王 寧 李雨霖 孫 霄 張建志 劉 彪楊 軍 陳 晨
(1 北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100875 2 北京市門頭溝區(qū)西峰寺林場(chǎng) 北京 102308 3 北京百花山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理處 北京 102311)
灰林鸮(Strixaluco)和北領(lǐng)角鸮(Otussemitorques)是在我國(guó)分布比較廣泛、棲息在森林中的2種的鸮形目(Strigiformes)鴟鸮科(Strigidae)鳥類[1-2]。國(guó)內(nèi)對(duì)于這2種鳥類的繁殖研究很少,只有零星記錄[3-5]。為進(jìn)一步了解這2種貓頭鷹的繁殖情況,為生物多樣性監(jiān)測(cè)和生態(tài)保護(hù)提供依據(jù),于2015—2018年在北京百花山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),開(kāi)展了利用人工巢箱招引灰林鸮和北領(lǐng)角鸮繁殖的實(shí)驗(yàn)。
1.1 研究地區(qū) 實(shí)驗(yàn)區(qū)位于北京百花山自然保護(hù)區(qū)境內(nèi),面積848.8 ha,海拔1 100~1 600 m,G109國(guó)道從中間穿過(guò)。地貌為山溝、山脊相間,溝底有季節(jié)性溪流或水坑。植被類型為針闊混交林,主要樹種有油松(Pinustabulaeformis)、華北落葉松(Larixprincipis)、山楊(Populusdavidiana)、青楊(P.cathayana)、絹柳(Salixviminalis)、白樺(Betula platyphylla)、棘皮樺(B.dahurica)、蒙古櫟(Quercusmongolica)、核 桃 楸(Juglansmandshurica)、元寶槭(Acertruncatum)、春榆(Ulmuspropinqua)等。
1.2 研究方法
1.2.1 安放巢箱 參考?xì)W洲鸮形目鳥類巢箱的尺寸[6-7]制作了2種規(guī)格的巢箱(圖1),大型巢箱用于招引灰林鸮,小型巢箱用于招引北領(lǐng)角鸮。
圖1 用于招引鸮類繁殖的巢箱
選擇每條山溝溝底較為開(kāi)闊的區(qū)域,用鐵絲將巢箱固定在樹干上,距地面約5 m,箱口朝向溝底背風(fēng)的方向,箱口周圍無(wú)樹枝阻擋鸮類飛行、進(jìn)出巢箱。巢箱底部鋪墊約5 cm厚的鋸末和干枯樹葉作為巢材。每條山溝安放2~4個(gè)巢箱,大、小巢箱各占一半,巢箱間距離大于100 m。
2015年2月底安放10個(gè)大巢箱,10個(gè)小巢箱;2015年12月初又安放20個(gè)大巢箱,20個(gè)小巢箱。2016—2018年未安放新巢箱,巢箱總數(shù)不變。
1.2.2 繁殖監(jiān)測(cè) 2015年4月初檢查巢箱時(shí),發(fā)現(xiàn)灰林鸮已產(chǎn)卵,未能記錄到產(chǎn)卵日期。2015年12月,在部分巢箱的箱口附近安裝了紅外線觸發(fā)相機(jī),監(jiān)測(cè)鸮類進(jìn)出巢箱的情況。2016—2018年,每年3月初開(kāi)始檢查巢箱。發(fā)現(xiàn)灰林鸮在產(chǎn)卵前1~2 d的白天已在巢箱中停留,產(chǎn)卵后白天幾乎都在巢箱中孵卵,當(dāng)人檢查巢箱時(shí)會(huì)飛離。北領(lǐng)角鸮產(chǎn)卵后,人檢查巢箱時(shí)并不從巢箱中飛離,甚至觸碰其羽毛也不飛離,無(wú)法觀察到被其身體覆蓋的卵及雛鳥的情況。為了避免因檢查巢箱造成的干擾導(dǎo)致繁殖失敗,每隔約1周檢查一次巢箱。因此,只有少數(shù)繁殖的巢箱記錄到了準(zhǔn)確的產(chǎn)卵日期和雛鳥孵化日期,通過(guò)紅外相機(jī)記錄了部分巢箱內(nèi)幼鳥離巢的日期。
