神农架世界自然遗产地陆生脊椎动物多样性

周友兵, 韩文斌, 陈文文,3, 崔继法, 申国珍, 熊高明, 徐文婷, 樊大勇, 赵常明, 谢宗强,*



神农架世界自然遗产地陆生脊椎动物多样性

周友兵1, 韩文斌2, 陈文文1,3, 崔继法1, 申国珍1, 熊高明1, 徐文婷1, 樊大勇1, 赵常明1, 谢宗强1,*

1. 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093 2. 山西省管涔山国有林管理局, 山西, 宁武 03670 3. 安徽大学资源与环境工程学院, 安徽, 合肥 230601

动物名录整理是一项基础性工作, 对生物多样性的认识和保护计划的制订具有重要意义。通过对中国科学院神农架生物多样性定位站近20年的监测数据和历史文献资料的整理, 对神农架世界自然遗产地的陆生脊椎动物进行了较为详实的汇总、分析与研究, 并结合近年来国内外各陆生脊椎动物类群的分类系统发育研究结果, 确定物种有效性和分类归属。神农架遗产地共有陆生脊椎动物29目110科312属577种, 占湖北省和全国脊椎动物物种种数的80.70%和19.81%。其中, 小黑领噪鹛()、白眉林鸲()、褐冠山雀()和淡绿鵙鹛()为我们近期调查中发现的湖北省新纪录物种。在动物地理区划上, 东洋界分布的物种数(61.35%)是古北界分布物种数(30.68%)的两倍, 广域分布的物种仅占7.97%, 表明遗产地内东洋区动物占一定优势, 兼有古北区的区系成分渗透其间, 反映出东洋界与古北界物种在遗产地交融汇集的特征。神农架遗产地共分布有中国特有陆生脊椎动物物种57种, 分别占神农架陆生脊椎动物总数和全国特有陆生脊椎动物总数的9.88%和8.89%。对神农架遗产地陆生脊椎动物的汇总研究, 可为神农架世界自然遗产地履行世界遗产中心的要求, 进一步开展神农架遗产的监测与保护提供依据。近年来关于神农架脊椎动物新记录种的不断报道表明遗产地的物种多样性仍然存在被低估的可能, 暗示着遗产地这方面的工作仍需进一步扩大和深入。

动物区系; 脊椎动物; 神农架世界自然遗产; 特有动物; 新纪录种

1 前言

神农架世界自然遗产地地处中国地势第二阶梯的东部边缘, 为大巴山脉东段中山地貌, 是东部平原丘陵向西部高原山地的过渡区以及亚热带气候向暖温带气候过渡区, 具北亚热带季风气候特点[1–3]。神农架是我国目前面积较大、保护较好的世界遗产地之一, 因其地质历史古老和受第四纪冰期影响较小, 生物区系比较原始, 珍稀濒危动植物多, 物种多样性丰富, 是公认的全球具有国际意义的生物多样性研究与保护关键地区之一, 近年来倍受国内外研究者的关注[4–6]。独特的地理位置和气候特征, 使神农架成为动植物的过渡区和交汇地, 在动物地理区系上属古北界和东洋界的交界地带[1–3, 7]。本文通过对中国科学院神农架生物多样性定位站近20年的监测数据和历史文献资料的整理, 对神农架自然遗产地的陆生脊椎物种进行了较为详实的汇总、分析与研究, 并结合近年来国内、外各脊椎动物类群的分类系统整理和发育研究结果, 确定物种有效性和分类归属, 以期为神农架世界自然遗产地的进一步保护提供科学参考依据。

