大同市區(qū)及近郊夏季繁殖鳥類多樣性研究

宋 晶*，郭鈺倫，高麗芳，張 月,潘方艷，范嬌嬌

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，山西太谷 030801;2.蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，甘肅蘭州730000)

多數(shù)鳥類具有較強(qiáng)的活動(dòng)能力，又對(duì)環(huán)境十分敏感，其能夠主動(dòng)選擇生境，故常被當(dāng)做重要的指示生物[1]。此前鳥類多樣性的研究多以保護(hù)區(qū)和國(guó)家森林公園為主，城市及郊區(qū)鳥類多樣性研究較少。城市及其郊區(qū)和保護(hù)區(qū)相比，能夠?yàn)轼B類提供更多樣的棲息環(huán)境。城市生境的破壞和修復(fù)，受到人類活動(dòng)的影響較大，城市鳥類也是鳥類多樣性的重要組成部分。隨著城市鳥類的休閑娛樂(lè)、維持生態(tài)平衡和科學(xué)研究等價(jià)值被認(rèn)識(shí)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究逐漸增多，對(duì)于城市鳥類組成、調(diào)查方法改進(jìn)等均有涉及[2-4]，對(duì)于城市繁殖鳥類的多樣性也進(jìn)行了大量研究[5-7]。

王春等在靈丘黑鸛省級(jí)自然保護(hù)區(qū)的相關(guān)研究能為大同地區(qū)的鳥種提供一定依據(jù)[8]，樊龍鎖等對(duì)于山西省鳥種及在各地市的分布進(jìn)行了論述[9]，但對(duì)于大同市區(qū)繁殖鳥類多樣性，仍無(wú)系統(tǒng)地研究。大同作為長(zhǎng)期依賴煤炭資源經(jīng)濟(jì)的重工業(yè)城市，其進(jìn)行“轉(zhuǎn)型發(fā)展、綠色崛起”也已經(jīng)10年有余，其城市及城郊的生態(tài)環(huán)境得到了較好的修復(fù)，其生境和生物多樣性現(xiàn)狀亟待研究。本研究對(duì)大同市及近郊夏季繁殖鳥類多樣性進(jìn)行研究，旨在了解該地區(qū)鳥類多樣性現(xiàn)狀、分布區(qū)系和生境多樣性，以期為城市現(xiàn)代化建設(shè)、規(guī)劃及野生動(dòng)物保護(hù)提供基礎(chǔ)資料。

1 研究方法

1.1 鳥類調(diào)查方法

以樣線法對(duì)大同市區(qū)的鳥類多樣性進(jìn)行調(diào)查，樣線以分層抽樣并結(jié)合預(yù)調(diào)查的方式選取，在大同市市區(qū)和近郊，共選擇10條樣線（見(jiàn)圖1），樣線的平均長(zhǎng)度為2.31±0.53 km，每條樣線均包含2種以上的主要生境（見(jiàn)圖2）。

圖1 大同市鳥類調(diào)查樣線位置示意圖

圖2 各條樣線的生境組成

根據(jù)大同市的鳥類物候信息，于2018年5月下旬和6月下旬分別進(jìn)行繁殖前期和繁殖后期的鳥類調(diào)查。所有外業(yè)均于晴天完成，調(diào)查在每天的7：00-9：30和16：00-18：30兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行。沿設(shè)定樣線以2 km/h的速度行走，以截線法記錄樣線及兩側(cè)發(fā)現(xiàn)的鳥類種類、生境及個(gè)體數(shù)，對(duì)于飛行的鳥類，只記錄逆樣線方向飛行的個(gè)體。

鳥類分類系統(tǒng)依據(jù)《中國(guó)鳥類分類與分布名錄》[10]，鳥類的分類、居留型、地理型、生態(tài)型、保護(hù)級(jí)別查閱相關(guān)的參考資料確定[9,11]。

1.2 統(tǒng)計(jì)方法

分別以Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻性指數(shù)和Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)分析不同生境鳥類的物種多樣性；以G-F指數(shù)分析科、屬間的物種多樣性；鑒于樣線環(huán)境的復(fù)雜性及異質(zhì)性，使用相似性系數(shù)分析不同生境的鳥類組成。

