下面是小编为大家整理的电力线走廊不作为草坪进行维护时可以为郊区景观增加生态价值,供大家参考。
电力线走廊在不作为草坪进行维护时可以为郊区景观增加生态价值
抽象 电力线走廊是非正式的绿色空间，包括大片土地，并有可能支持城市和郊区景观中的生物多样性。然而，与周围的景观相比，这些走廊在多大程度上提供了新的栖息地尚不清楚。走廊的生物多样性经常被比作“自然”生境，尽管走廊经常受到植被管理。在城市和郊区景观中，住宅庭院可以提供更合适的比较，因为它们是绿色空间的主要类型，并且还具有频繁的植被管理。我们对美国伊利诺伊州北部郊区电力线走廊的生物多样性进行了研究，并将其与附近住宅院子中发现的生物多样性进行了比较。我们的目标是确定电力线走廊是否为这些郊区景观增加了生态价值。我们纳入了三种不同的电力线走廊管理风格：（1）经常修剪并保持为草坪，（2）以五年为周期（“旧田”）修剪灌木丛，以及（3）恢复和/或保持为原生草原。我们测量了走廊和院子中植物，鸟类和昆虫传粉媒介的物种丰富度和组成。走廊管理类型和比较场在所有三个分类群的丰富程度上都有很大差异，旧田和/或草原遗址的物种丰富度高于修剪走廊和/或比较场。社区组成也因管理类别而异。虽然旧田地的物种丰富度往往很高，但草原地通常具有更多的保护价值。我们的研究表明，旧田间和草原管理的电力线走廊通过提供支持许多物种的替代栖息地类型，为美国中西部郊区景观增加了栖息地价值。尽管如此，我们建议，希望专门支持该地区本地和/或草原专业物种的管理人员应尽可能将地点作为草原进行管理。
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草原; 植被管理; 输电电力线走廊 1. 引言 绿色空间对于支持城市和郊区景观的生物多样性至关重要[1]。为自然留出的正式绿地，如公园、花园和森林保护区，可以使野生动物和人类都受益;然而，非正式的绿色空间，如棕地、空地、街道边缘和电力线走廊的通行权，也可以成为同样重要的栖息地来源[2，3]。虽然发达景观中的非正式绿地可以支持大量的生物多样性，但它们是未得到充分研究的系统[4，5]。
输电电力线走廊是一类非正式的绿色空间，有可能为城市的生物多样性做出巨大贡献，因为它们通常由单个或几个利益相关者管理，是线性区域，可以增加其他绿色空间之间的连通性，并且可以覆盖大片区域。2015 年，美国约有 642，000 英里的高压输电线路 [6]，这意味着数十万条线性公里的电动路权走廊，覆盖全国 200 万至 300 万公顷的土地[7]。输电走廊对管理有独特的要求，因为必须防止植被接触电力线[8]。因此，电力线走廊通常被维持为永久的早期演替或经常受到干扰的栖息地。电力线走廊的植被管理可以采取多种形式，包括割草或割刷、修剪、点喷或喷涂除草剂[9]，甚至燃烧[10]。许多电力公司承诺保护或维持生态系统，最近还制定了一项全国性的公私协议，以促进能源和运输用地的自愿保护工作[11]。因此，电力线走廊内的植被管理必须支持这些政策。如果有效地进行植被管理，电力线走廊可能会为需要早期演替栖息地的物种提供大量土地面积，包括许多传粉媒介[12]以及草原和灌木丛鸟类[13]。
