湖北崩尖子自然保护区夏季鸟类群落及多样性研究

陈宇, 汪正祥,2,3,*, 杨其仁, 李亭亭,2,3, 田凯, 杨启池



湖北崩尖子自然保护区夏季鸟类群落及多样性研究

陈宇1, 汪正祥1,2,3,*, 杨其仁4, 李亭亭1,2,3, 田凯1, 杨启池1

1. 湖北大学资源环境学院, 武汉 430062 2. 湖北省生物资源绿色转化协同创新中心, 武汉 430062 3. 区域开发与环境响应湖北省重点实验室, 武汉 430062 4. 华中师范大学生命科学学院, 湖北, 武汉 430070

2014至2015年每年的6—8月, 采用样线法对崩尖子自然保护区夏季鸟类群落组成与结构进行了研究, 野外调查共记录鸟类9目29科 56种, 其中国家重点保护鸟类 3种。从居留型来看, 留鸟39种,夏候鸟16种, 旅鸟1种; 在地理区系构成上, 东洋种37种(66.07%)，古北种8种(14.29%)，广布种11种(19.64%)。多样性分析结果显示,该区鸟类群落Shannon-Wiener指数、Pielou指数、和Simpson指数分别为3.33、0.83和0.95。从各生境群落多样性指数看,常绿落叶阔叶混交林中鸟类群落多样性指数最大，其次是落叶阔叶—温性针叶林，高山灌丛草甸带的多样性指数最小; 优势度指数在不同生境的变化趋势与群落多样性指数相似; 高山灌丛草甸中鸟类群落Pielou均匀度指数最高，常绿阔叶林中的鸟类群落均匀度指数最低，旨在为崩尖子自然保护区的生物多样性保护提供科学依据。

鸟类; 群落; 物种多样性; 崩尖子保护区

1 前言

随着我国自然保护区数量的增加, 大多数珍稀野生动植物的栖息地得到了保护, 种群数量及分布范围均有增加[1]。鸟类作为自然生态系统中的重要组成部分,对于丰富生物多样性、维持生态系统功能的完整性起到了关键作用[2]。鸟类群落研究通常涉及到鸟类的相对多度、多样性、优势度、均匀度和分布格局等特征[3]。研究鸟类群落与多样性对于保护鸟类栖息地以及了解整个生态系统结构和功能的关系具有重要意义, 同时也为野生动植物主管部门的决策和管理提供科学依据。

湖北崩尖子自然保护区位于鄂西南长阳土家族自治县中南部, 属武陵山系, 紧邻清江。其动物区系属华中区的西部山地高原亚区,是我国鸟类南北迁徙通道的重要组成部分,特殊的地理位置和多样的植被类型造就了这里丰富的鸟类资源。但有关该区域鸟类资源的状况迄今为止未见报道。2014至2015年每年7至8月份期间, 我们对崩尖子自然保护区进行了综合科学考察, 后期并对所得数据进行研究, 旨在试图弄清崩尖子自然保护区范围内夏季鸟类群落结构、多样性以及与环境因子的关系, 进一步摸清和掌握崩尖子自然保护区鸟类资源状况, 丰富该区域鸟类多样性的基础资料, 为崩尖子自然保护区的生物多样性保护提供科学依据。

2 研究区概况

湖北崩尖子自然保护区位于湖北省长阳土家族自治县境内, 地处武陵山脉东北缘, 清江中下游, 地理坐标为30°16′04—″30°23′58″N, 110°39′20″—110°48′02″E, 总面积13, 313 hm2。地势西南高东北低, 最高海拔2259.1 m, 最低海拔200 m, 相对高差达2059 m。区内重峦叠嶂, 山势陡峭, 河流深切, 地貌类型完整。保护区地处中亚热带北缘, 具有亚热带季风型湿润气候特征。年降水量为1300 mm—1460 mm, 降水量分配年际差异大, 季节性特征明显; 年温差较大, 最热月气温均温为24 ℃—28 ℃, 最冷月气温均温为1 ℃—5 ℃[4]。

