陳榮友, 雷耘, 劉昌勇, 李亭亭, 彭宗林, 汪正祥, 5, *

湖北七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥類多樣性及空間分布格局

陳榮友1, 2, 雷耘3, 劉昌勇4, 李亭亭1, 彭宗林4, 汪正祥1, 5, *

1. 湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，武漢 430062 2. 長江水資源保護(hù)科學(xué)研究所，武漢 430051 3. 華中師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，武漢，430079 4. 七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局, 宣恩 445500 5. 區(qū)域開發(fā)與環(huán)境響應(yīng)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430062

為全面了解七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥類資源狀況, 于2018年7月至2019年6月采用樣線法、樣點(diǎn)法, 對保護(hù)區(qū)鳥類種類, 生境、分布狀況進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果顯示: (1)保護(hù)區(qū)有鳥類251種, 隸屬16目52科; 其中, 留鳥128種(51.00%)、夏候鳥80種(31.87%)、冬候鳥27種(10.76%)、旅鳥16種(6.37%)。區(qū)內(nèi)以繁殖鳥類為主, 珍稀瀕危鳥類種類多, 鳥類資源的保護(hù)價(jià)值高。(2)鳥類區(qū)系中, 東洋界物種141種(56.18%)、古北界物種71種(28.29%)、廣布種39種(15.53%), 以東洋界占優(yōu)勢, 并呈現(xiàn)與古北界、廣布種相混雜的格局。(3)各生境類型中的鳥類豐富度從高到低依次為林地＞灌叢＞河湖濕地＞草地＞村落耕地; 林地與灌叢之間的鳥類群落結(jié)構(gòu)相似性最高, 林地與河湖濕地的最低。(4)保護(hù)區(qū)鳥類空間分布格局, 在垂直方向上呈單峰模式, 物種豐富度與海拔區(qū)段間存在顯著的二次方程關(guān)系:=-2.79762+ 22.631+ 32.75(2=0.954,<0.001); 在水平方向上全部鳥類豐富度呈現(xiàn)兩端較低中間較高的分布格局。通過調(diào)查分析既豐富了七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和武陵山系的鳥類資料, 也為保護(hù)區(qū)進(jìn)行保護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)。

鳥類; 多樣性; 垂直分布; 水平分布; 七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)

0 引言

鳥類作為生態(tài)系統(tǒng)中的重要成員, 參與系統(tǒng)內(nèi)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán), 既能通過捕食對小型獸類和昆蟲的密度進(jìn)行制約, 防止生態(tài)的失衡, 又可以通過遷徙促進(jìn)植物種子傳播, 有利于植被的更替, 在維持生態(tài)系統(tǒng)平衡和豐富物種多樣性方面發(fā)揮重要作用[1]。近年來, 隨著人們對生態(tài)環(huán)境越來越重視, 由于鳥類對生態(tài)環(huán)境的變化非常敏感, 通常把鳥類作為環(huán)境監(jiān)測的重要手段, 因而鳥類的多樣性及空間分布的相關(guān)研究也逐漸成為了解生態(tài)環(huán)境方面的研究熱點(diǎn)[2–3]。鳥類多樣性及空間分布格局在不同空間和不同時(shí)間范圍內(nèi)呈現(xiàn)不同分布模式, 主要受氣候、生境、能量、干擾、面積等多種因素相互影響下形成的, 了解不同地區(qū)鳥類多樣性和空間分布模式以及潛在的維持機(jī)制對于生物多樣性的保護(hù)至關(guān)重要[4–5]。通過對七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥類群落多樣性和空間分布格局的研究, 不僅能夠了解保護(hù)區(qū)鳥類與棲息地環(huán)境之間的關(guān)系, 而且對于保護(hù)區(qū)內(nèi)鳥類多樣性和珍稀瀕危鳥類的保護(hù)都具有非常重要的指導(dǎo)意義[6]。

