天津地区鸟类组成及多样性分析_王凤琴.pdf

天津地区鸟类组成及多样性分析王凤琴,覃雪波(天津自然博物馆,天津 300074)摘 要:2002)2005 年,采用样点和样线法对天津地区的鸟类组成及多样性进行调查.共记录到鸟类389种,隶属 19 目 68 科 184 属.鸟类区系以古北种类最多,203 种,占总种数的 52.19%;东洋种 42 种(10.79%)和广布种 144(37.02%).居留型以旅鸟最多,234 种(60.15%);夏候鸟次之,74 种(19.02%);留鸟 55 种(14.14%);冬候鸟最少,仅 26种(6.68%).基于 G-F 多样性指数对天津鸟类多样性进行分析,结果显示,湿地水域鸟类多样性稍高,为 0.76,居民点及城市公园最低,为 0.58,山地和平原田野均为 0.75,表明天津地区鸟类的组成及多样性分布与其环境相关.关键词:鸟类;组成;多样性;天津中图分类号:Q 959.7 文献标识码:A 文章编号:1000-1565(2007)04-0417-06Species Composition and Diversity of Avian in TianjinWANGFeng-qin,QIN Xue-bo(Tianjin Natural History Museum,Tianjin 300074)Abstract:The avian of Tianjin were surveyed from 2002 to 2005,with the systematic sampling,line tran-sect and point count methods.A total of 389 species representing 19 orders,68 families and 184 genera wererecorded.Of the total species,203(52.19%)species distribute in the Palaeartic realm,42(10.79%)speciesin the Oriental realm and 144(37.02%)species distribute widely.T here are 234 species(60.15%)of trave-lers,74 species(19.02%)of summer residents,55 species(14.14%)of residents and 26 species(6.68%)ofwinter residents.Based on the G-F diversity index,the highest avian diversity of 0.76 was in wetland,the low-est of 0.58 was in habitat&city park,and the diversities in mountain and cultivated land were similar(0.75).T he results showed that the distribution of species composition and diversity of avian was correlated to the char-acteristics of Tianjin environment.Key words:avian;species composition;diversity;Tianjin天津是亚太地区鸟类迁徙路线的一个重要环节,也是白枕鹤(Grus vipio)、丹顶鹤(G.japonensis)等濒危鸟类迁徙过程中的一个重要的停歇地1.关于天津地区的鸟类,张洁等2于 1983)1985 年以京津为整体对其动物区系进行调查,并没有把天津作为一个单独单位予以考虑;李百温3于 1990 年对天津地区的鸟类资源进行调查,但仅限于雁形目和鹳形目;王学高等4对天津地区湿地水禽区系进行研究;张淑萍 5也对天津地区的水鸟区系组成进行研究,并对重点区域的水鸟多样性进行分析;对天津个别区域的鸟类的研究见李湘 收稿日期:2006-10-25 基金项目:天津市林业局资助项目 作者简介:王凤琴(1964-),女,内蒙人,天津自然博物馆副研究馆员,主要从事鸟类区系及鸟类生态学研究.第 27 卷 第 4 期2007年 7 月河北大学学报(自然科学版)Journal of Hebei University(Natural Science Edition)Vol.27 No.4Jul.2007涛6、徐基良7、王凤琴等人的研究 8-9.这些研究没有对整个天津鸟类进行深入、系统地研究.