1.2.1 物種多樣性計(jì)算

其中：Pi代表某物種的個(gè)體在所有物種個(gè)體總數(shù)中的比例，S為物種數(shù)，Ni為i鳥種的個(gè)體數(shù)，N為所有鳥種的個(gè)體總數(shù)。

1.2.2 G-F指數(shù)計(jì)算

其中：pi為名錄中k科i屬中物種數(shù)占k科物種數(shù)的比例，qj為名錄中j屬中的物種數(shù)占鳥綱物種數(shù)的比例，n為k科中的屬數(shù)，m為名錄中鳥類總科數(shù)，l為名錄中鳥類的總屬數(shù)。

1.2.3 不同生境的相似性系數(shù)計(jì)算

Sorensen指數(shù)：Si=2c/(a+b)×100%

其中：c表示兩種不同生境共有鳥種數(shù)，a,b分別表示以上兩種生境各自的鳥種數(shù)。

2 研究結(jié)果

2.1 大同市夏季繁殖鳥類多樣性

本次調(diào)查記錄到的大同市市區(qū)的鳥種數(shù)，共16目35科70屬83種，其中，繁殖前期記錄鳥類33科74種，繁殖后期記錄鳥類31科57種。有國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)鳥類7種，其中國(guó)家Ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)鳥類1種，為黑鸛（C.nigra）；國(guó)家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)鳥類6種，分別為白琵鷺（P.leucorodia），白尾鷂（C.cyaneus），黑耳鳶（M.migrans），縱紋腹小鸮（A.noctua），紅隼（F.tinnunculus），紅腳隼（F.amurensis）。觀察到的鳥種中，屬于《“三有”保護(hù)動(dòng)物名錄》的鳥類32種，屬《中日候鳥保護(hù)協(xié)定》的鳥類34種，屬《中澳候鳥保護(hù)協(xié)議》的鳥類7種。

繁殖前期的調(diào)查中，雀形目、雁形目、鸛形目鳥類分別占到鳥種總數(shù)的44.6%、14.9%、10.8%；繁殖后期的調(diào)查中，雀形目、雁形目、鸛形目分別占到鳥種總數(shù)的42.1%、10.5%、7.0%。2次調(diào)查中，這3個(gè)目的鳥類均是鳥種的主要構(gòu)成類群，繁殖前、后期鳥類物種數(shù)量和組成存在顯著的季節(jié)性變換，各目的鳥種數(shù)見(jiàn)表3A。鑒于雀形目鳥類在繁殖前、后期的鳥種多樣性中貢獻(xiàn)最大，分別占到44.6%和42.1%，雀形目各科的鳥種數(shù)進(jìn)行單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，繁殖前期觀察到雀形目鳥類33種，鹟科種類最多，達(dá)6種，其次是鴉科的5種；繁殖后期雀形目鳥種數(shù)減少到24種，種類最多的是鴉科，共4種。

2.2 大同市夏季繁殖鳥類區(qū)系組成

大同市位于山西省北部大同盆地的中心、晉冀蒙三省區(qū)交界處，在動(dòng)物地理區(qū)劃上屬于古北界、華北區(qū)、黃土高原亞區(qū)、晉冀陜北部省，但緊鄰蒙新區(qū)的中部南緣，調(diào)查發(fā)現(xiàn)的夏季繁殖鳥種包括古北界種類47種，廣布種33種，東洋界種類3種，分別是星頭啄木鳥（D.canicapillus）、珠頸斑鳩（S.chinensis）和白頭鵯（P.sinensis）；按照主要居留型劃分可分為留鳥34種，夏候鳥36種，旅鳥9種，冬候鳥4種。

經(jīng)測(cè)算大同市及近郊夏季繁殖鳥類的DF指數(shù)為16.549，DG指數(shù)為4.162，G-F指數(shù)為0.749。其中包括單屬科19個(gè)，占到所有科的54.3%，其均對(duì)DF指數(shù)的貢獻(xiàn)率為0。