七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)保護(hù)區(qū)位于我國中亞熱帶向北亞熱帶過渡的區(qū)域, 區(qū)內(nèi)自然環(huán)境獨(dú)特, 地貌類型多樣, 生物多樣性十分豐富[7]。自2008年晉升為國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)以來, 保護(hù)區(qū)一直未開展系統(tǒng)的鳥類資源調(diào)查, 只有田凱等于2013年對宣恩縣夏季鳥類進(jìn)行了調(diào)查[8], 而對于該區(qū)域系統(tǒng)的鳥類多樣性以及分布格局研究尚未見報(bào)道。對鳥類多樣性狀況的認(rèn)識(shí)不足限制了保護(hù)區(qū)保護(hù)管理策略的制訂和保護(hù)成效的提升。本研究通過野外調(diào)查并結(jié)合歷史文獻(xiàn)資料, 對保護(hù)區(qū)的鳥類名錄進(jìn)行了較全面的整理、歸納與修訂, 對保護(hù)區(qū)鳥類空間分布格局進(jìn)行了分析。本研究為七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的鳥類資源保護(hù)以及保護(hù)管理策略制訂提供基礎(chǔ)資料, 也進(jìn)一步豐富了武陵山系的鳥類分布數(shù)據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地處武陵山脈余脈, 位于湖北恩施土家族自治州宣恩縣與鶴峰縣交界處, 地理位置為109°38′30″—109°47′00″E, 29°39′30″— 30° 05′15″N(圖1)。保護(hù)區(qū)最高峰在椿木營鄉(xiāng)的火燒堡, 全區(qū)海拔范圍650—2014.5 m, 相對高差為1364.5 m。保護(hù)區(qū)由七姊妹山和八大公山兩大山系組成, 區(qū)內(nèi)喀斯特峽谷地貌發(fā)育明顯, 地勢呈現(xiàn)南北高, 中間低。保護(hù)區(qū)內(nèi)有多條溪流, 其中最長的是白水河, 從東北向西南斜穿過保護(hù)區(qū)后匯入酉水, 蘊(yùn)含著豐富的水能。該區(qū)域?qū)儆诘湫偷闹衼啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤型山地氣候, 受地形因素影響, 氣候垂直分異明顯, 植被類型以常綠落葉闊葉混交林為主體[9]。保護(hù)區(qū)共有6種土壤類型, 其中黃棕壤是保護(hù)區(qū)內(nèi)的主要土壤類型。七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)總面積為34550 hm2, 涉及宣恩縣三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn), 分別為長潭河侗族鄉(xiāng)、沙道溝鎮(zhèn)、椿木營鄉(xiāng), 區(qū)內(nèi)不僅蘊(yùn)含豐富的自然資源, 還擁有獨(dú)具特色的民族文化資源[10]。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

根據(jù)地形地貌, 植被類型以及人類干擾程度的差異性, 將七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)劃分為以下5種生境類型(表1):

Figure 1 Location of study area and line transect

2018年7月至2019年6月之間分為不同季節(jié)進(jìn)行樣線調(diào)查, 夏季為2018年7月15日至2018年8月9日, 秋季為2018年9月13日至2018年10月5日, 冬季為2018年12月16日至2019年1月2日, 春季為2019年4月16日至2019年5月3日。在不同季節(jié)對每條樣線均進(jìn)行一次調(diào)查?？紤]到取樣的充分性和可達(dá)性, 樣線設(shè)置時(shí)利用地形林相圖和海拔高程圖, 將保護(hù)區(qū)根據(jù)海拔高程范圍分為8個(gè)海拔段, 共設(shè)置了24條樣線(圖1)。為了避免生境重復(fù)調(diào)查, 各條樣線之間不重復(fù), 同時(shí)為了盡可能的獲取每一海拔段物種的最大數(shù), 在不同的海拔段各布設(shè)樣線3條, 樣線長2—5 km, 覆蓋到保護(hù)區(qū)多種生境。根據(jù)鳥類活動(dòng)特性, 調(diào)查時(shí)間主要選擇晴朗天氣時(shí)的清晨和傍晚進(jìn)行, 由3—4人組成觀測小組, 分別利用寶羅長焦鏡頭相機(jī)和普徠雙筒高倍望遠(yuǎn)鏡, 對樣線兩邊各50 m內(nèi)可見到的鳥類、鳥巢、羽毛等信息進(jìn)行拍攝和野外觀察, 并對所拍照片資料進(jìn)行物種鑒定。在樣線內(nèi)以2 km·h-1的速度勻速徒步行走, 對所見鳥類、個(gè)體數(shù)量、所聽鳥鳴聲、生境變化、植被特征等信息通過樣線表進(jìn)行記錄, 運(yùn)用GPS工具測定其經(jīng)緯度和海拔高度變化, 再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析, 最終全區(qū)調(diào)查樣線的總長度為103.2 km。在視線受限的林地生境中, 在不同海拔梯度, 設(shè)置20個(gè)固定觀測樣點(diǎn), 樣點(diǎn)間隔距離大于500 m, 安裝紅外監(jiān)控相機(jī), 補(bǔ)充記錄。