一些研究已经审查了电力线走廊植被管理对生物多样性的影响，例如[7，12，14，15]，但对于哪种管理策略最适合整个生物多样性，没有一致的答案，因为它可能是针对分类群和背景的。在某些情况下，电力线走廊管理中固有的频繁干扰可以支持入侵植物覆盖率的增加（例如，[16]）;在其他情况下，原生植被，如高草草原植物，可以茁壮成长（例如，[17]）。根据电力线走廊的管理及其对植被物种丰富度的影响，有证据表明，与周围的自然栖息地相比，走廊内和周围的蜜蜂和蝴蝶的物种丰富度增加了[7，18]，混合响应[19]或对[20]没有影响。
与电力线走廊一样，住宅庭院和花园分布广泛，占绿色空间的很大比例，特别是在城市和郊区环境中[21]。在一些城市地区，住宅庭院是绿地的最大贡献者（例如，[22]）。虽然各个院子相对较小，但当一起看时，它们可以被设想为绿色城市和郊区矩阵的支柱。与电力线走廊一样，住宅院子的植被通常以常规管理为特征（尽管住宅院子管理差异很大，并且可能比走廊更频繁地修剪）。这使得船厂更类似于电力线走廊，而不是未受干扰的“自然”栖息地，在文献中更常与它们进行比较（例如，[18，
23 ，24，25，26，27]）。因此，由于其分布广泛且管理频繁，住宅院子中的栖息地为发达景观中的绿色空间提供了理想的比较基准。如果电力线走廊能够支持与院子里不同或更高的生物多样性水平，它们将为城市或郊区景观增加生态价值。尽管面对不断扩大的全球城市化和郊区化，住宅区域的重要性日益增加，但之前很少有研究实际研究了住宅景观背景下电力线走廊的生态学[28]。
我们研究的目的是将郊区电力线走廊的生物多样性与周围住宅院子矩阵中发现的生物多样性进行比较，重点关注三个分类群：植物，鸟类和蜜蜂/黄蜂/鳞翅目动物（以下简称“昆虫传粉者”）。我们还比较了以三种不同方式管理的走廊：（1）经常修剪并保持草坪，（2）大约每五年修剪一次灌木丛，允许在修剪事件之间自发建立和生长植被，以及（3）恢复和/或保持为原生草原栖息地。我们将这些走廊的生物多样性与周围居民区的生物多样性进行了比较。我们假设植被管理将显着影响走廊作为野生动物栖息地的附加值。我们预测，与其他地点相比，草原地点将具有不同的群落和更高的整体生物多样性，并且就栖息地质量而言，院子地点将介于沼泽和草原地点之间。此外，我们预测管理上的差异会影响植被和花卉资源，进而影响鸟类和昆虫传粉媒介群落。
2. 材料和方法 2.1. 研究地区和现场站点
我们的研究在美国伊利诺伊州芝加哥郊区进行，这是美国第三大都市区。我们所有的研究地点都位于杜佩奇县和威尔县，这是芝加哥市周围五个“领县”中的两个。这些县主要是郊区化/开发的，尽管南部的一些地区用于农业[29]。该地区的特点是夏季炎热潮湿的大陆性气候，四季分明[30]。草原是该地区历史上主要的原生生境类型之一，尽管由于转向农业和城市化，其流行率和连通性已大大降低[31]。
我们的研究区域位于联邦爱迪生（ComEd）公司拥有的输电路权走廊上，该公司是美国伊利诺伊州最大的土地所有者之一。ComEd 在伊利诺伊州拥有超过 22，945 公顷（56，698 英亩）的电力传输权，该公司有权控制该土地上植被的管理方式（Amy Flansburg，个人通信，2021 年 12 月 7 日）。
这些电力线走廊（以下简称“走廊”）的平均宽度为 65.5 米（范围= 40-138 米）。走廊中的植被以三种不同的方式进行管理：（1）作为草原进行维护，（2）在 5 年的灌木丛修剪和除草剂周期中管理，以清除树木和大型灌木，或（3）低修剪并作为草坪/草坪草进行管理。草原遗址要么在我们研究之前从头开始恢复，要么位于残余的白云岩草原上。我们研究季节的草原管理仅限于现场喷洒除草剂以控制入侵物种。在前几年，从头恢复草原也通过播种，割草，干草，施用除草剂和燃烧来管理。以 5年为周期的地点类似于旧田地栖息地（事实上，大多数以前都是养殖的）;草坪型场地的修剪频率不同，但通常没有高大的杂草或灌木，并且在大约 40 厘米以下有草地植被。所有非草原（即割草和旧田地）的走廊遗址都位于郊区住宅区内，而草原遗址则位于县森林保护区内或附近（由于这是该地区所有草原走廊的所在地）。
