周友兵, 韓文斌, 陳文文,3, 崔繼法, 申國(guó)珍, 熊高明, 徐文婷, 樊大勇, 趙常明, 謝宗強(qiáng),*

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神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地陸生脊椎動(dòng)物多樣性

周友兵1, 韓文斌2, 陳文文1,3, 崔繼法1, 申國(guó)珍1, 熊高明1, 徐文婷1, 樊大勇1, 趙常明1, 謝宗強(qiáng)1,*

1. 中國(guó)科學(xué)院植物研究所植被與環(huán)境變化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100093 2. 山西省管涔山國(guó)有林管理局, 山西, 寧武 03670 3. 安徽大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院, 安徽, 合肥 230601

動(dòng)物名錄整理是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作, 對(duì)生物多樣性的認(rèn)識(shí)和保護(hù)計(jì)劃的制訂具有重要意義。通過(guò)對(duì)中國(guó)科學(xué)院神農(nóng)架生物多樣性定位站近20年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和歷史文獻(xiàn)資料的整理, 對(duì)神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地的陸生脊椎動(dòng)物進(jìn)行了較為詳實(shí)的匯總、分析與研究, 并結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外各陸生脊椎動(dòng)物類群的分類系統(tǒng)發(fā)育研究結(jié)果, 確定物種有效性和分類歸屬。神農(nóng)架遺產(chǎn)地共有陸生脊椎動(dòng)物29目110科312屬577種, 占湖北省和全國(guó)脊椎動(dòng)物物種種數(shù)的80.70%和19.81%。其中, 小黑領(lǐng)噪鹛()、白眉林鴝()、褐冠山雀()和淡綠鵙鹛()為我們近期調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的湖北省新紀(jì)錄物種。在動(dòng)物地理區(qū)劃上, 東洋界分布的物種數(shù)(61.35%)是古北界分布物種數(shù)(30.68%)的兩倍, 廣域分布的物種僅占7.97%, 表明遺產(chǎn)地內(nèi)東洋區(qū)動(dòng)物占一定優(yōu)勢(shì), 兼有古北區(qū)的區(qū)系成分滲透其間, 反映出東洋界與古北界物種在遺產(chǎn)地交融匯集的特征。神農(nóng)架遺產(chǎn)地共分布有中國(guó)特有陸生脊椎動(dòng)物物種57種, 分別占神農(nóng)架陸生脊椎動(dòng)物總數(shù)和全國(guó)特有陸生脊椎動(dòng)物總數(shù)的9.88%和8.89%。對(duì)神農(nóng)架遺產(chǎn)地陸生脊椎動(dòng)物的匯總研究, 可為神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地履行世界遺產(chǎn)中心的要求, 進(jìn)一步開(kāi)展神農(nóng)架遺產(chǎn)的監(jiān)測(cè)與保護(hù)提供依據(jù)。近年來(lái)關(guān)于神農(nóng)架脊椎動(dòng)物新記錄種的不斷報(bào)道表明遺產(chǎn)地的物種多樣性仍然存在被低估的可能, 暗示著遺產(chǎn)地這方面的工作仍需進(jìn)一步擴(kuò)大和深入。

動(dòng)物區(qū)系; 脊椎動(dòng)物; 神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn); 特有動(dòng)物; 新紀(jì)錄種