另外結(jié)合實(shí)地調(diào)查和公開發(fā)表的保護(hù)區(qū)內(nèi)相關(guān)鳥類文獻(xiàn), 書籍以及內(nèi)部刊物和未發(fā)表的資料對保護(hù)區(qū)內(nèi)鳥類資源進(jìn)行分析評估[10–12]。

2.2 研究方法

2.2.1 物種鑒定及分布狀況

將2012—2019年之間在保護(hù)區(qū)內(nèi)拍攝的資料與調(diào)查期間拍到的照片進(jìn)行整理匯總, 參考《中國鳥類圖鑒》對所拍攝的照片、視頻, 進(jìn)行物種鑒定[13]。依據(jù)《中國鳥類分類與分布名錄》(第二版)對物種進(jìn)行系統(tǒng)分類[14], 以及參考《國家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物名錄》和《中國脊椎動(dòng)物紅色名錄》以及《瀕危野生動(dòng)植物種國際貿(mào)易公約》(CITES)對珍稀保護(hù)物種進(jìn)行檢索[15–17]。通過《國家保護(hù)的有益的或者有重要經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究價(jià)值的陸生野生動(dòng)物名錄》對三有鳥類進(jìn)行分類[18]。根據(jù)《中國動(dòng)物地理》對物種進(jìn)行地理區(qū)系、分布型以及生態(tài)類群劃分[19]。最后整理形成七姊妹山保護(hù)區(qū)鳥類名錄及進(jìn)行生態(tài)類群、區(qū)系地理、分布型特征分析。

2.2.2 鳥類群落多樣性與相似性比較

本文對不同生境和不同季節(jié)鳥類群落的目科種進(jìn)行多樣性評價(jià), 主要運(yùn)用樣線調(diào)查中對鳥類種類和數(shù)量的記錄, 分別使用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)(C)、Pielou均勻度指數(shù)(J)、Margalef豐富度指數(shù)(R), 對于不同群落鳥類物種相似度分析采用Sorenson相似性指數(shù)(S)進(jìn)行計(jì)算[20–21]。

2.2.3 豐富度格局分析

垂直方向上, 鳥類豐富度的分布格局僅采用樣線調(diào)查法的數(shù)據(jù), 將8個(gè)海拔段內(nèi)記錄的物種數(shù)據(jù)和高程信息, 運(yùn)用插值物種豐富度的方法進(jìn)行分析。插值物種豐富度的計(jì)算是先通過野外觀察, 獲取物種在垂直方向上實(shí)際分布的海拔上限和海拔下限, 再運(yùn)用插值法的原理, 將每一物種分布上限至下限之間的地段, 作為該物種的分布區(qū)間, 進(jìn)而根據(jù)對保護(hù)區(qū)已劃分的海拔段與物種分布區(qū)間進(jìn)行疊加, 統(tǒng)計(jì)出每個(gè)海拔段內(nèi)的鳥類物種數(shù), 運(yùn)用SPSS25.0進(jìn)行非線性擬合, 得出鳥類豐富度的垂直分布格局[22]。

水平方向上, 鳥類豐富度空間分布格局使用樣線調(diào)查、文獻(xiàn)記錄、訪問的物種數(shù)據(jù), 建立保護(hù)區(qū)物種分布數(shù)據(jù)庫, 在平面上運(yùn)用網(wǎng)格進(jìn)行分析。首先利用ArcGIS5.3軟件將保護(hù)區(qū)劃分為1547個(gè)500 m×500 m的等面積柵格網(wǎng)格圖層, 將網(wǎng)格圖層與數(shù)字化植被圖和高程圖進(jìn)行疊加分析, 得到每個(gè)網(wǎng)格對應(yīng)的生境類型與海拔的屬性表, 再通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行物種分布信息的匹配, 獲得數(shù)字化物種分布圖[23–24]。在進(jìn)行物種豐富度統(tǒng)計(jì)時(shí), 把單個(gè)小網(wǎng)格作為一個(gè)基本單元, 首先利用整個(gè)保護(hù)區(qū)的柵格網(wǎng)格圖層, 以按表格提取的方法, 將單個(gè)物種的分布圖與網(wǎng)格圖層進(jìn)行疊加分析, 逐步得出所有物種在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)中出現(xiàn)的情況, 最后把每個(gè)網(wǎng)格中出現(xiàn)的鳥類物種數(shù), 來作為的物種豐富度值。

