江苏连云港两栖动物多样性及时空格局

钱汝恩，王 浩，何玉晓，陈 婉，李 鹏，胡超超①，徐海根②

(1.南京师范大学分析测试中心，江苏 南京 210023；2.生态环境部南京环境科学研究所，江苏 南京 210042；3.江苏开放大学环境生态学院，江苏 南京 210036)

生物多样性指植物、动物、微生物物种以及所有的生态系统及其形成的生态过程[1]。在保护生物多样性的实践研究中，物种多样性是评价生态系统状况的重要参考指标[2]。两栖动物对维持生态系统的稳定起着重要作用[3-4]。两栖动物对环境的依赖性强、扩散能力弱，其空间分布受自然环境条件的限制，可作为环境变化的指示物种，是生物多样性观测的重点关注物种[2]。物种资源调查和观测是动物资源保护工作的前期基础，对生物多样性保护具有重要意义[5]。自2011年以来我国开展两栖动物多样性观测网络的建设，已基本掌握了观测样区内两栖动物物种与种群的动态变化，为两栖动物多样性保护和濒危物种拯救行动提供了前期技术支撑[6]。有学者研究发现两栖动物分布范围和海拔高度可能是导致其物种灭绝的关键因子[7]。对种群大小及栖息地现状的研究表明，环境污染、人为干扰和生境碎片化会导致两栖动物种群锐减[8-10]。水资源持续时间以及环境温度对两栖动物的繁殖具有强烈的影响，水量过少、温度太低都会导致蝌蚪无法完成变态[11]。

近几十年来，由于栖息地破坏、人为过度捕捉、真菌感染、外来物种入侵、紫外线辐射和气候变化等原因，全球两栖动物受到严重威胁[12-14]。世界已知的两栖动物约8 125种[15]，我国约500种[16]，其中受威胁物种比例约43%[17]。江苏省域的两栖动物研究起步较早，且侧重于物种资源调查，对两栖动物种群大小和空间分布的研究相对薄弱[18-21]。随着经济的高速发展，城市化进程引起的环境变化对两栖动物种群构成严重威胁[9,22-23]。在过去的20 a里，江苏省出现了快速城市化现象，但对两栖动物的物种丰富度和群落组成现状知之甚少。为掌握江苏连云港两栖动物种群资源及栖息地现状，利用样线法于2018年4、6和8月进行了3次调查，研究不同生境类型对两栖动物分布格局的影响，从而为该地区两栖动物的保护提出相关策略和建议。

1 研究区域

连云港市位于江苏省东北部，地处34°00′～35°07′ N，118°24′～119°48′ E之间，为海滨城市，总面积为7 446 km2(含水域面积)，属暖温带季风性气候区，四季分明。连云港市具有独特的地域特征和地理形态，地形以平原为主，云台山海拔最高，为624.4 m。区域内密布河道、溪流、湿地和农田等，为两栖动物提供了栖息、捕食及繁衍后代的条件。该研究以连云港中部新浦城区为主要对象进行两栖动物资源调查。

2 材料与方法

2.1 样线设置

于2018年3月26—28日进行预调查，根据预调查时两栖动物分布状况，并遵循《生物多样性观测技术导则 两栖动物》中的观测原则，对两栖动物进行调查。综合考虑调查区域地形、地貌、植被特征及生境类型，共设置13条样线(图1)。

图1 连云港观测样区样线设置

2.2 调查方法

于2018年4、6和8月开展两栖动物野外观测。调查时每个月进行 3 次重复观测(晚上开展，不同天)，观测时间在每天日落后半小时到次日凌晨两点左右[6]。根据两栖动物昼伏夜出的生活习性以及观测目标确定采用样线法调查。样线法是在大范围内估计野生动物种群的优良方法之一，是生物多样性观测的经典方法[13]。样线长度为500～ 800 m，样线宽度为2 m。在风速小于30 km·h-1的晴朗天气下进行调查，观测时行进速度为1 km·h-1。每条样线2人为1组观察，1人以目视直接观察被调查对象，另1人记录种类、个体数量、发现位置和观测时间等信息[6]。样线穿越的生境类型主要包括农田、河流、静水塘等。重点观察湿地边的枯草堆、石头底部、石洞等易于隐藏的微环境。观察期间以记录物种和个体数量为主。利用GPS(Garmin GPS MAP60CSX，上海佳明速达航电科技有限公司)对样线起始点定位，最后进行数据汇总。依据《中国两栖动物彩色图鉴》[24]进行物种鉴定。

