火烧对机场草地鸟类群落的影响

祃来坤，刘建平，侯建华，张振群

(1.河北农业大学动物科技学院，河北保定　071001；2.河北大学生命科学学院,河北保定　071002)

火烧对机场草地鸟类群落的影响

祃来坤1，刘建平1，侯建华2，张振群2

(1.河北农业大学动物科技学院，河北保定071001；2.河北大学生命科学学院,河北保定071002)

摘要：2013年11月利用路线调查法研究了火烧对机场草地鸟类群落的影响.结果表明：共记录鸟类11种，隶属于5目8科，其中优势种为麻雀(Passer montanus)、短趾百灵(Calandrella cheleensis)和喜鹊(Pica pica).同火烧区域相比，未火烧区具有最高的鸟类密度、Shannon-Weiner指数值(H＇)和Pielou均匀度指数值(E)；火烧显著降低了鸟类群落的密度、物种多样性和均匀度(P<0.05)，且鸟类密度随着火烧程度的增加而降低；但火烧没有显著改变鸟类群落的物种数(P>0.05)，火烧区域与未火烧区域鸟类群落物种组成具有较高的相似性.

关键词：火烧；鸟类群落；机场；草地

DOI：10.3969/j.issn.1000-1565.2015.02.012

中图分类号：Q958.11

文献标志码:��志码:A

文章编号：编号：1000-1565(2015)02-0177-05

Abstract:The effects of fire on bird communities of the airport grassland was studied in November 2013 using the route survey. The results showed that: 11 kinds of birds were recorded, belonging to 5 orders and 8 families, where the dominant species was sparrow (Passer montanus), short-toed braun (Calandrella cheleensis) and magpies (Pica pica). Compared with the fire area, no fire area had the highest density of birds, Shannon-Weiner index value (H′) and Pielou index value (E). The fire significantly reduced the density of bird community, species diversity and evenness degree (P<0.05), and bird density increased with the degree of fire reduced. But the fire did not significantly change the number of species of bird community (P>0.05).There was more similarity in bird species composition between fire area and no fire area.

收稿日期:2014-11-12

基金项目：机场鸟撞综合防治研究项目；河北省自然科学基金资助项目(C2012204087)；河北大学自然科学研究计划项目(2014-299)

通信作者:侯建华(1968-)，男，河北保定人，河北大学教授，博士，主要从事动物生态学研究.

Effects of fire on the bird community of the airport grassland

MA Laikun1，LIU Jianping1，HOU Jianhua2，ZHANG Zhenqun2

(1.College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001 ，China;

2.College of Life Sciences, Hebei University, Baoding 071002, China)

Key words: fire；bird communities；airport；grassland

第一作者:祃来坤(1989-)，男，河北沧州人，河北农业大学在读硕士研究生.

E-mail：13633325718@163.com

火是生态系统的一种重要生态因子，它不仅可以直接作用于动物体，还能在短时间里剧烈地改变周围环境，破坏动物的栖息环境，进而引起动物群落的变化和演替.目前，国内外有关火烧影响的研究多集中于植物群落，而对鸟类群落影响的研究较少.已有的研究结果显示，不同的植被类型和不同的火烧程度可能对鸟类群落有不同的火烧效应：草原火烧可以引起火烧地和火烧后不同年份鸟类组成出现显著差异[1]；湿地火烧可引起部分湿地鸟种改变而造成鸟类群落结构出现变化[2]；火烧对地面筑巢的鸟类有灾难性的作用[3-4]并影响丹顶鹤的巢址选择[5]；樟子松林火烧后鸟类群落组成有年间差异，随着时间的推移，草原类型的鸟类变化最明显[6]，但并不是所有的火烧对鸟类群落都会产生较大的影响，有研究结果显示，除了最严重的火烧地外，其他强度火烧地的鸟类群落在火烧前后高度相似[7].

机场草地属于一个半自然的生态系统，因直接或间接地为鸟类提供栖息环境和食物来源，而成为对鸟类具有吸引作用的栖息地[8-9].以往火烧对鸟类群落影响的研究多集中在自然植被类型，而有关机场草地的研究尚未见资料报道.因此，本研究拟通过不同火烧强度对机场草地鸟类群落的作用，进一步探讨火烧对鸟类群落的影响，为机场草地鸟类群落的管理提供依据.