3 結(jié)果與分析

3.1 物種組成

本次在保護(hù)區(qū)的調(diào)查, 記錄到鳥類251種, 分屬于16目52科。從鳥類的目和科的分類上看, 包含鳥類物種數(shù)位于前三位的目和科, 依次是雀形目()156種、隼形目()21種、雁形目()13種與鶇科()26種、畫眉科()24種、鶯科(ae)17種, 其中雀形目中的鳥類科數(shù)最多, 有30科, 占保護(hù)區(qū)鳥類總科數(shù)的57.69%, 在保護(hù)區(qū)鳥類資源中占絕對優(yōu)勢。保護(hù)區(qū)單種目、科較多, 屬于單種目有3目, 占總目數(shù)18.75%, 分別是鷉目()、戴勝目()、夜鷹目(); 屬于單種科的有19科, 占總科數(shù)的37.25%, 分別是葉鵯科()、王鹟科()、草鸮科()等。鳥類調(diào)查過程中, 通過樣線法拍攝到照片有149種, 調(diào)查訪問的75種, 資料記載的225種, 有26種為保護(hù)區(qū)新記錄種, 隸屬6目14科。中國特有種鳥類有9種, 分別是紅腹錦雞()、白眶鴉雀()、寶興歌鶇(s)、橙翅噪鹛()、灰胸竹雞()、黃腹山雀()、棕噪鹛 ()、白冠長尾雉 ()、酒紅朱雀(s)。另外, 從生態(tài)習(xí)性上劃分, 保護(hù)區(qū)所有鳥類可以分為6個(gè)生態(tài)類群, 按種類多少依次為鳴禽156種、猛禽32種、攀禽22種、涉禽15種、游禽14種、陸禽12種。

從保護(hù)級(jí)別來看, 屬于國家Ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)鳥類1種, 金雕(), 國家級(jí)Ⅱ重點(diǎn)保護(hù)鳥類39種, 包括灰臉鵟鷹()、紅翅綠鳩()、紅腹角雉()等; 三有鳥類163種; 被列入《瀕危野生動(dòng)植物種國際貿(mào)易公約》(CITES)附錄Ⅰ的有1種, 即游隼(), 附錄Ⅱ 33種, 包括松雀鷹(), 紅嘴相思鳥()、鷹鸮()等; 在《中國脊椎動(dòng)物紅色名錄》中被收錄為受威脅物種有35種, 分為瀕危(EN)3種, 易危(VU)3種, 近危(NT)29種。

3.2 區(qū)系與居留型

保護(hù)區(qū)調(diào)查到的鳥類地理成分分為3類(圖2), 其中東洋界141種、古北界71種、廣布種39種, 分別占保護(hù)區(qū)鳥類總數(shù)56.18%、28.29%、15.53%。其區(qū)系特征以東洋界占優(yōu)勢, 并呈現(xiàn)與古北界、廣布種相混雜的格局。從鳥類分布型來看, 保護(hù)區(qū)鳥類所屬分布型較為豐富, 種類由高到低依次為東洋型100種, 北方型57種, 南中國型37種, 東北型26種, 全北型和喜馬拉雅-橫斷山區(qū)型19種, 舊大陸-亞熱帶型8種, 中亞型4種。在居留型上, 保護(hù)區(qū)留鳥的種類最多, 所占比例最高, 依次為留鳥128種、夏候鳥80種、冬候鳥27種、旅鳥16種, 分別占保護(hù)區(qū)鳥類總數(shù)的51.00%、31.87%、10.76%、6.37%。其中保護(hù)區(qū)內(nèi)留鳥和夏候鳥共有208種, 占保護(hù)區(qū)鳥類總數(shù)的82.87%, 繁殖鳥(留鳥和夏候鳥)在保護(hù)區(qū)鳥類資源中占主體地位。

3.3 鳥類多樣性與相似性分析

3.3.1 不同生境鳥類群落多樣性

根據(jù)樣線調(diào)查, 把保護(hù)區(qū)5種生境中實(shí)際記錄到的149種鳥類進(jìn)行分析, 結(jié)果顯示(表2): 林地與村落耕地之間物種數(shù)差異最大, 林地生境中鳥類物種數(shù)最多為88種, 占樣線記錄總數(shù)的59.06%, 最低的是村落耕地為21種, 占樣線記錄總數(shù)的14.09%, 種數(shù)依次是林地>灌叢>河湖濕地>草地>村落耕地, 同時(shí), 不同生境中的鳥類群落多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)與物種數(shù)排序結(jié)果具有一致性; 優(yōu)勢度指數(shù)依次為村落耕地>河湖濕地>灌叢>草地>林地; 均勻度指數(shù)依次為河湖濕地>灌叢>林地>草地>村落耕地。不同生境鳥類群落結(jié)構(gòu)相似性分析結(jié)果顯示(表3): 不同生境鳥類群落兩兩組合之后的物種間相似性存在較大差異, 在所有生境組合中, 林地與灌從之間的鳥類相似性指數(shù)最高, 共有種為37種, 而林地與河湖濕地這兩類環(huán)境中鳥類相似性最低, 共有種僅為10種。

