森林自然保护区鸟类丰富度影响因素的探讨

张健华



森林自然保护区鸟类丰富度影响因素的探讨

张健华*

(湖南文理学院 生命科学学院, 湖南 常德, 415000)

对影响森林自然保护区鸟类物种丰富度的某些生态因子进行了探讨. 研究结果表明: 在面积、纬度与经度3生态因子中, 面积对森林自然保护区鸟类物种丰富度的影响权重比较大. 所以, 在森林自然保护区的设立与建设中, 要充分考虑物种生存对面积的需求.

自然保护区; 鸟类; 丰富度; 生态因子

近年来, 物种多样性已成为世界上的一个热门研究课题[1], 在探索影响物种多样性的生态因子方面已开展了大量的研究工作. 例如, Diamond, J.D.[2]将影响物种多样性的因子分为4类: 资源质量, 资源和消费者数量, 物种间相互作用与作用机理. McNeely,J.A.等[3]认为经济和社会因子对物种多样性和生产力有重要影响. Mclntyre, S. 和S. Lawrel[4]分析了生境与干扰的影响. White P.S. 和R.I. Miller[5]还创建了地形模型. 自60年代以来, 在海洋群岛上对影响物种多样性的生态因子还做了大量的定性研究, 特别是分析了岛屿面积与物种数的相关性, 创建了物种数与面积相关性的数学模型[6—8]. 但在中国, 这样的研究并不多, 为了适应世界生物多样性的保护行动, 我们试图对森林自然保护区鸟类丰富度的影响因素进行分析探讨.

1 研究方法

1.1 研究地点的确定

在全国随机选取30个森林自然保护区, 收集相关森林自然保护区的面积大小、鸟类物种丰富度、纬度与经度等[9], 结果见表1[9—12].

表1 30个森林自然保护区的鸟类物种丰富度、面积大小、经度和纬度的值

1.2 研究方法

①利用逐步回归分析, 创建森林自然保护区鸟类物种丰富度、面积大小、纬度和经度的相关性模型[13].

②利用偏相关分析方法,分析森林自然保护区鸟类物种丰富度与面积大小、纬度和经度之间相关性的差异[13].

2 结果与分析

2.1 森林自然保护区鸟类物种丰富度与面积、纬度、经度相关性的逐步回归分析

对森林自然保护区鸟类物种丰富度、面积、纬度和经度这4个因子进行取对数与不取对数的方式形成了16个组合, 然后对鸟类物种丰富度与3个生态因子的相关性进行逐步回归分析, 分析结果表明在16个组合中, 4个组合形成的回归模型具有显著的可信度. 这4个组合形成的回归模型排列如下:

= 51.89 log-7.11+ 5.56-731.27. (-test = 8.21;= 0.50;值= 0.000 6), (1)

= 53.54 log-240.41+ 5.69– 163.29. (-test = 9.28;= 0.53;值= 0.000 3), (2)

= 51.66 log– 6.81+ 588.90– 2893.53. (-test = 7.99;= 0.49;值= 0.000 27), (3)

= 53.43 log– 232.18 log+ 606.92 log– 2415.09. (-test = 9.06;= 0.52;值= 0.000 3), (4)

从以上可以看出, 这4个数学模型具有较好的适合度, 复相关系数大多大于0.5或接近0.5, 这表示自然保护区鸟类物种丰富度与面积、纬度、经度之间存在着明显的相关性, 也就是说面积、纬度和经度这3个生态因子对自然保护区鸟类物种丰富度的分布有着明显的影响.

2.2 森林自然保护区鸟类物种丰富度与影响因素的偏相关分析

由于面积、纬度和经度等因子对森林自然保护区鸟类物种丰富度的影响是混杂在一起的, 这样, 单相关分析不能很好地阐述物种丰富度与面积、纬度、经度之间各自的相关性, 因此我们采用偏相关分析来摒弃面积、纬度与经度之间的相互影响, 较为清晰地展示单个因子对物种丰富度的作用.

从表2可以看出, 在8个数学模型的组合形式中, 大多数组合形式都能很好地分析森林自然保护区面积与鸟类物种丰富度之间存在的正相关性; 有一半的数学模型能较好地展示森林自然保护区鸟类物种丰富度与纬度之间存在着负相关; 而森林自然保护区鸟类物种丰富度与经度之间的正相关的展示不是特别明显, 偏相关系数大多未超过0.5.

表2 森林自然保护区鸟类丰富度影响因素的偏相关分析

注:为偏相关系数;0.01(1.25) = 7.77;+ log++是指数学模型中, 物种数不以对数形式出现, 面积以对数形式出现, 纬度不以对数形式出现, 经度不以对数形式出现, 以下类同.

2.3 影响森林自然保护区鸟类物种丰富度的优势因子分析

在前面的4个逐步回归分析模型中, 面积、纬度与经度3个生态因子均对森林自然保护区的鸟类物种丰富度有一定的影响, 但这3个生态因子的影响度应该存在着差异. 为了获得这3个因子对森林自然保护区鸟类物种丰富度的不同影响权值, 我们采用标准偏回归系数来进行分析, 结果见表3.

