四川动物  2017, Vol. 36 Issue (3): 266-270

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赵周周, 戴强, 邓怀庆, 周江
ZHAO Zhouzhou, DAI Qiang, DENG Huaiqing, ZHOU Jiang
高寒草地城镇对周边鸟类影响范围评估方法
Survey Method on the Impact Distance of Town to Alpine Grassland Birds
四川动物, 2017, 36(3): 266-270
Sichuan Journal of Zoology, 2017, 36(3): 266-270
10.11984/j.issn.1000-7083.20170021

文章历史

收稿日期: 2017-01-19
接受日期: 2017-02-22
高寒草地城镇对周边鸟类影响范围评估方法
赵周周1,2, 戴强2, 邓怀庆1, 周江1*     
1. 贵州师范大学生命科学学院, 贵阳 550001
2. 中国科学院成都生物研究所, 成都 610041
摘要: 城镇化占用了大面积的土地,对鸟类的影响巨大。然而,城镇对鸟类的影响范围却一直缺乏有效的评估方法。本文以若尔盖高寒草地这种较为简单的单一生境为例,探讨了评估城镇对周边鸟类分布影响范围的方法。在若尔盖县唐克镇周边草地设置6条样线开展鸟类调查,并对距城镇不同距离的鸟类种类、数量与生物量进行了分析。相关分析表明,黑耳鸢Milvus lineatus、家燕Hirundo rustica和麻雀Passer montanus的数量与距城镇距离呈显著负相关,是喜城镇型的鸟类,而地山雀Pseudopodoces humilis、角百灵Eremophila alpestris和白腰雪雀Montifringilla taczanowskii等草地物种则呈显著正相关,表现出对城镇的躲避,其他物种的分布与距城镇距离相关性不显著。分段回归分析显示,随着距城镇距离的增加,鸟类的数量和生物量都呈先下降后缓慢上升的格局。研究发现,距城镇339~630 m存在一个鸟类分布的低谷带,在这个地带鸟类的数量和生物量都达到最低值,而鸟类物种丰富度的低谷带在367~955 m。城镇周边存在的鸟类低谷带可能是由于该区域的环境处于从城镇到草地的过渡带上,对喜城镇的鸟类物种而言,这一区域距城镇过远,而对于草地物种而言,这一区域受到的城镇干扰又太大。
关键词高寒草地     城镇化     鸟类     评估方法    
Survey Method on the Impact Distance of Town to Alpine Grassland Birds
ZHAO Zhouzhou 1,2, DAI Qiang 2, DENG Huaiqing 1, ZHOU Jiang 1*     
1. College of Life Sciences, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China;
2. Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China
Abstract: A large area of land has been occupied during the process of urbanization, which has a tremendous impact on bird. The method to estimate the distance of impact of urban or town on birds is still lack. This study investigated the method to estimate the impact of the distance of urban and town on birds in Zoige alpine grassland, a simple and monotonous habitat. We set 6 transect lines in grassland beside Tangke town, Zioge. The species richness, counts and biomass of birds at different distances from towns were analyzed. Correlation analysis showed that the counts of Milvus migrans, Hirundo rustica and Passer montanus were negatively correlated with the distance from the town. This suggested that those species prefer to habitat near town. The distributions of Pseudopodoces humilis, Eremophila alpestris and Montifringilla taczanowskii were significantly positive correlated with the distance from the town, indicating that those species prefer to habitat grassland away from town. However, other species showed no significant preference between habitats near and far away from town. Piecewise regression analysis revealed the patterns of the numbers, biomass and richness of birds changing along the distance from town, which characterized by first decreasing and then rising slowly. The results showed that, the counts and biomass of bird bottomed between 339-630 m away from town, while the richness bottomed between 367-955 m. The environmental factors changed from town to grassland habitat along those transect lines. Possibly, the distribution patterns of birds formed due to the habitat in the bottom regions was too far from town for the birds prefer town, while was too close for the grassland birds.
Keywords: alpine grassland     urbanization     bird     survey method    

城镇通常指以非农业人口为主, 具有一定规模工业、商业的居民聚集区。20世纪90年代中期以来, 随着国民经济高速增长, 综合国力大幅提升, 中国城镇化水平也逐步提高(张春梅等, 2013姚士谋等, 2014)。城镇化是人口向城镇集中并由此推动城镇发展的过程, 这一过程改变了野生动物生存原有的生态环境, 对野生动物产生了巨大的影响(彭国涛, 2010陆大道, 陈明星, 2015)。城镇化建设过程中占用了大面积的栖息地, 完全改变了生态环境特征, 使部分物种的栖息地局部丧失, 但同时也为另一些物种创造了新的栖息地环境;在城镇周边, 动物的栖息地环境也会受到一定影响, 从而导致动物种类和数量的改变(Ploeckl, 2012窦亮等, 2013)。