1.2.3 數(shù)據(jù)測(cè)量與分析 利用GPS定位儀結(jié)合Google Earth軟件測(cè)量同一年中被利用的巢箱之間的距離、被利用的巢箱與公路間的距離。將產(chǎn)卵日期換算成距離3月1日的天數(shù),用于比較2種鸮形目鳥類之間產(chǎn)卵日期的早晚。利用有準(zhǔn)確記錄的產(chǎn)卵日期、雛鳥孵化日期和幼鳥離巢日期,計(jì)算孵卵期和育雛期,同一窩中,以第1枚產(chǎn)出的卵孵出雛鳥的日期計(jì)算孵卵期,以第1只雛鳥離巢的日期計(jì)算育雛期。每巢的孵化率等于巢中孵出的雛鳥數(shù)除以窩卵數(shù)。卵的大小用長(zhǎng)徑和短徑表示。用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS for Windows 20.0比較2種鸮的各項(xiàng)數(shù)據(jù),由于樣本量較小,使用非參數(shù)檢驗(yàn)進(jìn)行比較。每項(xiàng)數(shù)據(jù)的結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(樣本量,最小值~最大值)表示。
2.1 利用巢箱繁殖的鸮形目鳥類數(shù)量 2015年2月底懸掛巢箱后,當(dāng)年4月初即發(fā)現(xiàn)有灰林鸮在巢箱中產(chǎn)卵,4月底發(fā)現(xiàn)有北領(lǐng)角鸮在巢箱中產(chǎn)卵。從2015年至2017年,灰林鸮的繁殖巢數(shù)逐漸上升(圖2),繁殖密度達(dá)到8.2對(duì)/10 km2,2018年則與2017年持平。北領(lǐng)角鸮各年的繁殖巢數(shù)不穩(wěn)定(圖2),繁殖密度在1.2~5.9對(duì)/10 km2。2015—2018年,未發(fā)現(xiàn)其他鸮形目鳥類在巢箱中繁殖。
圖2 2015—2018年灰林鸮和北領(lǐng)角鸮在巢箱中繁殖的數(shù)量
2.2 對(duì)巢箱的利用
2.2.1 對(duì)不同型號(hào)巢箱的選擇 灰林鸮從12月開(kāi)始進(jìn)出巢箱,直至第2年產(chǎn)卵,并非所有進(jìn)出過(guò)的巢箱都在其中繁殖。2016年用紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)的19個(gè)巢箱中,灰林鸮進(jìn)出過(guò)17個(gè),最終利用繁殖的3個(gè),選擇率為17.6%。北領(lǐng)角鸮從當(dāng)年3月開(kāi)始有進(jìn)出巢箱的現(xiàn)象?;伊蛀^和北領(lǐng)角鸮都既利用大巢箱,也利用小巢箱,對(duì)大巢箱的利用多于小巢箱(表1)。
表1 2015—2018年灰林鸮和北領(lǐng)角鸮對(duì)巢箱大小的選擇數(shù)量(單位:個(gè))
2.2.2 對(duì)不同區(qū)域巢箱的利用 同一年中,灰林鸮利用的巢箱分別位于不同的溝里(圖3),灰林鸮利用的巢箱間距為(2 012±130)m(n=53,618~3 995 m)。2017年和2018年,各有一條溝里的2個(gè)巢箱分別被北領(lǐng)角鸮和灰林鸮利用,其余各年北領(lǐng)角鸮利用的巢箱與灰林鸮利用的巢箱都不在同一條溝里。2015年有3個(gè)在同一條溝里的巢箱被北領(lǐng)角鸮利用,其余各年北領(lǐng)角鸮利用的巢箱都不在同一條溝里,北領(lǐng)角鸮利用的巢箱間距為(1 064±140)m(n=16 119~1 976 m)。北領(lǐng)角鸮利用的巢箱間距顯著小于灰林鸮利用的巢箱間距(Mann-Whitney U檢驗(yàn),Z=-3.392,P=0.001)。
圖3 2015—2018年被灰林鸮和北領(lǐng)角鸮利用的巢箱位置
被灰林鸮利用的巢箱至公路的距離為(333±59)m(n=21,71~911 m)。被北領(lǐng)角鸮利用的巢箱至公路的距離為(338±78)m(n=11,71~747 m)。2種鸮利用的巢箱到公路的距離沒(méi)有顯著差異(Mann-Whitney U檢驗(yàn),Z=-0.000,P=1.000)。
2.2.3 巢箱重復(fù)利用的情況 有6個(gè)巢箱分別被灰林鸮重復(fù)利用2~3次;1個(gè)巢箱被北領(lǐng)角鸮重復(fù)利用2次;1個(gè)巢箱被北領(lǐng)角鸮利用后,在之后的2年被灰林鸮利用;2個(gè)巢箱被灰林鸮利用后,在之后的1年被北領(lǐng)角鸮利用。