2.3 两栖动物数据分析方法

采用Shannon-Wiener多样性指数H进行物种多样性分析，采用Simpson指数D进行优势度分析，采用Pielou均匀度指数J进行均匀度分析，计算公式[25-27]分别为

(1)

(2)

(3)

式(1)～(3)中，Pi为两栖动物物种i的个体数占所有两栖动物物种个体总数的比例；S为样线法观测到的两栖动物物种数；Hmax为最大物种多样性，当群落中有S个物种，每个物种恰好只有1个个体时，H达到最大值，即Hmax=lnS。

根据调查群落中物种个体数确定两栖动物的数量等级，将个体数占总个体数比例>30%的物种定义为优势种，5%～30%为常见种，<5%为少见种。

采用层次聚类法计算各样线的群落相似性，将各研究样线物种的占比作为因变量带入Q型聚类分析中，通过欧式距离法将所有研究样线进行分类。以上所有数据均采用SPSS 25.0软件进行处理和分析。

3 结果与分析

3.1 物种组成

根据2018年度观测结果，共发现两栖动物5种，总计1 285只，隶属1目3科4属(表1)。其中蟾蜍科1种，为中华蟾蜍(Bufogargarizans)；蛙科有3种，包括黑斑侧褶蛙(Pelophylaxnigromaculatus)、金线侧褶蛙(Pelophylaxplancyi)、镇海林蛙(Ranazhenhaiensis)；叉舌蛙科1种，为泽陆蛙(Fejervaryamultistriata)。

表1 连云港两栖动物物种名录

Table 1 The checklist of amphibians in Lianyungang

目名科名种名个体数占比/%濒危等级无尾目(Anura)蟾蜍科(Bufonidae)中华蟾蜍(Bufo gargarizans) 36328.25无危(LC)蛙科(Ranidae)黑斑侧褶蛙(Pelophylax nigromaculatus)34827.08近危(NT)金线侧褶蛙(Pelophylax plancyi) 13510.50无危(LC)镇海林蛙(Rana zhenhaiensis) 10.08无危(LC)叉舌蛙科(Dicroglossidae)泽陆蛙(Fejervarya multistriata)43834.09数据缺乏(DD)

3.2 物种数与个体数变化

连云港两栖动物物种数和个体数在各月份和各样线之间均存在明显差异(图2)。从物种数来看，4月共观测到两栖动物5种，6和8月分别观测到4种，未观测到镇海林蛙。从个体数来看，4月连续3次总计观测到两栖动物304只，6月观测到534只，8月观测到447只。4月观测到的两栖动物物种数最多，其中黑斑侧褶蛙个体数最多；6月观测到的两栖动物个体数最多，其中泽陆蛙个体数最多；8月泽陆蛙数量最多。总体来看，泽陆蛙为优势种，中华蟾蜍、黑斑侧褶蛙和金线侧褶蛙为常见种，镇海林蛙为少见种。

图2 连云港样区各样线两栖动物物种数及个体数

3.3 物种多样性分析

由表2可知，Shannon-Wiener指数H、Simpson指数D和Pielou均匀度指数J均为6月最高(H=1.34，D=0.724，J=0.962)，说明6月物种多样性最高，并且两栖类各物种之间数量分布较为均匀。

表2 连云港样区不同月份两栖动物物种多样性

Table 2 Species richnessof amphibians in different months

月份 物种数个体数Shannon-Wiener指数Simpson指数Pielou均匀度指数453040.8490.5090.528645341.3340.7240.962844471.1540.6180.833总计51 2851.3190.7190.819

3.4 两栖动物生境分布特点

连云港样区两栖动物栖息地可分为静水塘、河流和农田3种典型生境。2018年在静水塘观测到的两栖动物物种数以及个体数最多(5种，536只)，其中镇海林蛙只在静水塘生境中观察到。中华蟾蜍、黑斑侧褶蛙、金线侧褶蛙、泽陆蛙在3种生境中均有分布。不同物种在3种生境中的数量存在差异，中华蟾蜍、金线侧褶蛙、黑斑侧褶蛙以及泽陆蛙在静水塘生境分布最多(图 3)。

