共存却分离：新热带城市内部与周边鸟类群落的生态分异研究

《Urban Ecosystems》：Together but apart: contrasting intra- and peri-urban bird communities within a Neotropical city

本刊推荐：针对新热带城市快速扩张导致的生态区域界定难题，研究人员通过系统调查墨西哥图斯特拉-古铁雷斯市的鸟类群落，结合物种组成、丰富度与系统发育多样性(PD)分析，揭示了城市连续体中存在显著的生态过渡带(ecotone)。研究发现城郊区域(peri-urban)比城市核心区(intra-urban)具有更高的系统发育多样性(P<0.05)，表明其保留了更多独特进化谱系。该研究为基于生态区域差异的城市规划提供了关键科学依据，凸显了将系统发育多样性指标纳入城市生物多样性保护实践的重要性。

　　

随着新热带地区城市的快速扩张，城市连续体(urban continuum)中不同生态区域的界定变得愈发复杂。这种扩张不仅改变了地表覆盖格局，更对生物多样性产生了深远影响。特别是在城市核心区(intra-urban)与城郊区域(peri-urban)之间的过渡地带，往往形成独特的生态过渡带(ecotone)，这些区域作为"生物过滤器"对物种组成具有重要筛选作用。然而，目前对这些生态过渡带在城市景观中的具体功能及其对生物多样性的影响机制仍缺乏深入认识。

墨西哥恰帕斯州的图斯特拉-古铁雷斯市作为典型的新热带城市，在过去三十年间人口增长超过80%，城市扩张面积达4000公顷，为研究城市生态分区提供了理想案例。该城市周围环绕着苏米德罗峡谷、马库图马萨山等生物多样性热点，同时城市内部有格里哈尔瓦等河流交汇，形成了独特的生态格局。

为了探究城市内部是否存在生态分异，研究人员开展了一项系统性的鸟类群落研究。他们采用城市尺度的调查方案，在城市连续体上设置192个采样点，通过点计数法记录鸟类物种组成。研究特别关注从城市边缘向城市中心逐渐增加的分类距离上，鸟类群落组成、物种丰富度和系统发育多样性(Phylogenetic Diversity, PD)的变化规律。

研究方法主要包括三个关键环节：首先采用基于β_sor指数的组成相似性分析来量化群落差异，该指数可分解为物种周转(β_sim)和嵌套性(β_sne)两个组分；其次通过基于发生数据的稀疏化方法估计物种丰富度；最后利用从BirdTree.org获取的系统发育树计算系统发育多样性指标，包括总系统发育多样性(代表有效总分支长度，单位：百万年)和平均系统发育多样性(mean PD，反映同等分化谱系的有效数量)。统计分析采用PERMANOVA和指示物种分析等方法。

物种组成分析揭示显著生态分界

研究共记录56种鸟类，其中城郊区域40种，随机城市核心区40种，内部城市核心区37种。β多样性分解结果显示，城郊区域与内部城市核心区之间的物种周转值最高(β_sim=0.26)，显著高于嵌套性组分(β_sne=0.06)。PERMANOVA分析进一步证实不同城市区域的鸟类群落组成存在显著差异(R²=0.04, F=3.57, P=0.001)。指示物种分析识别出9种与特定城市环境显著相关的鸟类：华丽鸦(Cyanocorax formosus)、墨西哥翠鴗(Momotus mexicanus)等5种与城郊区域密切相关，而家麻雀(Passer domesticus)、原鸽(Columba livia)等4种则典型分布于城市核心区。

物种丰富度差异不显著但呈现趋势

稀疏化分析表明，城郊区域的物种丰富度最高(40±3.03种)，其次是随机城市核心区(38±2.99种)和内部城市核心区(35±3.64种)，但这些差异未达到统计显著性水平。这一结果与先前在新热带城市的研究趋势一致，但在此研究中差异幅度较小。

系统发育多样性凸显城郊生态价值

研究发现了最具生态意义的差异：城郊区域的系统发育多样性显著高于两个城市核心区子集(17.26±1.61 MY vs. 12.74±0.70 MY和11.42±1.03 MY)。这一结果表明城郊区域保留了更多独特的进化历史，容纳了更多远缘物种，从而贡献了更大的系统发育分化。

讨论部分强调，识别驱动城市生物多样性的过程是管理城市生态系统的关键，而城市区域化为实现这一目标提供了有价值的框架。本研究结果表明，即使在研究较少的地区，也可以识别出城市景观中具有生态意义的区域。城郊区域较高的系统发育多样性表明，这些区域可能比受干扰更严重的城市核心区拥有更多进化独特的物种。

研究结果对城市规划和管理具有重要启示。例如，在城市总体规划和分区框架中承认城郊区域与城市核心区的生态差异，可以指导绿色基础设施的战略发展，如连接廊道和缓冲区，这些对于抵消城市隔离对鸟类群落的负面影响至关重要。将系统发育多样性指标与空间数据相结合，有助于识别具有高度进化意义的区域，这些区域仅通过物种数量可能无法显现，从而为支持城市长期可持续性和生态完整性的规划和管理策略提供信息。

然而，作者也指出研究的局限性，特别是单季节采样可能无法捕捉热带地区鸟类群落的强烈季节性变化。图斯特拉-古铁雷斯位于过渡带，许多候鸟在此经过，一些会停留，候鸟的到来通过增加生态位占据和改变分类和系统发育模式来重塑群落结构。因此，未来研究应考虑采用多季节采样以更好地捕捉城市生物多样性的时间动态。

该研究通过整合系统发育指标和空间数据，为新热带城市鸟类群落的生态分异提供了有力证据，强调了城郊区域作为进化历史保存库的重要功能。研究结果不仅深化了对城市生态过渡带功能的理解，也为基于生态差异的城市规划提供了科学依据，对促进城市生物多样性保护具有重要实践意义。