《Journal of Environmental Management》:Assessment and enhancement strategies for bird diversity in Chinese university campuses: Impacts of habitat features and environmental factors
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大学校园作为城市生态网络的关键节点,其鸟类多样性及驱动因素研究显示,校园面积、周长和年平均温度显著正向影响鸟类丰富度,周边1-2公里缓冲区的植被和水域覆盖亦发挥重要作用。研究整合遥感数据、气候变量及公民科学平台Birdreport观测记录,评估326所中国大学校园的662种鸟类多样性,发现校园具有重要生态保护价值。
作者:唐迪、叶哲文、杨云峰
单位:南京林业大学景观建筑设计学院,中国江苏省南京市玄武区龙盘路159号,邮编210037
摘要
随着城市化进程的加快,栖息地的丧失、破碎化以及土地利用的变化日益威胁着全球生物多样性,逐渐限制了传统保护区的生态功能。在这种背景下,城市中的大学校园因其绿色基础设施、较高的绿地覆盖率以及较低的人类干扰程度,成为了探索生物多样性保护潜力的关键场所。本研究通过整合遥感数据、气候变量以及来自公民科学平台Birdreport的鸟类观测记录,对中国326所大学校园的鸟类多样性及其驱动因素进行了系统评估。结果显示,这些校园共记录到662种鸟类,平均每所校园有47种鸟类,其中包括2种极危物种、6种濒危物种、16种易危物种和19种近危物种,凸显了校园绿地对鸟类保护的重要作用。广义线性模型分析表明,校园面积、周长和年平均温度对鸟类多样性具有显著的正面影响;此外,校园周围1-2公里范围内的植被和水体覆盖也对鸟类多样性有重要支撑作用。研究结果表明,大学校园不仅是城市绿地的重要组成部分,而且在城市生物多样性网络中具有重要的节点作用。本研究为未来高等教育机构的生态规划和城市绿色基础设施发展提供了实证依据和理论指导。
引言
城市化是一个全球性的加速趋势,对生物多样性产生了深远影响,导致栖息地丧失、生态系统破碎化和物种数量下降(Liu等人,2016;McDonald等人,2008;Ma等人,2024)。随着城市的扩张,维持生物多样性的自然栖息地逐渐被建成环境所取代,这严重扰乱了当地生态系统(Aronson等人,2014)。这一趋势在中国等许多国家尤为明显,城市发展严重影响了生态平衡,导致物种多样性和生态系统服务下降(IPBES,2019)。由于鸟类对环境变化敏感,并在生态系统功能中发挥着关键作用,因此常被用作评估城市生物多样性和生态健康的生物指标(Pollack等人,2017)。尽管许多关于城市生态的研究集中在大型城市公园和绿地(Matsumoto等人,2024;Shamon等人,2021)上,但对较小规模的城市绿地(如大学校园)的关注较少。这些空间虽然常被忽视,但实际上为生物多样性保护提供了独特的机会(Freeman-Day和Fischer,2022;Yerokhin等人,2025)。大学校园以其稳定的绿地覆盖、多样的植被和相对较低的人类活动干扰而成为日益城市化景观中的“生态避难所”(Speake等人,2013;Tudorie等人,2020)。最近的研究强调了这些校园在支持鸟类种群方面的作用,尤其是在栖息地退化严重的城市地区(Freeman-Day和Fischer,2022)。然而,校园绿地在支持鸟类多样性方面的具体生态功能以及影响这些环境中鸟类物种丰富度的因素仍不甚明了。
本研究旨在通过探讨栖息地特征和环境因素对中国大学校园鸟类多样性的影响来填补这一知识空白。尽管人们越来越认识到校园绿地作为潜在生物多样性热点的价值,但对于特定栖息地特征(如植被组成、水体和生态走廊)如何影响这些环境中的鸟类群落仍缺乏了解。此外,尽管公民科学倡议在生物多样性监测(包括鸟类观察和数据收集)方面取得了进展,但这些倡议对城市生物多样性研究的贡献仍需进一步探索(Bonney等人,2009)。公民科学作为一种大规模生态数据收集工具,为评估城市生态和制定保护策略提供了宝贵资源(McKinley等人,2017;Yang等人,2025)。
本研究的主要目标是评估中国各地大学校园的鸟类多样性,并确定影响鸟类物种丰富度的关键栖息地特征和环境因素。此外,本研究还旨在评估公民科学在提高数据准确性和丰富我们对城市生物多样性理解方面的作用。通过实现这些目标,本研究为理解大学校园作为城市生态关键斑块的重要性提供了新的见解,从而为城市生态和保护领域的讨论做出了贡献。
数据与方法
图1展示了数据处理工作流程的示意图,概述了本研究中使用的数据收集、整合、处理和模型开发过程。该图有助于可视化从空间数据、鸟类数据和气候数据集到数据处理和分析阶段的数据流动,最终实现模型开发和结果分析。
校园属性特征
表2总结了中国不同生物地理区域内大学校园的分布和特征。共有326所具有有效鸟类观测记录的校园被纳入研究,涵盖了七个主要生物地理区域。其中,中国中部地区占校园总数的约47.24%,其次是华北和华南地区;相比之下,青藏高原和西南地区的校园数量明显较少。大学校园的生态优势与栖息地功能
本研究收集的数据涵盖了中国所有主要生物地理区域的大学校园,突显了校园绿地的显著生态潜力,尽管青藏高原、西南地区和蒙古高原地区的样本代表性仍有不足(表2)。值得注意的是,大多数校园位于正式保护区网络之外(图1(A)),这为在非保护区、人类主导的环境中评估生物多样性提供了独特的机会。结论
本研究强调了中国大学校园在城市绿色基础设施网络中的关键作用,表明校园不仅是教育场所,也是城市景观中的重要生态节点(Orenstein等人,2019)。研究结果表明,校园的生态功能不仅取决于其面积或植被覆盖率,还取决于其在更广泛生态网络中的连通性、边缘效应和场地管理等因素。
作者贡献声明
唐迪:撰写初稿、可视化设计、方法论制定、正式数据分析。叶哲文:撰写审查与编辑、撰写初稿、方法论制定、数据整理。杨云峰:撰写审查与编辑、研究监督。资助
本研究得到了国家自然科学基金(项目编号:32171859)和江苏省研究生研究与实践创新计划(项目编号:SJCX25_0438)的支持。利益冲突声明
作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务利益/个人关系:叶哲文表示,南京林业大学景观建筑设计学院为其提供了统计分析和写作协助;杨云峰也表示,南京林业大学景观建筑设计学院为其提供了统计分析和写作协助。如果还有其他作者,他们声明自己没有已知的利益冲突。致谢
本研究衷心感谢所有参与研究调查的同事:谢铁伟、李松、杨浩哲、侯云涛、黄倩婷、李瑞恒和丁思晨。