四川动物  2016, Vol. 35 Issue (3): 452-459

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田凯, 汪正祥, 雷耘, 张娥, 李泽, 熊斌梅
TIAN Kai, WANG Zhengxiang, LEI Yun, ZHANG E, LI Ze, XIONG Binmei
湖北崩尖子自然保护区两栖爬行动物多样性研究
Investigation on the Biodiversities of Amphibians and Reptiles in Bengjianzi Nature Reserve, Hubei Province
四川动物, 2016, 35(3): 452-459
Sichuan Journal of Zoology, 2016, 35(3): 452-459
10.11984/j.issn.1000-7083.20150366

文章历史

收稿日期: 2015-11-20
接受日期: 2016-01-30
湖北崩尖子自然保护区两栖爬行动物多样性研究
田凯1, 汪正祥1,2,3*, 雷耘4, 张娥1, 李泽1, 熊斌梅1     
1. 湖北大学资源环境学院, 武汉 430062
2. 湖北省生物资源绿色转化协同创新中心, 武汉 430062
3. 区域开发与环境响应湖北省重点实验室, 武汉 430062
4. 华中师范大学生命科学学院, 武汉 430070
摘要: 2014年7月对湖北崩尖子省级自然保护区的两栖爬行动物资源进行实地考察,并结合文献,结果显示,保护区内两栖爬行动物共77种,隶属4目22科。其中两栖纲2目10科36种,爬行纲2目12科41种。两栖爬行动物区系组成以东洋种(79.22%)为主,广布种(14.29%)、古北种(6.49%)次之,呈现出南北混杂的局面。随着海拔升高,两栖爬行动物生物多样性呈先上升后下降的趋势,海拔801~1100 m两栖爬行动物的多样性最高。通过与鄂西南其他4个自然保护区的G-F指数比较,结果表明:崩尖子自然保护区的F指数、G指数和G-F指数均最高,分别为12.03、4.04和0.66。根据保护区两栖爬行动物资源的现状,提出了相应的保护措施。
关键词崩尖子自然保护区     两栖动物     爬行动物     生物多样性    
Investigation on the Biodiversities of Amphibians and Reptiles in Bengjianzi Nature Reserve, Hubei Province
TIAN Kai1, WANG Zhengxiang1,2,3*, LEI Yun4, ZHANG E1, LI Ze1, XIONG Binmei1     
1. School of Resource and Environment, Hubei University, Wuhan 430062, China;
2. Hubei Collaborative Innovation Center for Green Transformation of Bio-Resources, Wuhan 430062, China;
3. Hubei Province Key Laboratory of Regional Development and Environment Response, Wuhan 430062, China;
4. College of Life Sciences, Central China Normal University, Wuhan 430070, China
Abstract: Based on the field survey on July 2014 and literatures, the amphibians and reptiles of Bengjianzi Nature Reserve were reported. Thirty-six species of amphibians belonged to 2 orders and 10 families, and 41 species of reptiles belonged to 2 orders and 12 families were found in the reserve, respectively. Most of amphibians and reptiles were Oriental species (79.22%), followed by Widespread species (14.29%) and Palaearctic species (6.49%). The biodiversity of amphibians and reptiles increased with altitude and the highest value was at 801~1100 m asl. By comparing the G-F index with other four reserves in southwest Hubei province, it was found that the family diversity (DF), genus diversity (DG) and G-F index in Bengjianzi Nature Reserve were the highest, which was 12.03, 4.04 and 0.66, respectively. Based on the result of field survey, some valuable suggestions on the conservation of amphibians and reptiles in the reserve were proposed. It was necessary to minimize or avoid damage to the environment when exploring the resources. At the same time, the ecological compensation should be established.
Key words: Bengjianzi Nature Reserve     amphibian     reptile     biodiversity    

湖北崩尖子省级自然保护区位于鄂西南山区湖北省宜昌市长阳土家族自治县中南部,地处武陵山脉东北缘,清江中下游。保护区内河流众多,北连清江、东接响石溪、南有中溪河,同时曲溪流经区内,水资源非常丰富,为两栖爬行动物提供了丰富的生境。但目前关于保护区的两栖爬行动物研究较少。仅有的相关报道有:1889年Albert Günther根据Pratt AE在长阳土家族自治县采到的2号小鲵标本命名为中国小鲵Hynobius chinensis(Günther,1889);2005年王熙等在长阳土家族自治县境内的高家堰再次采到中国小鲵的标本(王熙等,2007);1995年徐纯森等对鄂西南的两栖动物区系进行了研究(徐纯森,陈孝煊,1995);戴宗兴等先后于1995年和1996年对湖北省的两栖爬行动物区系进行了研究(戴宗兴等,19951996)。这些研究对该区域的两栖爬行动物有部分涉及,但迄今为止对保护区两栖爬行动物资源的系统研究尚未见报道。2014年7月湖北大学资源环境学院对保护区的两栖爬行动物进行了系统的考察和研究,结合文献调查,研究结果填补了该区域两栖爬行动物研究的空白,有利于加强该区域野生动物资源的监测和保护。