1 前言

神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地地處中國(guó)地勢(shì)第二階梯的東部邊緣, 為大巴山脈東段中山地貌, 是東部平原丘陵向西部高原山地的過(guò)渡區(qū)以及亞熱帶氣候向暖溫帶氣候過(guò)渡區(qū), 具北亞熱帶季風(fēng)氣候特點(diǎn)[1–3]。神農(nóng)架是我國(guó)目前面積較大、保護(hù)較好的世界遺產(chǎn)地之一, 因其地質(zhì)歷史古老和受第四紀(jì)冰期影響較小, 生物區(qū)系比較原始, 珍稀瀕危動(dòng)植物多, 物種多樣性豐富, 是公認(rèn)的全球具有國(guó)際意義的生物多樣性研究與保護(hù)關(guān)鍵地區(qū)之一, 近年來(lái)倍受國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注[4–6]。獨(dú)特的地理位置和氣候特征, 使神農(nóng)架成為動(dòng)植物的過(guò)渡區(qū)和交匯地, 在動(dòng)物地理區(qū)系上屬古北界和東洋界的交界地帶[1–3, 7]。本文通過(guò)對(duì)中國(guó)科學(xué)院神農(nóng)架生物多樣性定位站近20年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和歷史文獻(xiàn)資料的整理, 對(duì)神農(nóng)架自然遺產(chǎn)地的陸生脊椎物種進(jìn)行了較為詳實(shí)的匯總、分析與研究, 并結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)、外各脊椎動(dòng)物類群的分類系統(tǒng)整理和發(fā)育研究結(jié)果, 確定物種有效性和分類歸屬, 以期為神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地的進(jìn)一步保護(hù)提供科學(xué)參考依據(jù)。

2 研究區(qū)域與方法

2.1 地理概況

本研究位于湖北神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地內(nèi)(北緯31°30′、東經(jīng)110°15′)。神農(nóng)架自然遺產(chǎn)地主體位于湖北神農(nóng)架國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū), 涉及部分巴東沿渡河自然保護(hù)區(qū)區(qū)域[4]。神農(nóng)架自然遺產(chǎn)地位于中國(guó)地勢(shì)第二階梯的東部邊緣, 為大巴山脈東段組成的中山地貌, 呈近東西方向延伸, 地勢(shì)西南高東北低, 峽谷縱橫深切。神農(nóng)頂海拔3,106.2 m, 為大巴山脈主峰和湖北省的最高點(diǎn), 也是華中地區(qū)最高點(diǎn)。受亞熱帶環(huán)流控制, 氣候?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū), 溫暖濕潤(rùn), 為中國(guó)南部亞熱帶與北部暖溫帶的氣候過(guò)渡區(qū)域。年均氣溫12—17 ℃, 極端最低氣溫–31 ℃, 極端最高氣溫43 ℃。年均降水量700—2,700 mm。山體立體氣候明顯, 具有明顯的垂直氣候帶, 從低海拔到高海拔依次呈現(xiàn)出北亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶的氣候特點(diǎn)。土壤具有明顯的自然垂直帶, 從低到高依次為山地黃壤、山地黃棕壤、山地棕壤、山地暗棕壤和山地灰化暗棕壤。神農(nóng)架復(fù)雜的地形和巨大的高差、多種土壤類型和氣候條件, 孕育了多樣的棲息地類型和豐富的生物多樣性。神農(nóng)架2,700 m的落差內(nèi)從低海拔到高海拔分布有完整的山地植被垂直帶譜: 常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、落葉闊葉林、針闊混交林、針葉林、灌叢草甸。神農(nóng)架生態(tài)系統(tǒng)完整, 是華中地區(qū)面積最大的原始森林分布區(qū)。

2.2 調(diào)查方法與數(shù)據(jù)處理

首先對(duì)神農(nóng)架遺產(chǎn)地的陸生脊椎動(dòng)物進(jìn)行編目, 編目數(shù)據(jù)主要來(lái)源于兩個(gè)方面: 1) 中國(guó)科學(xué)院神農(nóng)架生物多樣性定位站長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)[3]; 2) 查閱有關(guān)神農(nóng)架涉及脊椎動(dòng)物多樣性的調(diào)查報(bào)告、最新的科學(xué)考察集、新紀(jì)錄等歷史文獻(xiàn)資料[1–2, 7–11]。