3 研究方法

3.1 调查方法

野外调查: 利用双筒望远镜、数码相机进行野外观察和拍摄, 对沿线所见鸟类、所听鸣叫声及观察到的鸟巢、粪便、羽毛等进行统计分析, 并对所拍摄资料进行鉴定。调查结果排除重复记录, 并保留最大值。森林鸟类调查主要采用固定距离样线法进行步行调查, 所有的样线均随机选择不重复, 长度不小于 2 km; 森林类型单侧宽度为25 m, 湿地类型为 100 m, 每日调查的时间为上午 6:00—10:00 和下午 15:00—18:00[5]。步行调查时, 平均速度控制在 1—2 km·h-1, 以GPS 全球定位系统定位、测速, 发现有鸟类活动立即停止行进, 观察并拍照。记录所见鸟类实体及活动痕迹至样带中线的垂直距离; 记录样带内的地形、生境等各种要素, 夜间利用野外远红外照相机监测的方式进行补充调查。本次调查共布设9条样带①曲溪—陈家坪(样带重复调查4次); ②对语坪(样带重复调查3次); ③都正湾镇(样带重复调查2次); ④银峰村(样带重复调查4次); ⑤中溪河(样带重复调查4次); ⑥崩尖子(样带重复调查5次); ⑦竹园坪(样带重复调查2次); ⑧响石溪(样带重复调查3次); ⑨清江(样带重复调查4次)(图1)。每条样线长4—6 km, 宽50—100 m。

分类鉴定参考《中国鸟类野外手册》[6]。鸟类的居留型和保护级别查阅相关的参考资料确定[7]。鸟类分类系统参照《中国鸟类分类与分布名录》第二版[8]。鸟类区系成分及分布型依据《中国动物地理》[9]确定。珍稀濒危物种参照中国濒危动物红皮书[10]。中国特有鸟类参照中国鸟类红色名录评估[11]。

3.2 数据处理

3.2.1 种群数量统计: 使用百分率统计法对崩尖子自然保护区夏季易见鸟类的数量进行统计, 其等级标准为: 个体数占总个体数的10% 以上者为优势种、1%—9%为常见种、1%以下为偶见种[5]。

3.2.2 生境划分: 崩尖子自然保护区植被的垂直带谱可划分为4个植被带: 1200 m以下为常绿阔叶林带; 1200—1800 m为常绿落叶阔叶混交林带; 1800—2000 m为落叶阔叶林带, 混生有温性针叶林; 2000 m以上为高山灌丛草甸带。根据植被的垂直分布带谱, 该地区的鸟类群落被划分为常绿阔叶林鸟类群落(BF)、常绿落叶阔叶混交林鸟类群落(EF)、落叶阔叶—温性针叶林鸟类群落(DF)和高山灌丛草甸鸟类群落(BM)。

图1 崩尖子自然保护区夏季鸟类调查设置样带示意图

3.2.3 生物多样性统计: 采用 Simpson 指数、Shannon- Wiener指数、Pielou指数[12]对物种的优势度、多样性和均匀度进行计算。群落间相似性系数采用Jaccard相似性系数[12]。

(1)鸟类多样性指数采用Shannon-Wiener指数()进行测度, 其公式为:

(2)均匀度采用Pielou指数(), 其公式为:

(3)采用Simpson指数()测度群落优势度, 其公式为:

(4)群落间的相似性采用Jaccard相似性系数()进行测度。其公式为:

式中,为第个物种个数与所有个体总数的比重;为总物种数;为两个群落间共有物种数,为A群落物种数,为B群落物种数。

4 结果与分析

4.1 物种组成

调查共记录到鸟类56种, 隶属9目29科。雀形目鸟类达23科 41 种, 占鸟类种数的73.21%, 反映了该区的森林生态系统鸟类群落结构特点显著。其次为鸡形目共3种, 占5.36%; 鸽形目鹃形目各2种, 占3.57%。崩尖子自然保护区夏季鸟类中, 有国家重点保护野生动物3种, 均为国家Ⅱ级保护动物; 近危种(NT)1种; 中国特有鸟类4种。

56种夏季鸟类中, 优势种共4个: 领雀嘴鹎、黄臀鹎、大嘴乌鸦、红尾水鸲 ; 常见种23个; 偶见种29个(详见附录)。偶见种鸟类多于优势种和常见种鸟类(29>4+23), 应加强保护。