鸟类对环境变化的响应较为迅速, 大量研究表明, 随着城镇化程度的提高, 鸟类群落的多样性会下降(Emlen, 1974Guthrie, 1974Walcott, 1974Vale & Vale, 1976Degraaf & Wentworth, 1986Rosenberg et al., 1987), 而麻雀Passer montanus、家燕Hirundo rustica等与人类关系密切的种类, 其数量则随着城镇化程度的提高而上升, 并逐渐成为优势种。城镇为适应其生态系统的某些鸟类提供了更多的食物和栖息地, 如人们丢弃的食物和垃圾为鸟类提供了食物来源, 城镇的建筑物为鸟类提供了理想的筑巢地(栾晓峰, 2003)。城镇生态系统可以支持适应的鸟类有更大的种群(史慧灵等, 2016)。

关于城镇周边野生动物的分布格局, 国内外目前的研究还比较少, 而城镇对野生动物的影响距离定量研究则更少。这主要是因为城镇周边景观格局复杂, 建筑物、林地、农田等斑块交错分布, 难以简单判断城镇对野生动物的影响范围。为了考察城镇对周边野生动物空间分布格局的影响, 以鸟类为研究对象, 选择四川省若尔盖县唐克镇周边均质的草地开展研究, 考察了高寒草地生境中的鸟类种类、数量和生物量随距城镇距离变化的模式以探讨城镇周边草地鸟类的空间分布格局。我们认为, 在城镇周边, 适应城镇的物种在城镇周边密度会更高;而不适应城镇的物种则会躲避城镇, 在城镇周边分布相对较少;对于不受城镇影响的物种, 在城镇周边和远离城镇的草地内部分布则应该变化不大。

本研究有助于了解城镇对鸟类多样性的影响方式, 可为高寒草地的鸟类保护和城镇建设合理规划提供科学依据, 以减少对自然生态环境的破坏, 保护城镇周边的鸟类生态系统。

1 研究地点和研究方法 1.1 研究区域

若尔盖湿地地处青藏高原东缘, 位于四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖县境内, 是世界上最大的高原泥炭沼泽湿地, 也是黄河上游重要的水源涵养地, 区内鸟类生物多样性丰富, 分布有黑颈鹤Grus nigricollis、胡兀鹫Gypaetus barbatus、白尾海雕Haliaeetus albicilla、玉带海雕Haliaeetus leucoryphus等濒危野生动物, 是许多高原珍稀野生鸟类的主要繁殖地(戴建洪等, 2005刘洋等, 2009)。唐克镇是一个新兴的旅游区, 位于若尔盖县西南部, 根据第六次全国人口普查, 唐克镇共6 777人, 1 193户(若尔盖县地方志编纂委员会, 2012)。唐克镇是风景名胜——黄河九曲第一湾的所在地, 由于黄河第一湾景区的带动, 其城镇化程度远远高于其他各乡。该区域生境简单, 在此地开展研究可以避免景观斑块复杂导致的干扰, 有助于准确识别城镇对周边鸟类分布格局的影响。

1.2 调查方法

于夏季(6—7月)在唐克镇东北面草地上, 以城镇边缘为起点, 平行设置6条样线, 每条样线长2 000 m, 样线间隔约300 m, 调查宽度每侧各100 m, 步行调查速度2 km·h-1(图 1)。为避免其他环境因子的影响, 样线范围内的生境均为单一均匀的草地。记录观察到的鸟类种类, 并通过GPS计算记录点与城镇边缘的距离, 于早晚鸟类活动高峰期对每条样线各进行1次调查。数据合并统计并分析。

图 1 唐克镇周边草地鸟类调查样线示意图 Fig. 1 The transects for grassland bird surveys near Tangke town
1.3 数据分析

每条样线以200 m为一个距离段, 分别统计各段内的鸟类种类、数量和生物量。鸟类生物量根据物种体质量乘以物种丰富度计算, 而不同物种的体质量则参考已发表的动物志和图鉴(四川资源动物志编辑委员会, 1980约翰·马敬能等, 2000)。不同种类鸟类数量与距城镇距离的关系采用Spearman相关分析。为分析鸟类随距城镇距离变化的规律, 本文采用分段回归拟合鸟类数量和生物量与距城镇距离的关系。鸟类数量、生物量与距离城镇距离的关系在R 3.22(Muggeo, 2003)中使用“segmented”包进行分段回归分析(R Core Team, 2014)。