1材料和方法

1.1　研究区域概况

研究区域地势平缓，为温带半湿润大陆性季风气候，四季分明.春季日照长，干旱、少雨、多风；夏季炎热，降雨集中；秋季昼暖夜凉，温差大；冬季寒冷，北风多，日照少，降水稀少.年平均降水量为606 mm.无霜期212 d.

该区域草地植被盖度为0.9，草高20～60 cm，植物优势种类有虎尾草(Chlorisvirgata)、芦苇(Phragmitesaustralis)、狗尾草(Setariaviridis)和茅根(PerotisSp.)，常见种类有田旋花(Convolvulusarvensis)、稗草(Echinochloacrusgalli)、茵陈蒿(Artemisiacapillaries)、刺儿菜(Cirsiumsetosum)、蒲公英(Taraxacummongolicum)、车前(Plantagoasiatica)、朝天委陵菜(Potentillasupina)等.

1.2　研究方法

以机场主跑道、滑行道和联络道为界，将机场草地划分为6个区域，各区域面积分别为18 hm2左右. 2013年11月在各区域草地分别进行了不同程度的火烧，其中，A区、B区、C区、D区、E区和F区的火烧程度分别为0(未火烧)，30%，51%，70%，80%和95%.

火烧7 d后，采用路线调查法进行鸟类调查，即在贯穿各区域草地的中央线设置样线，选择晴朗无风的天气，沿样线以1～2 km/h的速度行进，分别对样线两侧50 m范围草地上出现的鸟类进行观测，记录出现的鸟种和数量.调查时间为每天7∶00～18∶00时，调查工具有双筒望远镜(Zeiss 10×56)、照相机(Canon 7D，100～400变焦)，计数器等.

1.3　数据分析

根据观测记录，分别统计各个区域中鸟类的种类和数量，并计算以下群落参数：

1)密度：采用公式D=N/2LS计算鸟类密度，式中D为鸟类密度，N为记录到的鸟类数量，L为样线长度，S为单侧观测距离.

2)多样性指数：采用Shannon-Weiner指数(H＇)，H＇=-∑Pi(PilnPi)，式中，Pi为第i种的个体数量在全部个体中的比例.

3)均匀度指数：采用Pielou均匀度指数(E)，E=H＇/lnS，式中，H＇为Shannon-Wiener指数，S为物种数.

4)相似度指数：采用Sorensen群落相似性系数(S)，S=2c/(a+b)，式中，a为群落A中的种数，b为群落B中的种数，c为2个群落中共有的种数.

5)优势种的确立：采用公式Ai=(Ni/N)×100%计算，式中，Ai为群落中第i种物种的优势度指数，Ni为群落中第i种物种的个数，N为群落中总的个数，把优势度(Ai)大于10%的物种定义为优势种.

6)数据分析：在SPSS17.0中利用单因素方差分析(One-way ANOVA)对各个变量进行差异性分析.

2结果与分析

2.1　种类和数量

本次共记录鸟类11种，隶属于5目8科(表1)，其中优势种为麻雀(Passermontanus)、短趾百灵(Calandrellacheleensis)和喜鹊(Picapica).

就鸟种组成而言，在全部的11种鸟类中，A区和F区分别记录到10种，而C区和D区仅分别记录到8种(表1).其中，戴胜(Upupaepops)仅在未火烧的A区出现；红隼(Falcotinnunculus)仅在中度火烧的C区和D区以及重度火烧的E区和F区出现；日本鹌鹑(Coturnixjaponica)和环颈雉(Phasianuscolchicus)仅在A区、B区以及E区和F区出现.

就物种数而言，各区域鸟种数无显著差异(P>0.05)，其中，A区、B区和F区具有较高的鸟种数(8.00±1.41；8.50±0.71；9.00±0.00)，C区、D区和E区鸟种数较少(7.50±0.71；7.00±0.00；7.00±1.41)(表1).由此可见，火烧区与未火烧区之间鸟种数无显著变化，火烧没有显著改变鸟种数；随着火烧和火烧程度的增加，鸟种数呈现出波动变化趋势.