3.3.2 不同季節(jié)鳥類群落多樣性分析

在不同季節(jié)中, 通過對不同季節(jié)鳥類群落之間的變化進(jìn)行比較, 結(jié)果顯示(表4): 保護(hù)區(qū)內(nèi)鳥類群落的目、科、種的數(shù)量以及多樣性參數(shù)隨季節(jié)變化也存在較大差異, 夏季與冬季之間差異最大。從物種組成上看, 夏季鳥類物種最豐富, 有12目32科78種, 其次是秋季和春季, 分別有10目25科61種和9目22科45種, 冬季最少為5目15科29種。在不同季節(jié)鳥類群落的生態(tài)參數(shù)上, 多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)隨季節(jié)變化具有一致性, 多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)最高的均為夏季, 最低的均為冬季, 不同季節(jié)中依次為夏季>春季>秋季>冬季, 而優(yōu)勢度指數(shù)最高的則是在冬季, 最低的在夏季, 不同季節(jié)中優(yōu)勢度指數(shù)依次是冬季>春季>秋季>夏季。均勻性指數(shù)最高的則是在秋季, 最低為冬季, 依次秋季>夏季>春季>冬季。通過把不同季節(jié)鳥類群落中的共有種提取出來, 進(jìn)行相似性分析, 結(jié)果顯示(表5): 共有種最多的是夏季與春季, 為43種, 兩個(gè)季節(jié)之間的相似性指數(shù)也最高, 為0.618; 其次為春季與秋季, 共有種為27種, 相似性指數(shù)為0.509; 夏季與冬季之間共有種最少, 為13種, 相似性指數(shù)也最低, 為0.242。

注: C, 北方型; D, 中亞型; H, 喜馬拉雅-橫斷山型; M, 東北型; S, 南中國型; W, 東洋型; Q, 舊大陸熱帶-亞熱帶型; T, 合計(jì)。

Figure 2 Statistical result of bird fauna and distribution type

表2 不同生境鳥類群落結(jié)構(gòu)參數(shù)

表3 不同生境鳥類群落相似性指數(shù)比較

表4 不同季節(jié)鳥類群落結(jié)構(gòu)參數(shù)

表5 不同季節(jié)鳥類群落相似性指數(shù)比較

3.4 鳥類空間分布格局

3.4.1 鳥類豐富度垂直分布格局

對鳥類豐富度的垂直分布格局進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析, 結(jié)果顯示(圖3): 鳥類垂直分布整體呈單峰模式, 隨海拔升高, 鳥類物種豐富度先增加后逐漸下降, 鳥類物種豐富度的峰值出現(xiàn)在900—1700 m的中海拔段內(nèi), 而在低海拔段和高海拔段的鳥類豐富度都處于較低水平。鳥類物種豐富度與海拔區(qū)段的非線性擬合分析表明, 鳥類物種豐富度與海拔區(qū)段之間存在顯著的二次方程: y= -2.7976x2+ 22.631x + 32.75(R2=0.954, P<0.001)。

注: A, 500—700 m; B, 700—900 m; C, 900—1100 m;D, 1100—1300 m; E, 1300—1500 m; F, 1500—1700 m;G, 1700—1900 m; H, 1900—2100 m。

Figure 3 Relationship between richness of birds species and altitude

3.4.2 鳥類豐富度水平分布格局

保護(hù)區(qū)全部鳥類豐富度最高的主要在七姊妹山和八大公山的中海拔山地(圖4a), 最低豐富度區(qū)域主要在東北部與東南部高海拔的地區(qū)。國家重點(diǎn)保護(hù)鳥類豐富度最高的區(qū)域與全部鳥類豐富度最低的區(qū)域分布位置趨同, 面積較小, 呈小斑塊狀, 而國家重點(diǎn)保護(hù)鳥類豐富度最低的區(qū)域, 面積較大, 呈條塊狀, 在保護(hù)區(qū)分布較分散, 這與CITES附錄I、II中鳥類豐富度分布格局具有一致性。將全部鳥類豐富度與瀕危保護(hù)鳥類(圖4b, c)三者的網(wǎng)格圖層進(jìn)行疊加后分析比較, 前者與后兩者之間在豐富度位置分布上存在較大的差異, 即在保護(hù)區(qū)內(nèi)全部鳥類豐富度較高的中部區(qū)域, 瀕危保護(hù)鳥類的豐富度并不突出。瀕危保護(hù)鳥類豐富度較高的區(qū)域主要集中在保護(hù)區(qū)南北兩端的高海拔地區(qū), 北部在七姊妹山的東北部頂峰火燒堡、黃柏營等地, 南部在八大公山的東南部, 都是在海拔較高、植被較為簡單的高山灌草叢。

