浙江省麻雀数量变化与环境关系研究

刘志立++方陆明++宁学芳

摘要：利用浙江省陆生野生动物疫源疫病监测站2010～2013年的监测数据，分析了麻雀（Passer montanus）种群动态变化及其影响因子，对野外鸟类监测工作提出建议。结果表明，麻雀数量空间分布呈现出北部平原地区>东部沿海丘陵地区>西南高山地区。麻雀数量的动态变化：1～3月数量稳定，4月数量增长出现峰值，8月数量再次出现峰值，10月数量开始下降，11～12月稳定，推算得出浙江省麻雀繁殖期在4～9月。平均温度为0～10 ℃时，麻雀数量稳定；平均温度为10～20 ℃时，数量开始增加；平均温度为20～25 ℃时，数量有下降；平均温度为25～35 ℃时，数量又有增加。麻雀数量和天气因子极显著相关（P<0.01）。因此，地理环境、温度和天气因子是影响麻雀数量变化的影响因子。

关键词：麻雀（Passer montanus）；数量；环境变化；空间分析；野生动物监测

中图分类号：Q958；Q959.7+39 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）03-0511-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.03.030

The Relationship Between Environment and Population Changes of Sparrows

（Passer montanus） in Zhejiang Province

LIU Zhi-li， FANG Lu-ming， NING Xue-fang

（School of Information Engineering， Zhejiang A&F University/Zhejiang Provincial Key Laboratory of Forestry Intelligent Monitoring and Information Technology， Linan 311300， Zhejiang， China）

Abstract：In this paper， using 2010 to 2013 monitoring data from the Zhejiang terrestrial wildlife epidemic diseases monitoring system to dig the sparrows（Passer montanus） population dynamic change rule，explore the factors influencing the sparrows quantity change，the suggestions for wild bird surveillance were put forward. The Results indicated that the distribution of sparrows quantity was the Northern Plains>the Eastern Coastal Hilly Area>the Southwest Mountain Area. The dynamic changes of tree sparrows populations was that the sparrow quantity stabled in Janaury to March， increased to peak in April，peaked again in August， began to decline in October， then stabled in November and December. And then there had a extrapolation that sparrows breeding season in Zhejiang province was in April to September. When the average temperature of 0 to 10 ℃，the sparrows quantity stabled； the population grew in 10 to 20 ℃，decreased in 20 to 25 ℃，and increased again in 25 to 35 ℃. The interaction of weather on the sparrows quantity was extremely significantly（P<0.01）. Consequently，geographical environment， temperature and weather had influence on the sparrow quantity distribution.

Key words： sparrows（Passer montanus）； quantity； environmental changes； spatial analysis； wildlife monitoring

麻雀属（Passer spp.），分类上属于雀形目、麻雀科（Passeridae）、麻雀亚科（Passerinae）[1]，是世界性分布的食谷性鸟类， 分布广、数量多、易识别、与人类的关系十分密切。20世纪70年代后期以来，用麻雀作为衡量环境污染的指示种的研究就已开始受到重视，之后对麻雀的生态学研究也比较系统和深入，但缺乏从宏观对麻雀进行整体性研究[2，3]。在中国，麻雀属分布有黑胸麻雀[Passer hispaniolensis（Temminck）]、黑頂麻雀[P.ammodendri（Gould）]、家麻雀[P.domesticus（Linnaeus）]、树麻雀[P.montanus（Linnaeus）]、山麻雀[P.rutilans（Temminck）][4]。其中，山麻雀只分布于相对高的山区，家麻雀、黑胸麻雀和黑顶麻雀主要分布在新疆或蒙古等区域，树麻雀广泛分布在全国，因此麻雀通常指树麻雀，文中树麻雀简称麻雀。

鸟类是环境监测，也是生物多样性监测的重要指示类群[5]。目前，在全球范围内已有众多的陆地鸟类监测工作，其监测范围大小不一，监测时间各有长短[6]。中国自1982年开始采用网捕法开展鸟类环志后，相继开展一系列鸟类监测工作，主要有重点鸟类物种监测、重点区域鸟类监测、鸟类环志监测、自然保护区监测、国家级和省级监测站监测[7]。在长期连续的监测工作中，鸟类工作者和监测站积累了大量的监测数据，这对于监测鸟类疾病的传播、保护濒危野生动物以及研究鸟类的习性起到了积极意义。

