羅祖奎,??∮?,王云,李性苑,張文華,姚銀花,李東平
(1.凱里學(xué)院環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院,貴州 凱里556011;2.貴州省原生態(tài)民族文化研究中心,貴州 凱里556011;3.焦作師范高等專科學(xué)校理工學(xué)院,河南 焦作400051;4.施秉縣旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展辦公室(施秉縣風(fēng)景管理處),貴州 凱里556200)
林下鳥(niǎo)類群落是指專性或主要在森林林下層活動(dòng)的鳥(niǎo)類所組成的群落,森林中3m高度以下活動(dòng)的鳥(niǎo)類都可以稱為林下鳥(niǎo)類[1-2].林下鳥(niǎo)類對(duì)植物種子傳播[3]、植被群落演替[4]、植被數(shù)量和分布[5]、減少蟲(chóng)害和維持生態(tài)系統(tǒng)平衡[6]等起著重要作用.但是林下鳥(niǎo)類飛行能力弱、對(duì)天敵捕食的抵抗力差、對(duì)森林的片斷化敏感、對(duì)生境的依賴性強(qiáng),森林破壞容易造成林下鳥(niǎo)類的滅絕[7].所以,林下鳥(niǎo)類的研究受到許多鳥(niǎo)類學(xué)者和保護(hù)生物學(xué)家的重視[8].
網(wǎng)捕法是調(diào)查林下鳥(niǎo)類一種很有效的方法[9-10].早在1971年,MacArthur等[11]就在巴拿馬的Canas島上用網(wǎng)捕法進(jìn)行鳥(niǎo)類調(diào)查.而中國(guó)較早使用網(wǎng)捕法的主要代表是鄒發(fā)生等人在上世紀(jì)90年代開(kāi)始對(duì)林下鳥(niǎo)類的調(diào)查和研究[12].國(guó)內(nèi)外就網(wǎng)捕法對(duì)林下鳥(niǎo)類捕獲效果的研究主要涉及網(wǎng)捕法的優(yōu)缺點(diǎn)探討以及不同生境之間鳥(niǎo)類多樣性的差異性[10,13].國(guó)內(nèi)外的研究表明:(1)由于多種林下鳥(niǎo)類具有少鳴唱、無(wú)領(lǐng)域以及隱蔽性強(qiáng)的特點(diǎn),采用網(wǎng)捕法進(jìn)行森林林下鳥(niǎo)類調(diào)查比采用樣線法和樣點(diǎn)法的效果更好[10,14];(2)通常情況下,在林窗及其邊緣生境鳥(niǎo)類種類和數(shù)量的捕獲率均不低于林下生境的捕獲
率[9-10,13,15].
貴州省云臺(tái)山具有最完整、最具代表性的獨(dú)特的中亞熱帶白云巖喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng).林下鳥(niǎo)類群落的組成、結(jié)構(gòu)與森林植被的組成與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)[14].依賴于具有獨(dú)特白云巖喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)生境的林下鳥(niǎo)類群落也具有其潛在的特殊性.云臺(tái)山林下鳥(niǎo)類群落的研究對(duì)該區(qū)域植被群落演替、植被病蟲(chóng)害防治、植被種子傳播途徑等問(wèn)題的研究有一定的價(jià)值.該論文主要有以下2個(gè)目的:(1)獲得林下鳥(niǎo)類的基本信息,為該區(qū)域鳥(niǎo)類保護(hù)管理提供理論依據(jù),為該區(qū)域鳥(niǎo)類相關(guān)研究提供基底數(shù)據(jù);(2)比較林緣、林窗和林下生境之間鳥(niǎo)類特征數(shù)的差異性,分析產(chǎn)生差異的原因,探討林下鳥(niǎo)類調(diào)查時(shí)霧網(wǎng)放置的最佳生境.
1.1 研究區(qū)概況 云臺(tái)山(E108°02′~108°12′,N27°05′~27°19′)位于貴州省黔東南州施秉縣縣城北面13km,總面積47km2.云臺(tái)山具體的生境介紹見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)[16].