2 结果

6条样线共记录到鸟类12种650只, 隶属2目9科, 其中雀形目Passeriformes 646只, 隼形目Falconiformes 4只。包括白腰雪雀Montifringilla taczanowskii、大嘴乌鸦Corvus macrorhynchos、地山雀Pseudopodoces humilis、黑耳鸢Milvus lineatus、家燕、角百灵 Eremophila alpestris、麻雀、大Buteo hemilasius、石雀Petronia petronia、小云雀Alauda gulgula、长嘴百灵Melanocorypha maxima、赭红尾鸲Phoenicurus ochruros

2.1 Spearman相关分析

相关分析发现, 地山雀、角百灵与距城镇距离呈显著正相关, 而白腰雪雀呈极显著正相关;黑耳鸢与距城镇距离呈显著负相关, 而家燕、麻雀呈极显著负相关(表 1)。说明地山雀、角百灵、白腰雪雀分布于远离城镇的区域, 而黑耳鸢、家燕、麻雀则倾向于集中在城镇周边活动。其他物种与距城镇距离之间未观察到显著相关性。大与白腰雪雀的分布呈显著正相关, 赭红尾鸲与地山雀、麻雀和石雀的分布呈极显著正相关(表 1)。

表 1 鸟类数量与距城镇距离Spearman相关性分析结果 Table 1 Analysis of Spearman correlation between counts of birds and distance from town
距离段白腰雪雀大嘴乌鸦地山雀黑耳鸢家燕角百灵麻雀石雀小云雀长嘴百灵赭红尾鸲
距离段≤0.0010.1380.0110.0310.0030.040≤0.0010.3890.1180.2480.1180.093
白腰雪雀0.485**0.4840.0380.3870.3130.0100.8980.0300.6240.0680.0690.255
大嘴乌鸦-0.194-0.0920.0660.7470.7070.6500.7200.8550.8550.7900.8550.671
地山雀0.324*0.269*-0.2390.7730.7590.3300.4430.7720.8850.9560.5430.009
黑耳鸢-0.280*-0.114-0.043-0.0380.0650.1000.2050.8210.8210.1740.8210.600
家燕-0.371**-0.133-0.050-0.0400.2400.0600.0010.7920.7920.8590.7920.256
角百灵0.266*0.359**-0.0600.128-0.210-0.2500.5070.7830.4070.0930.4070.488
麻雀-0.522**-0.0170.0470.1010.1660.415**-0.1000.4810.0520.1480.481≤0.001
大鵟0.1130.280*-0.0240.038-0.030-0.0400.040-0.0900.8980.3130.8980.766
石雀-0.204-0.065-0.024-0.019-0.030-0.0400.1100.252-0.0170.3130.898≤0.001
小云雀0.151-0.237-0.0350.0070.178-0.020-0.200-0.190-0.133-0.1330.5270.432
长嘴百灵0.2040.237-0.0240.080-0.030-0.0400.110-0.090-0.017-0.0170.0830.766
赭红尾鸲-0.219-0.149-0.0560.335**-0.0700.149-0.1000.535**-0.0390.463**-0.100-0.040
注:表格左下方为相关系数, 右上方为P值;* P<0.05, ** P<0.01;下同。
Notes: Bottom left of the table is correlation coefficient, top right of the table is P-value;* P<0.05, ** P<0.01;the same below.
2.2 分段回归分析

分段回归分析显示, 随着距城镇距离的增加, 鸟类的数量和生物量均呈先下降再上升的趋势, 且靠近城镇周边的鸟类数量和生物量高于远离城镇的区域。其中鸟类数量的拐点在483.4 m (95%CI:339.1~627.7 m), 鸟类生物量的拐点在484.9 m (95%CI:339.2~630.5 m), 2个拐点距离非常接近, 而物种丰富度的拐点在660.8 m (95%CI:367.1~955.6 m)(图 2, 表 2)。

图 2 鸟类数量、生物量、物种丰富度在距离城镇不同距离的分段回归 Fig. 2 Segmented regression of counts of birds, biomass and richness against distance from town 虚线显示拟合折线的95%置信区间, 底部黑点和横线分别表示拐点的值和95%置信区间;A.鸟类数量, B.生物量, C.物种丰富度。 The dashed lines show the 95% interval of the fitted line, the points and horizontal line represent break-points and their 95% confidence intervals; A. counts of birds, B. biomass, C. richness.