就鸟类数量而言，各区域鸟类密度存在显著性差异(P<0.05)，其中，未火烧A区(121.82±34.52)的鸟类密度显著高于其他5个火烧区域(P<0.05)，随着火烧程度的增加，各火烧区鸟类密度逐渐下降；各区域鸟类密度由大到小的排列顺序依次为A≫B>C>D >E> F(表1).由此可见，火烧区与未火烧区之间鸟类密度出现显著变化，火烧显著降低了鸟类密度，且鸟类密度随着火烧程度的增加而降低.

表1　不同区域鸟类群落参数

数据以平均值±标准误和范围表示.同行数据后不同字母表示在0.05水平上差异显著(P<0.05)，相同字母表示差异不显著(P>0.05).

2.2　多样性指数

群落的Shannon-Weiner多样性指数值和Pielou均匀度指数值在各区域间存在显著差异(P<0.05)(表1)，其中，未火烧的A区的物种多样性指数值(1.19±0.03)和均匀度指数值(0.57±0.05)最高，且显著高于其他各个火烧区域(P<0.05)，各区域物种多样性值和均匀度值由大到小的排列顺序依次为A≫C≫E>B> F≫D.

在火烧区域内，火烧50%的C区具有最高的物种多样性(0.57±0.02)和均匀度(0.28±0.02)(P<0.05)，火烧70%的D区具有最低的物种多样性(0.38±0.04)和均匀度(0.20±0.01)(P<0.05).

由此可见，火烧显著降低了鸟类群落的物种多样性和均匀度；但在火烧区域内部，随着火烧程度的增加，物种多样性和均匀度并未随之逐步下降，而呈现出上下波动的变化趋势.

2.3　不同区域间的相似性

不同区域间鸟类群落均呈现出较高的相似性(表2).其中，火烧程度相近的区域间相似性较高，如未火烧的A区和火烧较轻的B区(0.95)，火烧程度适中的C区和D区(1.00)以及火烧最严重的E区和F区(0.95).此外，未火烧的A区与火烧最严重的E区和F区亦表现出较高的相似性(0.84；0.90).

表2　不同区域间的相似性指数

3讨论

在火烧对鸟类群落影响的研究中，因鸟类栖息地植被类型不同，得出了不同的研究结果.Kotliar通过研究鸟类对山区森林火烧地的反应认为，除了最严重的火烧地外，其他强度火烧地的鸟类群落在火烧前后高度相似[7].刘多研究火烧对草原的鸟类的影响结果表明，火烧地和火烧后不同年份样地中的鸟类组成差异显著[1].

本次对机场草地研究的结果表明：火烧显著降低了鸟类群落的密度、物种多样性和均匀度，且鸟类密度随着火烧程度的增加而降低；但火烧没有显著改变鸟类群落的物种数，火烧区域(包括严重的火烧区域)与未火烧区域鸟类群落物种组成具有较高的相似性.

机场草地是一种特质性的生态环境，其食物、隐藏和栖息条件等是吸引鸟类的主要因素，而食物是其中一个重要因素；秋季机场草地大多数植物种子成熟，可吸引大量的植食性和杂食性鸟类前来取食，此外，草地植被茂密，也为草地其他动物的生存提供了食物和隐蔽空间，滋生了大量的昆虫、土壤动物和小型啮齿动物等[8]；这些自然条件为机场草地鸟类群落具有较高的多样性提供了基础.

机场草地经过火烧后，草地植被地上部分被烧毁或部分烧毁，植物种子、昆虫等食物大量减少；此外，大多数鸟类喜好20～50 cm的较高高度的草地环境[9]，此环境可使鸟类能在不影响其取食的情况下更适合藏匿，营造一个安全的取食环境，经过火烧后破坏了鸟类的栖息环境，使其栖息、隐藏等功能丧失，因此，火烧从食物和栖息环境两方面大幅压缩了鸟类的生存空间，从而造成了火烧后鸟类密度的显著下降，并随着火烧程度的增加而降低.

然而，虽然火烧后鸟类的生存空间被压缩，但火烧后裸露出的部分植物的根茎、有限的未烧尽的植物种子和小动物尸体仍可为部分植食性和杂食性鸟类提供食源，并吸引其前来觅食；虽然前来觅食鸟类密度显著减少，但鸟类物种组成并未出现显著变化，因此，火烧区域与未火烧区域鸟类群落物种组成仍保持有较高的相似性.

