《Environmental and Sustainability Indicators》：Urban thermal seasonality modulates avian community responses across contrasting green spaces
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摘要翻译：
气候变化对城市生物多样性构成了日益严峻的挑战。城市绿地能够调节局地热环境，但季节性热变化与鸟类群落响应之间的关联仍未得到充分理解。研究人员利用全年被动声学监测（Passive Acoustic Monitoring, PAM），量化了基于声学检测
摘要翻译：
气候变化对城市生物多样性构成了日益严峻的挑战。城市绿地能够调节局地热环境，但季节性热变化与鸟类群落响应之间的关联仍未得到充分理解。研究人员利用全年被动声学监测（Passive Acoustic Monitoring, PAM），量化了基于声学检测的鸟类物种丰富度，研究地点为中国上海三个代表不同城市化背景的城市绿地样地。拟合的群落水平热响应具有季节性依从性。城市样地表现出与潜在冬季热避难所一致的模式，而较高的夏季热条件则与所采样绿地中基于声学检测的物种丰富度总体受抑制的模式相关。综上，这些结果表明城市绿地的生态功能随季节性热条件而变化。研究结果强调，需要超越静态的年度绿化目标，转向气候适应性城市绿色基础设施管理，将季节性局地热评估纳入其中，以增强在日益加剧的热极端事件下的生态韧性。
论文主体内容解读
一、研究背景与科学问题
气候变化与城市化是当前全球生物多样性面临的两大压力。城市绿色基础设施（Urban Green Infrastructure, UGI）可通过遮荫和蒸腾作用显著调节局地热环境，但其效应的大小和空间范围受植被属性、空间配置、周边建筑形态及更大尺度城市热环境的影响。城市化还会以空间异质的方式重塑生态风险与栖息地连通性。因此，城市绿地可能包含明显不同的局地热环境，导致不同地点和不同季节间的生态响应存在差异。鸟类作为恒温动物，具有高代谢率，对温度变化和极端高温事件高度敏感，是探索城市热胁迫效应的理想指示生物。局地热异质性对鸟类群落可能产生季节性依存的后果：在较冷时期，相对温暖的局地条件可降低体温调节需求；而在炎热时期，升高的热暴露则会带来生理和种群层面的代价。城市绿地因此可能具有季节性对比的生态角色，但将局地热条件季节性变化直接与群落水平生态响应相联系的经验证据仍然有限。上海作为东亚-澳大利西亚迁徙线路上重要的沿海特大城市，具有强烈城市化、显著热岛效应和关键迁徙廊道区位，为填补这一空白提供了理想研究场景。本研究提出三个问题：（1）三个城市绿地样地的基于声学检测的物种丰富度如何随地点和季节变化？（2）基于声学检测的物种丰富度的热响应曲线特征是什么？（3）迁徙鸟类如何贡献于三个样地间的季节性再分布？
二、研究方法概述
研究在上海三个对比样地进行：中山公园（ZS，城市样地）、金海湿地公园（JH，郊区样地）、崇明岛生态林带（CM，近郊样地）。样地选择代表了不同的城市化背景，夜间灯光强度和人口背景按CM、JH、ZS递增，归一化植被指数呈相反模式。研究人员采用野生动物声学SM4记录仪，自2023年1月至2025年12月，每10分钟录制1分钟音频，共获得436,775条1分钟记录，经相位感知重采样和日聚合后，保留483个完整样地日。使用BirdNET-Analyzer（v2.4）深度学习分类器进行声景观分类，经过区域名录过滤、置信度阈值筛选（选定0.30）和低频检测去除后，保留135种鸟类。同时获取ERA5-Land再分析气象数据和MODIS MOD11A1地表温度（Land Surface Temperature, LST）产品。统计上采用广义加性模型（Generalized Additive Model, GAM），以LST为核心平滑项，结合风速和短波辐射等预测变量，并使用拟泊松误差分布进行推断。