2.3 繁殖參數(shù)
2.3.1 產(chǎn)卵日期 灰林鸮3月產(chǎn)卵,產(chǎn)卵日期距3月1日的天數(shù)為(8.1±1.1)d(n=12,4~16 d)。多數(shù)北領(lǐng)角鸮在4月產(chǎn)卵,產(chǎn)卵日期距3月1日的天數(shù)為(53.9±4.1)d(n=8,45~82 d)?;伊蛀^的產(chǎn)卵日期顯著早于北領(lǐng)角鸮(Mann-Whitney U檢驗(yàn),Z=-3.317,P<0.001)。
2.3.2 窩卵數(shù) 灰林鸮的窩卵數(shù)為(2.9±0.2)個(gè)(n=21,1~5個(gè)),北領(lǐng)角鸮的窩卵數(shù)為(4.8±0.5)個(gè)(n=9,3~8個(gè))?;伊蛀^的窩卵數(shù)顯著少于北領(lǐng)角鸮的窩卵數(shù)(Mann-Whitney U檢驗(yàn),Z=-3.280,P=0.001)。
2.3.3 卵大小 灰林鸮和北領(lǐng)角鸮的卵均為白色短橢球型?;伊蛀^的卵大小為:長(zhǎng)徑(46.3±0.2)mm(n=34,43.9~48.4 mm),短徑(38.5±0.1)mm(n=34,30.6~40.0 mm)。北領(lǐng)角鸮的卵大小為:長(zhǎng)徑(37.2±0.2)mm(n=27,35.5~38.7mm),短徑(31.0±0.2)mm(n=27,29.7~32.9 mm)?;伊蛀^的卵顯著大于領(lǐng)角鸮的卵(Mann-Whitney U檢驗(yàn):卵長(zhǎng)徑,Z=-6.669,P<0.001;卵短徑,Z=-6.668,P<0.001)。
2.3.4 孵卵期 灰林鸮和北領(lǐng)角鸮都是在產(chǎn)第1枚卵后即開(kāi)始孵卵,后面的卵隔日或次日產(chǎn)出,同一窩的卵不在同一天孵出雛鳥,最先產(chǎn)出的卵最先孵出雛鳥,為異步孵化?;伊蛀^的孵卵期為(32.7±0.7)d(n=3,32~34 d),北領(lǐng)角鸮的孵卵期為(30.0±2.0)d(n=4,27~36 d)。
2.3.5 孵化率 灰林鸮卵的孵化率為(81.4±7.1)%(n=17,0~100個(gè)),北領(lǐng)角鸮卵的孵化率為(60.2±12.0)%(n=7,0~100個(gè)),種間差異不顯著(Mann-Whitney U檢驗(yàn),Z=-1.742,P=0.082)。剛孵出的雛鳥體表有白色絨毛,頭不能抬起,眼睛也不能睜開(kāi)。
2.3.6 育雛期 灰林鸮的育雛期為(29.5±0.8)d(n=6,27~32 d)。只有2窩北領(lǐng)角鸮記錄了準(zhǔn)確的育雛期,分別為23 d、29 d。幼鳥離巢時(shí),飛羽和尾羽還未完全長(zhǎng)好,身體的羽毛大部分是灰色的絨羽,還不能飛行。幼鳥從巢箱中跳至地面后,用雙足從樹干爬上樹冠,隱藏在枝葉中,仍需親鳥喂食。
2.3.7 繁殖失敗的原因 松鼠(Sciurusvulgaris)會(huì)在2種鸮產(chǎn)卵前占據(jù)巢箱,在其中筑巢進(jìn)行冬眠和繁殖。松鼠的巢用樹枝構(gòu)筑,樹枝伸出巢箱口,將巢箱口遮擋,鸮類無(wú)法進(jìn)入巢箱繁殖。未發(fā)現(xiàn)灰林鸮的卵、雛被天敵捕食的現(xiàn)象。紅外相機(jī)記錄到灰林鸮攻擊巢箱中的北領(lǐng)角鸮,還記錄到了赤峰錦蛇(Elapheanomala)捕食巢箱中的北領(lǐng)角鸮雛鳥。
利用人工巢箱招引灰林鸮和北領(lǐng)角鸮繁殖獲得了成功,但每年利用巢箱繁殖的灰林鸮和北領(lǐng)角鸮都不多,可能是作為位于食物鏈的上層或頂端的夜行性猛禽,灰林鸮和北領(lǐng)角鸮在自然界的密度本身較低,而試驗(yàn)區(qū)的面積較小,鸮類種群數(shù)量有限。