我们随意地选择了三个草原，三个旧田和四个修剪走廊（以解释其中两个的短长度）总共十个研究走廊（图 图 1A，B）。所有走廊彼此之间相隔至少 0.5 公里，尽管大多数走廊彼此相距更远（图 图 1A）。在每个研究走廊上，我们根据走廊部分的长度选择了两个或三个研究地点;总的来说，我们总共有 28 个地点分布在十个走廊上。走廊内的研究地点彼此相隔约 300 m（ 图 1C），以确保鸟类[32]和昆虫传粉媒介的空间独立性[18]。由于后勤限制，我们无法在所有研究地点对植物，昆虫授粉媒介和鸟类进行采样，尽管在所有三种类型的走廊中都对每个分类群进行了调查。在 23 个地点的子集对鸟类进行采样，在 19 个地点的子集对昆虫传粉媒介和植物进行采样。
图 图 1.美国伊利诺伊州芝加哥大都会区的研究区域。（A）我们研究了 10 条电力线走廊，这些走廊以三种不同的方式进行管理。地图上的灰色背景区域是不透水表面;（B）走廊管理类型的图例（A）与具有代表性的走廊图像一起显示。（C）在 2-4 个不同的地点对每个研究走廊进行采样，每个地点距离下一个地点约 300 米。还研究了每个割草厂和/或旧田走廊周围的住宅院子比较地点。
除了走廊场地外，我们还选择了附近的住宅区，以便与非草原走廊进行比较。鸟类的住宅比较地点与昆虫授粉媒介和植物不同，因为需要对每个分类群进行不同规模的采样，但所有地点距离我们调查鸟类或昆虫传粉媒介和植物的割草或旧田走廊大约 100 至 300 米。我们随意地在每个草坪和旧场走廊附近的住宅区的街道上选择了一个鸟类比较地点（n = 6 个住宅鸟类比较地点）。这使我们能够同时在多个码中调查鸟类。相比之下，我们在非草原走廊附近的三个社区中的每一个社区选择了五个后院作为昆虫传粉者居住地比较点（总共 15 个后院）。后院是根据房主的许可随意选择的。由于后院比走廊站点小，我们将每个住宅后院集群的数据视为单个站点，以便比较具有相等面积和采样工作量的站点（n = 来自 15 个后院的 3 个后院“站点”）。
昆虫传粉媒介调查
为了尽可能多地捕捉昆虫传粉媒介群落的多样性，我们使用了两种互补的调查方法：波拉德步道和平底锅陷阱[27，33]。我们在每个后院的草坪中心设置了一个 8 m 的昆虫传粉者调查样带，并在每个走廊站点建立了 40 m 的横断面;因此，每个由五个住宅后院横断面组成的簇与一个走廊样地样带的长度相当。横断面用于进行波拉德行走和部署平底锅陷阱。
在波拉德行走期间，以一致的速度行走横断面，并且识别和计数了横断面 5 米范围内的所有膜翅目（不包括蚂蚁）和鳞翅目。在走廊里，每个 40 米的横断面走了 30 分钟。在每个住宅后院，8 米的横断面步行 6 分钟。所有波拉德步行都是由同一位研究人员进行的，一次在初夏（6 月 15 日至 7 月 6 日），一次在夏中/夏末（8 月 4 日至 8 月 21 日）。在部分或大部分阳光明媚的日子里，在 8 a.m 和 3 p.m 之间进行了步行，温度高于 60°F，风速低于 15 mph。