2.3 夏季繁殖鳥類群落多樣性分析

2018年5～6月，對(duì)7種典型生境鳥類多樣性的研究結(jié)果表明：濕地?fù)碛凶罡叩镍B種數(shù)，而居民區(qū)的鳥種數(shù)最低；灌叢、草甸、樹林具有較高的多樣性指數(shù)；農(nóng)田的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)最低，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最高；草甸的均勻度指數(shù)最高，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)最低（表1）。

表1 大同市7種主要生境鳥類多樣性

僅對(duì)考察中確認(rèn)種類的鳥類進(jìn)行了多樣性分析。

棲息環(huán)境的相似性在一定程度上決定了鳥類群落組成的相似性。從表2中可以看出，居民區(qū)和農(nóng)田的鳥種相似性系數(shù)最高，為0.778，其次是灌叢和林區(qū)的0.746；居民區(qū)和濕地的鳥種相似度最低，僅為0.172，其次是草甸和濕地的0.188。濕地是最具鳥種異質(zhì)性的生境，與其他6種典型生境的相似性系數(shù)都較低，相似性系數(shù)最高值是與公園的0.410，這一數(shù)值仍然低于絕大多數(shù)其他生境間的相似性系數(shù)。

表2 大同市7種典型生境的鳥類相似性系數(shù)

3 討論

3.1 繁殖鳥種多樣性和區(qū)系組成

本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)大同市區(qū)的夏季繁殖鳥共計(jì)83種，占到全山西182種繁殖鳥類的45.6%[9]，隨著調(diào)查數(shù)據(jù)的年際累積和樣線的加密，可期待在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)更多的繁殖鳥種。

G-F指數(shù)綜合了計(jì)算屬多樣性的DG與計(jì)算科多樣性的DF，用G-F指數(shù)測(cè)定某地區(qū)的物種多樣性已得到廣泛應(yīng)用[12-14]，大同市夏季繁殖鳥類的G-F指數(shù)為0.749，與山西省鳥類的G-F指數(shù)0.840差距較大，但與省內(nèi)的三大自然保護(hù)區(qū)鳥類的GF指數(shù)卻較為接近（龐泉溝、歷山、蟒河自然保護(hù)區(qū)的鳥類的G-F指數(shù)分別為0.764，0.775和0.721）[15]。在調(diào)查到鳥類所的35個(gè)科中，有19個(gè)科只發(fā)現(xiàn)1個(gè)屬的鳥類，其均對(duì)DF的值無(wú)貢獻(xiàn)。

大同市動(dòng)物地理區(qū)劃上屬于華北區(qū)，但緊鄰蒙新區(qū)的中部南緣；在生物地理單元上屬于冀晉山地半旱生落葉闊葉林-森林草原區(qū)，西部毗鄰黃土高原森林草原-干草原區(qū)，北部與烏蘭察布高原相接[16]，大同市具有較復(fù)雜的生境種類，且以鑲嵌體形式呈現(xiàn)，其繁殖鳥多樣性對(duì)于鳥種在交界區(qū)域的分布趨勢(shì)極為重要。大同夏季繁殖鳥類中，北方種類占明顯優(yōu)勢(shì)，超過(guò)東洋界種類和廣布種之和，一些典型的蒙新區(qū)荒漠種類從北向南滲透，如斑翅山鶉（P.dauurica）、角百靈（E.alpestris）等。隨著全球平均氣溫升高，物種交流的通道作用逐步加強(qiáng)，調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)了3種典型的東洋界鳥類，其中珠頸斑鳩（S.chinensis）和白頭鵯（P.sinensis）都已是晉北地區(qū)常見(jiàn)的候鳥種類。也有很鳥種作為旅鳥被觀察到，如普通燕鷗（S.hirundo）、白琵鷺（P.leucorodia）、大白鷺（A.alba）等。