1.2 野外調(diào)查 鳥(niǎo)類網(wǎng)捕法調(diào)查參考相關(guān)文獻(xiàn)[2],在2011年9月-2012年8月的春(3-5月)、夏(6-8月)、秋(9-11月)、冬(12-2月),每個(gè)季節(jié)連續(xù)布網(wǎng)4d,日布網(wǎng)時(shí)間在7:30-17:30,布網(wǎng)合計(jì)3 373.53h.霧網(wǎng)攔截面積10m×2.6m、網(wǎng)孔2cm.霧網(wǎng)分別放置在林緣、林窗和林下3種生境中,共11個(gè)網(wǎng)場(chǎng),不同網(wǎng)場(chǎng)的水平距離超過(guò)100m,每個(gè)季節(jié)放置霧網(wǎng)的數(shù)量為林緣7張、林下5張、林窗10~12張.整個(gè)調(diào)查期間每張網(wǎng)的位置固定,布網(wǎng)時(shí)網(wǎng)長(zhǎng)軸方向隨地勢(shì)而定,網(wǎng)面與地面垂直,網(wǎng)的下綱距離地面高度0~10cm,每間隔2~3h檢查1次霧網(wǎng),使鳥(niǎo)的死亡率低于1%[12],記錄鳥(niǎo)的相關(guān)信息后將鳥(niǎo)放飛.
1.3 數(shù)據(jù)處理 鳥(niǎo)類數(shù)量級(jí)等于鳥(niǎo)類數(shù)量占總數(shù)量的百分比(P),P≥10%的為優(yōu)勢(shì)種,1%≤P<10%的為常見(jiàn)種,P<1%的為少見(jiàn)種.
生物量(EB)計(jì)算公式[17]:EB=Σ(WiNi).其中:Wi為第i種的平均體質(zhì)量(g),Ni為第i種的個(gè)體數(shù)量.每種鳥(niǎo)類的平均體質(zhì)量查閱相關(guān)文獻(xiàn)獲得[18-19].
采用Shannon-Wiener指數(shù)(H)測(cè)度鳥(niǎo)類群落的α多樣性其中,Pi為第i物種個(gè)體數(shù)與所有物種個(gè)體總數(shù)的比值,S為總的物種數(shù).
采用Sorenson相似性系數(shù)(Sj)和Bray-Curtis指數(shù)(CN)測(cè)度不同生境的鳥(niǎo)類轉(zhuǎn)換率[20]:Si=2D/(A+B).式中:A為生境A的種數(shù),B為生境B的種數(shù),D為 A、B兩者共有的種數(shù).CN=2Nj/(Nx+Ny),式中:Nj為生境x和y共有種中個(gè)體數(shù)目較少者之和,Nx、Ny分別為生境x、y的個(gè)體數(shù)目之和.
鳥(niǎo)類數(shù)量、種類和生物量均以100網(wǎng)·h表示.以4個(gè)季節(jié)固定在同一位置的霧網(wǎng)為一個(gè)研究對(duì)象,在分別比較全年不同生境的鳥(niǎo)類數(shù)量、種類和生物量差異時(shí),均選用One-way ANOVA分析,林下生境鳥(niǎo)類的種類和生物量不符合正態(tài)分布(Shapiro-Wilk test),數(shù)據(jù)進(jìn)行平方根轉(zhuǎn)換.使用轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)比較不同網(wǎng)場(chǎng)的鳥(niǎo)類數(shù)量、種類和生物量時(shí),數(shù)據(jù)均達(dá)不到方差齊性要求(P=0.005~0.029),均選用Dunnett’S T3進(jìn)行組間多重比較.
統(tǒng)計(jì)運(yùn)算及作圖在SPSS 16.0和Excel 2003上完成;全文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示;全文中顯著水平為P<0.05,極顯著水平為P<0.01.
