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生物间的相互作用是生态系统的核心功能,也是塑造生物多样性格局的关键过程。对自然界中食果鸟和果树间相互作用的研究是认识生物间跨营养级相互作用机制和其生态影响的重要途径。与自然生态系统相比,城市在生境结构、干扰类型以及植物种类组成等方面具有显著差异,在城市化驱动的生物同质化影响下,自然界中获得的对食果鸟和果树间相互作用的认识是否依然成立是需要回答的一个问题。

图1 2023年12月,北京市朝阳区兴隆公园,小太平鸟 (Bombycilla japonica)和太平鸟 (Bombycilla garrulus) 取食海棠 (Malus sp.)果实。刘心怡摄


围绕上述问题,清华大学地球系统科学系杨军教授课题组在过去四年中,基于外业调查和自动监测,结合公民科学数据,持续开展城市食果鸟类与果树互作关系研究。研究结果证实,城市整体尺度上食果鸟类物种丰富度与果树丰富度呈显著正相关,并随果实物候变化表现出季节差异,这表明果树资源仍是影响城市食果鸟类分布格局的重要生态因素。同时,少数在城市中广泛分布、果实产量较高的树种在不同地点被多种鸟类频繁利用,在整体互作关系中发挥着重要支撑作用。

团队进一步聚焦城市内部果树–鸟互作网络结构的空间异质性。结果显示,城市中的互作网络整体较为简化,通常由少数泛化种主导,但不同地点之间在网络结构上仍存在显著差异。这种差异主要体现在鸟类与果树物种的更替及物种组成变化上,其中网络模块性是区分不同地点互作结构的重要指标。通过深入分析发现,不同地点上植被覆盖率和果树多样性与网络结构差异显著相关,即使在同一城市中,果树–鸟互作关系仍具有明显的空间异质性。这也意味着通过改善生境条件,维持更复杂、多样的互作网络城市中具有现实可行性。

图2 树冠红外相机监测到的三个研究地点的结果树–鸟类取食关系:清华大学(THU);北京市园林绿化科学研究院(BAFLA);北京市平原林(BPAF)


针对城市中食果鸟类与果树互作关系的时间变化规律,团队使用树冠红外相机自动监测方法对城市中果树–鸟取食行为开展连续观测。结果显示,食果行为在季节、月份及日尺度上均呈现显著差异。果实物候与鸟类迁徙等大尺度生态过程与食果行为的季节变化显著相关,而果树多样性和人类活动等局地条件则与月尺度和日内取食节律密切相关。研究也发现高时间分辨率的观测对于理解城市中的食果行为是必不可少的。

上述研究表明,城市果树资源的数量、物种组成及其物候特征与食果鸟类的分布格局、种类组成和互作方式密切相关。即使在生物同质化影响下的城市生态系统中,食果鸟和果树间的跨营养级相互作用受到影响,趋于简化,但依然存在一定的多样性,影响城市生态系统的功能。相关结果还为在城市中通过合理配置果树资源,维持多样而稳定的鸟–树互作关系提供了参考,例如,优先保留和合理配置对多种食果鸟类具有较高利用频率的关键果树种类,以保障重要取食资源的稳定供给;结合果树配置与植被结构优化,提升城市绿地中果树资源供给在时间上的连续性,从而增强城市生态系统对食果鸟类的支持能力等。

上述研究发现近期陆续以论文形式发表,清华大学地球系统科学系博士生刘心怡为论文第一作者,杨军教授为通讯作者。共同作者包括清华大学地球系统科学系博士生杨旭东、周景、北京园林绿化科学研究院李新宇研究员和北京如景生态园林绿化有限公司郭智涛。研究得到国家自然科学基金项目“城市化驱动的生物同质化的级联效应:以树木和鸟类为例”资助(No. 32171542)。

论文链接:

Liu X, Yang X, Li X, Yang J (2025) Exploring the relationship between frugivorous birds and fruit trees in urban parks using citizen science data. Urban Ecosystems, 28: 51. https://doi.org/10.1007/s11252-024-01625-y.

Liu X, Yang X, Zhou J, Li X, Guo Z, Yang J (2025) Patterns of avian frugivory in Beijing’s urban forest across multiple temporal scales. Ecology and Evolution, 15: e72699. https://doi.org/10.1002/ece3.72699.

Liu X, Yang X, Zhou J, Li X, Yang J (2025) Intra-urban variability in frugivorous bird and fruit tree interaction networks. Ecological Frontiers, https://doi.org/10.1016/j.ecofro.2025.12.010.


供稿:刘心怡

编辑:王佳音

审核:耿睿

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