4 討論

4.1 保護(hù)區(qū)鳥類組成與數(shù)量變化

本次調(diào)查到七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的鳥類有16目52科251種。保護(hù)區(qū)內(nèi)鳥類總數(shù)占全省鳥類總數(shù)的48.18%, 占全國鳥類總數(shù)的18.31%[25]。保護(hù)區(qū)鳥類從生態(tài)習(xí)性上劃分, 鳴禽和猛禽占優(yōu)勢, 這種生態(tài)類型與保護(hù)區(qū)獨(dú)特的森林生態(tài)環(huán)境有密切關(guān)系, 這也體現(xiàn)了保護(hù)區(qū)鳥類具有森林鳥類的特征。在野外實(shí)際調(diào)查到200種, 占保護(hù)區(qū)鳥類總物種數(shù)的79.68%, 其中包括拍到照片的有149種, 訪問獲取的75種, 另有51種未記錄到, 還需要保護(hù)區(qū)進(jìn)一步調(diào)查和確認(rèn)。較之于前的調(diào)查結(jié)果, 本次調(diào)查更為全面, 調(diào)查的范圍基本覆蓋保護(hù)區(qū)不同海拔和生境。在調(diào)查過程中, 通過使用攝像機(jī)拍照和紅外相機(jī)野外監(jiān)測, 使得此次調(diào)查鳥類種數(shù)增加了26種, 均拍攝到照片進(jìn)行鑒定, 隸屬6目14科, 在科這一級(jí)水平上, 鶇科種類最豐富有8種。保護(hù)區(qū)鳥類不僅物種豐富, 多樣性指數(shù)高, 而且珍稀保護(hù)鳥類多。全國鳥類中被列入國家Ⅰ、Ⅱ級(jí)保護(hù)鳥種共有225種, 其中在湖北省有分布的共88種, 而保護(hù)區(qū)就有40種, 分別占全國的17.78%和全省的45.45%; 被列入《中國脊椎動(dòng)物紅色名錄》的受威脅物種有35種, 共占保護(hù)區(qū)的13.94%, 保護(hù)區(qū)鳥類受威脅物種比例高于國家水平[26]。由此可知, 七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥類物種較豐富, 擁有較高的生物多樣性, 包含著多種珍稀瀕危物種, 具有較大的保護(hù)價(jià)值, 應(yīng)加強(qiáng)對保護(hù)區(qū)鳥類資源的有效保護(hù)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

注: a, 全部鳥類; b, 國家重點(diǎn)保護(hù)鳥類; c, CITES附錄I、II中的鳥類。

Figure 4 Horizontal distribution patterns of richness of bird species

4.2 保護(hù)區(qū)鳥類區(qū)系與居留型

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為古北界與東洋界在中國的邊界在北緯30°附近[27], 保護(hù)區(qū)鳥類區(qū)系特征以東洋界占優(yōu)勢, 并呈現(xiàn)與古北界、廣布種相混雜的格局。這一格局的形成與保護(hù)區(qū)所處地理位置在分界線附近有關(guān)。在鳥類分布型上, 保護(hù)區(qū)鳥類中東洋型物種最多, 其次為北方型、中亞型物種最少, 沒有高地型物種分布。保護(hù)區(qū)處在我國第二階梯向第三階梯的過渡區(qū)域, 且與青藏高原以及中亞地區(qū)相隔較遠(yuǎn), 正是這種特殊的地理位置才形成了上述這種物種分布型格局。居留型是以繁殖鳥占主體, 留鳥和夏候鳥加起來占總數(shù)的82.87%, 所占比例非常高。這正是因?yàn)楸Ｗo(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境較好, 森林覆蓋率高, 植被類型多樣[11], 不僅能滿足留鳥的要求, 也能滿足較多候鳥的要求, 使得保護(hù)區(qū)鳥類具有穩(wěn)定的多樣性。

