(xiàn)的面積加權(quán)頻數(shù),(N1+N2+…Ni…+Nx)為該鳥(niǎo)類(lèi)所出現(xiàn)過(guò)的所有生境類(lèi)型的面積加權(quán)頻數(shù)之和。ni為鳥(niǎo)類(lèi)在i生境的出現(xiàn)頻數(shù)。Si為i類(lèi)生境的面積,S為所有類(lèi)型生境面積總和。
通過(guò)3個(gè)樣本公園的微生境制圖(圖3~5)圖紙可目視獲取綠地中各類(lèi)生境的組成①、分布和空間關(guān)系。為了對(duì)公園微生境的組成情況進(jìn)一步量化,本研究通過(guò)Fragstats 4.2對(duì)生境類(lèi)型(class)、公園整體生境情況(landscape)2個(gè)層面進(jìn)行了格局計(jì)算,可得出公園中每類(lèi)最小級(jí)別——四級(jí)微生境單元的占地面積(class area, CA)、構(gòu)成比例(percent of landscape, PLAND)、微生境單元數(shù)量(number of patches, NP)、斑塊密度(patch density, PD)、最大斑塊指數(shù)(largest patch index, LPI)的情況②,以及香農(nóng)多樣性指數(shù)(Shannon’s diversity index, SHDI)和辛普森多樣性指數(shù)(Simpon’s diversity index, SIDI)。根據(jù)對(duì)四級(jí)單元數(shù)據(jù)的整理可得到一、二、三級(jí)生境單元的類(lèi)型及生境構(gòu)成占比情況(表2、3)。
3 青年湖公園生境單元制圖The biotope mapping result of Qingnianhu Park
4 柳蔭公園生境單元制圖The biotope mapping result of Liuyin Park
5 大望京公園生境單元制圖The biotope mapping result of Dawangjing Park
表2 各公園生境單元類(lèi)型、數(shù)量及多樣性組成Tab.2 The types, quantity and diversity composition of each park
表3 公園微生境結(jié)構(gòu)組成Tab.3 The landscape structure composition of microhabitat in parks單位:%
3.1.1 公園生境組成類(lèi)型分析
一、二級(jí)單元表征公園綠地的地表覆蓋和景觀水平結(jié)構(gòu),根據(jù)表2可知,3個(gè)公園的整體景觀水平情況較為類(lèi)似,一級(jí)單元組成相同,都含有較大面積的水域、豐富的林地、活動(dòng)設(shè)施等。二級(jí)單元組成中,柳蔭公園的生境種類(lèi)略多一籌,主要差異為柳蔭公園的水系生境更為豐富,包含挺水、浮葉、混交水生種植區(qū)域,大望京公園和青年湖公園則較簡(jiǎn)單,只有部分水面種植挺水植物。另外,3個(gè)公園的林地地面層組成略有差別。青年湖公園缺少獨(dú)立的地被區(qū)域,如無(wú)頂層覆蓋的花卉種植區(qū)。大望京公園則多出了大面積的裸地,柳蔭公園則地被層構(gòu)成形式豐富多樣。三級(jí)單元反映了植被豎向的多樣性及喬、灌、草3個(gè)層次的二級(jí)單元相互組合種類(lèi)的多寡。與三級(jí)單元數(shù)量差值對(duì)比可發(fā)現(xiàn),大望京公園的三級(jí)單元組合最多,主要是源于其在地面層中含有較多面積的裸地,多出了喬、灌兩層與裸地的搭配數(shù)量。四級(jí)單元主要補(bǔ)充描述了以往城市鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)者在綠地研究中所忽視的,但在風(fēng)景園林中十分重要的地形等要素。由最終四級(jí)單元統(tǒng)計(jì)結(jié)果與三級(jí)單元的差值可見(jiàn),柳蔭公園的地形變化類(lèi)型最豐富,大望京公園次之,青年湖公園則地形較為平整,與不同類(lèi)型植被組團(tuán)產(chǎn)生的搭配少。