3.5 两栖动物群落组成相似性

聚类分析结果(图4)显示，当欧氏距离d=10时，各观测样线可划分为4大类。

Ⅰ类：仅有2号样线，包括中华蟾蜍和黑斑侧褶蛙2种，其中黑斑侧褶蛙数量较多，两栖动物栖息地类型为静水塘。Ⅱ类：仅有4号样线，两栖动物物种数为3种，即中华蟾蜍、黑斑侧褶蛙和泽陆蛙，其中泽陆蛙数量为全年最多，两栖动物栖息地类型为河流。Ⅲ类：包含7、8、10号3条样线，两栖动物栖息地类型主要为河流，两栖动物物种数为3种，即中华蟾蜍、黑斑侧褶蛙以及金线侧褶蛙，未观测到镇海林蛙和泽陆蛙。Ⅳ类：包含3、5、6、9、11、12、13、14号8条样线，两栖动物物种数为5种，两栖动物数量、种类均为最高，两栖动物栖息地类型主要为静水塘和农田。

图4 各研究样线的两栖动物群落组成的聚类分析结果

4 讨论

两栖动物是脊椎动物中对环境变化最敏感的动物类群[6]。由于两栖动物不同的发育阶段需要不同类型的生境，人类破坏其发育状况下的任意一类生境，都会加快两栖动物的灭绝速度[2]，因此保护两栖动物的栖息地具有重大意义。在湿地附近生长的植被可以为两栖动物提供食物、庇护所和越冬场所；裸地可以提供泥洞作为两栖动物的冬眠场所；大面积水环境有助于两栖动物的繁殖和迁移[9]。相关研究表明，黑斑侧褶蛙和金线侧褶蛙栖息地偏好静水塘生境；泽陆蛙在生境选择上倾向于农田；中华蟾蜍生境的选择上没有特殊性，这可能是由于中华蟾蜍的运动能力较强，可以在不同生境中移动，所以对水体的依赖程度相对较小[28]。但此次调查发现泽陆蛙在静水塘生境分布较多，该生境周围有大片农田，不同的发育阶段需要不同类型的生境可能是静水塘泽陆蛙居多的原因。镇海林蛙繁殖期在1月下旬到4月之间，多为2—3月，繁殖期后成蛙分散生活在不同的生境中，难以观测[29]。因此此次调查未发现较多镇海林蛙成体。同时调查未发现文献中记载的花背蟾蜍(Strauchbuforaddei)、北方狭口蛙(Kaloulaborealis)等物种[18]。

比较3次观测数据发现，泽陆蛙出现的频次高，其次是黑斑侧褶蛙和中华蟾蜍。6和8月泽陆蛙的种群数量明显占优势。其原因可能是样区设置的多条样线均属于农田灌溉渠、池塘、河道等水域生态类型，泽陆蛙是其中的优势种。4月泽陆蛙数量较少的原因可能是受气候的影响，其个体还未大量出来活动[28-30]。6和8月黑斑侧褶蛙与金线侧褶蛙种群数量与4月相比有所降低，分析原因可能是4月繁殖前期动物种群出现集中活动的情况，调查到的个体数较多，6—8月繁殖后期个体相对较分散；另一方面，6—8月农业生产等干扰活动增强，例如栖息地破坏、人为捕捉、施用化肥农药等[8-10]。北方地区5—8月为两栖动物繁殖高峰期[13]，6月物种多样性高的原因可能与较多幼体出生有关。

从总体调查结果来看，在温度适宜的季节，除镇海林蛙数量较少，中华蟾蜍、泽陆蛙、黑斑侧褶蛙和金线侧褶蛙种群均有发现，6和8月各样线的两栖动物遇见率高于4月。2018年仅发现5种两栖动物且样区存在明显的人为干扰行为，特别是农田农药干扰严重，观测发现河流中有较多残留的各类农药包装袋，农药化肥的施用对两栖动物生存的水体有较高程度的化学污染，对两栖动物孵化、生存带来严重威胁。此外，也有人为捕捉的盗猎行为，如调查过程中发现有当地居民抓捕蛙类，在当地农贸市场发现买卖野外捕捉的黑斑侧褶蛙和金线侧褶蛙。除此之外，还有大量的水生经济动物人工养殖池塘(石灰清塘、施药等)，建筑工地、旅游地的开发及大量的废弃物投放也对两栖动物种群生存、繁衍、生境维持等有明显消极作用。

因此笔者提出如下建议：(1)合理施用农药、化肥，做到不过量施用，不乱扔弃农药瓶，以保护两栖动物赖以生存的水域生境。(2)加强观测样区及周边的动物保护，杜绝抓捕野生动物的行为。(3)人工养殖时注意对野生两栖动物的保护。(4)旅游开发过程中要注意对两栖动物栖息地的保护，建设主题为两栖动物生态保育和恢复的人造栖息地，从而减轻人类活动对两栖动物栖息地的干扰与破坏。

致谢：感谢南京师范大学生命科学学院李静博、陈铭月、谢伟以及朱滨清同学在野外调查中的帮助。