3.2 夏季繁殖鳥類群落多樣性分析

生物多樣性可視作所有生物不可降低的復(fù)雜性，不存在一個(gè)單一的客觀的指數(shù)測(cè)度生物多樣性，只存在與特定目的相關(guān)的測(cè)定方法[17]。香農(nóng)威納（Shannon-Wiener）指數(shù)是一個(gè)基于信息熵理論的指標(biāo)，用以描述個(gè)體出現(xiàn)的紊亂和不確定性，不確定性越高，多樣性也就越高。種類數(shù)目和個(gè)體分配的均勻性共同決定著多樣性指數(shù)的絕對(duì)值[18]，如濕地中多達(dá)43種鳥類，但計(jì)算得到的多樣性指數(shù)卻不是最高，調(diào)查中連續(xù)在濕地中發(fā)現(xiàn)數(shù)百只蒼鷺（A.cinerea）和灰椋鳥（S.cineraceus）的繁殖群，降低了生境內(nèi)個(gè)體分配的均勻性，因而拉低了多樣性指數(shù)，而均勻度指數(shù)則能夠體現(xiàn)出這一點(diǎn)，濕地的均勻度指數(shù)為0.531，僅略高于17種鳥類的農(nóng)田。農(nóng)田的多樣性指數(shù)為1.441，均勻度指數(shù)為0.509，均屬最低，但樹麻雀（P.montanus）個(gè)體數(shù)量較大，為農(nóng)田生境的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)物種，使之優(yōu)勢(shì)度指數(shù)高達(dá)0.438。大的遷徙群或繁殖群會(huì)對(duì)3種指數(shù)的計(jì)算值都有較大影響，應(yīng)當(dāng)綜合運(yùn)用指數(shù)，并按照具體情況加以分析。

種類較少且鳥種高度相似是居民區(qū)和農(nóng)田生境共同的特征，二者鳥種相似性系數(shù)高達(dá)0.778。居民區(qū)和濕地的鳥種相似度最低，僅為0.172，其次是草甸和濕地的0.188。棲息環(huán)境的相似性在一定程度上決定了鳥類群落組成的相似性[19]。濕地是最具鳥種異質(zhì)性的生境，與其他6種典型生境的相似性系數(shù)都較低，相似性系數(shù)最高值是與公園的0.410，這一數(shù)值仍然低于絕大多數(shù)其他生境間的相似性系數(shù)。濕地的水網(wǎng)交錯(cuò)、挺水植物結(jié)構(gòu)復(fù)雜且能為鳥類提供豐富的食物和隱蔽場(chǎng)所，除缺乏部分林區(qū)的鳴禽和草甸的陸禽外，所涵蓋的鳥種非常全，大量野生的游禽、涉禽僅出現(xiàn)在這一區(qū)域，因此成為保護(hù)城市鳥類多樣性最重要的生境。

3.3 大同市鳥類保護(hù)及建議

受到食物、巢址、人為擾動(dòng)等因素的影響，城市繁殖鳥類分布具有不均勻性，差異化的生境能夠?yàn)椴煌镍B類提供適合的繁殖環(huán)境。大同市的自然環(huán)境優(yōu)越，能夠?yàn)槎喾N鳥類提供豐富的食物和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的棲息地，濕地具有大量的游禽和涉禽，其鳥種特異性和繁殖鳥類的種類數(shù)顯著高于其他生境；居民區(qū)和農(nóng)田的鳥種最少，但因?yàn)榇罅靠垢蓴_能力強(qiáng)、能與人類伴生鳥類的存在，其也維持著較高的鳥類數(shù)量。不同生境的鳥種組成各有特點(diǎn)，對(duì)鳥類多樣性的維持都起著重要的作用[6]，建議在城市規(guī)劃和發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，各種生境都應(yīng)當(dāng)?shù)玫竭m度的保留。應(yīng)以不破壞自然環(huán)境為前提，適度地開發(fā)生態(tài)旅游、加強(qiáng)科普教育活動(dòng)，提高民眾保護(hù)鳥類的意識(shí)[20]。

調(diào)查樣區(qū)內(nèi)任何一種生境都是生物多樣性的組成部分，不同生境的特定類群都值得進(jìn)行專門的監(jiān)測(cè)。生境對(duì)鳥類的行為、種群大小和生存有直接作用，是影響鳥類多樣性的重要因素，本研究只是晉北地區(qū)鳥類多樣性調(diào)查的開始。欲以調(diào)查結(jié)果為依據(jù)，制定具體的相應(yīng)的鳥類多樣性保護(hù)對(duì)策，評(píng)估保護(hù)措施和政策的有效性，仍需對(duì)繁殖鳥類多樣性進(jìn)行多年長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。