綜合來(lái)看,3個(gè)公園中,柳蔭公園的微生境組成類(lèi)型更為豐富,達(dá)到42種。青年湖公園則相對(duì)簡(jiǎn)單,為25種。這一變化規(guī)律與SHDI的計(jì)算結(jié)果相吻合,柳蔭公園的SHDI值達(dá)到了3.00,大望京公園次之,青年湖公園在對(duì)比之下稍低,為2.64。但從SIDI來(lái)看,雖然整體生境種類(lèi)數(shù)量有差異,但3個(gè)公園生境在空間上分布都較為均勻。
3.1.2 公園生境組成結(jié)構(gòu)分析
由表3可知,植被蓋度方面,3個(gè)公園的總體喬木蓋度接近。在青年湖公園中,闊葉林面積占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),針闊葉林比約為1∶9;大望京公園則較為均衡,為1∶3左右。灌木和地被蓋度差異較大。柳蔭公園的灌木和地被蓋度都最高,分別達(dá)到26.2%和33.5%,大望京公園則較低。3個(gè)公園植物垂直蓋度的比較情況也相同,柳蔭公園單層林僅占6.9%,主要為雙層林多層林。其余2個(gè)公園則植物種植更為通透,單層林占比較高,尤其是大望京公園,達(dá)到32.8%。3個(gè)公園的建筑、場(chǎng)地等人工表面和坡地面積占比較為接近,水域占比有一定差異。需要注意的是,柳蔭公園雖然地形變化豐富,但坡地總體占地面積不大,地形處理精細(xì)。大望京公園、青年湖公園則起伏趨勢(shì)簡(jiǎn)單,偏向于集中的大面積緩坡。
鳥(niǎo)類(lèi)調(diào)查結(jié)果顯示,3個(gè)樣本公園中共記錄到34種鳥(niǎo)類(lèi),共計(jì)數(shù)量541只。根據(jù)鳥(niǎo)種在綠地中的棲息、捕食、運(yùn)動(dòng)等行為特點(diǎn),可大致歸為以下幾類(lèi)鳥(niǎo)類(lèi)組團(tuán)[22]:食蟲(chóng)拾取集團(tuán)(insectivorous collecting, IC);食蟲(chóng)探取集團(tuán)(insectivorous pecking, IP);食蟲(chóng)飛取集團(tuán)(insectivorous flying catching, IF);雜食性拾取集團(tuán)(omnivorous collecting, OC);植食拾取集團(tuán)(herbivorous collecting, HC);植食探取集團(tuán)(herbivorous pecking, HP);食肉飛取集團(tuán)(raptorial flying catching, RF);水生拾取集團(tuán)(aquatic collecting, AC);水生潛取集團(tuán)(aquatic diving catching, AD)??偨Y(jié)30種鳥(niǎo)類(lèi)在各公園綠地中的空間分布情況(圖3~5)。
根據(jù)統(tǒng)計(jì),柳蔭公園中記錄到的鳥(niǎo)類(lèi)種數(shù)最多,為22種,鳥(niǎo)類(lèi)出現(xiàn)總頻次為130次。大望京次之,記錄到的鳥(niǎo)種為18種,鳥(niǎo)類(lèi)出現(xiàn)總頻次最大,為292次。青年湖公園在鳥(niǎo)類(lèi)種類(lèi)和出現(xiàn)總頻次上都最少,分別為15種和119次。根據(jù)鳥(niǎo)類(lèi)在綠地各類(lèi)具體微生境類(lèi)型中出現(xiàn)的頻率,本研究通過(guò)聚類(lèi)分析法,對(duì)記錄到的鳥(niǎo)類(lèi)進(jìn)行綠地生境偏好分組,對(duì)不同鳥(niǎo)類(lèi)在公園綠地微生境的偏好特點(diǎn)進(jìn)行歸納。并通過(guò)對(duì)比其鳥(niǎo)類(lèi)組團(tuán)歸屬,驗(yàn)證其可靠性。聚類(lèi)方法為系統(tǒng)聚類(lèi)(MINITAB)。喜鵲(Pica pica)、灰喜鵲(Cyanopica cyanus)、麻雀(Passer montanus)由于對(duì)城市環(huán)境適應(yīng)性極強(qiáng),幾乎分布于所有類(lèi)型生境中,紫背葦鳽(Ixobrychus eurhythmus)結(jié)合調(diào)研時(shí)間與出現(xiàn)地點(diǎn)判斷為迷鳥(niǎo),因此不參與計(jì)算。
