有机耕作对上海稻田鸟类物种多样性与组成的影响

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有机耕作作为一种应对农田生态系统功能下降的方式被逐渐应用于农业生产中,其在农田生物多样性的维持或保育方面的作用被广泛认同。自上海在稻田应用有机耕作模式以来,对种养技术方面的研究发展迅速,但其对生物多样性的影响尚未有评估。由于鸟类具有对农田生境变化敏感、位于食物链中上层、生态位分化显著、分类学上易于辨认等特点,是评价农田生态系统健康程度的良好指示生物类群。因此本研究选取鸟类为指示生物,以上海稻田为研究对象,于2018年11月至2019年10月期间,每个月分别对松江、嘉定、奉贤、崇明四个区的有机耕作模式稻田(以下简称有机稻田)与常规耕作模式稻田(以下简称常规稻田)的鸟类多样性、群落组成与结构进行野外调查,比较两种稻田的鸟类群落差异,展开季相动态变化分析,并且探讨鸟类群落分布与环境因子间的关系,以期为都市农田生态系统的保护与修复提供依据。主要研究结果如下:1)共记录到60种鸟类,共计11161只/次,隶属于11目29科;其中,留鸟占比最大,为43.33%,冬候鸟与夏候鸟所占比例和为50.00%,旅鸟占6.67%;鸣禽占比最多,为58.33%,涉禽居次,占27.78%;稻田优势种为树麻雀Passer montanus与珠颈斑鸠Spilopelia chinensis;食虫鸟类占比最多,为38.33%。2)有机稻田中记录的鸟类在目、科、种的数量方面显著高于常规稻田(p<0.01);有机稻田中留鸟、冬候鸟及夏候鸟的物种丰富度与多度显著高于常规稻田(p<0.05);有机稻田中鸣禽与涉禽的物种丰富度与多度显著高于常规稻田(p<0.05);有机稻田中食肉与食虫鸟类的物种丰富度与多度显著高于常规稻田(p<0.01);有机稻田中列入《中澳候鸟保护协议鸟类名录》、我国“三有”保护动物名录及《上海市重点保护野生动物名录》的鸟类物种丰富度与多度显著高于常规稻田(p<0.05)。3)稻田鸟类季节变化明显,其物种丰富度在4月最大,11月最小;其多度在2月最大,8月最小。有机稻田的物种丰富度与多度在春、夏、秋三季显著高于常规稻田(p<0.05);其中,留鸟的物种丰富度与多度在夏、秋两季显著高于常规稻田(p<0.05),夏候鸟的物种丰富度与多度在春、夏两季显著高于常规稻田(p<0.05);鸣禽的物种丰富度与多度在夏季显著高于常规稻田(p<0.05),涉禽的多度在夏、秋、冬三季显著高于常规稻田(p<0.05);食肉鸟类的物种丰富度在秋、冬两季显著高于常规稻田(p<0.01),食肉与食虫鸟类的多度在夏、秋、冬三季显著高于常规稻田(p<0.05)。4)RDA分析结果表明,土壤污染与土壤动物是驱动稻田鸟类组成的重要因素;第一轴主要与中小型土壤动物多度、多环芳烃类及重金属相关,第二轴主要与半挥发性有机物替代物和重金属相关。有机稻田样地的分布主要与重金属中的汞呈负相关;常规稻田样地的分布主要与重金属中的汞、锌、铅、铜呈正相关,与半挥发性有机物替代物中的硝基苯-d5和2,4,6-三溴苯酚呈正相关。在居留型上,留鸟主要与中小型土壤动物多度呈正相关;冬候鸟与夏候鸟主要与重金属中的汞呈负相关。在生活型上,陆禽主要与中小型土壤动物多度呈正相关,涉禽主要与半挥发性有机物替代物中的硝基苯-d5和2,4,6-三溴苯酚呈负相关。在食性上,食肉、食虫及杂食性鸟类主要与重金属中的汞呈负相关。综上,上海地区有机与常规稻田中不同耕作模式对稻田鸟类群落产生了影响,有机耕作模式能够显著提升鸟类物种多样性,并优化物种组成;稻田土壤化学环境与生物环境因子是影响稻田鸟类组成的重要驱动力。本研究为都市农田生态系统的保护与修复提供了依据。
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