2015—2017年,在實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)人工巢箱中繁殖的灰林鸮數(shù)量逐漸上升,而2018年則與2017年持平,可能是灰林鸮的繁殖密度已經(jīng)達(dá)到了飽和?;伊蛀^在歐亞地區(qū)分布較廣,在歐洲的森林中,灰林鸮的繁殖密度為2~20對(duì)/10 km2[8]。在本研究中,灰林鸮的繁殖密度達(dá)到8.2對(duì)/10 km2,繁殖密度處于已知的范圍內(nèi)?;伊蛀^體長(zhǎng)近40 cm,需要較大的樹洞繁殖,但灰林鸮對(duì)巢址的選擇比較寬泛,樹洞缺乏時(shí),灰林鸮會(huì)選擇山崖陡坡的石洞、其他鳥類廢棄的用樹枝搭成的巢、甚至地面的凹坑繁殖[9]?;伊蛀^適應(yīng)在巢箱中繁殖,特別是在缺少大樹的中、幼齡森林中,安放人工巢箱后,灰林鸮幾乎都會(huì)在人工巢箱中繁殖[10]。灰林鸮在我國(guó)的分布較為廣泛,以北京為例,根據(jù)觀鳥記錄,從近郊的香山、八大處、百望山等低山丘陵地帶,到遠(yuǎn)郊的百花山、東靈山、海坨山等中山區(qū),均發(fā)現(xiàn)過(guò)灰林鸮繁殖。在北京地區(qū),山區(qū)森林大多是中、幼林,缺乏適于灰林鸮繁殖的較大的樹洞。本研究區(qū)安放人工巢箱前,灰林鸮是很少見(jiàn)的。2014—2015年,連續(xù)發(fā)現(xiàn)灰林鸮在同一個(gè)陡坡的石洞里繁殖,推測(cè)可能缺乏適合繁殖的樹洞[5]。安放人工巢箱后,灰林鸮逐漸成為比較常見(jiàn)的鳥類,經(jīng)常能聽(tīng)到叫聲。因此,在北京山區(qū)森林中安放一定數(shù)量適合灰林鸮繁殖的巢箱,會(huì)增加灰林鸮的密度,對(duì)于控制森林鼠害有積極的作用。本研究中的灰林鸮繁殖參數(shù),與歐洲灰林鸮的繁殖參數(shù)大致 相 當(dāng)[9]。
在本研究中,利用巢箱繁殖的北領(lǐng)角鸮和灰林鸮數(shù)量呈現(xiàn)出一定的消長(zhǎng)變化(圖2)。北領(lǐng)角鸮選擇繁殖的巢箱多數(shù)位于當(dāng)年沒(méi)有灰林鸮繁殖的溝里,極少數(shù)與當(dāng)年繁殖的灰林鸮巢箱在同一條溝里時(shí),北領(lǐng)角鸮選擇的巢箱位于溝的更深處。結(jié)合紅外相機(jī)記錄到的灰林鸮攻擊北領(lǐng)角鸮的現(xiàn)象,可推測(cè)北領(lǐng)角鸮受到了灰林鸮的競(jìng)爭(zhēng)排斥。北領(lǐng)角鸮體長(zhǎng)約24 cm,體型比灰林鸮小得多,在種間競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。在歐洲,灰林鸮對(duì)于體型較小的其他鸮類有競(jìng)爭(zhēng)排斥作用[11-13],甚至捕殺小型鸮類巢中的親鳥和雛鳥[14]。本實(shí)驗(yàn)中,北領(lǐng)角鸮利用巢箱繁殖的特點(diǎn),可能反映了對(duì)來(lái)自灰林鸮的競(jìng)爭(zhēng)排斥作用的規(guī)避。根據(jù)紅外相機(jī)的記錄,3月中旬后,北領(lǐng)角鸮才在研究區(qū)出現(xiàn),北領(lǐng)角鸮在低山平原地帶過(guò)冬,可能是季節(jié)性垂直遷移至山區(qū)繁殖。北領(lǐng)角鸮抵達(dá)繁殖區(qū)時(shí),灰林鸮已產(chǎn)卵,領(lǐng)域相對(duì)固定,推測(cè)北領(lǐng)角鸮選擇灰林鸮活動(dòng)較少的區(qū)域進(jìn)行繁殖。本研究發(fā)現(xiàn),北領(lǐng)角鸮利用的巢箱間距顯著小于灰林鸮利用的巢箱間距。在沒(méi)有灰林鸮繁殖的溝里,北領(lǐng)角鸮繁殖的巢箱間距只有約100 m。在同一條溝中繁殖的北領(lǐng)角鸮和灰林鸮的巢箱間距只有約400 m。推測(cè)北領(lǐng)角鸮的領(lǐng)域是較小的,可利用灰林鸮領(lǐng)域之間的空隙作為自己的領(lǐng)域,完成繁殖。在同一年中,北領(lǐng)角鸮的繁殖期比灰林鸮的繁殖期晚,隨著季節(jié)推后,昆蟲等獵物增加,可能減少了北領(lǐng)角鸮和灰林鸮在獵物選擇上的競(jìng)爭(zhēng),這需要今后對(duì)二者的獵物組成進(jìn)行分析,方能確證。
致謝
感謝北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究生張敬剛、周冰、史潔、李揚(yáng)、陳功、趙凱、劉逸儂等協(xié)助野外工作。