聚類(lèi)結(jié)果顯示(圖6),不同鳥(niǎo)類(lèi)間被線聯(lián)結(jié)的位置越靠近樹(shù)狀結(jié)構(gòu)末端,說(shuō)明在調(diào)查結(jié)果中,鳥(niǎo)類(lèi)棲息的微生境結(jié)構(gòu)越類(lèi)似,相反則說(shuō)明對(duì)生境的偏好相距甚遠(yuǎn)。根據(jù)聚類(lèi)結(jié)果,取聯(lián)結(jié)距離5以下,作為分組界限,記錄到的鳥(niǎo)類(lèi)主要可被劃分為水生、陸生兩大組團(tuán)共7組。7組的鳥(niǎo)類(lèi)面積加權(quán)出現(xiàn)頻率(Fi)分布如圖7所示。占比越高說(shuō)明鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)這類(lèi)生境的利用率越高。雀鷹(Accipiter nisus)由于觀測(cè)到位于高空滑翔,未能位于任何一種具體生境中。
6 鳥(niǎo)類(lèi)微生境偏好聚類(lèi)樹(shù)狀圖The minitab result of birds’ habitat preference
7 各組鳥(niǎo)類(lèi)在各類(lèi)棲息地中的面積加權(quán)出現(xiàn)頻率累積圖Cumulative graph of area weighted frequency of groups of birds
水鳥(niǎo)記錄到的樣本較少,分布較為集中,分組樹(shù)狀較為簡(jiǎn)單,大致可細(xì)分為陸生鳥(niǎo)類(lèi)與水生鳥(niǎo)類(lèi)2組。其中小?(Podiceps ruficollis)和鴛鴦(Aix galericulata)多被觀察位于水面中心區(qū)域,綠頭鴨(Anas platyrhynchos)、蒼鷺(Ardea cinerea)、黑水雞(Gallinula chloropus)則多位于岸線附近的淺水地帶,黑水雞有部分被觀察位于葦叢。陸生鳥(niǎo)類(lèi)的分類(lèi)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,除烏灰鶇(Turdus cardis)和金翅雀(Chloris sinica)外,主要可分為兩大組、5小組。第一大組中,組I多為食蟲(chóng)探取(IP)鳥(niǎo)類(lèi)集團(tuán),以大斑啄木鳥(niǎo)(Dendrocopos major)為代表,多分布于喬灌木層發(fā)達(dá)的平坦裸地地帶;組II白頭鵯 (Pycnonotus sinensis)、珠頸斑鳩(Spilopelia chinensis)的城市適應(yīng)力較強(qiáng),生境典型特征不明顯,距離樹(shù)狀連接處較遠(yuǎn)。組IV、組V組成的第二大組習(xí)性很類(lèi)似,多分布位于公園中灌木、地被層均很發(fā)達(dá)的平地上,喬木層主要以闊葉林為主。這些鳥(niǎo)類(lèi)除黃腹山雀(Parus venustulus)外都屬于食蟲(chóng)拾?。↖C)鳥(niǎo)類(lèi)集團(tuán),推測(cè)是由于灌木層蟲(chóng)類(lèi)豐富導(dǎo)致的。同時(shí)這些鳥(niǎo)類(lèi)大都體型小,推測(cè)坡地活動(dòng)對(duì)其熱量損耗太大,喜愛(ài)在平地活動(dòng);組III的鳥(niǎo)類(lèi)集團(tuán)屬性不明顯,多為出現(xiàn)頻次較小的鳥(niǎo)類(lèi),以絲光椋鳥(niǎo)(Sturnus sericeus)、燕雀(Fringilla montifringilla)為代表的鳥(niǎo)類(lèi)組群主要分布于喬木層發(fā)達(dá)的緩坡裸地生境中。