本文中以動(dòng)物志書和最新的研究文獻(xiàn)確定物種的名稱。哺乳動(dòng)物分類系統(tǒng)以及中文名和拉丁名分別以《中國(guó)哺乳動(dòng)物多樣性及地理分布》[12]和《Mammal Species of the World: A Taxonomic and Geographic Reference》[13]為主, 并參考了《中國(guó)哺乳動(dòng)物種與亞種分類名錄與分布大全》[14](王應(yīng)祥 2003); 鳥(niǎo)類以《中國(guó)鳥(niǎo)類分類與分布名錄》[15]為主, 并參考了《中國(guó)鳥(niǎo)類野外手冊(cè)》[16]和BirdLife Taxonomic Checklist[17]; 爬行動(dòng)物以《中國(guó)動(dòng)物志爬行綱》[18–20]為主, 并參考了《中國(guó)蛇類》[21]和The Reptile Database[22]; 兩棲類以《中國(guó)兩棲動(dòng)物及其分布彩色圖鑒》[23]為主, 并參考了《中國(guó)動(dòng)物志兩棲綱》[24–26]和AmphibiaWeb Taxonomy[27]。為分析神農(nóng)架遺產(chǎn)地的陸生脊椎動(dòng)物物種多樣性, 與臨近區(qū)域(重慶市、陜西省、湖南省和四川省)的陸生脊椎動(dòng)物總數(shù)進(jìn)行了比較[28–31]。物種地理分布型主要參照《中國(guó)動(dòng)物地理》[32]進(jìn)行分析。中國(guó)特有種的確定依據(jù)為《中國(guó)脊椎動(dòng)物紅色名錄》[33], 并參考了前述各類群?jiǎn)卧闹緯途W(wǎng)站。

3 結(jié)果與分析

3.1 物種多樣性

神農(nóng)架遺產(chǎn)地共有陸生脊椎動(dòng)物29目110科312屬577種(附表1)。其中, 鳥(niǎo)類種類較多, 達(dá)400種, 占神農(nóng)架遺產(chǎn)地陸生脊椎動(dòng)物物種總數(shù)的69.32%; 其他三個(gè)類群僅占10%左右(表1)。小黑領(lǐng)噪鹛()、白眉林鴝()、褐冠山雀()和淡綠鵙鹛()為我們近期調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的湖北省新紀(jì)錄物種。

神農(nóng)架遺產(chǎn)地雖面積較小(733.18 km2), 卻是北亞熱帶動(dòng)物的天然寶庫(kù)。已知獸類物種數(shù)占湖北省獸類的98.86%和全國(guó)獸類的12.95%, 鳥(niǎo)類分別為76.78%和29.15%, 爬行類分別為94.64%和11.50%, 兩棲類分別為74.00%和9.07%。遺產(chǎn)地的動(dòng)物種數(shù)與周邊的陜西省、重慶市、湖南省和河南省相比, 獸類物種數(shù)超過(guò)了河南省獸類物種總數(shù), 并分別占另外三個(gè)省份獸類總數(shù)的60.00%—89.69%; 鳥(niǎo)類物種數(shù)除陜西(占88.08%)外, 均超過(guò)了其他三個(gè)省的鳥(niǎo)類總數(shù); 爬行類物種數(shù)超過(guò)了重慶市和河南省, 并分別占陜西省和湖南省的98.15%和64.63%; 兩棲類物種數(shù)超過(guò)了陜西省和河南省, 并分別占重慶和湖南省的86.05%和52.86%; 此說(shuō)明了神農(nóng)架遺產(chǎn)地為該鄰近區(qū)域的動(dòng)物聚集分布地(表2)。