4.3 鳥類群落多樣性變化

生境中的植被特征以及異質(zhì)化被認(rèn)為是決定鳥類群落多樣性重要的因素[28]。保護(hù)區(qū)鳥類豐富度從高到低依次是林地、灌叢、河湖濕地、草地、村落耕地。林地生境中鳥類多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)也最高, 這也可能由于森林生境的空間異質(zhì)性高, 內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 擁有更多的小生境及小氣候條件, 生產(chǎn)力高, 能提供豐富的食物資源, 進(jìn)而滿足更多具有不同生態(tài)位的鳥類需要。林地生境結(jié)構(gòu)相比同質(zhì)化的灌叢、草地能支持更高的鳥類多樣性。而村落耕地這類生境中物種則是最低, 主要是由于高山蔬菜種植之類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、采伐樹木等人為活動(dòng)進(jìn)行植被破壞, 使得空間結(jié)構(gòu)單一, 對鳥類的繁殖、棲息產(chǎn)生了不利的影響。在不同生境的相似性比較中, 林地與灌叢中鳥類物種相似性最高, 這可能由于兩種生境在保護(hù)區(qū)分布具有一致性, 相互交錯(cuò)分布, 而林地與河湖濕地之間鳥類群落相似性最低, 則是因?yàn)閮煞N生境差異性較大。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)保護(hù)區(qū)夏季鳥類豐富度最高, 且春季與夏季之間鳥類種類相似性高, 主要是因?yàn)橄暮蝤B種類較多, 春季遷入的夏候鳥大部分在保護(hù)區(qū)繁殖, 夏季仍留在當(dāng)?shù)赜r, 導(dǎo)致春、夏兩季鳥類共有種多, 相似性指數(shù)高。鳥類會(huì)在不同季節(jié)進(jìn)行遷徙, 是對溫度和植被的變化而采取的一種適應(yīng)生態(tài)環(huán)境變化的對策, 主要是為了尋求適宜的棲息地環(huán)境和豐富的食物來源, 使得保護(hù)區(qū)的鳥類種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量在不同季節(jié)發(fā)生較大的變化。

4.4 鳥類物種豐富度分布格局成因

在山地區(qū)域中, 溫度、地貌、面積、海拔相對高度差以及物種分布限制區(qū)這些因素隨海拔高度的變化而變化, 相互作用于山地物種的豐富度分布格局[29–30]。本研究發(fā)現(xiàn)七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)鳥類物種豐富度沿海拔梯度呈先增加后降低的趨勢, 峰值出現(xiàn)在海拔900—1700 m, 具有顯著的垂直格局, 這與McCain在研究全球鳥類分布四大模式中的單峰模式一致[31], 這一類型分布格局與我國多數(shù)地區(qū)鳥類物種分布格局研究結(jié)果相似[32–33]。在鳥類單峰模式的研究中, 水熱條件在空間上的組合狀況的差異性是促使該種模式形成的重要因素[34]。在局部山地小尺度上, 不同的植被類型受水熱條件的影響決定了鳥類的食物狀況, 本區(qū)域?yàn)榈湫偷闹衼啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤型山地氣候, 在保護(hù)區(qū)900—1700 m中海拔范圍內(nèi), 水熱條件組合較好, 主要以常綠落葉闊葉混交林為主, 植物多樣性高, 能為多種鳥類生存提供多樣化的食物資源[34–35], 從而促使該海拔范圍成為物種豐富度高的區(qū)域, 在實(shí)際觀察中, 既有以食蟲為主的啄木鳥科鳥類和食果為主的鵯科鳥類, 以及食草籽為主的雀科鳥類在該段均較為常見, 也有少數(shù)以小型獸類為食的鷹科鳥類以及以魚蝦為食的水鳥在此段被記錄[13]。人類干擾和生境的破碎也是影響鳥類垂直分布的重要方面, 在保護(hù)區(qū)900 m以下區(qū)域, 分布的居民點(diǎn)較多, 人類活動(dòng)干擾的強(qiáng)度大, 植被主要以河谷地帶稀疏灌木草叢為主, 受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響, 生境較為破碎, 僅適合一些水鳥和高適應(yīng)于人類強(qiáng)干擾的鳥類分布[36]。在1700 m以上的區(qū)域, 多為山峰峽谷地形, 水熱條件組合較差, 植被以高山灌草叢為主, 植被類型簡單, 鳥類受食物和棲息環(huán)境的限制, 因而在此段分布物種較少[37–38]。保護(hù)區(qū)內(nèi)含八大公山和七姊妹山兩大山系, 海拔跨度大, 鳥類豐富度高區(qū)域都在較高山脈海拔中間段部分, 這也剛好印證了Colwell提出的中域效應(yīng)[39], 即地理區(qū)域邊界對物種分布邊界的限制作用和對物種豐富度分布格局的影響。水平方向上, 保護(hù)區(qū)全部鳥類空間分布格局呈現(xiàn)兩端較低, 中間較高的模式, 最高值區(qū)域主要分布在七姊妹山和八大公山的中海拔山地, 而最低值區(qū)域則主要在保護(hù)區(qū)內(nèi)東北、東南部較高海拔的山頂, 總體上是保護(hù)區(qū)中部高于南北兩端。這可能是與保護(hù)區(qū)的植被分布特征有關(guān), 高值區(qū)域植被以常綠落葉闊葉混交林為主, 且森林植被完整性好, 面積大, 能提供鳥類良好的棲息地, 而河谷地帶與山峰在保護(hù)區(qū)內(nèi)面積較小, 植被較為單一。珍稀保護(hù)鳥類分布格局則是與之相反, 由于不同物種在生境選擇策略上的差別是造成分布區(qū)域分布差異的重要因素[40], 在野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)瀕危保護(hù)的鳥類, 如金雕、禿鷲()、大鵟()等大型猛禽, 在生境利用上更偏好于高海拔開闊的高山環(huán)境。