本研究采用浙江省陆生野生动物疫源疫病监测站2010～2013年的野外监测麻雀数据，挖掘分析麻雀种群数量动态变化规律，从宏观层次上探究影响麻雀数量变化的影响因子以及麻雀数量与环境之间的关系，是浙江省麻雀生态学研究中的一部分，也是野生动物监测数据挖掘与分析研究的一部分。本研究有助于加深人们对麻雀的认识，也有助于野生动物监测工作的开展和应用。

1 研究区域

研究区域为浙江省，位于东经118°00′-123°00′，北纬27°12′-31°31′之间，地处亚热带中部，属亚热带季风气候，四季分明，平均气温15～18 ℃，极端最高气温40.7 ℃，极端最低气温-10.2 ℃，年平均日照时数1 710～2 100 h，全省年平均雨量980～2 000 mm，雨量丰沛，空气湿润，雨热季节变化同步。浙江省地理特征非常丰富，西南多为千米以上的崇山峻岭，海拔最高1 929 m；北部为水网密集的冲积平原；东部面临东海，丘陵地带，舟山海岛众多[8]。

2 研究方法

浙江省野生动物监测工作从2005年开始并逐步完善，设有国家级和省级监测站56个，分别设置在野生动物物种集中分布区或集中驯养繁殖场所、野生动物重要栖息地、野生动物迁徙通道中重要的食物补充地、人口密集分布区和野生动物重要栖息地的结合区[9]。采取点面结合的监测方式，分线路巡查和定点观测两种方法开展监测工作。监测人员在野外监测过程中通过带GPS功能的PDA移动设备实现数据的数字化采集，动态定制数据采集信息，并将采集到的监测数据传输到支撑浙江省野生动物疫病疫源监测系统的后台服务器。监测人员基于GPS记录巡护路径（图1），将采集数据，采样位置信息、采样图片基于地理信息系统可视化展现，有效地支持了野外监测工作，避免了传统的纸质记录破损、遗失而导致的数据丢失[10]。现全省国家级省级监测站共设定巡查线路485 620 km，每个点每天观测1～3次，每天观测时间40.2 h，平均每个点观测0.78 h[9]。

从浙江省野生动物疫源疫病监测系统的后台服务器中获取2010～2013年间的监测数据，使用Excel和SPSS统计分析软件，剔除异常值，进行数据统计分析。浙江省地理环境复杂，野生动物监测站点分别分布在平原、丘陵、山脉、岛屿、河流、湖泊、湿地、海岸等多种地形环境中。为探究地理环境对麻雀数量的影响，选取2010～2013年间每年7月的麻雀数据，求出每个监测站点每月的平均麻雀数量，导入ArcGIS 10.1中，用简单克里格方法进行插值分析，得出麻雀区域分布图，以进行分析比较。量化监测资料，使分析结果数量化，对天气和温度数据进行分类统计。将天气指标进行模糊分级，晴为1，多云为2，阴为3，雨为4，雪为5。温度量化分级为：t≤0 ℃为1，0 ℃

3 结果与分析

3.1 时间序列分析

基于浙江省野生动物监测站对麻雀数量的重复测度，从宏观层面上，对浙江省麻雀数量在时间序列上的动态变化进行分析。获取2010～2013年的麻雀数据，对数据进行年间差异显著性检验分析，得出年间差异不显著（t>0.1）。再将所有监测点每月的数量进行平均，得出2010～2013年浙江省每月麻雀的平均数量表（表1），分析全省麻雀的大致活跃时间及数量变化。

从表1可以看出，2010年4月麻雀数量开始显著增长，5月数量达到高峰，从10月开始数量回归稳定；2011年4月数量开始显著增加，在6月达到高峰，之后在11月再次高峰，12月开始数量回归稳定；2012年数量在7月开始增加，在7～9月数量持续高峰，10月开始数量下降趋于稳定；2013年数量在3月开始增加，在8月达到高峰，之后在10月后数量增加，11月开始降到稳定值。经过4年的数据的对比分析得出，麻雀数量1～3月大致稳定，4月开始增长，一般会在5～6月和8～9月出现峰值，10～11月后数量开始降低回归稳定。