2.1 鳥(niǎo)類群落組成 共捕獲鳥(niǎo)類3目12科25種231只(表1).居留型:留鳥(niǎo)19種(76.00%,括號(hào)中百分?jǐn)?shù)表示占總種類的百分比,下同)、夏候鳥(niǎo)3種(12.00%)、旅鳥(niǎo)3種(12.00%);地理型:東洋種18種(72.00%)、廣布種5種(20.00%)、古北種2種(8.00%);捕獲種類最多的為鶯科和畫(huà)眉科的鳥(niǎo)類,分別為5種(20.00%)和4種(16.00%),捕獲數(shù)量最多的為畫(huà)眉科鳥(niǎo)類,共98只,占總數(shù)量的42.42%;優(yōu)勢(shì)種為灰眶雀鹛Alcippemorrisonia和白腰文鳥(niǎo)Lonchurastriata2種(8.00%),常見(jiàn)種17種(68.00%),少見(jiàn)種6種(24.00%).
表1 貴州省云臺(tái)山不同生境林下鳥(niǎo)類捕獲情況
2.2 不同生境鳥(niǎo)類群落特征值差異性 全年不同生境之間鳥(niǎo)類數(shù)量存在顯著的差異(F=4.023,P=0.033,df1=2,df2=21).林緣和林窗生境無(wú)顯著差異,但林緣和林窗生境均顯著高于林下生境(圖1).全年不同生境之間鳥(niǎo)類種類存在極顯著的差異(F=6.812,P=0.005,df1=2,df2=21).林緣和林窗生境無(wú)顯著差異,但林緣和林窗生境均顯著高于林下生境(圖2).全年不同生境之間鳥(niǎo)類生物量存在極顯著的差異(F=6.313,P=0.007,df1=2,df2=21).林緣和林窗生境無(wú)顯著差異,但林緣和林窗生境均顯著高于林下生境(圖3).全年多樣性指數(shù)為2.629.不同生境的多樣性指數(shù)從高到低依次為:林緣(2.488)、林窗(2.083)和林下(1.631).
圖1 不同生境捕獲的鳥(niǎo)類數(shù)量差異
圖2 不同生境捕獲的鳥(niǎo)類種類差異
圖3 不同生境捕獲的鳥(niǎo)類生物量差異
2.3 不同網(wǎng)場(chǎng)鳥(niǎo)類轉(zhuǎn)換率 比較3類生境的Sorenson相似性系數(shù)和Bray-Curtis指數(shù).結(jié)果表明:Sorenson相似性系數(shù)最高為林緣-林窗鳥(niǎo)類群落,最低為林下-林窗鳥(niǎo)類群落;Bray-Curtis指數(shù)最高為林下-林窗鳥(niǎo)類群落,最低為林窗-林緣鳥(niǎo)類群落(表2).林下專有種類(指僅在林下捕獲的鳥(niǎo)類)1種,為灰胸竹雞Bambusicolathoracica;林緣專有種類4種,為白眉姬鹟Ficedulastrophiata、黃眉柳鶯Phylloscopusinornatus、暗綠繡眼鳥(niǎo)Zosteropsjaponicus、山麻雀Passer rutilans;林窗專有種類3種,為斑姬啄木鳥(niǎo)Picumnusinnominatus、褐胸鹟Muscicapamuttui、黑頦鳳鹛Yuhinanigrimenta.3類生境共有種為灰眶雀鹛、栗耳鳳鹛Yuhinacastaniceps、棕頭鴉雀Paradoxorniswebbianus、大山雀Parusmajor(表1).