表1 神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地陸生脊椎動(dòng)物物種

3.2 地理分布型

神農(nóng)架遺產(chǎn)地地處華中腹地, 是東洋界與古北界、北亞熱帶與暖溫帶的交匯過(guò)渡區(qū)域。在動(dòng)物地理區(qū)劃上, 雖屬東洋界、中印亞界、華中區(qū)、西部山地高原亞區(qū), 但動(dòng)物區(qū)系組成表現(xiàn)為東洋界與古北界物種交融匯集的特征。動(dòng)物分布型中, 東洋界分布的物種數(shù)(61.35%)是古北界分布物種數(shù)(30.68%)的兩倍, 廣域分布的物種僅占7.97%。東洋界分布物種以東南亞熱帶-亞熱帶型(28.25%)和南中國(guó)型(22.01%)為主, 古北界分布物種主要有北方型(18.89%)和東北型(10.05%)構(gòu)成。這表明屬于東洋區(qū)的鳥(niǎo)獸動(dòng)物區(qū)系占一定優(yōu)勢(shì), 兼有古北區(qū)的區(qū)系成分滲透其間, 反映出神農(nóng)架遺產(chǎn)地生物區(qū)系的古老性和野生動(dòng)物物種的豐富多樣性(附表1和表3)。

表2 神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地與其鄰近區(qū)域陸生脊椎動(dòng)物豐富度的對(duì)比

注: *神農(nóng)架遺產(chǎn)地物種數(shù)與對(duì)比地區(qū)的百分比值。

表3 神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地陸生脊椎動(dòng)物區(qū)系成分

3.3 特有成分

神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地共分布有中國(guó)特有陸生脊椎動(dòng)物物種57種(附表1), 分別占神農(nóng)架陸生脊椎動(dòng)物總數(shù)和全國(guó)特有陸生脊椎動(dòng)物總數(shù)的9.88%和8.89%。兩棲動(dòng)物的特有率高, 超過(guò)50%。鳥(niǎo)類的特有率僅為2.75%, 但相對(duì)于全國(guó)特有鳥(niǎo)類總數(shù)的占比最高, 達(dá)14.29%(表4)。此外, 神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地還是川金絲猴湖北亞種()模式標(biāo)本產(chǎn)地, 且是川金絲猴湖北亞種的唯一現(xiàn)存分布地。最新的研究表明, 神農(nóng)架金絲猴與其另外兩個(gè)亞種的遺傳距離較遠(yuǎn), 應(yīng)該作為一個(gè)獨(dú)立遺傳管理單元[34]。這些結(jié)果反映出神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地分布物種的特有化程度高, 對(duì)中國(guó)特有物種的保護(hù)具有重要意義。

表4 神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地特有陸生脊椎動(dòng)物成分

4 討論

脊椎動(dòng)物名錄整理、分布及生存現(xiàn)狀的調(diào)查與研究是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作, 有利于對(duì)動(dòng)物多樣性的認(rèn)識(shí)和保護(hù)計(jì)劃的制訂[1–3, 35–38]。本文在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上, 參考脊椎動(dòng)物最新的分類學(xué)和分子系統(tǒng)學(xué)研究結(jié)果, 通過(guò)收集整理近20年來(lái)的研究資料, 結(jié)合中國(guó)科學(xué)院神農(nóng)架生物多樣性定位站的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù), 對(duì)神農(nóng)架遺產(chǎn)地陸生脊椎動(dòng)物進(jìn)行匯總和整理, 形成了神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地當(dāng)前陸生脊椎動(dòng)物名錄, 可為神農(nóng)架遺產(chǎn)地履行世界遺產(chǎn)中心的要求(http://whc.unesco.org/en/decisions/6786), 進(jìn)一步開(kāi)展神農(nóng)架遺產(chǎn)的監(jiān)測(cè)與保護(hù)提供依據(jù)。