2 研究区域与方法

2.1 地理概况

本研究位于湖北神农架世界自然遗产地内(北纬31°30′、东经110°15′)。神农架自然遗产地主体位于湖北神农架国家级自然保护区, 涉及部分巴东沿渡河自然保护区区域[4]。神农架自然遗产地位于中国地势第二阶梯的东部边缘, 为大巴山脉东段组成的中山地貌, 呈近东西方向延伸, 地势西南高东北低, 峡谷纵横深切。神农顶海拔3,106.2 m, 为大巴山脉主峰和湖北省的最高点, 也是华中地区最高点。受亚热带环流控制, 气候属北亚热带季风气候区, 温暖湿润, 为中国南部亚热带与北部暖温带的气候过渡区域。年均气温12—17 ℃, 极端最低气温–31 ℃, 极端最高气温43 ℃。年均降水量700—2,700 mm。山体立体气候明显, 具有明显的垂直气候带, 从低海拔到高海拔依次呈现出北亚热带、暖温带、温带、寒温带的气候特点。土壤具有明显的自然垂直带, 从低到高依次为山地黄壤、山地黄棕壤、山地棕壤、山地暗棕壤和山地灰化暗棕壤。神农架复杂的地形和巨大的高差、多种土壤类型和气候条件, 孕育了多样的栖息地类型和丰富的生物多样性。神农架2,700 m的落差内从低海拔到高海拔分布有完整的山地植被垂直带谱: 常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林、针阔混交林、针叶林、灌丛草甸。神农架生态系统完整, 是华中地区面积最大的原始森林分布区。

2.2 调查方法与数据处理

首先对神农架遗产地的陆生脊椎动物进行编目, 编目数据主要来源于两个方面: 1) 中国科学院神农架生物多样性定位站长期监测数据[3]; 2) 查阅有关神农架涉及脊椎动物多样性的调查报告、最新的科学考察集、新纪录等历史文献资料[1–2, 7–11]。

本文中以动物志书和最新的研究文献确定物种的名称。哺乳动物分类系统以及中文名和拉丁名分别以《中国哺乳动物多样性及地理分布》[12]和《Mammal Species of the World: A Taxonomic and Geographic Reference》[13]为主, 并参考了《中国哺乳动物种与亚种分类名录与分布大全》[14](王应祥 2003); 鸟类以《中国鸟类分类与分布名录》[15]为主, 并参考了《中国鸟类野外手册》[16]和BirdLife Taxonomic Checklist[17]; 爬行动物以《中国动物志爬行纲》[18–20]为主, 并参考了《中国蛇类》[21]和The Reptile Database[22]; 两栖类以《中国两栖动物及其分布彩色图鉴》[23]为主, 并参考了《中国动物志两栖纲》[24–26]和AmphibiaWeb Taxonomy[27]。为分析神农架遗产地的陆生脊椎动物物种多样性, 与临近区域(重庆市、陕西省、湖南省和四川省)的陆生脊椎动物总数进行了比较[28–31]。物种地理分布型主要参照《中国动物地理》[32]进行分析。中国特有种的确定依据为《中国脊椎动物红色名录》[33], 并参考了前述各类群单元的志书和网站。

3 结果与分析

3.1 物种多样性

神农架遗产地共有陆生脊椎动物29目110科312属577种(附表1)。其中, 鸟类种类较多, 达400种, 占神农架遗产地陆生脊椎动物物种总数的69.32%; 其他三个类群仅占10%左右(表1)。小黑领噪鹛()、白眉林鸲()、褐冠山雀()和淡绿鵙鹛()为我们近期调查中发现的湖北省新纪录物种。

神农架遗产地虽面积较小(733.18 km2), 却是北亚热带动物的天然宝库。已知兽类物种数占湖北省兽类的98.86%和全国兽类的12.95%, 鸟类分别为76.78%和29.15%, 爬行类分别为94.64%和11.50%, 两栖类分别为74.00%和9.07%。遗产地的动物种数与周边的陕西省、重庆市、湖南省和河南省相比, 兽类物种数超过了河南省兽类物种总数, 并分别占另外三个省份兽类总数的60.00%—89.69%; 鸟类物种数除陕西(占88.08%)外, 均超过了其他三个省的鸟类总数; 爬行类物种数超过了重庆市和河南省, 并分别占陕西省和湖南省的98.15%和64.63%; 两栖类物种数超过了陕西省和河南省, 并分别占重庆和湖南省的86.05%和52.86%; 此说明了神农架遗产地为该邻近区域的动物聚集分布地(表2)。