1 自然概况

湖北崩尖子省级自然保护区的地理坐标为110°39′20″~110°48′02″E,30°16′04″~30°23′58″N,总面积13 313 hm2,区内地势西高东低,由西南向东北倾斜,最高海拔2 259.1 m,最低海拔200 m,相对高差达2 059 m。区内重峦叠嶂,山势陡峭,河流深切,地貌类型完整。保护区地处中亚热带北缘,具有亚热带季风湿润气候特征。年降雨量为1 300~1 460 mm,雨量分配年际变化较大,季节性特征明显。最热月均温24 ℃~28 ℃,最冷月均温1 ℃~5 ℃,不同海拔气温相差悬殊。

2 调查方法 2.1 野外调查

调查时间为2014年7月,在调查所经路径设置9条样线重点调查(图 1),样线长1 000~2 000 m,宽10~20 m。沿途调查和记录所见两栖爬行动物的实体及其他信息,如产卵、蝌蚪等。记录样线内的地形、生境等各种要素。09∶00—11∶00、14∶00—16∶00,两栖爬行动物的调查同时进行,由于两栖动物白天活动频度低,因此在18∶00—22∶00对其进行补充调查。对捕捉到的种类进行数量统计、拍照,并采集标本。

图 1 湖北崩尖子自然保护区两栖爬行动物资源调查区域分布图 Fig. 1 Transect lines in Bengjianzi Nature Reserve,Hubei 1. 曲溪-陈家坪,2. 对语坪,3. 都正湾镇,4. 银峰村,5. 中溪河,6. 崩尖子,7. 竹园坪,8. 响石溪,9. 清江。 1. Quxi-Chenjiaping,2. Duiyuping,3. Duzhengwan,4. Yinfeng,5. Zhongxihe,6. Bengjianzi,7. Zhuyuanping,8. Xiangshixi,9. Qingjiang.
2.2 物种分类鉴定与区系分析

两栖动物的分类鉴定主要依据《中国动物志两栖纲》(费梁等,20062009a2009b)、《中国两栖动物及其分布彩色图谱》(费梁等,2012)。爬行动物的分类鉴定主要依据《中国动物志爬行纲》(张孟闻等,1998赵尔宓等,19981999)、《中国蛇类》(上、下册)(赵尔宓,2005)、《中国爬行动物图鉴》(季明达等,2002),并参考蔡波等(2015)。珍稀濒危物种主要依据《中国物种红色名录》(汪松,谢焱,2004),同时参考2015年由中华人民共和国环境保护部和中国科学院联合发布的《中国生物多样性红色名录脊椎动物卷》(http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgg/201505/t20150525_302233.htm)。区系分析主要依据《中国动物地理》(张荣祖,1999),并参考相关文献(戴宗兴等,19951996徐纯森,陈孝煊,1995)。

2.3 两栖动物生态类型划分

根据地形、植被以及气候等生态因子,综合考虑产卵、蝌蚪及其幼体生活的水域环境,将两栖动物的生态类型划分为4类:流溪型、静水型、陆栖型、树栖型(费梁等,2012)。

2.5. G-F指数测度

运用G-F指数测度保护区两栖爬行动物类群中科属间的物种多样性(蒋志刚,纪力强,1999),选取与保护区同属武陵山脉的相邻4个保护区进行两栖爬行动物多样性的比较(戴宗兴等,2009葛继稳等,2009李神斌等,2010),应用最小显著差异法(LSD)对不同地区的G指数和F指数的差异进行检验,数据的分析与处理主要在SPSS 19.0和Excel中进行。

G-F指数的计算公式为:

F指数:在一个特定的科

其中:pi=ski/Sk,Sk=名录中k科的物种数,ski=名录中ki属中的物种数,n=k科中的属数。

一个地区的F指数:

其中:m=名录中两栖爬行动物的科数。

G指数:

其中:qj=sj/S,S=名录中两栖爬行动物的物种数,sj=两栖爬行动物j属中的物种数,p=两栖爬行动物的属数。

G-F指数:

根据Pielou(1969)的研究结果,G-F指数的范围为0~1;单种科对F指数的贡献为零,非单种科越多,G-F指数越高。如果两栖爬行动物所有的科都为单种科,即DF=0时,则该地区的G-F指数为零,即DG-F=0。

3 结果与分析 3.1 物种组成

调查统计表明,湖北崩尖子省级自然保护区的两栖动物有2目10科36种,以无尾目的科数、种数最多,共7科31种。其中蛙科的种类最多,共10种,其他9科依次为:角蟾科和姬蛙科各6种,叉舌蛙科4种,雨蛙科3种,小鲵科、蝾螈科各2种,隐鳃鲵科、蟾蜍科、树蛙科各1种。

爬行动物有2目12科41种,有鳞目的蛇亚目5科,蜥蜴亚目4科,龟鳖目3科;蛇亚目的种类最多,共28种,其中又以游蛇科的种类最多,共19种;其他11科依次为:蝰科5种,石龙子科、蜥蜴科各3种,地龟科、鬣蜥科、眼镜蛇科各2种,鳖科、平胸龟科、壁虎科、闪皮蛇科和钝头蛇科各1种。

保护区的77种两栖爬行动物中,属于极危(CR)的有3种:大鲵Andrias davidianu、平胸龟Platysternon megacephalum、黄缘闭壳龟Cuora flavomarginata,濒危(EN)9种,易危(VU)9种。濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)附录Ⅰ1种:大鲵;附录Ⅱ2种;滑鼠蛇Ptyas mucosus、舟山眼镜蛇Naja atra。另外,有27种为中国特有种,占总种数的35.06%(附录)。

3.2 区系特征

区系统计分析表明,保护区两栖爬行动物中,东洋种61种,占79.22%;广布种11种,占14.29%;古北种5种,占6.49%。这体现了该区域的两栖爬行动物以东洋种为主、广布种和古北种相混杂的局面。从分布型来看,两栖爬行动物全部为华中区,其中仅为华中区有12种,兼西南区有46种,兼华南区有50种,说明保护区的两栖爬行动物具有西南区和华南区的区系特征(表 1)。

表 1 湖北崩尖子自然保护区两栖爬行动物区系统计 Table 1 Statistics on fauna of reptiles and amphibians in Bengjianzi Nature Reserve,Hubei
区系成分 分布型
东洋种种数(%) 古北种种数(%)广布种种数(%)华中区种数(%)华中西南区种数(%)华中华南区种数(%)
两栖动物30(83.33)3(8.33)3(8.33)11(30.56)17(47.22)15(41.67)
爬行动物31(75.61)2(4.88)8(19.51)1(2.44)29(70.73)35(85.37)
合计61(79.22)5(6.49)11(14.29)12(15.58)46(59.74)50(64.94)
3.3 生态类型及分布

保护区的两栖动物有16种属于流溪型,占总数的44.44%,包括有尾目的巫山北鲵Ranodon shihi、大鲵、无斑肥螈Pachytriton labiatus,无尾目的臭蛙类、棘蛙类、湍蛙类及角蟾类;8种属于静水型,占总数的22.22%,包括有尾目的中国小鲵、东方蝾螈Cynops orientalis,无尾目的侧褶蛙类、水蛙类及狭口蛙类;8种属于陆栖型,占总数的22.22%,包括蟾蜍类、林蛙类、姬蛙类;4种属于树栖型,占种数的11.11%,包括雨蛙类、树蛙类。保护区两栖动物的生态类型以流溪型最为丰富,静水型、陆栖型次之,树栖型最少。

总体看来,保护区两栖爬行动物的多样性随着海拔的升高呈先上升后下降的趋势(图 2),属于物种丰富度在中海拔地区最高的中峰模式(吴永杰,雷富民,2013)。200~500 m区段,两栖爬行动物的多样性低于501~800 m区段、801~1 100 m区段以及1 101~1 400 m区段,这是由于200~500 m区段大部分为实验区,在保护区所占面积较小,同时人类活动干扰大,生境破碎;801~1 100 m区段两栖爬行动物的多样性最高,主要是由于该区段大部分位于核心区和缓冲区,人为活动干扰少,生境保存完好;1 700 m以上两栖爬行动物的多样性急剧减少,仅有少数适应高山环境的物种。