天津作为国家重点发展的地区,是我国目前经济发展较快地区之一,随着城市迅速发展,城镇扩建、人口剧增、环境污染等已对天津自然环境产生了较大的影响.为了进一步了解天津鸟类资源状况及变化趋势,笔者于 2002)2005 年对天津地区的鸟类进行了调查,并对其数量进行分析,为天津经济建设与环境保护的和谐发展提供依据.1 研究方法1.1 研究地概况天津市位于华北平原的东北部,海河流域下游,地理坐标为东经 116b42c 118b03c,北纬 38b33c40b15c.东临渤海,西北与北京接壤,其余与河北省相邻,全市总面积 11 305 km2.除少量的山区和丘陵外,低平的冲积平原占了总面积的 95.40%,而其中 2/3 地区为低于 4 m 的洼地,分布有众多的湖泊、河流及沿海湿地.气候属暖温带半湿润性大陆季风气候,特点是四季分明,春季干旱多风,夏季炎热多雨,秋季晴朗气爽,冬季寒冷干燥.年平均气温 11 e,年平均降雨量 600 mm 左右.1.2 调查方法调查时间为 2002)2005 年,主要采用样点和样线法进行,在调查区各种不同生境内选取样线,在天气晴好的条件下,选取鸟类比较活跃的时间段,以 1 1.5 km/h 的速度在样线上行走,记录样带两侧 50 m 以内所见到的鸟的种类,配带 8 倍双筒望远镜巡视,用 20 60 倍的单筒望远镜仔细观察,结合鸟类的飞行姿势和鸣声等综合特征来确认具体种类,借助照相机拍摄,对有疑问的种类,将拍摄资料带回室内鉴定核对.1.3 数据分析鸟类群落的物种多样性指数采用基于信息测度的 Shannon-Wiener 指数计算属的物种多样性 DG、科的多样性 DF以及标准化的 G-F 指数 10,计算步骤如下.1)科间的多样性指数 DFDF=Emk=1DFK,DFK=-Eni=1PilnPi.其中,m 为名录中科数;DFK为k 科中的物种多样性;Pi=Ski/Sk,Sk为名录中k 科中的物种数;Ski为k科i 属中的物种数;n 为k 科中的属数.2)属间的多样性指数 DGDG=-Epj=1DGi=-Epj=1qjlnqj.其中:qj=Sj/S,S 为名录中的物种数;Sj为j 属中的物种数;p 为总属数.3)G-F 指数DG-F=1-DGDF.规定如果所有的科都是单种科,即 DF=0 时,则规定该地区的 G-F 指数为零,DG-F=0.2 结果与分析2.1 鸟类组成调查期间共记录到鸟类 389 种,隶属 19 目 68 科 184 属(表 1),具体名录略.#418#河北大学学报(自然科学版)2007 年表 1 天津地区鸟类组成Tab.1 Species composition of bird in Tianjin目科 数量 比例/%属 数量 比例/%种 数量 比例/%潜鸟目 11.47 10.5420.51目11.4721.0851.29鹈形目22.9421.0841.03鹳形目34.41115.95194.88鸭形目11.47137.03379.51隼形目34.41126.49317.97鸡形目22.9463.2461.54鹤形目45.88105.41164.11形目913.242715.146817.48沙鸡目11.4710.5410.26鸽形目11.4731.6251.29鹃形目11.4710.5461.54形目11.4773.7892.31夜鹰目11.4710.5410.26雨燕目11.4710.5420.51佛法僧目22.9442.1651.29戴胜目11.4710.5410.26形目11.4731.6271.80雀形目3247.067842.3916442.16合计68100184100389100由表 1 可见,天津地区鸟类以雀形目鸟类在科、属以及种层次上均占有绝对优势,分别为 32 科、78 属、164 种,各占 47.06%,42.39%和 42.16%;表明天津地区的鸟类是以非雀形目为主,与天津地区的地理环境相关.天津地区鸟类区系及居留类型统计结果(表 2)表明,鸟类区系以古北种类最多,达到 203 种,占总种数的 52.19%,东洋种和广布种之和占 47.81%,由此可见,天津地区鸟类古北种占优势,反映本地区有浓厚的古北界特色;居留型以旅鸟最多,高达 234 种,占 60.15%,如此之高的旅鸟成分,与天津是亚太地区鸟类迁徙过程中的一个重要的停歇地相关.