表1 神农架世界自然遗产地陆生脊椎动物物种

3.2 地理分布型

神农架遗产地地处华中腹地, 是东洋界与古北界、北亚热带与暖温带的交汇过渡区域。在动物地理区划上, 虽属东洋界、中印亚界、华中区、西部山地高原亚区, 但动物区系组成表现为东洋界与古北界物种交融汇集的特征。动物分布型中, 东洋界分布的物种数(61.35%)是古北界分布物种数(30.68%)的两倍, 广域分布的物种仅占7.97%。东洋界分布物种以东南亚热带-亚热带型(28.25%)和南中国型(22.01%)为主, 古北界分布物种主要有北方型(18.89%)和东北型(10.05%)构成。这表明属于东洋区的鸟兽动物区系占一定优势, 兼有古北区的区系成分渗透其间, 反映出神农架遗产地生物区系的古老性和野生动物物种的丰富多样性(附表1和表3)。

表2 神农架世界自然遗产地与其邻近区域陆生脊椎动物丰富度的对比

注: *神农架遗产地物种数与对比地区的百分比值。

表3 神农架世界自然遗产地陆生脊椎动物区系成分

3.3 特有成分

神农架世界自然遗产地共分布有中国特有陆生脊椎动物物种57种(附表1), 分别占神农架陆生脊椎动物总数和全国特有陆生脊椎动物总数的9.88%和8.89%。两栖动物的特有率高, 超过50%。鸟类的特有率仅为2.75%, 但相对于全国特有鸟类总数的占比最高, 达14.29%(表4)。此外, 神农架世界自然遗产地还是川金丝猴湖北亚种()模式标本产地, 且是川金丝猴湖北亚种的唯一现存分布地。最新的研究表明, 神农架金丝猴与其另外两个亚种的遗传距离较远, 应该作为一个独立遗传管理单元[34]。这些结果反映出神农架世界自然遗产地分布物种的特有化程度高, 对中国特有物种的保护具有重要意义。

表4 神农架世界自然遗产地特有陆生脊椎动物成分

4 讨论

脊椎动物名录整理、分布及生存现状的调查与研究是一项基础性工作, 有利于对动物多样性的认识和保护计划的制订[1–3, 35–38]。本文在野外调查的基础上, 参考脊椎动物最新的分类学和分子系统学研究结果, 通过收集整理近20年来的研究资料, 结合中国科学院神农架生物多样性定位站的长期监测数据, 对神农架遗产地陆生脊椎动物进行汇总和整理, 形成了神农架世界自然遗产地当前陆生脊椎动物名录, 可为神农架遗产地履行世界遗产中心的要求(http://whc.unesco.org/en/decisions/6786), 进一步开展神农架遗产的监测与保护提供依据。

动物的地理分布受多种因素共同作用的影响[12, 36]。中国作为古北界与东洋界的交汇区域, 其动物地理分布型的划定是一项复杂而困难的工作[32]。尽管广为接受的古北界与东洋界在中国的边界是南北分界在北纬30°附近[39–40], 但其边界的划定长期具有很大的争议, 不同学者基于不同类群和方法得到不同的结论, 主要划定的边界都是北纬20°—40°之间[41–43]。而近期基于新的多类群物种分布数据库和统计算法的研究更支持古北界与东洋界的边界是东西分界在东经105°附近[39, 41]。神农架自然遗产地地处北纬31°30′、东经110°15′, 正处在传统划定的南北边界偏北的位置, 动物区系成分应以古北界为主, 兼有东洋界成分的过渡特征。可实际上, 神农架自然遗产地东区区系成分却是以东洋界(61.35%)为主, 兼有古北界(30.68%)成分的过渡特征, 这在一定程度上支持了近期关于古北界与东洋界在中国的边界是东西分界在东经105°附近的新划法[39, 41]。