動(dòng)物的地理分布受多種因素共同作用的影響[12, 36]。中國(guó)作為古北界與東洋界的交匯區(qū)域, 其動(dòng)物地理分布型的劃定是一項(xiàng)復(fù)雜而困難的工作[32]。盡管廣為接受的古北界與東洋界在中國(guó)的邊界是南北分界在北緯30°附近[39–40], 但其邊界的劃定長(zhǎng)期具有很大的爭(zhēng)議, 不同學(xué)者基于不同類群和方法得到不同的結(jié)論, 主要?jiǎng)澏ǖ倪吔缍际潜本?0°—40°之間[41–43]。而近期基于新的多類群物種分布數(shù)據(jù)庫(kù)和統(tǒng)計(jì)算法的研究更支持古北界與東洋界的邊界是東西分界在東經(jīng)105°附近[39, 41]。神農(nóng)架自然遺產(chǎn)地地處北緯31°30′、東經(jīng)110°15′, 正處在傳統(tǒng)劃定的南北邊界偏北的位置, 動(dòng)物區(qū)系成分應(yīng)以古北界為主, 兼有東洋界成分的過(guò)渡特征?？蓪?shí)際上, 神農(nóng)架自然遺產(chǎn)地東區(qū)區(qū)系成分卻是以東洋界(61.35%)為主, 兼有古北界(30.68%)成分的過(guò)渡特征, 這在一定程度上支持了近期關(guān)于古北界與東洋界在中國(guó)的邊界是東西分界在東經(jīng)105°附近的新劃法[39, 41]。

近年來(lái)關(guān)于神農(nóng)架脊椎動(dòng)物新記錄種的不斷報(bào)道[7, 44], 一方面說(shuō)明了神農(nóng)架遺產(chǎn)地脊椎動(dòng)物資源豐富多樣, 另一方面也意味著神農(nóng)架遺產(chǎn)地脊椎動(dòng)物的物種多樣性仍然存在被低估的可能, 還有可能是過(guò)去的調(diào)查不完整或者不徹底。盡管神農(nóng)架已經(jīng)啟動(dòng)過(guò)兩次系統(tǒng)綜合考察[1–2], 但并沒(méi)有開(kāi)展過(guò)針對(duì)脊椎動(dòng)物不同類群的長(zhǎng)期專項(xiàng)蹲點(diǎn)調(diào)查, 特別是對(duì)一些有季節(jié)遷徙習(xí)性的物種。一些在神農(nóng)架有分布記錄的物種, 近幾十年在野外都沒(méi)再次發(fā)現(xiàn)(如中國(guó)小鯢), 很多物種在神農(nóng)架的分布地點(diǎn)也是知之甚少。此外, 由于全球氣候變暖, 以及神農(nóng)架生態(tài)環(huán)境的改變[4, 45], 臨近區(qū)域分布的物種也有可能遷入或遷出神農(nóng)架遺產(chǎn)地棲息。因此, 神農(nóng)架脊椎動(dòng)物的分類工作還需要繼續(xù)擴(kuò)大和深入, 進(jìn)一步明確其生物多樣性的現(xiàn)狀, 便于實(shí)時(shí)綜合評(píng)估神農(nóng)架脊椎動(dòng)物的瀕危等級(jí), 為神農(nóng)架遺產(chǎn)地的保護(hù)提出科學(xué)的保護(hù)建議。

致謝: 感謝湖北神農(nóng)架國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局、湖北神農(nóng)架森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀察研究站的支持。中國(guó)科學(xué)院植物研究所研究生雷博宇、吳楠、王冰鑫、余小林幫助查找了部分文獻(xiàn), 在此表示誠(chéng)摯的感謝。

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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

國(guó)家自然基金青年項(xiàng)目(31500359); 中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)(XDA1905040203)

周友兵(1980—), 男, 安徽阜陽(yáng)人, 博士, 副研究員, 主要從事進(jìn)化和保護(hù)生物學(xué)研究, E-mail: zhouyb@ibcas.ac.cn

通信作者:謝宗強(qiáng), 男, 研究員, 博導(dǎo), 主要從事保護(hù)生態(tài)學(xué)研究, Email: xie@ibcas.ac.cn

周友兵, 韓文斌, 陳文文, 等.神農(nóng)架世界自然遺產(chǎn)地陸生脊椎動(dòng)物多樣性[J]. 生態(tài)科學(xué), 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.