4.2 居留型与区系组成

保护区的56种夏季鸟类以留鸟为主, 共39 种(69.64%); 夏候鸟16种(28.57%); 旅鸟1种(1.79%), 鸟类居留型统计如图2所示。繁殖鸟(留鸟和夏候鸟)共55种, 占98.21%, 反映出崩尖子自然保护区的鸟类具有稳定的多样性, 因为繁殖鸟的种群随着每年不断的繁殖新的个体而得到补充。鸟类的区系统计如图3所示, 其中东洋种37种(66.07%); 古北种8种(14.29%); 广布种11种(19.64%)。

从表1可以看出, 崩尖子保护区鸟类物种数高于湖北五道峡自然保护区和中华山自然保护区。从鸟类组成区系来看, 保护区鸟类区系成分都以东洋界种类占优势, 古北界、东洋界种类相互渗透。这一鸟类区系结构特征与该地所处的地理位置是吻合的。崩尖子自然保护区处于东洋界华中区西部山地高原亚区, 是位于东洋界的北缘, 紧靠着古北界。

4.3 多样性分析

多样性分析表明, 崩尖子保护区夏季鸟类Shannon- Wiener指数, Pielou指数, Simpson指数分别为3.33, 0.83和0.95(表2)。从各生境群落多样性指数看, 常绿落叶阔叶混交林生境中鸟类群落Shannon-Wiener指数最大为3.34, 其次落叶阔叶—温性针叶林为3.1, 高山灌丛草甸的Shannon-Wiener指数最小为1.99; Simpson指数在不同生境的变化趋势与群落Shannon-Wiener指数相似; 高山灌丛草甸中鸟类群落Pielou指数最高为0.91, 常绿阔叶林中的鸟类群落均匀度指数最低为0.83。(表2)

相似性分析表明, 常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林的鸟类群落相似系数最大为0.64, 常绿落叶阔叶混交林带和落叶阔叶—温性针叶林次之为0.54, 常绿阔叶林带和高山灌丛草甸相似系数最小为0.15(表3)。

图2 居留型统计

图3 区系组成统计

表1 不同地区夏季鸟类区系与居留型比较

表2 湖北崩尖子保护区不同生境鸟类群落物种多样性

表3 湖北崩尖子保护区不同生境鸟类群落相似性系数

注: 右上角表示共有种, 左下角表示相似性系数。

5 讨论

鸟类群落是适应于特定环境的鸟类的总和, 与栖息地、植被多样性、植物水平和垂直层次的复杂性等因素相关[15]。王斌[16]认为, 鸟类的群落结构与栖息地的气候、地形、地势及相关的植被类型密切相关, 即生态系统的多样性决定了鸟类群落结构的多样性。调查显示, 常绿落叶阔叶混交林生境鸟类多样性最高, 因为在该区常绿落叶阔叶混交林分布范围广阔, 面积较大, 垂直分布幅度大, 能为鸟类提供的生活空间大; 另一方面, 常绿落叶阔叶混交林生境中多片层的空间异质性、多群落交错的丰富生境, 为鸟类提供了复杂多样的栖息地环境和取食环境。受海拔和地形的影响, 食物和隐蔽场所是影响鸟类垂直分布的重要因素。中低海拔带植物种类丰富, 空间异质性高, 食物充足, 特别是混交林生境复杂, 具备鸟类栖息的多种生境, 导致依赖一定植物生存的鸟类聚集, 即鸟类的多样性也相应升高[17]。综合这两个因素, 使得常绿落叶阔叶混交林鸟类群落多样性较高。

本研究区域内生境的异质性由高到低的顺序依次是: 常绿落叶阔叶混交林生境, 落叶阔叶—温性针叶林生境, 常绿阔叶林带生境, 高山灌丛草甸生境。这4种生境中鸟类群落所包含的物种数多少的顺序与此相同。Simpson优势度指数在不同生境的变化趋势与群落Shannon-Wiener指数相似。夏季的优势种共4个: 领雀嘴鹎、黄臀鹎、大嘴乌鸦、红尾水鸲, 以食虫性鸟类占优势。复杂多样的生境为鸟类提供了丰富的食物来源, 因此生境复杂的常绿落叶阔叶混交林中鸟类优势度最高。植被单一, 昆虫量少的高山灌丛草甸带鸟类优势度最低。