由于戴胜、鸡形目和隼形目在各区域分布的不均等，导致了不同区域鸟类群落物种组成差异和相似性差异(表1，表2).其中，戴胜仅出现在未火烧区域，火烧导致了戴胜的消失；鸡形目的鹌鹑和环颈雉仅出现在未火烧和轻度火烧区，以及重度火烧区，这可能与未火烧和轻度火烧区域便于隐蔽而重度火烧区造成的大片裸地便于刨食和觅食有关，鸡形目鸟类的共存使得未火烧区域与重度火烧区域间鸟类群落物种组成保持了较高的相似性.红隼仅出现在中度和重度火烧区域，这与红隼以小型啮齿动物等为食，未火烧区域草地高密不利于红隼发现猎物和落地捕食，而火烧后小型啮齿动物等的洞穴、缝隙等露出，大片裸地的出现增加了红隼的捕食机会、降低了捕食难度、提高了捕食成功率有关，因此，红隼主要出现并分布在中度和重度火烧区域.

参考文献:

[1]刘多.干扰对草原鸟类结构的影响[D].长春:东北师范大学，2003.

LIU Duo. Interference effects on grassland bird community structure [D]. Changchun: Northeast Normal University. 2003.

[2]关雪.扎龙国家级自然保护区鸟类群落结构的研究[D].哈尔滨:东北林业大学，2009.

GUAN Xue. Research on bird community structure Zhalong National Nature Reserve[D]. Harbin: Northeast Forestry University，2009.

[3]程瑾瑞, 高玮, 王海涛,等.栗斑腹鹀种群数量变化的分析[J].东北师范大学学报：自然科学版, 2002，34(1):49-53.

CHENG Jinrui,GAO Wei,WANG Haitao, et al. Analyses of variation in quantity ofJankowski’sBunting[J]. Journal of Northeast Normal University:Natural Science Edition,2002,34(1):49-53.

[4]白哈斯,高玮,周道玮.火烧对栗斑腹鹀巢址选择的影响[J]. 东北师范大学学报：自然科学版, 2003,35(1):60-65.

BAI Hasi, GAO Wei, ZHOU Daowei. Impacts of fire on the nest site selection ofEmbrerizajankowskiiTaczanovski[J]. Journal of Northeast Normal University：Natural Science Edition,2003,35(1):60-65.

[5]邹红菲,吴庆明,马建章.扎龙保护区火烧及湿地注水后丹顶鹤(Grusjaponensis)巢址选择[J].东北师范大学学报：自然科学版, 2003,35(1): 54-59.

ZOU Hongfei, WU Qingming, MA Jianzhang. The nest-site selection of Red-crowned crane in Zhalong Nature Reserve after burning and irrigating[J]. Journal of Northeast Normal University: Natural Science Edition,2003,35(1): 54-59.

[6]李健,王文.内蒙古红花尔基地区樟子松林火烧后鸟类群落结构变化[J]. 东北林业大学学报, 2010,38(5):114-116.

LI Jian,WANG Wen. Change of bird community structure of burned mongolian Pine Forests in Honghuaerji of Inner Mongolia[J]. Journal of Northeast Forestry University,2010,38(5):114-116.

[7]KOTLIAR N B,KENNEDY P L, Ferree K. Avifaunal responses to fire in southwestern montane forests along a burn severity gradient[J]. Ecol Appl, 2007,17(2): 491-507.

[8]李晓娟,周材权,胡锦矗,等.南充高坪机场土壤及草丛动物群落特征和鸟类的关系[J].生态学报, 2009,29(2)：706-713.

LI Xiaojuan,ZHOU Caiquan,HU Jinhu, et al. Relationship between soil and grassland fauna characters and birds at Gaoping airport, Nanchong[J]. Acata Ecologica Sinica, 2009,29(2)：706-713.

[9]王磊,唐思贤,褚福印,等．上海虹桥国际机场飞行区植被与鸟类的关系[J]．四川动物,2010,29(4)：536-542.

WANG Lei, TANG Sixian, CHU Fuyin, et al. The relation of vegetation and birds in the Hongqiao International Airport Flight Area in Shanghai[J]. Sichuan Journal of Zoology, 2010,29(4)：536-542.

(责任编辑：赵藏赏)