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Bird diversity and spatial distribution pattern in Qizimei Mountain National Nature Reserve, Hubei Province

CHEN Rongyou1, 2, LEI Yun3, LIU Changyong4, LI Tingting1, PENG Zonglin4, WANG Zhengxiang1, 5, *

1.,,430062,2.,430051,3.,,430079,4.445500,5.,430062,

In order to fully understand bird resources in Qizimei Mountain National Nature Reserve, the species, habitat and distribution of birds within this region were investigated using the line transect method and sampling point method from July 2018 to June 2019. Results show that: (1) there are 251 species of birds in this nature reserve, belonging to 16 orders and 52 families. Among which, the resident birds have 128 species (accounting for 51.00% of the total species), the summer migrant birds have 80 species (31.87%), the winter migrant birds have 27 species (10.76%), and the tourist birds have 16 species(6.37%). Breeding birds are dominant types in the nature reserve; besides, there are many species of rare and endangered birds, contributing to high protection value of Qizimei Mountain National Nature Reserve. (2) Floristic analysis shows 141 species have a oriental distribution (accounting for 56.18% of the total species), 71 species have a palaearctic distribution (28.29%), and 39 species have a widespread distribution (15.53%), suggesting that birds fauna is dominated by oriental species but mixed with paleoarctic species and widespread species. (3) Habitat analysis shows that the order of habitats from the highest bioversity to lowest bioversity is forest land, shrub land, wetland, grassland, villages and cultivated land, respectively, with the highest similarity between the bird community structure of forest land and that of shrub land, while the lowest between the bird community structure of forest land and that of wetland. (4) Vertical distribution pattern of birds in the nature reserve shows the unimodal pattern with increasing altitude, and there is a significant quadratic relationship between species richness and altitude:= -2.79762+ 22.631+ 32.75(2= 0.954,< 0.001); in the horizontal direction, the abundance of all birds shows a similar distribution pattern with lower on both ends while higher in the middle area.This study enriched the bird data for both Qizimei Mountain National Nature Reserve and Wuling Mountains, besides, it also provided scientific basis for protection policy making for the nature reserve.

birds; diversity; vertical distribution; horizontal distribution; Qizimei Mountain National Nature Reserve

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.05.007

Q958.1

A

1008-8873(2021)05-049-10

2020-04-22;

2021-08-29基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41471041); 湖北省科技創(chuàng)新重大項(xiàng)目(2017ABA161); 湖北省中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)(2019ZYYD050)

陳榮友(1994—), 男, 湖北黃岡人, 碩士, 主要從事動(dòng)物多樣性研究, E-mail: 895176160@qq.com

通信作者:汪正祥, 博士, 教授, 主要從事生物多樣性保護(hù)研究, E-mail: wangzx66@hubu.edu.cn

陳榮友, 雷耘, 劉昌勇, 等. 湖北七姊妹山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥類多樣性及空間分布格局[J]. 生態(tài)科學(xué), 2021, 40(5): 49–58.

CHEN Rongyou, LEI Yun,LIU Changyong, et al. Bird diversity and spatial distribution pattern in Qizimei Mountain National Nature Reserve, Hubei Province[J]. Ecological Science, 2021, 40(5): 49–58.