近年来关于神农架脊椎动物新记录种的不断报道[7, 44], 一方面说明了神农架遗产地脊椎动物资源丰富多样, 另一方面也意味着神农架遗产地脊椎动物的物种多样性仍然存在被低估的可能, 还有可能是过去的调查不完整或者不彻底。尽管神农架已经启动过两次系统综合考察[1–2], 但并没有开展过针对脊椎动物不同类群的长期专项蹲点调查, 特别是对一些有季节迁徙习性的物种。一些在神农架有分布记录的物种, 近几十年在野外都没再次发现(如中国小鲵), 很多物种在神农架的分布地点也是知之甚少。此外, 由于全球气候变暖, 以及神农架生态环境的改变[4, 45], 临近区域分布的物种也有可能迁入或迁出神农架遗产地栖息。因此, 神农架脊椎动物的分类工作还需要继续扩大和深入, 进一步明确其生物多样性的现状, 便于实时综合评估神农架脊椎动物的濒危等级, 为神农架遗产地的保护提出科学的保护建议。

致谢: 感谢湖北神农架国家级自然保护区管理局、湖北神农架森林生态系统国家野外科学观察研究站的支持。中国科学院植物研究所研究生雷博宇、吴楠、王冰鑫、余小林帮助查找了部分文献, 在此表示诚挚的感谢。

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Terrestrial vertebrate diversity in Shennongjia World Natural Heritage Site, China

ZHOU Youbing1, HAN Wenbin2, CHEN Wenwen1,3, CUI Jifa1, SHEN Guozhen1, XIONG Gaoming1, XU Wenting1, FAN Dayong1, ZHAO Changming1, XIE Zongqiang1,*

1. State Key Laboratory of Vegetation and Environment Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China 2. Shanxi province Guancen Mountain National Forest Administration, Ningwu 036700, China 3. School of Resources and Environmental Engineering, Anhui University, Hefei 230601, China

Research on vertebrate fauna, taxon and distribution is a fundamental part of natural conservation, which can further provide essential principle to reduce the escalating loss of global biodiversity. Based on 20-years monitoring dataset from the National Field Research Station for Forest Ecosystems of Shennongjia, historical literatures, and taking into account latest researches on taxonomy of terrestrial vertebrates, we provide an updated checklist on the diversity and distribution of terrestrial vertebrate species in Shennongjia World Natural Heritage Site, China. A total of 577 vertebrate species belonging to 29 orders 110 families and 312 genera have been recorded in Shennongjia World Natural Heritage Site, which represents 80.70% and 19.81% of vertebrate species in Hubei province and China, respectively. We first documented four new records of species for Hubei Province, i.e.,,and. Vertebrate species belonging to the Oriental Realm is twice number of belonging to the Oriental Realm, while only 7.97% vertebrate species belongs to the widely-distributed fauna, indicating that faunal composition and elements from the Palearctic and Oriental Realms blend in Shennongjia World Natural Heritage Site. A total of 57 Chinese endemic vertebrate species are distributed in Shennongjia World Natural Heritage Site, which represents 9.88% and 8.89% of Chinese endemic vertebrate species in Hubei province and China, respectively. This comprehensive and integrative research on vertebrate diversity of Shennongjia World Natural Heritage Site can meet the requirements and suggestions put forward by the World Heritage Centre, United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, further improving management and conservation for Shennongjia World Natural Heritage Site. Recent reports on new record species in Shennongjia World Natural Heritage Site show that its vertebrate diversity could be underestimated, indicating that further survey should be carried out.

fauna; vertebrate; Shennongjia Natural Heritage Site; endemic species; new record species

10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.05.007

Q958

A

1008-8873(2018)05-047-06

2017-09-14;

2017-10-26

国家自然基金青年项目(31500359); 中国科学院战略先导科技专项(XDA1905040203)

周友兵(1980—), 男, 安徽阜阳人, 博士, 副研究员, 主要从事进化和保护生物学研究, E-mail: zhouyb@ibcas.ac.cn

通信作者:谢宗强, 男, 研究员, 博导, 主要从事保护生态学研究, Email: xie@ibcas.ac.cn

周友兵, 韩文斌, 陈文文, 等.神农架世界自然遗产地陆生脊椎动物多样性[J]. 生态科学, 2018, 37(5): 47-52.

ZHOU Youbing, HAN Wenbin, CHEN Wenwen, et al. Terrestrial vertebrate diversity in Shennongjia World Natural Heritage Site, China[J]. Ecological Science, 2018, 37(5): 47-52.