表 2 鸟类数量、生物量和物种丰富度在距城镇不同距离的分段回归参数 Table 2 Segmented regression of counts of birds and biomass against distance from town
数量生物量物种丰富度
估计值标准误t估计值标准误t估计值标准误t
截距1 744.708301.843 55.780**1 741.053301.8425.768**4.7780.7406.454**
斜率1-2.9520.955 5-3.092**-2.9370.955-3.077**-0.003 750.001 71-2.189*
斜率23.0960.960 33.224NA3.0820.963.209NA0.004 520.001 782.542 NA
断点483.472.0NA484.972.7NA660.8146.6NA
注Note: NA.不可计算not applicable.
3 讨论

城镇对鸟类的分布格局有很大的影响(刘子成等, 2012)。本研究发现, 高寒草地城镇周边鸟类的数量、生物量和物种丰富度均呈先下降后缓慢上升的空间分布特点。鸟类的分布在距城镇1 000 m内存在2类低谷区, 一类是鸟类数量和生物量的低谷区, 在339~630 m;一类是鸟类物种丰富度的低谷区, 在367~955 m。这2个低谷区虽然不完全重合, 但是区域大致相同。它们的形成可能是由于该区域的环境处于从城镇到草地栖息地的过渡带, 对喜城镇的鸟类物种而言, 这一区域距城镇过远, 而对于躲避城镇的草地物种而言, 这一区域受到的城镇干扰又太大(丁志锋等, 2016)。

在城镇周边200 m范围内, 鸟类的数量、生物量和物种丰富度均比邻近区域更多。在这一区域, 鸟类数量和生物量的增加主要是因为该区域黑耳鸢、家燕和麻雀在该区域集中分布。城镇生态系统本身的生产力未必很高, 但是有大量的外来食物输入。城镇居民的生产生活需要从周边区域引入大量的食物, 垃圾抛弃在城镇内部和城镇周边, 为麻雀提供了食物来源。此外, 垃圾供养了蝇类等昆虫, 吸引了家燕在城镇周边觅食。而麻雀、家燕以及垃圾供养的鼠类又进一步吸引了黑耳鸢这一类对人类干扰有一定耐受性的猛禽在此区域觅食。曹长雷等(2010)在研究次生林斑块周边鸟类分布格局时, 也发现鸟类主要分布在次生林边缘100 m以内。

地山雀、白腰雪雀和角百灵在城镇周边分布较少。这3种鸟类主要栖息于高原草地和荒漠地带, 其中地山雀、白腰雪雀尤喜筑巢于草地鼠洞。在米玛旺堆和旦增卓嘎(2014)对气温和土地利用差异对白腰雪雀冬季分布的影响研究中, 也指出了白腰雪雀偏好温度较低的裸地, 并在牦牛Bos mutus夜宿地的被发现率较高。角百灵主要以杂草种子和昆虫为食, 城镇难以为其提供相应的食物。城镇不能为这3种鸟类提供适宜的栖息地和喜好的食物来源, 因此分布较少。

大嘴乌鸦、大等未观察到与距城镇距离之间有显著相关性, 可能是因为它们对城镇干扰不敏感, 既能栖息在远离城镇的草地环境, 也能适应城镇周边的草地环境。意外的是, 赭红尾鸲与地山雀、麻雀和石雀的分布同时呈极显著正相关, 而地山雀和石雀为喜草地物种, 而麻雀为喜城镇物种, 分布特点差别很大。这可能是因为赭红尾鸲本身对城镇并不敏感。在草地, 赭红尾鸲偏好的栖息地与地山雀和石雀部分重合, 而在城镇, 其偏好的栖息地又与麻雀部分重合。所以赭红尾鸲的分布同时与这2种栖息地偏好正好相反的物种呈极显著正相关, 而与距城镇距离没有显著相关性。

本研究发现的距城镇955 m以内出现的2个鸟类低谷区, 意味着在高寒草地环境中, 955 m以内城镇干扰对草地鸟类影响极为强烈, 建议城镇建设和扩张的规划应该避开重要的鸟类栖息地且距离应在955 m以上。事实上, 直到2 000 m的样线最远端, 草地鸟类数量仍然在缓慢增长, 这意味着城镇对草地鸟类的影响范围可能比我们预期的还要大。在做环评工作时, 不能仅依据距城镇较近的生态交错带的鸟类数量、种类较多, 就简单地做出环评结论, 而应在距城镇更远的区域做进一步调查, 以保证环评工作更具准确性。

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