表 2 天津地区鸟类区系及居留类型Tab.2 Geographical distribution and ecological type of the avian in Tianjin居留类型古北种 种数 比例/%东洋种 种数 比例/%广布种 种数 比例/%合计 种数 比例/%留鸟 2443.64 610.91 2545.46 5514.14夏候鸟1925.681925.683648.657419.02冬候鸟2388.4627.6913.85266.68旅鸟13758.55156.418235.0423460.15总种数20352.194210.7914437.02389100.00#419#第 4 期王凤琴等:天津地区鸟类组成及多样性分析2.2 鸟类多样性根据天津地区的地形地貌、植被类型的不同,把其分成山地、平原田野、居民点和城市公园以及湿地水域4个鸟类生境类型,对其鸟类种数及 G-F 指数进行统计计算,结果见表 3.表 3 天津地区鸟类 G-F 指数Tab.3 G-F indexes of the birds.fauna of Tianjin生境目数科数属数种数F 指数G 指数G-F 指数山地10439418116.784.230.75平原田野12409117616.704.170.75居民点及城市公园112750708.713.710.58湿地水域11339419417.584.180.76结果表明,天津地区的鸟类多样性以湿地水域稍高,G-F 指数为 0.76,以居民点及城市公园的最低,为0.58,可以看出鸟类在天津地区的分布是不均匀的,反映了环境对鸟类的影响.3 讨论3.1 天津鸟类组成及分布特征天津地区在动物地理区划上属于古北界华北区,与古北界的东北区、蒙新区以及东洋界的华中区毗邻,同时,该地区处于季风性气候区内,季风性气候区是南北耐湿鸟类的通道,是古北界和东洋界鸟类分布上最宽广的过渡地带 11.由此决定了天津地区鸟类区系上具有突出的过渡地带性,以古北界为主(203 种,52.19%),同时有相当数量的广布种(144 种,37.02%)和少量的东洋界种(42种,10.79%)的特征.旅鸟种类多是天津地区鸟类组成的一个特征,高达 234 种,占总种数的 60.15%,这与天津处于我国候鸟南北迁徙路线东线的中段偏北相关.与其他地区不同,如邢台,以雀形目为主,占 51.81%12,天津地区的鸟类以非雀形目为主,占鸟类总种数的 57.84%,也是天津地区鸟类组成的一个特点,这些鸟中大部分为水鸟,有154种,占天津地区鸟类总种数的 39.59%,与天津地区众多的大型水库、湖泊、原生沼泽以及纵横交错的河流及渤海湾的滩涂相关.从 G-F 指数来看,不同的生境之间的鸟类多样性存在差异,这与它们的生境异质性相关.鸟类能识别环境中的某些特征,并依据这些特征来主动选择生活环境,如果没有这些特征,即使环境中包含动物所有必需的资源,它们也不能在这样的环境中生活13.异质性越高,所含的小生境越多、小气候和避难所就越多,可以满足不同种鸟类对生境的需求,从而支持更多的物种.在天津地区的 4 种生境中,异质性最高的是山地,因为山地地形复杂,植被分化大,使其植被具有更复杂的垂直结构,小生境丰富多样,增加其环境异质性14;湿地水域的地形较平坦,不如山地复杂,主要有水生植物、沼生植物、盐生植物等,植物的种类和数量不如山地多,却高于平原农田、居民点和城市生境,故其环境异质性高于平原农田、居民点和城市,但低于山地;平原农田由于集约化的生产,多以大面积播种单一农作物,植被类型单一,小生境不多,但闭郁度较高.居民点及城市是人为干扰最严重的地方,植物不仅种类最少,而且数量也是最少,多为人造生境,类型非常单一,且闭郁度也非常低,同时各生境相互独立,缺乏连接,因此其异质性最低.除了湿地外,其他生境的异质性与其鸟类种数及 G-F 多样性指数大小相对应.在 4 种生境中,居民点及城市公园的鸟类多样性最低,与城市化程度相关,许多研究表明,鸟类群落的丰富度和物种多样性随着城市化程度的提高而下降 15-18.本研究证实了该结论,近几年,天津地区的城市化进程加快,许多过去为生态用地如今已变成建筑用地,使得城市生境异质性进一步减少,降低了鸟类可利用的适宜生境,因而其鸟类多样性最少.尽管湿地的生境异质要低于山地,但其鸟类种数和多样性却高于山地,一方面是天津地区的湿地面积(1 717.8 km2)要比山地面积(651 km2)大.岛#420#河北大学学报(自然科学版)2007 年屿生物地理学的理论认为,物种数量与面积大小呈正比 19.因为分布区域大可以降低种间竞争的强度,增加区域物种出现频率和单种个体数20.另一方面,湿地鸟类饵料丰富,如在七里海湿地,不仅有各种植物性食物,同时有各种动物性食物,特别是有山地等生境所没有的大量的蟹类、螺类、河蚬、虾类、鱼类等,吸引了大量的水鸟途径此地停歇.