夏丹霞 何富英 吴庆明 李 翔刘向宛 雷泽锋 恩卡尔·阿拉力别克
(东北林业大学,哈尔滨,150040)
东北林业大学校园鸟类群落多样性
夏丹霞 何富英 吴庆明*李 翔刘向宛 雷泽锋 恩卡尔·阿拉力别克
(东北林业大学,哈尔滨,150040)
稿件运行过程
鸟类群落; 群落基本组成; 物种多样性; 校园
鸟类对生态系统环境非常敏感[1],其行为习性与时空分布乃至组织器官功能等方面能随着环境的细微变化而发生微调与环境质量指示[2-7],因此常被用来评估森林、湿地、海洋等生态系统的环境质量[8]。东北林业大学(下简称东林)是黑龙江省绿地面积最大的高校校园,其哈尔滨市校区拥有43.95 hm2的城市林业示范基地,是不同生活史时期一定数量鸟种的迁徙停歇区或繁殖区乃至越冬区[9]。开展校园鸟类群落多样性调查监测,对评估校园森林生境环境、进行学生科普教育、丰富学校师生乃至周边社区休闲游憩内容等方面具有一定的意义。
1.1研究地概况
鸟类群落监测区域为东北林业大学校区,位于哈尔滨市中心偏南地段的以马家沟为隔离的香坊区与南岗区交界处(N45°43′10″,E126°37′15″)[10],总面积136 hm2,其中,绿化面积超过50 hm2,是黑龙江省校园绿化面积最大的高校,主要人工林植被包括落叶松(Larixgmelinii)、樟子松(Pinussylvestris)、红皮云杉(Piceakoraiensis)、红松(Pinuskoraiensis)、油松(Pinustabuliformis)、水曲柳(Fraxinusmandschurica)、胡桃楸(Juglansmandshurica)、黄檗(Phellodendronamurense)、蒙古栎(Quercusmongolica)、榆树(Ulmuspumila)、白桦(Betulaplatyphylla)等[11-12]。东林校园地形平缓,海拔为136~140 m,所在区域属于温带季风性气候,冬长夏短,年均气温3.5℃,年均积温2.757℃,年均降水量534 mm,土壤为地带性黑钙土,水分条件良好[13-14]。在哈尔滨市,该校区因绿化面积相对较大、生境多样性相对较高,每年不同季节均有一定数量的鸟种在校区栖息活动。
1.2研究方法
1.2.1数据收集
定点直数。2016年6~11月期间每隔2~3 d调查1次,通过双筒望远镜(Leica 10×25)和单筒望远镜(Bushnell 20-60×80)采用样线法、样点法对东林校园的鸟类进行了监测。其中,样线设置以校园内固有的交通道路为准,也因此出现了样线长短不一的现象;每条线路上的不同生境类型或不同生境斑块均设置1个样点,以能涵盖校园内所有可能的鸟类分布区为原则;共设置了8条主要样线41个样点(表1)和5个季节性临时样点,每个点的监测时间原则上为5~10 min。
表1样线与样点信息
Tab.1 The information on observation point for watching bird
鸟种识别。对于难以识别的鸟种,通过相机、录音笔等工具进行形态、生境、行为、鸣声等特征信息留存,通过相关鸟类图鉴[15-17]、鸣声声谱与语图、请教专家进行鸟种鉴定。
数量统计。通过计数器以直数法为主进行计数;数量较多时,则采取多人使用计数器同时计数,每人计数3次,取其均值;若数量较多或飞行速度较快导致难以实际计数时,则采取相机照相或录像的方式进行后期查数;繁殖季节,看见1只成鸟记录1对;其他季节以实际观测到的数量为准。
1.2.2 数据处理
鸟类组成分析。主要包括鸟类物种的分类、区系、居留型、生态类群、保护等级等5方面[18-20]。关于保护等级[18-19],主要分为受胁、保护、无危/无关注3类鸟种。受胁鸟种主要参考《中国生物多样性红色名录——脊椎动物卷》评估报告(2015)[18](以下简称《评估报告》)中极危、濒危、易危3种级别的鸟种和CITES附录鸟种;保护鸟种,主要为列入《国家重点保护野生动物名录》物种,兼顾黑龙江省省级保护鸟类、《评估报告》中列为近危鸟种以及列入中澳候鸟保护协定、中日候鸟保护协定的鸟种;无危/无关注物种,本文指中国三有名录鸟种和《评估报告》[18]中无危、数据缺乏两种级别的物种。统计过程中,受胁、保护、无危/无关注中出现的鸟种可以进行重复统计。
物种多样性指数。物种多样性仅涉及了α-多样性,采用了Shannon-Wiener指数和物种均匀度指数[21-22],公式如下。式中,H示鸟类群落的物种多样性指数,E示物种均匀度指数,Pi示第i个鸟种数量占群落中所有鸟种数量N的比例,S为物种数,Hmax为最大均匀条件下多样性指数。
调查期间,东林校园夏秋季内共记录有鸟类5目21科36种(表2),分析结果表明。