从表3可以看出, 在4个逐步回归模型中, 鸟类物种丰富度与3个生态因子间的标准偏回归系数的次序是:′(物种丰富度–面积) ＞′(物种丰富度–纬度) ＞′(物种丰富度–经度), 这说明在3个影响鸟类物种丰富度的生态因子中, 面积的影响权值最大.

表3 4逐步回归模型中物种丰富度与3因子间的标准偏回归系数

注:′(物种丰富度–面积)是指森林自然保护区鸟类物种丰富度与面积之间的标准偏回归系数;′(物种丰富度–纬度) 是指森林自然保护区鸟类物种丰富度与纬度之间的标准偏回归系数;′(物种丰富度–经度)是指森林自然保护区鸟类物种丰富度与经度之间的标准偏回归系数.

3 小结与讨论

3.1 森林自然保护区鸟类物种丰富度与面积、纬度和经度之间的相关性分析

根据上面的研究结果, 初步确定面积与森林自然保护区鸟类物种丰富度成正相关, 纬度与森林自然保护区鸟类丰富度成负相关, 经度对森林自然保护区鸟类丰富度的影响不是特别明显. 但由于中国东部地区森林密度大, 是富饶的鱼米之乡, 各森林自然保护区所包含的鸟类丰富度要较西部地区的大些.

3.2 影响森林自然保护区鸟类物种丰富度的优势度因子分析

根据标准偏回归系数分析, 在我们研究的3个生态因子中, 森林自然保护区面积大小是影响其鸟类物种丰富度的优势生态因子, 纬度与经度的影响力要小些. 这样在设立自然保护区时, 要尽可能地考虑鸟类物种生存栖息地的需求, 建设合理的自然保护区的面积大小, 有利于鸟类资源的保护.

3.3 森林自然保护区鸟类物种丰富度的影响因子分析

我们对影响森林自然保护区鸟类物种丰富度的影响生态因子的分析仅涉及3个. 实际上, 影响森林自然保护区鸟类物种丰富度的生态因子是相当复杂的, 如自然保护区岛屿化程度、生境的异质度、物种的动态机理、人类的干扰度等都对鸟类物种的分布与数量有重大影响, 有待进一步研究.

3.4 逐步回归模型的可适用性

国外学者曾利用对因子取对数的形式成功分析了能量代谢率与体重等因子之间存在的相关性, 形成了著名的数学模型. 我们在此对物种数、面积、纬度和经度4个因子采取了取对数与非取对数两种形式, 形成16种组合, 获得了4个具有显著可信度的数学模型. 由于可参考的文献很有限, 这些逐步回归模型的适用性可能还需进一步检验.

[1] 张健华, 王献溥, 宋永昌. 生物多样性的研究进展[J]. 农村生态环境, 1993, 37(4): 12—15.

[2] Diamond, J D. Factors controlling species diversity: Overview and Synthesis [J]. Ann Missouri Bot Gard, 1988, 75: 117—129.

[3] McNeely J A. Conserving the world’s biological diversity [M]. WRI, 1990.

[4] McIntyre S, Lavorel S. Predicting richness of native, rare and exotic plants in response to habitat and disturbance variables across a variegated landscape [J]. Conservation Biology, 1994, 8(2): 521—531.

[5] White P S, R I Miller. Topographic models of vascular plant richness in the southern [J]. Appalachian high peaks J of Ecology, 1988, 76: 192—199.

[6] MacArthur R H, et al. An equilibrium theory of insular zoogeography [J]. Evolution, 1963, 17: 373—387.

[7] MacArthur R H, et al. The theory of island biogeography [M]. Princeton: Princeton Univ Press, 1967.

[8] MacArthur R H, et al. Density compensation in island faunas [J]. Ecology, 1972, 53: 330—342.

[9] http://sts.mep.gov.cn/zrbhq/zrbhq/. 中华人民共和国环境保护部自然生态保护司: 全国自然保护区名录, 2012年.

[10] 人民日报教科文编. 迷人的中国自然保护区[M]. 北京: 人民日报出版社, 1987

[11] 齐景山. 长白山[M]. 长春: 吉林文史出版社, 1989.

[12] 贵州梵净山科学考察编辑委员会. 贵州梵净山科学考察集[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1986.

[13] 宋俊杰. 统计信息分析[M]. 天津: 南开大学出版社, 1986, 2: 411—507.

The research on the influences of the some ecological factors to the bird species richness of the forestry reserves in China

ZHANG JianHua

(The Colleges of the Life Sciences, Hunan University of Arts and Sciences, Changde 415000, China)

This paper deal with the influences of the some ecological factors to the bird species richness of the forestry reserves in China. The results showed that among the 3 ecological factors of the area, latitude and longitude, the area has the biggest influence to the bird species richness and distribution; therefore the species surviving area is the very important factor in the design and establishment of the forestry reserves.

Reserves; birds;, speices richness; ecological factors

10.3969/j.issn.1672-6146.2014.03.010

X 36; S 759.9

1672-6146(2014)03-0042-04

email: 446815854@qq.com.

2014-03-17

国家教育部科学技术研究重点项目(03093); 湖南省自然科学基金项目(02JJY2055); 湖南省“十二五”重点建设学科(动物学)资助

(责任编校:谭长贵)