相似性系数测量结果显示, 常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林的鸟类群落相似系数最大, 其原因是常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林相邻, 且两者有部分植被类型是重叠的, 如: 曼青冈林()、宜昌润楠林()、青榨槭林()等, 从而两种生境下共有的鸟类增多, 相似性增大。不同的生境为鸟类提供了丰富多样的栖息环境和繁殖条件, 为维持鸟类的物种多样性起到重要作用。

崩尖子自然保护区与湖北其他自然保护区相比种群数量相对较多。本区茂密的森林植被和丰富的植物资源为森林类型鸟类的生存提供了适宜的生境和充足的食物资源, 因而其种类较丰富, 不仅中小型的画眉科、莺科、鹎科、鸫科等鸟类种类多、数量大, 而且中大型的雉科、鸦科、也较常见, 有时候甚至集群活动。但该区内部分地域, 山民森林砍伐、农地抛荒后, 形成演替变化快的草丛或次生植被, 鸟类栖息地破碎化。为了给鸟类创造良好的生存环境, 保护区内人员应该加强管理, 使区内林木更新速度适当调整放缓, 以保持自然生态长远优势, 夏候鸟的种类与种群数量将会越来越多。

致谢: 感谢长阳县林业局、湖北崩尖子自然保护区管理局在调查过程中提供的热心帮助和保护区相关资料。同时感谢华中师范大学杨其仁教授对鸟类的鉴定。

[1] 王献溥, 郭柯. 中国履行生物多样性公约的成就和展望[J].广西植物, 2006, 3: 249–256.

[2] 常家传. 鸟类学[M]. 哈尔滨: 东北林业大学出版社, 2004: 7–13.

[3] 崔鹏, 邓文洪.鸟类群落研究进展[J].动物学杂志, 2007, 42(2): 149–158.

[4] 汪正祥, 雷耘. 湖北崩尖子自然保护区生物多样性及其保护研究[M]. 北京: 中国林业出版社, 2016: 1–5.

[5] 田凯, 汪正祥, 雷耘, 等. 湖北宣恩县夏季鸟类群落特征[J]. 湖北大学学报(自然科学版), 2016, (01): 63–68+84.

[6] 约翰·马敬能, 卡伦·菲利普斯, 何芬奇. 中国野外鸟类手册[M]. 长沙: 湖南教育出版社, 2000: 19–492.

[7] 王强, 吕宪国. 鸟类在湿地生态系统监测与评价中的应用[J]. 湿地科学, 2007, 03: 274–281.

[8] 郑光美. 中国鸟类分类与分布名录(第二版)[M]. 北京: 科学出版社, 2011: 420–450.

[9] 张荣祖. 中国动物地理[M]. 北京: 科学出版社, 2011: 227–258.

[10] 汪松. 中国濒危动物红皮书(兽类、鸟类、鱼类、两栖类和爬行类). 北京: 科学出版社, 2003: 245–294.

[11] 张雁云, 郑光美. 中国鸟类红色名录评估[J]. 生物多样性, 2016, 5: 568–579.

[12] 孙孺泳. 动物生态学原理[M]. 3版. 北京: 北京师范大学出版社, 2001: 381–448.

[13] 汪正祥, 蔡德军. 湖北五道峡自然保护区生物多样性及其保护研究[M]. 北京: 中国林业出版社, 2013: 117–118.

[14] 曹国斌, 朱兆泉, 刘胜祥, 等. 中华山鸟类自然保护区鸟类资源研究[J]. 湖北林业科技, 2016, (4): 40–43.

[15] 常弘, 王勇军, 张国萍. 广东内伶岛夏季鸟类群落生物多样性的研究[J]. 动物学杂志, 2001, 36(4): 33– 36.

[16] 王斌, 彭波涌, 李晶晶, 等. 西藏珠穆朗玛峰国家级自然保护区鸟类群落结构与多样性[J]. 生态学报, 2013, 33(10): 3056–3064.