表2 不同生境捕獲的鳥(niǎo)類之間的關(guān)系
3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)鳥(niǎo)類捕獲的影響 研究表明,布網(wǎng)天數(shù)少于3d對(duì)林下鳥(niǎo)類的種類估計(jì)會(huì)產(chǎn)生較大的偏差[21],但是在原始森林中隨著布網(wǎng)天數(shù)的增加,林下鳥(niǎo)類網(wǎng)捕率逐漸下降,出現(xiàn)網(wǎng)羞現(xiàn)象[22],所以我們連續(xù)布網(wǎng)4d具有一定的合理性.我們進(jìn)行鳥(niǎo)類調(diào)查時(shí)沒(méi)有考慮天氣因素,因?yàn)樵婆_(tái)山的天氣具有“一日歷四季,十里不同天”的特點(diǎn),天氣因素很難控制.鳥(niǎo)類捕獲率具有從晴天、陰天、雨天依次下降的特點(diǎn)[21],所以,我們捕獲的鳥(niǎo)類數(shù)量極有可能比全部在晴天捕獲的鳥(niǎo)類數(shù)量要少.另外,由于網(wǎng)場(chǎng)生境的緣故,我們?cè)诹执吧巢季W(wǎng)10~12張,并不是一個(gè)恒定的數(shù)量,但這對(duì)我們的研究影響不大,因?yàn)樵撗芯恐饕菫榱吮容^3種生境中鳥(niǎo)類的種類、數(shù)量和生物量等特征指標(biāo),而比較這些特征指標(biāo)時(shí)我們比較的是網(wǎng)捕率,而不是絕對(duì)數(shù)量.
研究表明:一般體質(zhì)量大于100g的鳥(niǎo)被霧網(wǎng)捕到的機(jī)會(huì)較少[22].我們網(wǎng)捕的鳥(niǎo)類只有灰胸竹雞的體質(zhì)量大于100g,并且僅捕獲到1只,我們使用的霧網(wǎng)網(wǎng)孔偏小,大網(wǎng)孔的霧網(wǎng)能否捕獲體重更大的鳥(niǎo)有待于進(jìn)一步研究.
3.2 影響不同生境鳥(niǎo)類捕獲差異性的因素 霧網(wǎng)調(diào)查受到生境異質(zhì)性的影響[23].即使在鳥(niǎo)類豐富度相等的生境中,會(huì)出現(xiàn)喬木矮小的森林比喬木高大的森林捕獲效率高,幼林比成年林捕獲率高[24].云臺(tái)山為原始森林,樹(shù)木高大,100年以上的樹(shù)木就有幾十種,所以,云臺(tái)山的鳥(niǎo)類網(wǎng)捕率不會(huì)太高.森林空隙地的結(jié)構(gòu)和資源異質(zhì)性會(huì)影響鳥(niǎo)類的分布和多樣性[10].在小尺度上,森林中的空地由于樹(shù)葉堆積形成腐殖質(zhì),為營(yíng)腐殖質(zhì)生活的生物提供了場(chǎng)所,從而為食蟲(chóng)鳥(niǎo)提供了食物資源[22].而且,由于林窗、林緣和林下花果植物的豐富度不同也會(huì)影響鳥(niǎo)類在這些生境中的捕獲率的差異性,特別是對(duì)食蜜和食果鳥(niǎo)類的影響[15].林窗及其邊緣地帶對(duì)鳥(niǎo)類的吸引力歸因于其擁有更多的邊界生境,濃密的林下可能限制了花果植物的生長(zhǎng),而林窗及其邊緣地帶的凈生產(chǎn)力高,形成豐富的食物資源吸引了更多的鳥(niǎo)類[9].即使是在花果植物普遍稀少的森林,食蜜和食果鳥(niǎo)類的捕獲率還是表現(xiàn)出林間空地高于林下生境,而且鳥(niǎo)類捕獲率、捕獲的總數(shù)量、物種數(shù)和多樣性均表現(xiàn)為林窗生境高于林下生境,捕獲到的全部的食蟲(chóng)鳥(niǎo)類、食蜜鳥(niǎo)類和食果鳥(niǎo)類經(jīng)常是林窗生境高于林下生境[10].云臺(tái)山花果植物種類豐富,花果植物更多分布在林緣和林窗,所以,云臺(tái)山網(wǎng)捕鳥(niǎo)類物種數(shù)、數(shù)量和生物量均表現(xiàn)出林緣和林窗生境高于林下生境(圖1~3).林緣和林窗生境鳥(niǎo)類的3個(gè)特征數(shù)雖然都無(wú)顯著差異,但平均值均表現(xiàn)出林緣略高于林窗,說(shuō)明林緣具有群落交錯(cuò)區(qū)效應(yīng)[20].處于林緣或者林窗的鳥(niǎo)類因?yàn)檠刂M窄的生境廊道活動(dòng),所以它們更容易撞網(wǎng).相比較而言,濃密的林下生境光線相對(duì)弱,鳥(niǎo)類活動(dòng)沒(méi)有固定的方向,撞網(wǎng)的幾率更低[25].雖然云臺(tái)山林下的灌叢植被很少,但濃密的喬木可能會(huì)降低鳥(niǎo)類捕獲率.