此外,G-F 指数单种科越多,G-F 指数越低的特征 10,决定了天津地区各生境中鸟类的多样性大小,在山地、平原田野、居民点和城市公园、湿地水域 4 个生境中,单科种分别为 15,13,12,13 种,各占其种数的 8.29%,7.39%,17.14%,6.74%,由此可见,单科种占比例最大的是居民点及城市公园,最小的是湿地,与其 G-F 指数的大小相对应.3.2 鸟类多样性指数的选择Macarthur(1955)首次提出有关群落的物种多样性与稳定性的相互关系,他认为一个自然群落的稳定性取决于 2 个方面的因素,一是物种的多少,二是物种间相互作用的大小,对于一个物种较少的群落,物种间的相互作用对于该群落的稳定性可以起到一定的弥补作用,但这种作用是有限的;而对于一个物种较多的群落,即使物种间的相互作用相对较小,群落也能保持稳定 21.由此可判断多样性是衡量群落稳定性的一个重要尺度.群落多样性可以用多个指数来表示,目前常用的有 Shannon-Wiener 指数、Margalef 指数和 Pielou 均匀度指数等.Shannon-Wiener 指数通常用于反映群落结构的复杂程度;Margalef 指数对物种数的依赖程度较强,它能充分反映物种种类的分布情况;Pielou 均匀度反映各物种个体数目分配的均匀程度.由于各自的优势,3 种指数经常被用于多样性分析中.由于Shannon-Wiener 指数和 Pielou 均匀度对外界强制函数变化最为敏感 22.许多鸟类研究中均用到 Shannon-Wiener 指数23-26,但 Shannon-Wiener 指数是一种基于个体数目的生态多样性方法.在一个生态系统中,生物个体的死亡是常见现象,而一个物种从一个地区消失则需要长得多的时间10.此外,在野外调查过程中,对于鸟类数量的统计的精确度要低于对于鸟类种类统计精确度,因而 Shannon-Wiener 指数不能非常准确地反映本地区鸟类的多样性.从表 3 可以看出,山地和平原田野 2种生境在物种层次上分别为 181 和 176 种,但两者的 G-F 指数均为 0.75,由此可见,一个地区的物种多,其科、属的多样性并不一定高.因此,在衡量一个生物群落的物种多样性时,G-F 指数专门用于反映科、属的多样性,不考虑物种的个体数量,因而可弥补 Shannon-Weiner 指数的这一缺点,符合生物多样性测度的要求,可以反映一个地区长期的生物多样性.4 结论与建议天津地区鸟类共记录到 389 种,隶属 19 目 68 科 184 属.从鸟类区系来看,以古北种类为主,同时也侵入了少量的东洋种,反映本地区有浓厚的古北界特色;从居留型来看,以旅鸟最多,与天津是亚太地区鸟类迁徙过程中的一个重要的停歇地相关.天津地区的山地、平原田野、居民点及城市公园、湿地水域 4 种生境的鸟类G-F 多样性指数以湿地水域稍高,居民点及城市公园的最低,其他两地居中,与各生境的异质性相关.由此可见,天津地区鸟类的组成及多样性分布特征与其环境特征相关.鸟类与环境关系非常密切,许多国家都已将鸟类作为一种评价城市环境好坏的指标 11.因此在建设/生态天津0的同时,建议注意以下几个问题:1)重点保护天津的山地和湿地环境,八仙山是天津惟一的山地类型的国家级自然保护区,建议做好保护和开发旅游的矛盾,保护其原有植被不被破坏.作为多样性指数最高的湿地在天津分布广、面积大,有很大部分没有列入保护之中,近年滨海新区的开发建设中,应注重部分重要湿地环境的保留与保护,为各种湿地鸟类提供适宜的栖息环境.此外,目前湿地鸟类保护中存在的问题包括过度围垦、捕捞、放牧和偷猎等,应采取有效措施禁止乱捕滥猎.2)在农田生境中,由于目前土地开发利用程度高,缺乏成片森林,使鸟类多样性降低,应利用恢复生态学方法,对部分农田实行退耕还林,营造多样的生境.3)由于城市化使得市区的鸟类多样性减少,因此应在城市道路绿化带内丰富树种,提高环境的异质性,同时适当增加浆果类树种,为植食性鸟类提供丰富的食物和营巢隐蔽地点,以提高繁殖鸟类群落的多样性;#421#第 4 期王凤琴等:天津地区鸟类组成及多样性分析增加林带中乡土植物的比例,有利于植物群落的稳定,也有利于本地区鸟类的生存.拓宽市内道路防护绿地,在不影响幼苗生长的状况下,要尽量保护灌木和草本植物,丰富其植被层次结构,最大限度地实现城市鸟类栖息地间的相互连接,以充分发挥道路防护绿地的栖息地廊道作用.参 考 文 献:1 尤 平,李后魂.天津湿地蛾类丰富度和多样性及其环境评价 J.生态学报,2006,26(3):629-637.2 张 洁,康景贵,赵欣如,等.京津地区的动物区系及变化 C/中国科学院植物研究所,中国科学院动物研究所编.京津地区生物生态学研究.北京:海洋出版社,1990:91-130.3 李百温.天津地区主要资源鸟类调查 J.动物学杂志,1991,26(2):17-20.4 王学高,李国良,何 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