[17] 姜云垒, 高玮, 王海涛, 等. 长白山北坡鸟类多样性研究[J]. 东北师范大学学报: 自然科学版, 2006, 38( 2): 105–108.

附录 湖北崩尖子自然保护区夏季易见鸟类数量统计

Appendix Summer birds quantity statistics in Bengjianzi Nature Reserve

目、科、种区系成分 居留型 数量占总数/%古北种东洋种广布种留鸟夏候鸟旅鸟 (一)鹭科 Ardeidae 1.池鹭Ardeola bacchus10.12√√ 2.白鹭 Egretta garzetta212.47√√ 二、雁形目 ANSERIFORMES (二)鸭科 Anatidae 3.斑嘴鸭Anas poecilorhyncha50.59√√ 三、隼形目FALCONIFORMES (三)鹰科Accipitridae 4.红隼Falco tinnunculus10.12√√ 5.黑鸢Milvus migrans20.24√√ 四、鸡形目 GALLIFORMES (四)雉科 Phasianidae 6.灰胸竹鸡Bambusicola thoracicus202.35√√ 7.环颈雉Phasianus colchicus91.06√√ 8.红腹锦鸡 Chrysolophus pictus202.35√√ 五、鸽形目 COLUMBIFORMES (五)鸠鸽科 Columbidae 9.山斑鸠 Streptopelia orientalis202.35√√ 10.珠颈斑鸠Streptopelia chinensis40.47√√ 六、鹃形目 CUCULIFORMES (六)杜鹃科 Cuculidae 11.大鹰鹃 Cuculus sparverioides30.35√√ 12.噪鹃 Eudynamys scolopacea20.24√√ 七、夜鹰目 CAPRIMULGIFORMES (七)夜鹰科 Caprimulgidae 13.普通夜鹰Caprimulgus indicus10.12√√ 八、形目 PICIFORMES (八)啄木鸟科 picidae 14.大斑啄木鸟Dendrocopos major20.24√√ 15.灰头绿啄木鸟Picus canus20.24√√ 九、雀形目 PASSERIFORMES (九)燕科 Hirundinidae 16.金腰燕 Cecropis daurica101.18√√ (十)鹡鸰科 Motacillidae 17.白鹡鸰 Motacilla alba303.53√√ 18.灰鹡鸰 M.cinerea303.53√√ (十一 )山椒鸟科 Campephagidae 19.粉红山椒鸟Pericrocotus roseus20.24√√ (十二)鹎科 Pycnonotidae 20.领雀嘴鹎 Spizixos semitorques9210.82√√ 21.黄臀鹎 Pycnonotus xanthorrhus8710.24√√ 22.黑短脚鹎Hypsipetes leucocephalus10.12√√ 23.白头鹎P. sinensis40.47√√

续表

目、科、种区系成分 居留型 数量占总数(%)古北种东洋种广布种留鸟夏候鸟旅鸟 (十三)伯劳科 Laniidae 24.红尾伯劳 Lanius cristatus40.47√√ (十四)卷尾科 Dicruridae 25.黑卷尾Dicrurus macrocercus60.71√√ (十五)鸦科 Corvidae 26.红嘴蓝鹊 Urocissa erythrorhyncha182.12√√ 27.喜鹊Pica pica60.71√√ 28.白颈鸦Corvus pectoralis10.12√√ 29.大嘴乌鸦 Corvus macrorhynchus9010.59√√ (十六)河乌科 Cinclidae 30.褐河乌Cinclus pallasii20.24√√ (十七)鸫科 Turdidae 31.鹊鸲Copsychus saularis101.18√√ 32.红尾水鸲 Rhyacornis fuliginosa9411.06√√ 33.黑背燕尾 Enicurus immaculatus121.41√√ 34.小燕尾 E.scouleri111.29√√ 35.乌鸫 Turdus merula20.24√√ (十八)鹟科 Muscicapidae 36.蓝喉仙鹟 Cyornis rubeculoides202.35√√ 37.铜蓝鹟Eumyias thalassina10.12√√ (十九)画眉科 Timaliidae 38.白颊噪鹛 Garrulax sannio101.18√√ 39.黑脸噪鹛G.perspicillatus60.71√√ 40.画眉 G.canorus202.35√√ 41.橙翅噪鹛G. elliotii20.24√√ 42.红嘴相思鸟Leiothrix lutea303.53√√ 43.白领凤鹛Yuhina diademata465.41√√ (二十)鸦雀科Paradoxornithidae 44.棕头鸦雀 Paradoxornis webbianus50.59√√ (二十一)莺科 Sylviidae 45.褐柳莺Phylloscopus fuscatus202.35√√ 46.强脚树莺 Cettia fortipes303.53√√ (二十二)戴菊科 Regulidae 47.戴菊Regulus regulus10.12√√ (二十三)长尾山雀科 Aegithalidae 48.红头长尾山雀Aegithalos concinnus60.71√√ (二十四)山雀科 Paridae 49.大山雀Parus major303.53√√ 50.绿背山雀P. monticolus252.94√√