原始森林和人工林捕獲的鳥(niǎo)類組成結(jié)構(gòu)和數(shù)量往往有很大的差異性,人工林常以白頭鵯Pycnonotussinensis、暗綠繡眼鳥(niǎo)等為優(yōu)勢(shì)種,而原始森林多以畫(huà)眉科鳥(niǎo)類占優(yōu)勢(shì)[6].尖峰嶺[22]、車八嶺保護(hù)區(qū)[6]等原始森林林下鳥(niǎo)類的捕獲情況表明:畫(huà)眉科鳥(niǎo)類占研究區(qū)域總數(shù)量的50%左右、總物種數(shù)的25%~30%.云臺(tái)山畫(huà)眉科鳥(niǎo)類占總數(shù)量的42.42%.總物種數(shù)的16.00%,畫(huà)眉科鳥(niǎo)類的數(shù)量和物種數(shù)分別排在第一和第二的位置.畫(huà)眉科鳥(niǎo)類豐富體現(xiàn)了云臺(tái)山森林的原始性.
3.3 林下鳥(niǎo)類捕獲霧網(wǎng)放置場(chǎng)所選擇的建議 前期研究表明:林下生境鳥(niǎo)類數(shù)量較少與林下花果植物相對(duì)少、腐殖基質(zhì)少以及沒(méi)有鳥(niǎo)類活動(dòng)的生境廊道等多種因素有關(guān),而我們調(diào)查發(fā)現(xiàn)林下生境霧網(wǎng)捕獲率低下的原因還有以下兩點(diǎn):(1)即使每間隔2~3h對(duì)霧網(wǎng)進(jìn)行1次仔細(xì)的清理,林下生境的霧網(wǎng)上懸掛樹(shù)葉等雜物的頻率還是較高.懸掛在半空中的雜物會(huì)對(duì)鳥(niǎo)類起到類似蜘蛛網(wǎng)存在的警示作用;(2)由于林下生境植被濃密,林下生境活動(dòng)的鳥(niǎo)類多為跳躍動(dòng)作或者短距離飛行,這樣它們較容易發(fā)現(xiàn)霧網(wǎng).雖然在林下生境經(jīng)??匆?jiàn)成群的鳥(niǎo)類活動(dòng),但林下生境中的霧網(wǎng)捕獲率仍然很低.
有一些鳥(niǎo)類即使在林下生境中數(shù)量較多,比如:雉類為林下生境活動(dòng)的重要類群,但雉類等行走緩慢的林下鳥(niǎo)類由于警惕性高,霧網(wǎng)一般捕獲不到[14].我們?cè)诹窒律巢榭挫F網(wǎng)時(shí)驚飛1只灰胸竹雞并撞網(wǎng)被捕獲,所以我們捕獲到的這只灰胸竹雞純屬偶然因素,如果排除這種偶然因素,那么林下生境沒(méi)有捕獲到任何專有種鳥(niǎo)類.
林下生境鳥(niǎo)類的種類、數(shù)量、生物量、多樣性指數(shù)在3類生境中最低,而且林下生境專有種鳥(niǎo)類少甚至沒(méi)有.綜上所述,在對(duì)森林林下鳥(niǎo)類進(jìn)行網(wǎng)捕法調(diào)查時(shí),應(yīng)該將更多的網(wǎng)場(chǎng)選擇在林緣和林窗生境,而不是林下生境.
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