快速城市化景观中蓝绿基础设施对鸟类群落β多样性的驱动机制：多维度与季节性视角

《Autonomic Neuroscience》：Patterns and drivers of beta diversity in bird communities associated with blue-green infrastructure in rapidly urbanizing landscapes

本研究针对城市化导致栖息地丧失背景下鸟类群落构建机制不清的问题，通过系统调查银川市蓝绿空间 mosaics 中鸟类群落，创新性地整合分类（Tβsor）、功能（Fβsor）和系统发育（Pβsor）三维度β多样性分析框架，揭示物种周转（βsim）是驱动鸟类β多样性的主导过程，并发现景观变量解释力显著高于地理距离。HMSC模型进一步阐明繁殖期水体面积（W_CA）与景观多样性（SHDI）对鸟类功能性状的筛选作用，为优化城市蓝绿基础设施设计以缓解生物同质化提供了科学依据。

　　

随着全球城市化进程的加速，栖息地丧失和破碎化已成为威胁生物多样性的核心问题。城市蓝绿基础设施（如水体、林地等）作为城市生态系统中重要的生物多样性热点，其空间配置和组成如何影响鸟类群落的构建机制，尤其是群落组成差异（即β多样性）的驱动因素，仍缺乏系统认知。在快速城市化的背景下，理解鸟类群落的多维度β多样性模式及其季节性变化，对于制定科学的城市生态规划策略至关重要。

以往研究多聚焦于单一维度的分类β多样性，忽视了功能性状和系统发育历史对群落构建的指示作用。事实上，仅基于物种组成的分析难以揭示环境过滤、扩散限制等生态过程的作用机制。此外，鸟类在繁殖期和越冬期对栖息地需求存在显著差异，而当前针对蓝绿基础设施景观 mosaics 中鸟类群落季节性响应的多尺度研究仍较为匮乏。

为解决上述问题，赵富强等研究人员在《Automatic Neuroscience》上发表论文，以国际湿地城市银川为研究区，于2023年12月至2024年6月期间，系统调查了29个蓝绿空间 mosaics 中鸟类群落。研究通过整合多维β多样性分解框架（包括分类、功能和系统发育β多样性）与层次物种群落模型（HMSC），揭示了蓝绿基础设施景观格局对鸟类群落构建的驱动机制。

在研究过程中，作者主要采用了以下关键技术方法：基于点计数法进行鸟类群落野外调查；利用AVONET和Elton Traits数据库获取鸟类功能性状数据；通过BirdTree构建系统发育树；使用Fragstats 4.2软件计算景观格局指数；采用Baselga的β多样性分解方法区分周转组分（β_sim）和嵌套组分（β_sne）；运用HMSC框架分析物种出现概率与功能性状对景观变量的响应。

3.1 鸟类多维β多样性及其组分

研究共记录到55种鸟类，隶属14目32科。多重站点β多样性分析表明，在繁殖期和越冬期，周转组分（β_sim）都是鸟类三维度β多样性的主要驱动因素（β_ratio > 0.5），而嵌套组分（β_sne）的作用较小。成对β多样性分析进一步显示，分类β多样性（Tβ_sor）显著高于功能（Fβ_sor）和系统发育β多样性（Pβ_sor），表明城市栖息地可能筛选出特定功能性状和系统发育谱系的物种，导致功能与系统发育层面的群落相似性较高。

3.2 空间距离与景观结构对鸟类β多样性的影响

地理距离和景观变量均对鸟类多维β多样性有显著影响。总体β多样性及其周转组分在繁殖期和越冬期均呈现明显的距离衰减模式，说明环境过滤和扩散限制共同作用。MRM模型分析显示，景观变量（尤其是景观多样性SHDI、农业用地面积A_CA和水体面积W_CA）对β多样性的解释力高于地理距离。季节性差异明显：繁殖期水体面积和景观多样性对β多样性有正向影响，而越冬期农业用地斑块的平均面积（A_AM）等配置指标的作用更为突出。

3.3 景观变量对鸟类出现及功能性状的影响

HMSC模型表明，景观变量对物种出现概率的解释力强于空间效应。繁殖期，水体面积（W_CA）对水鸟和涉禽的出现有显著正向影响，景观多样性（SHDI）则与繁殖性状（如卵大小）和食性特征相关。越冬期，农业用地面积（A_CA）对部分雀形目鸟类出现概率产生负效应，而草地面积（G_CA）对冠层活动鸟类的负面影响更为明显。研究还发现，一些体型较小、活动于空中和冠层的小型鸟类对低完整性森林斑块（F_AM）表现出较强的适应性，这支持了中度干扰假说在城市化环境中的适用性。

本研究通过多维度β多样性分析与HMSC建模相结合，系统揭示了城市蓝绿基础设施中鸟类群落的构建机制。主要结论包括：物种周转是驱动鸟类多维β多样性的主导过程；景观结构的过滤作用强于地理隔离，且存在季节性差异；功能性状（如繁殖策略、飞行能力和觅食特征）是物种响应景观变化的关键媒介。这些发现强调了在城市化背景下，通过优化蓝绿基础设施的景观配置（如增强异质性、维持水体连通性）来促进鸟类多样性保护的重要性。研究不仅为理解城市生态群落构建提供了新视角，也为实施基于生态过程的城市生态修复提供了科学依据。