3.2 空间分析

浙江省海岛众多地形复杂，因此，本次研究中没有考虑岛屿。从GIS麻雀区域分布图（图2）可得出如下结论。

1）麻雀的分布趋于稳定。2010～2013年，麻雀的区域分布一直维持在稳定状态，随着时间的变化没有产生大的变动。

2）图中颜色对比鲜明，数量差距很大。2010年麻雀数量分布在[5.526 71，3 569.66]区间内，2011年麻雀数量分布在[6.402 4，944.729]区间内，2012年麻雀数量分布在[10.192 5，2 772.63]区间内，2013年麻雀数量分布在[13.951 1，2 949.81]区间内。因此，2010～2013年，不同年份麻雀数量的最值差距很大，同一年份不同地区的麻雀数量间差距也很大。

3）空间分布不均衡。湖州地区的德清县德清监测站和长兴监测站的麻雀数量最多，丽水地区九龙山监测站和临安野生動物疫源疫病监测站麻雀数量最少。麻雀数量空间分布如下：北部的湖州地区德清县德清监测站和长兴监测站、杭州地区的余杭区余杭监测站>东部沿海的台州地区、宁波地区、温州地区、嘉兴地区的监测站、中部的金华地区的监测站>杭州地区西溪湿地监测、富阳杭州野生动物世界监测站>西南的衢州地区、丽水地区及杭州地区的临安野生动物疫病疫源监测站。麻雀数量空间分布趋势大致为：北部平原地区>东部沿海丘陵地区>西南高山地区。

3.3 环境因子分析

由于浙江省麻雀空间分布不均衡，具有鲜明的地域特征，故分别取北部平原地区的湖州长兴监测站扬子鳄监测点、东部沿海丘陵地带的台州三门监测站和蛇蟠乡蛇蟠岛监测点、西南山区的丽水地区九龙山监测站和黄坛淤监测点的2010～2013年数据，剔除异常值，进行统计，得出监测点环境与麻雀数量关系图（图3），然后进行比较分析。

扬子鳄监测点在温度级别为2、3时，数量保持稳定，温度级别为4、5时，数量出现大幅度增加，增值在[150，200]范围内，在温度级别为6时数量下降，温度级别为7时有小幅度上升趋势；蛇蟠岛监测点在温度级别为5、6时，麻雀数量有小幅度降低，到达温度级别为7、8时，数量增加，增值在[50，100]范围内；黄坛淤监测点在温度级别为4、5时，数量有增加，数量增加幅度在[5，15]范围内，温度级别为7时有小幅度上升趋势。对比分析3个监测点的结果得出，麻雀数量变化与温度关系不受地理环境影响，在温度级别为1～3，即平均温度为0～10 ℃时，麻雀数量稳定；温度级别为4～5，即平均温度为10～20 ℃时，数量开始增加；温度级别为6，即平均温度为20～25 ℃时，数量有下降；温度级别为7，即平均温度为25～35 ℃时，数量又有增长趋势。

经过统计分析得知，浙江省内各监测点温度变化均呈抛物线形式，在7、8月达到高峰，统计分析各个监测站间温度差异不显著（t>0.1）。故取所有监测点的温度进行平均，得出浙江省月温度级别变化。对温度和月份关系进行拟合，得温度和月份的回归方程：T=-0.013 9 x3+0.125 3x2+0.585 5x+1.379 9（T为温度，x为月份），其中，相关系数在0.950 0以上（P<0.01），t检验和F检验均通过。利用回归方程，可以通过温度推算月份。温度级别为4～5时，对应的月份大致在4～5月和10～11月；温度级别为7时，对应的月份是7～8月。因此，各监测点在4月数量增加后出现高峰，7～8月数量再次增加，11月后数量下降，与上文得到浙江省麻雀总体数量变化规律基本一致。因此，各个监测点麻雀数量变化规律均受温度影响。