三、研究结果
（1）季节性丰富度动态与群落周转
三年调查中，三个样地累计声学检测物种丰富度相近：CM 131种、JH 128种、ZS 127种。月度和季节丰富度呈现大致一致的年度周期：春季高峰、夏季下降、秋冬恢复。JH和ZS在秋冬季节持续高于CM。基于Jaccard相异度的主坐标分析（Principal Coordinates Analysis, PCoA）显示，CM和JH群落在排序空间中重叠较多，而ZS形成更独特的集群。PERMANOVA确认地点（R2=0.160, P=0.002）和季节（R2=0.140, P=0.002）均显著影响群落组成。季节性质心轨迹方向一致，但幅度不同：CM最长（0.738），JH次之（0.614），ZS最低（0.296），表明群落重组程度存在差异。
（2）日尺度声学检测物种丰富度的热与气象预测因子
选定的拟泊松GAM解释了61.02%的偏差。LST平滑项呈显著非线性关联（edf=2.795, P<0.001）。拟合偏效应在较低温度范围上升，在12.46°C（95% CI: 10.14–14.57°C）达到最大，随后随LST升高而下降。平滑项在21.69°C（95% CI: 20.12–23.11°C）穿越零效应线。风速与丰富度负相关（estimate=-0.0436, P=0.0021），短波辐射正相关（estimate=0.0495, P=0.0021）。敏感性分析表明，不同基维度、分布假设、时间自相关结构和逐一剔除样地后，LST响应模式保持稳健。冬季样地日中，ZS有27.4%落在拟合效应至少90%最大值的LST范围，明显高于JH（9.1%）和CM（8.3%）。几乎所有夏季样地日都位于零交叉之上，而全部冬季样地日位于其下。
（3）迁徙鸟类的季节性分布
迁徙物种贡献了季节丰富度信号的大部分，其丰富度范围67–91种，占分类季节群落的72.6–79.6%；留鸟丰富度相对稳定，为21–27种。地点共享分析显示，迁徙物种的季节共享状态构成差异显著（χ2=25.26, df=9, P=0.003），而留鸟无显著季节变化（Monte Carlo P=0.081）。三地共享的迁徙物种从春季70种降至夏季43种，秋季恢复至52种，冬季62种；未被任何样地检测到的物种从春季0种增至夏季10种，秋冬降至7种和4种。冬季JH–ZS双地共享组合最频繁（12种），且显著高于均等期望（单侧精确二项检验，P=0.048）。
四、讨论与结论
研究表明，城市绿地的生态角色随热季节而变化。冬季，城市样地ZS的LST更频繁落入拟合响应近最大区间，结合稳定食物资源和庇护生境，与潜在冬季热避难所模式一致。夏季，所有样地的热暴露均超过零交叉点，处于响应曲线的负效应区间，尽管CM温度最低，但仍出现丰富度普遍下降，表明夏季热胁迫是广泛存在的季节瓶颈。迁徙物种的季节性再分布呈收缩-恢复模式，但夏季收缩未向较凉样地定向迁移，而是表现为空间限制状态在三地均有增加。据此，研究者提出两项管理优先事项：一是地点特异性、时空目标化管理，将栖息地行动与局地热暴露和季节生态需求相匹配；二是发展样地水平的热监测框架，将模型推导的零交叉作为探索性统计参考和适应性监测线索，而非固定的干预阈值。未来需通过重复样地、微气候和栖息地同步测量以及检测校正模型来验证上述规律。
结论：上海三个城市绿地的鸟类群落动态与热季节性强烈相关。基于声学检测的物种丰富度与LST呈非线性关系，在中等温度呈正关联，在较高LST呈负关联。城市样地显示潜在冬季热避难所模式，而夏季热暴露在三个样地均与群落信号受抑制相关。迁徙组分主导了季节性再分布。城市绿色基础设施的生态性能具有季节性依从性，气候适应性规划应超越统一绿化目标，转向季节特异性栖息地管理和局地热监测。