綜合來(lái)看,依據(jù)各微生境分布頻率的聚類(lèi)結(jié)果與鳥(niǎo)類(lèi)行為集團(tuán)的分類(lèi)趨勢(shì)大致吻合,并在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步做出了生境偏好上的細(xì)分。但也存在個(gè)別鳥(niǎo)類(lèi)如烏灰鶇、金翅雀等,與鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)研究不太吻合的情況。推測(cè)主要為樣本量缺失,烏灰鶇在北京地區(qū)少見(jiàn),調(diào)查中僅在大望京公園的竹林中被觀測(cè)到一次。金翅雀雖為常見(jiàn)鳥(niǎo)類(lèi),但僅被記錄到2次,均位于其他鳥(niǎo)類(lèi)記錄較少的微生境中。另外,綜合7組鳥(niǎo)類(lèi)的分布特性來(lái)看,灌木發(fā)達(dá)的生境、地形平坦的生境較受鳥(niǎo)類(lèi)的歡迎。
通過(guò)對(duì)3個(gè)樣本公園的生境單元制圖以及景觀指數(shù)計(jì)算、聚類(lèi)分析結(jié)果可得出以下結(jié)論:
1)生境組成方面,3個(gè)公園中柳蔭公園的微生境種類(lèi)最為豐富,大望京公園次之,青年湖公園相對(duì)較少。柳蔭公園在生境組成結(jié)構(gòu)方面也表現(xiàn)出更高的豎向蓋度和自然空間占比,在SHDI計(jì)算中得分最高。這一趨勢(shì)也與鳥(niǎo)類(lèi)多樣性的調(diào)查結(jié)果吻合,一定程度上印證了鳥(niǎo)類(lèi)多樣性與綠地的微生境數(shù)量、景觀豐富度等指標(biāo)存在正向相關(guān)性。但在本研究中,公園面積與鳥(niǎo)類(lèi)多樣性并未存在明顯的相關(guān)性,僅與鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量存在正向相關(guān)??赡苁怯捎趦H3個(gè)公園的樣本量局限性,或是所選公園的面積差異梯度不夠大導(dǎo)致的。
2)鳥(niǎo)類(lèi)分布方面,通過(guò)對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)據(jù)在微生境制圖上的疊加,進(jìn)一步明確了鳥(niǎo)類(lèi)在公園具體微生境中的分布位置及頻次,為后續(xù)鳥(niǎo)類(lèi)微生境偏好分組與特征提取、公園微生境效率的計(jì)算提供了基礎(chǔ)。詮釋了生境單元制圖作為生物多樣性后續(xù)分析的基礎(chǔ)和底圖這一作用。
3)經(jīng)過(guò)對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)在各微生境特征分布頻率進(jìn)行聚類(lèi)研究,發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)類(lèi)在城市公園微生境中的分布偏好與其行為集團(tuán)的歸屬相關(guān),且可根據(jù)園林要素的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分,為園林師進(jìn)行針對(duì)性的生境營(yíng)造提供參考。如食蟲(chóng)鳥(niǎo)類(lèi)偏好灌木、地被豐富的生境。雜食性鳥(niǎo)類(lèi)則常在少地被覆蓋自然裸地中出現(xiàn)。除此之外,小體型鳥(niǎo)類(lèi)喜愛(ài)在平坦地帶活動(dòng),但也有部分鳥(niǎo)類(lèi)多出現(xiàn)在緩坡區(qū)域。研究結(jié)果符合鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)和鳥(niǎo)類(lèi)生境相關(guān)研究的基本規(guī)律。