由图3可知，对于数量和天气关系的统计研究中，蛇蟠岛、黄坛淤、扬子鳄监测点的数据变化趋势一致，不受监测点地理环境影响。在天气级别为1～5时，麻雀数量逐渐呈降低趋势。对监测点天气与数量关系进行拟合，得到监测点天气级别与数量回归关系表（表2）。3个监测点的多项式回归的相关系数都在0.950 0以上（P<0.01），表明回归曲线拟合程度很好，即监测点天气级别与数量之间有极显著的相关关系。

4 小结与讨论

4.1 浙江省麻雀的繁殖活动时间分析

真正意义上的鸟类监测应侧重于对鸟类种类和数量的重复测度，从而了解一个地区鸟类种类和数量在时间序列上的动态变化[11]。据贾相刚等[12]、潘炯华等[13]的早期研究，河北的麻雀在5～8月繁殖，广州的麻雀在4～11月繁殖。南北气候的不同，会影响麻雀的繁殖期。据寿振黄的调查，麻雀数量的年变化情况为1～6月相当稳定，7月开始增长，8月增多，9月达到高峰，10月下降，11～12月又趋向稳定，结合麻雀的繁殖活动，7月麻雀数量开始增加，这恰是第一窝巣鸟长大出飞离巢的阶段；9月数量达到高峰，正是麻雀繁殖结束时[12]。文中研究得出麻雀数量1～3月大致稳定，4月开始增长，一般会在5～6月和8～9月出現峰值，10～11月后数量开始降低回归稳定。此结果结合麻雀的繁殖活动，可推测浙江省麻雀繁殖活动：4月数量增长出现峰值，麻雀开始繁殖，并长大出飞离巢；8月数量再次出现峰值，是麻雀繁殖结束时；之后10月数量开始下降，11～12月及之后的1～3月数量呈现稳定状态，繁殖期在4～9月。

4.2 地理环境影响麻雀数量分布

麻雀的分布及数量波动因生境不同、季节不同、地区不同等有很大差异[14]。刘德绍等[15]在文章中指出，在不同生境中麻雀的分布密度不同，在乡村以及城镇、农田中分布的密度远大于灌丛、森林及水域；在垂直方向上，麻雀的分布随海拔高度的变化而变化，主要分布于海拔高度500～1 000 m这一区间内。文中得出地理环境影响麻雀数量分布，其数量空间分布趋势大致为：北部平原地区>东部沿海丘陵地区>西南高山地区。在北部平原地区，人口密集，人类活动密度大，麻雀数量相应增多。7月处于麻雀的繁殖期，平原地区麻雀数量快速增长达到上千只。在东部沿海丘陵地带，丘陵密布，但海拔均在1 000 m以下。候鸟迁徙途径东部沿海，监测点分布密集，而丘陵中的灌丛等适合麻雀隐藏，使得麻雀不易被监测到，因此麻雀数量少于平原地区。在西南山区，高山起伏，海拔最高1 929 m，麻雀分布少。同时，西南山区复杂的地被层也为鸟类提供了隐蔽场所，导致野外可观察几率降低，麻雀数量统计低至个位数。

4.3 天气和温度影响浙江省麻雀数量变化

鸟类作为生态系统的重要组成成分，对气候和环境的改变反应相当敏感，可以作为监测全球气候变化的一项重要依据[16]。气候变化对野生鸟类的地理分布、繁殖生态以及种群动态产生了显著影响[17]。本研究通过对比分析2010～2013年代表不同地理环境的监测点数据得出，平均温度为0～10 ℃时，麻雀数量稳定；平均温度为10～20 ℃时，数量开始增加；平均温度为20～25 ℃时，数量有下降；平均温度为25～35 ℃时，数量再次增加。温度变化对浙江省麻雀的繁殖产生影响，在平均温度为10～20 ℃和25～35 ℃时，麻雀繁殖使麻雀数量增加。同时，本研究得出麻雀种群数量和天气极显著正相关，根据研究结果可以帮助监测人员日常的监测工作，通过温度和天气的变化来预测麻雀数量变化，并且可以以麻雀的数量变化来监测浙江省各监测点的天气和温度变化。吴伟伟等[18]在研究中提出长期监测的数据准确，能使鸟类研究结果可靠性强，而考虑生理因素开发机理模型研究气候变化对鸟类的影响将成为一种新的趋势。研究的不足之处在于没有利用模型来量化得出天气和温度与麻雀数量的关系，用以准确预测麻雀的数量变化。