2.1 物种组成以雀形目(Passeriformes)鸟种占绝对优势(77.78%),偶有隼形目(Falconiformes)、形目(Piciformes)、鸽形目(Columbiformes)、鹃形目(Cuculiformes)等鸟种分布。这完全取决于校园森林生境的特点,林栖鸣禽和攀禽占主体,其中部分鸟种整个生活史时期完全利用森林生境,部分鸟种在生活史的部分时期接触森林生境;此外,雀形目鸟种具有绝对优势的组成特点与中国东北区域鸟类物种组成相一致。
2.2 鸟类区系以古北种为主(63.89%),广布种相对较少(33.33%),东洋种最少。东林校园所在区域属于古北界东北亚界东北区松嫩平原亚区,致使该区域古北界鸟种相对较多,并分布有一定数量的广布种,东洋界鸟种极少。
2.3 居留型以留鸟(38.89%)和夏候鸟(36.11%)为主,其次是旅鸟(16.67%),冬候鸟较少。根本因素是中国东北区域的气候条件导致的。但东林校园的调查结果还存在校园绿地面积以及食物供应方面的因素影响。该区域面积虽然在哈尔滨城市绿地中相对较大,但与野生环境的面积无法相比,冬季食物资源相对较少,再加上落叶后隐蔽度的降低和周边噪声、人为活动等城市化活动的持续存在,真正意义上的冬候鸟和候鸟相对较少、迷鸟也仅是偶尔出现;而夏季的校园内林叶茂密、昆虫资源丰富,能提供小型林栖鸟类的食物、隐蔽、生境需求,这应该是导致本次调查中夏候鸟比例较多的因素;本文调查的留鸟比例也相对较大,多为伴人物种和生活在树林顶层或空中的大型林栖鸟类,其食物资源生态位较宽,其活动范围不仅局限于东林校园;上述这些应该是东林校园本次监测的鸟类群落居留型组成的主要因素。
2.4 生态类群也以鸣禽(77.78%)占绝对优势,其次是猛禽(11.11%)、攀禽(8.33%)、陆禽(2.78%)。与物种组成相一致,与该区域的生境类型密切相关,以林栖的鸣禽和攀禽等为主。
2.5 36种鸟类中,有4种鸟类被列为国家重点Ⅱ级保护鸟类,4种鸟类被列为CITES附录Ⅱ,2种鸟类被《评估报告》列为近危状态,6种鸟类被列为黑龙江省省级重点保护鸟类,13种鸟类被列入中日候鸟保护协定,3种鸟类被列入中澳候鸟保护协定,27种鸟类被列入国家三有名录,3种鸟类未列入任何名录;综合统计,东林校园处于受胁状态的鸟类较少仅有4种,17种鸟类已引起关注并被列入保护状态,15种鸟类处于无危/无关注状态。本次调查的36种鸟类中有超过50.00%的鸟类处于受胁和保护状态,东林校园里面的保护鸟种已不可忽视。
2.6 多样性指数和均匀度指数计算结果显示,东林校区鸟类群落的物种多样性指数H=1.050 3,均匀度指数E=0.297 9。
表2 东北林业大学校园鸟类群落的基本组成
Tab.2 The basic composition of avian community in campus of Northeast Forestry University
续表2
续表2
注:W示广布种,O示东洋种,P示古北种;R(Resident)示留鸟,S(Summer visitor)示夏候鸟,W(Winter visitor)示冬候鸟,P(Passage migrant)示旅鸟,V(Vagrant visitor)示迷鸟;Ⅰ、Ⅱ示国家I级、II级保护鸟类,省示黑龙江省级保护鸟类;(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)示《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)附录指定的物种;CR、EN、VU、NT、LC、DD示《中国生物多样性红色名录——脊椎动物卷》评估报告(2015)中的极危、濒危、易危、近危、无危、数据缺乏等级;澳示《中华人民共和国政府和澳大利亚政府保护候鸟及其栖息环境的协定》(即中澳候鸟保护协定)指定物种;日示《中华人民共和国政府和日本国政府保护候鸟及其栖息环境的协定》(即中日候鸟保护协定)指定物种;三示《国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的野生动物动物名录》(即三有名录)
Note:Note:W is widespread species,O is Oriental realm species,P is Palaearctic realm species;R is resident,S is summer resident,W is winter resident,P is passenger,V is vagrant;I and II are the national first-grade and second-grade state key protected species of China,respectively,省 is protected class on bird listed by Heilongjiang Province government;(Ⅰ),(Ⅱ)and(Ⅲ)are species listed in Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora(CITES);CR、EN、VU、NT、LC、DD are respectively the state of Critically Endangered,Endangered,Vulnerable,Near Threatened,Least Concern and Data Deficient on bird species listed in “China’s red list of biodiversity:vertebrates”in 2015;日 is the protected species listed in“Agreement between the Government of PRC and the Government of Japan on Protection of Migratory Birds and their Inhabitation Environement”;澳 is the protected species listed in“Agreement between the Government of PRC and the Government of Australia on Protection of Migratory Birds and their Inhabitation Environement”;三 is the protected species listed in“List of Terrestrial Wildlife under State Protection that are Beneficial or Have Important Economic and Scientific Values”
3.1 鸟类群落的基本组成
本次调查记录了雀形目鹟科灰纹鹟(Muscicapagriseisticta)和莺科暗绿柳莺(Phylloscopustrochiloides)。关于灰纹鹟,这种鸟类在常家传等著作的《东北鸟类图鉴》中未有记录[17],之后学者杨旭东等和方克艰等[23-24]在内蒙古汗马国家级自然保护区和黑龙江省嫩江高峰林区等区域有灰纹鹟分布,除此之外未见灰纹鹟在东北分布的公开报道。关于暗绿柳莺,野外观察过程中,无论其体形抑或鸣声声谱,均与双斑绿柳莺(Phylloscopusplumbeitarsus)更为相似,但类似的鉴别信息还不足够,参考约翰·马敬能等的建议[16],本文暂时将其定为暗绿柳莺,该鸟种需要日后累积更为足够的鉴定信息去佐证。
居留型中,戴菊(Regulusregulus)、银喉长尾山雀(Aegithaloscaudatus)、煤山雀(Parusater)、褐头山雀(Parussongarus)、普通(Sittaeuropaea)、欧亚旋木雀(Certhiafamiliaris)等6个物种,历史记载为哈尔滨区域的留鸟[15-17],但在本次调查中,该6种鸟类的首次出现记录于10月中旬;而红胁蓝尾鸲(Tarsigercyanurus),历史记载为哈尔滨区域的夏候鸟[15-17],本次调查的11月中旬仍记录到其雌雄个体。关于鸟类的居留时间超出观察记载的这种现象,不足为奇,但也绝非偶然,必有其生态原因。分析如下:第一种,东林校园内的生境条件和空间面积有限、难以吸引戴菊、银喉长尾山雀、煤山雀、褐头山雀、普通、欧亚旋木雀等6个鸟种常年选择利用,仅个别时间段栖息利用。第二种,观察误差所致。众所周知,小型林鸟观察难度大,繁殖季节枝繁叶茂,再加上东林校园内健康锻炼人群较多、城市化噪声较大,能听见鸟鸣声皆非易事,看见实体则更需要一定的时间与机会;而且观察者皆为学生,因课程冲突无法全天候观测,有时也难以达到最佳的观察时间,容易产生观察漏洞,事所难免。在实际调查过程中,为了尽量避免观察误差,基于每天日出时间、气温、锻炼人群等多重因素,观察者尽量进行了观测时间的调整,尽量利用空闲时间弥补观测漏洞。第三种,鸟类的行为习性发生了动态微调。关于这方面,已有类似的研究表明,随着全球气候的变化,部分鸟类的行为习性与时空分布乃至组织器官功能等方面发生了细微变化[2-7],红胁蓝尾鸲也可能存在类似的行为微调现象,这需要长期的、多物种的、大时空角度的监测、分析、验证。基于上述分析,本文对上述7种鸟类的居留型仍保留历史记录。
3.2 鸟类群落的物种多样性
关于校园鸟类群落方面的研究并不多见[9,25-26]。覃振峰等[25]和田瑞等[26]分别对青海大学和西北农林科技大学校园的鸟类种群进行了调查,但均未对鸟类群落的物种多样性进行分析。王舒等[9]在对哈尔滨市城市化建设对鸟类群落影响的研究中,选择了东北林业大学校园作为其中的一个调查区域记录有鸟47种,同时进行了鸟类群落的物种多样性分析,其多样性结果均高于本文的分析结果,但存在调查时间、调查年代的差异,二者不具可比性。