平底锅陷阱，也称为蜂碗，用于被动地对昆虫传粉媒介群落进行采样。我们使用小塑料碗，涂成白色，蓝色，黄色或红色，并装满稀释的洗洁精溶液。碗在每个地点沿着横断面均匀分布，每个后院沿着横断面放置 4 个碗（每种颜色一个），在每个走廊地点沿横断面放置 20 个碗。碗在波拉德散步的同一天部署，然后在第二天收集，允许大约 24 小时的被动采样。将碗的内容物过滤并置于装有 70%乙醇溶液的密封容器中。在实验室中，我们对膜翅目（不包括蚂蚁）和鳞翅目进行了分类、固定和鉴定[34 ，35，36，37]。虽然其他昆虫目，如苍蝇（Diptera）和甲虫（鞘翅目），也可能提供授粉服务，但我们选择只包括膜翅目和鳞翅目，因为我们的两种采样方法旨在优化这些目的集合。
我们汇集了每个站点的波拉德步行和平底锅陷阱的数据。由于我们无法自信地将所有膜翅目传粉媒介识别到物种水平，因此我们将从波拉德步道和平底锅收集的传粉媒介数据归为一类，以确定每个地点的昆虫传粉媒介属的丰富性。我们能够将所有
鳞翅目动物识别到物种水平，因此我们从昆虫传粉媒介数据的子集中创建了第二个响应变量，该子集仅描述了鳞翅目在每个部位的物种水平丰富度。
工厂调查
7 月，我们使用为波拉德步道建立的相同横断面对每个站点进行植被植物区系调查。十 0.25 米 2 四边形沿着走廊的横断面均匀分布，两个象限沿着后院草坪的横断面均匀分布。我们在田间将每个象限内的所有植物识别到尽可能低的分类水平。植物后来根据美国农业部植物数据库被归类为本地或非本地[38]。然后，我们确定了植物物种总丰富度和每个地点的本地丰富度。
鸟类调查
为了调查鸟类，我们在每个走廊地点的中心和住宅比较地点进行了 10 分钟的点计数。在点计数期间，观察者记录了在 100米半径内看到或听到的所有鸟类。在走廊站点，我们记录了在走廊内还是室外检测到鸟类。
在繁殖季节，日出后和不迟于上午 9：30 进行三次点计数：6 月初（6 月 8 日至 16 日），6 月中旬/下旬（6 月 18 日至25 日）和 6 月下旬/7 月（6 月 28 日至 7 月 14 日）。在站点的每个点计数之间至少经过八天。每个点计数都由一个有经验的观察者进行，并且仅在适当的天气条件下进行（即没有下雨或强风）。
我们使用这些数据来计算所有检测到的所有鸟类的每个地点（跨所有点计数）的累积物种丰富度，以及在走廊边界内检测到的每个地点的鸟类的累积物种丰富度。我们将走廊内检测到的物种数量除以半径 100 m 缓冲区内的走廊面积，从而对走廊鸟类物种丰富度进行了归一化。这会将走廊鸟类响应变量转换为每公顷走廊的鸟类数量。
2.5. 环境协变量数据收集
我们收集了环境变量的数据，我们假设这些数据会影响这些地点的生物多样性：花卉资源，植被密度和周围的土地覆盖物。我们在每个传粉媒介地点的每个季节测量两次花卉资源，在同一天测量波拉德行走时进行横断面。一位研究人员估计了每个横断面 5 米范围内绽放的草丛覆盖的表面积的百分比。然后，我们通过选择两次访问中较高的花卉资源覆盖率作为开花高峰的估计，来表征每个地点的花卉资源。
我们测量了沿 50 m 样带的走廊中的植被密度，该样带以每个点计数位置为中心，并使用改进的 Robel 杆沿走廊纵向延伸[39]。Robel 极点测量是在沿每个横断面每 5 米一次的地块上进行的，每个样地共有 10 个地块。Robel 极点测量提供了常备生物量和植被结构的估计[40]，这通常是鸟类栖息地使用的重要预测因子[41]。...