本研究不同于以往环志法研究，采用浙江省陆生野生动物疫病疫源监测监测站监测数据进行研究分析。浙江省野生动物监测工作开展多年，积累大量数据，对于鸟类的研究分析具有重要意义。但由于监测点一直在逐步完善，监测人员专业素质不一致，监测环境复杂，野外鸟类监测存在一些困难。监测点分布不均衡同样可能导致野外麻雀空间分布不均衡，在下一步野外监测中，监测点分布设置还需进一步完善，以便能更均衡地监测到全省鸟类数量变化。其他气候因子和环境因子也应更多地被监测，以便进一步开展野外鸟类监测数据挖掘分析，更好地监管生态环境变化。在下一步鸟类生态学研究中，将更多地考虑鸟类的生理因素以建立模型进行精确预测，以便更为准确地研究鸟类习性及数量变化规律，更好地实现对野生动物的监测，造福于民。

参考文献：

[1] 约翰·马敬伦，卡伦·菲利普斯，何芬奇.中国鸟类野外手册[M]. 长沙：湖南教育出版社，2000.

[2] 殷伟庆，余 俭，郭 蕾，等.环境变化对鸟类种群结构的影响研究[J].环境科学与管理，2013，38（5）：166-169.

[3] ZHANG S，ZHENG G.Effect of urbanization on the abundance and distribution of Tree Sparrows（Passer montanus） in Beijing[J].Chin Birds，2010，1（3）：188-197.

[4] 胥执清.麻雀种群数量与环境因素关系研究的某些进展[J].四川动物，2004，23（4）：386-390.

[5] BART J.Monitoring the abundance of bird populations[J].AUK，2005，122（1）：15-25.

[6] 斯幸峰，丁 平.欧美陆地鸟类监测的历史、现状与我国的对策[J].生物多样性，2011，19（3）：303-310.

[7] 崔 鹏，徐海根，丁 晖，等.我国鸟类监测的现状、问题与对策[J].生态与农村环境学报，2013，29（3）：403-408.

[8] 张荣祖.中国动物地理[M].北京：科学出版社，2004.

[9] 朱桂寿.浙江省陆生野生动物分布及其疫源疫病监测体系建设研究[D].南京：南京林业大学，2008.

[10] 罗 泽，阎保平.青海湖區域重要野生鸟类监测与空间分布格局研究示范应用[J].办公自动化，2010（9）：25-33.

[11] YU R D.The International Black-Faced Spoonbill Census 2010[R].Hong Kong：Hong Kong Bird Watching Society，2010.

[12] 贾相刚，贝天祥，陈太庸，等.麻雀繁殖习性的初步研究[J].动物学报，1963（4）：38-47.

[13] 潘炯华，苏炳之，辛克律.麻雀（Passer montanus saturatus）的初步调查报告[J].华南师范大学学报，1960（6）：1-7.

[14] 郑光美，黄孝镇.北京城区冬季麻雀的种群动态和食性分析的初步报告[J].北京师范大学学报（自然科学版），1965（1）：99-112.

[15] 刘德绍，吕俊强，邓合黎.重庆地区环境变化与鸟类种群动态关系研究[J].西南农业大学学报（自然科学版），2004，26（1）：84-87.

[16] LEMOINE N，SCHAEFER H，B？魻HNING-GAESE K. Species richness of migratory birds is influenced by global climate change[J].Global Ecology and Biogeography，2007，16（1）：55-64.

[17] 伍一宁，钟海秀，王继丰，等.气候变化对野生鸟类的影响研究进展[J].安徽农业科学，2014，42（35）：12549-12551.

[18] 吴伟伟，徐海根，吴 军，等.气候变化对鸟类影响的研究进展[J].生物多样性，2012，20（1）：108-115.