在整个鸟类观测期间,观察到的影响鸟类栖息活动的因素主要有两类。(1)栖息地干扰。主要表现为林内活动,既有来自锻炼人群的撞树锻炼,更有林内的踩踏等,这直接影响林内栖息活动的鸟类。(2)噪音。噪音对于鸣禽的干扰较大,已有研究表明[27],噪音环境下部分鸣禽的鸣声在频率、振幅、时间等方面会发生变化,这直接影响到鸟类的个体识别、配偶关系、领域防卫、种群密度、群落结构等方面。东林校园内的鸟类也不例外,也会直接或间接受到城市噪声的影响。噪音主要来源于几部分:活动的人群和校园周边的车辆。活动的人群即包括以健康为目的的有规律进行肢体锻炼的人群、也包括以娱乐为目的的活动无规律的校内外人群。车辆主要为和兴路和文昌桥区域的交通。
基于此,应采取的措施就是:(1)禁止任何非科研人员进入东林校园林内,可以在林间道路上活动;(2)在鸟类分布的相关区域设立相关提示牌提醒活动的人群降低声音分贝;(3)在与文昌桥和和兴路的相关路段,增设声音隔离带,降低车辆带来的噪音和尘埃。学校相关管理部门已采取了相关的管理措施。
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Avian community; Community composition; Species diversity; Campus
为了对校区鸟类资源信息进行初步评估,2016年6~11月以东北林业大学校园内的鸟类群落多样性为研究对象采用定点直接计数法进行了监测分析。结果显示出:(1)东林校园共记录有鸟类5目21科36种;物种组成以雀形目鸟种占绝对优势(77.78%);区系分布以古北种为主(63.89%),其次为广布种(33.33%);居留型以留鸟和夏候鸟居多(75.00%);生态类群以鸣禽(77.78%)为主体;受胁状态的鸟种较少仅有4种、已引起关注并被列入保护状态的鸟种占优势为17种、无危/无关注鸟种也占有较大比例为15种;(2)鸟类群落的多样性指数为1.050 3,均匀度指数为0.297 9。基于结果分析,提出了校园鸟类资源管护方面的相关建议。
Avian Community Diversity on the Campus of Northeast Forestry University
Xia Danxia He Fuying Wu Qingming*Li XiangLiu Xiangwan Lei Zefeng Enkaer Alalibieke
(Northeast Forestry University,Harbin,150040,China)
We investigated avian community diversity on the campus of Northeast Forestry University by using the fixed point counting method from June to November 2016.36 bird species were recorded from 21 families and 5 orders.Of the 36 species,passerines were dominant (78%).Palaearctic species were most numerous (64%),followed by widespread species (33%).Resident birds and summer resident birds accounted for 75%.Only 4 recorded species are listed as threatened,17 species are of conservation concern and are listed as protected,and 15 species are listed as non-threatened.The species diversity index (α-diversity)was 1.050 3,evenness was 0.297 9.Based on the survey results,we put forward recommendations for management and protection of the avian resource on the campus of Northeast Forestry University.
教育部中央高校基本科研业务费(2572017CA16,2572014CA05);国家自然科学基金(31401978);东北林业大学创新训练项目(201610225137)
夏丹霞,女,20岁,本科生;东北林业大学野生动物资源学院。
*通讯作者:吴庆明,E-mail:qingmingwu@126.com
2016-11-24
Q958.12
A
修回日期:2016-12-11
发表日期:2017-05-10
2310-1490(2017)02-258-07