4)本研究提供了一種將風(fēng)景園林因子融入生境研究的制圖模式,便于從風(fēng)景園林師角度更好地理解、架構(gòu)生境,從而為園林中的生境設(shè)計(jì)提供有效的信息支撐基礎(chǔ)。筆者將制圖結(jié)果疊加鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,前文所述結(jié)論與前人在城市鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)得到的相關(guān)結(jié)論吻合,并在微生境尺度下進(jìn)一步細(xì)化,說(shuō)明了該方法具有可行性。生境單元制圖法在綠地小尺度研究中仍然適用,且能夠進(jìn)一步擴(kuò)展。
生境單元制圖是綠地生境的基礎(chǔ)圖譜,也是數(shù)據(jù)集合,既可表征各類(lèi)生境的位置、類(lèi)型、形態(tài)等空間信息,也可獲取生境相關(guān)的面積、占比等數(shù)據(jù),從而為進(jìn)一步量化研究做準(zhǔn)備。
它是一種多尺度適用的方法,制圖的關(guān)鍵在于根據(jù)研究目標(biāo)和尺度的不同,選擇合適的影響因子,建立精細(xì)程度不一的生境分類(lèi)體系,從而對(duì)各生境斑塊進(jìn)行區(qū)分、信息統(tǒng)計(jì),對(duì)進(jìn)一步的生物保護(hù)、多樣性研究進(jìn)行基礎(chǔ)支持。
以往的研究案例中,生境單元制圖在城市范圍內(nèi)常被用作指導(dǎo)大尺度空間綜合規(guī)劃的基礎(chǔ)參考,其研究目的更多用于區(qū)分人、大型哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)等大類(lèi)別物種的適宜生境斑塊分布、等級(jí)、重要程度。所以,綠地在這些制圖結(jié)果中更多地作為單一斑塊類(lèi)別出現(xiàn),分類(lèi)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。然而,城市綠地本身的生物多樣性也值得關(guān)注,城市公園既是園林師規(guī)劃下的城市綠地,也是鳥(niǎo)類(lèi)及其他動(dòng)物的重要棲息地。棲息地分類(lèi)體系本身與園林要素與組成部分多有重合,加上高分遙感影像的不斷發(fā)展,使得對(duì)城市生境的進(jìn)一步精細(xì)化研究成為可能。本研究在這一背景下做出了對(duì)公園這一小尺度綠地進(jìn)行選擇性生境單元制圖的嘗試。側(cè)重于從風(fēng)景園林師的視角出發(fā),構(gòu)建結(jié)合鳥(niǎo)類(lèi)生境知識(shí)與風(fēng)景園林因子的制圖方法,并測(cè)試其運(yùn)用在具體鳥(niǎo)類(lèi)微生境研究中的可行性,為日后城市綠地微生境研究打下基礎(chǔ)。旨在為風(fēng)景園林師在綠地設(shè)計(jì)中更好地服務(wù)于生物多樣性和物種保護(hù)提供思路。
當(dāng)然,制圖對(duì)于對(duì)綠地中的生境研究只是基礎(chǔ)的一步。通過(guò)制圖結(jié)果推演、分析生境結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部邏輯,各生境單元間的連接的外部邏輯,挖掘深層的空間機(jī)制,才是使得風(fēng)景園林設(shè)計(jì)服務(wù)于生物多樣性,提升綠地質(zhì)量的關(guān)鍵所在。
注釋(Notes):
① 各公園生境構(gòu)成表格可在OSID中獲取。
② 各公園指數(shù)運(yùn)算結(jié)果可在OSID中獲取。
圖表來(lái)源(Sources of Figures and Tables):
所有圖表均為作者繪制。