图 2 湖北崩尖子自然保护区两栖爬行动物生态分布图 Fig. 2 Distribution of reptiles and amphibians in Bengjianzi Nature Reserve,Hubei
3.4 G-F指数测度

选取鄂西南武陵山脉的5个保护区的两栖爬行动物进行比较,结果表明:崩尖子自然保护区的科多样性(DF)、属多样性(DG)和G-F指数均最高,分别是12.03、4.04和0.66;木林子自然保护区的科多样性、属多样性和G-F指数均最低,分别为3.62、8.79和0.59(表 2)。对各保护区两栖爬行动物的DGDF差异用LSD进行检验,结果显示:各保护区之间的DGDF差异有高度统计学意义(P<0.01)。

表 2 鄂西南武陵山脉5个保护区两栖爬行动物G-F值的比较 Table 2 The comparison of G-F index of amphibians and reptiles among five reserves in Wuling Mountains,southwest Hubei
面积/hm2科数属数种数DGDFDG-F
崩尖子自然保护区13 3132256774.0412.030.66
后河国家级 自然保护区10 3401850733.819.630.60
星斗山国家级 自然保护区25 7682053803.8110.620.64
木林子国家级 自然保护区20 8381743693.628.790.59
万朝山自然保护区*13 513.81847683.739.740.62
* 为保护区科考报告,数据未发表。 * Data from the research report (unpublished).
4 讨论

湖北崩尖子省级自然保护区两栖爬行动物种类丰富且珍稀濒危物种较多,该区域的两栖爬行动物区系成分呈现出以东洋种为主,古北种、广布种相混杂的局面。其原因主要为:保护区位于东洋界华中区西北部,与古北界相邻,邻近界区的物种容易相互渗透;另外,从地质上讲,该区域属于扬子地台,是稳定的古地陆,受第四纪冰川影响小,保存了许多孑遗物种(徐纯森,陈孝煊,1995),因此该区域两栖爬行动物种类丰富且区系成分复杂。

保护区两栖动物的生态类型齐全,以流溪型为主,静水型、陆栖型和树栖型次之。究其原因:(1)保护区地处武陵山脉与江汉平原的过渡带,地形复杂,相对高差达2 059 m,垂直带谱丰富;(2)区内喀斯特地貌发育,清江水系纵贯全区,水系发达,满足了两栖动物生存所必需的水环境。

一般来说,具有亲缘关系的生态类群,其生态位比较接近,分布区不重叠或小部分重叠;反之,亲缘关系较远的种群,其生态位较远,而有较大的重叠(Aulay et al.,1998)。那么,当一个区域内某种生态类群的G-F指数较高时,即区域内该生态类群的非单种科较多时,说明区域内该生态类群的物种分化较小,物种间的亲缘关系较近;反之,当一个区域内某种生态类群的G-F指数较低时,即区域内该生态类群的非单种科较少时,说明区域内该生态类群的分化较大,物种间的亲缘关系较远。通过与同处鄂西南武陵山脉的其他4个保护区相比较,崩尖子自然保护区两栖爬行动物的G-F指数最高,这与其两栖爬行动物的非单种科较多有关,说明保护区的两栖爬行动物的物种分化较小,亲缘关系较近。

保护区内两栖爬行动物资源丰富,且物种的不可替代性高,具有重要的保护价值。但随着人类活动范围的日益扩大,两栖爬行动物的生存环境也面临着威胁,应完善保护措施,加强保护力度。首先,要加强关键物种的保护。在野外考察中发现,作为中国小鲵的模式产地(赵尔宓,Adler,1982王熙等,2007),中国小鲵的栖息环境遭到破坏,加强关键物种的保护刻不容缓;其次,相关部门应该加强宣传教育工作,提高人民群众的环保意识。访问调查的过程中发现当地群众对环境的保护意识不强,捕杀野生动物的现象也时有发生,特别是对两栖爬行动物的生态功能与保护价值认识不足;第三,加强环境保护。清江水系纵贯该区域,区域内水系发达,水资源丰富,为两栖爬行动物提供了生存必不可少的水环境,因此在开发利用水资源时要尽量减少或避免环境破坏,建立生态补偿机制。

致谢: 调查得到长阳土家族自治县林业局和崩尖子自然保护区工作人员的协助,特别是长阳林业局的刘春玉协助两栖爬行动物的标本采集,长阳林业局的肖云峰提供了相关调查资料,华中师范大学的杨其仁老先生在物种的分类鉴定上给予的帮助,在此一并致谢!
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