续表

目、科、种区系成分 居留型 数量占总数(%)古北种东洋种广布种留鸟夏候鸟旅鸟 (二十五)科 Sittidae 51.普通 Sitta europaea10.12√√ (二十六)太阳鸟科 Nectariniidae 52.蓝喉太阳鸟Aethopyga gouldiae10.12√√ (二十七)雀科 Passeridae 53.麻雀Passer montanus303.53√√ 54.山麻雀P.rutilans202.35√√ (二十八)燕雀科 Fringillidae 55.褐灰雀Pyrrhula nipalensis20.24√√ (二十九)鹀科 Emberizidae 56.三道眉草鹀Emberiza cioides30.35√√

Investigation on the Biodiversities of summer avian in Bengjianzi Nature Reserve, Hubei Province

CHEN Yu1, WANG Zhengxiang1,2,3,*, LI Tingting1,TIAN Kai1, YANG Qichi1

1. School of Resource and Environmental Science, Hubei University, Wuhan 430062, China 2. Hubei Collaborative Innovation Center for Green Transformation of Bio-Resources, Wuhan 430062, China 3. Hubei Province Key Laboratory of Regional Development and Environment Response, Wuhan 430062, China 4. College of Life Science, Central China Normal University, Wuhan 430070, China

The community composition and structure of summer birds in Bengjianzi Nature Reserve were investigated by line-transect method from June to August in 2014 to 2015. A total of 56 bird species belonging to 29 families and 9orders were recorded. 3 species were listed as national protected birds. The result of habit type classification suggested that there were 39 resident species and 16 species were migrants (including summer breeders, winter species). 1 species was transient migrants. Additionally, 37 species(66.07%) were oriental realm species,8 species(14.29%) were palaearctic realm species and 11 species(19.64%) widely distributed. The result of the diversity analysis showed that the Shannon-Wiener index, Pielou index and Simpson index of the community were 3.33, 0.83 and 0.95. Among the diversity indicts, evergreen and deciduous broad-leaved mixed forest were maximal. The next were deciduous broadleaf warm coniferous forest and then alpine bushes and meadow were minimal. The variety of dominance index in different environments and the community index were similar. Alpine bushes and meadow equitability index was the highest and the broad-leaved evergreen forests was the lowest. It will provide a scientific basis for biodiversity conservation of Bengjianzi Nature Reserve.

bird; community; species diversity; Bengjianzi Nature Reserve

10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.05.006

Q958.15

A

1008-8873(2018)05-039-08

2017-05-16;

2017-06-21

国家自然科学基金项目(41471041)

陈宇(1992—), 女, 硕士, 研究方向为自然地理学

通信作者:汪正祥, 男, 教授, 博士生导师, E-mail: wangzx66@hubu.edu.cn

陈宇, 汪正祥, 杨其仁, 等. 湖北崩尖子自然保护区夏季鸟类群落及多样性研究[J]. 生态科学, 2018, 37(5): 39-46.

CHEN Yu, WANG Zhengxiang, LI Tingting, et al. Investigation on the biodiversities of summer avian in Bengjianzi Nature Reserve, Hubei Province[J]. Ecological Science, 2018, 37(5): 39-46.