城市内部食果鸟类与果树相互作用网络的多样性

《Ecological Frontiers》：Intra-urban variability in frugivorous bird and fruit tree interaction networks

鸟与果树相互作用网络在北京市24个公园中的异质性及其影响因素研究。网络结构简化，少数泛种鸟类主导，但β多样性分析显示显著空间差异，由物种更替和组成变化驱动。植被覆盖和果树多样性显著影响网络结构，维持复杂网络在城市建设中可行。

　　

Xinyi Liu|Xudong Yang|Jing Zhou|Xinyu Li|Jun Yang

教育部地球系统科学系，东亚候鸟生态野外站，清华大学全球变化研究所，北京100084，中国

摘要

食果鸟类与果树之间的互动网络对于维持鸟类多样性及其在城市环境中的生态作用至关重要。然而，关于这些网络在不同城市区域之间的差异知之甚少。本研究分析了北京24个城市公园中的这些互动网络，以探讨其结构上的差异。结果表明，这些网络总体上较为简单，主要受少数广泛分布的泛食性物种的影响。尽管如此，网络β多样性分析显示各公园之间存在显著差异，高异质性（βWN）是由物种更替（βST）和物种组成变化（βS）驱动的。模块性（Q）是分组公园的关键因素，植被覆盖度和果树多样性等特征与网络变化显著相关。这些发现突显了城市内部鸟类-果树互动网络的可变性，并表明在城市地区维持复杂多样的网络是可行的。

引言

鸟类是城市生态系统的重要组成部分。它们在城市地区的多样性和数量取决于庇护所和食物来源的可用性[1]。果树是城市鸟类的关键食物来源，因为它们的果实提供了易于获取的能量和营养[2,3]。当其他食物选择有限时，鸟类对果树的依赖性会增加[3,4]。因此，了解食果鸟类如何与果树互动对于城市鸟类保护和绿地规划至关重要。

现有研究表明，城市地区果树的分布和数量会影响鸟类觅食行为的发生时间、频率和种类。果实进食的时间与季节性结果期和物候重叠密切相关，当果实丰富时鸟类访问量达到峰值[5,6]。觅食事件的频率随果实可用性的变化而变化，因为较大的果实产量和更高的能量产出会鼓励重复访问和更多的互动[7,8]。虽然果实丰富度会影响鸟类群落组成，但在城市环境中，它通常会增加觅食活动，而不会显著提高物种丰富度，因为少数广泛分布的泛食性物种往往会占据主导地位[9]。在北京和其他中国主要城市的研究也表明，结果树的分布和数量会影响城市鸟类的觅食活动和季节性栖息地使用[4,8,10]。

逐渐地，研究人员认识到食果鸟类与果树之间的互动并非孤立发生，而是形成了涉及多个物种的网络[9,11,12]。研究表明，这些网络往往较为简单，以泛食性鸟类和常见种植的果树为主导，导致专业化程度较低且结构更加均匀[12]。此外，研究还表明，在城市压力下，网络结构可能会发生变化，通常会降低模块性，同时保持嵌套性[9]。网络分析表明，果实特性和食果鸟类-植物的物候会影响互动及其季节动态[8]。一项全球综合研究表明，尽管城市鸟类-植物网络通常具有较高的均匀性，但在分散的植物中支持的功能多样性较低[13]。总体而言，这些发现突显了城市环境与自然生态系统之间鸟类-果树互动网络的结构差异。

城市景观复杂多样。城市绿地在不同结构、管理和植物种类上存在差异。同一城市内的绿地是否支持相似的互动网络，或者由于当地条件而存在结构差异，目前尚不确定。城市内部果实资源、植被结构和管理方式的差异会影响当地鸟类群落。这种变化会影响伙伴重叠和资源分配，从而导致不同地点之间网络专业化、嵌套性和模块性的差异[4,14,15]。此外，尽管广泛分布的泛食性鸟类与更简单的鸟类-果树网络相关[9,16]，但在单一城市区域内是否始终观察到类似的模式尚不清楚。迄今为止，很少有研究探讨城市内部鸟类-果树互动网络的变化。这一知识空白限制了更有针对性的管理方法的发展。

考虑到上述空白，我们提出了以下研究问题：特定城市环境中食果鸟类与果树的互动网络有何差异？为了解决这个问题，我们在北京的城市区域内对24个公园进行了为期三年的鸟类-果实互动调查。通过全面的野外工作，我们的具体目标是：（1）阐明城市内部鸟类-树木互动网络的可变性；（2）研究场地特征如何影响网络结构。

研究区域

中国北京（东经115°42′ – 117°24′，北纬39°24′ - 41°36′）位于温带湿润气候区。北京拥有广泛的绿地系统。截至2024年底，该市已建立了1100个公园，人均绿地面积达到45.1平方米。北京拥有较高的鸟类多样性，截至2024年记录了527种鸟类，约占中国所有记录鸟类种类的三分之一[17]。这些特征使北京成为研究食果鸟类的理想地点

公园中食果鸟类和果树的出现情况

调查共记录了26种食果鸟类、35种果树和113对独特的鸟类-树木互动。不同公园中的鸟类种类分布各异。在专性食果鸟类中，Pycnonotus sinensis出现在21个公园中，并在多个地点表现出高活跃度（补充材料，表S1）。部分食果鸟类如Cyanopica cyanus和Passer montanus分别出现在24个和22个公园中。在机会主义食果鸟类中，Pica serica

讨论

北京城市公园中的食果网络较为简单，少数泛食性物种占主导地位。在本研究中，“泛食性”和“专性”这两个术语用于描述数据集中每种鸟类所展示的果树物种关联的相对广度。与自然生态系统相比，这些网络的专业化程度较低，嵌套性适中，连通性相对较高，反映了泛食性鸟类之间的互动集中

结论

城市内部食果鸟类-果树互动网络的可变性仍然知之甚少。在北京的一个案例研究中，进行了多年的广泛野外工作来探索这种可变性。我们的结果表明，这些网络较为简单，主要受少数泛食性物种的影响。此外，观察到不同地点之间网络存在明显的空间差异。各种网络之间的差异主要是由于物种

作者贡献声明

Xinyi Liu：写作 – 审稿与编辑，撰写初稿，可视化，方法论，调查，正式分析，数据管理，概念化。Xudong Yang：写作 – 审稿与编辑，调查，数据管理。Jing Zhou：写作 – 审稿与编辑，调查，数据管理。Xinyu Li：写作 – 审稿与编辑，调查，数据管理。Jun Yang：写作 – 审稿与编辑，监督，项目管理，资金获取，概念化。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（资助编号：32171542）的资助。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（资助编号：32171542）的资助。