大同市区及近郊夏季繁殖鸟类多样性研究

宋 晶*，郭钰伦，高丽芳，张 月,潘方艳，范娇娇

(1.山西农业大学动物科技学院，山西太谷 030801;2.兰州大学生命科学学院，甘肃兰州730000)

多数鸟类具有较强的活动能力，又对环境十分敏感，其能够主动选择生境，故常被当做重要的指示生物[1]。此前鸟类多样性的研究多以保护区和国家森林公园为主，城市及郊区鸟类多样性研究较少。城市及其郊区和保护区相比，能够为鸟类提供更多样的栖息环境。城市生境的破坏和修复，受到人类活动的影响较大，城市鸟类也是鸟类多样性的重要组成部分。随着城市鸟类的休闲娱乐、维持生态平衡和科学研究等价值被认识，国内外相关的研究逐渐增多，对于城市鸟类组成、调查方法改进等均有涉及[2-4]，对于城市繁殖鸟类的多样性也进行了大量研究[5-7]。

王春等在灵丘黑鹳省级自然保护区的相关研究能为大同地区的鸟种提供一定依据[8]，樊龙锁等对于山西省鸟种及在各地市的分布进行了论述[9]，但对于大同市区繁殖鸟类多样性，仍无系统地研究。大同作为长期依赖煤炭资源经济的重工业城市，其进行“转型发展、绿色崛起”也已经10年有余，其城市及城郊的生态环境得到了较好的修复，其生境和生物多样性现状亟待研究。本研究对大同市及近郊夏季繁殖鸟类多样性进行研究，旨在了解该地区鸟类多样性现状、分布区系和生境多样性，以期为城市现代化建设、规划及野生动物保护提供基础资料。

1 研究方法

1.1 鸟类调查方法

以样线法对大同市区的鸟类多样性进行调查，样线以分层抽样并结合预调查的方式选取，在大同市市区和近郊，共选择10条样线（见图1），样线的平均长度为2.31±0.53 km，每条样线均包含2种以上的主要生境（见图2）。

图1 大同市鸟类调查样线位置示意图

图2 各条样线的生境组成

根据大同市的鸟类物候信息，于2018年5月下旬和6月下旬分别进行繁殖前期和繁殖后期的鸟类调查。所有外业均于晴天完成，调查在每天的7：00-9：30和16：00-18：30两个时段进行。沿设定样线以2 km/h的速度行走，以截线法记录样线及两侧发现的鸟类种类、生境及个体数，对于飞行的鸟类，只记录逆样线方向飞行的个体。

鸟类分类系统依据《中国鸟类分类与分布名录》[10]，鸟类的分类、居留型、地理型、生态型、保护级别查阅相关的参考资料确定[9,11]。

1.2 统计方法

分别以Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀性指数和Simpson优势度指数分析不同生境鸟类的物种多样性；以G-F指数分析科、属间的物种多样性；鉴于样线环境的复杂性及异质性，使用相似性系数分析不同生境的鸟类组成。

1.2.1 物种多样性计算

其中：Pi代表某物种的个体在所有物种个体总数中的比例，S为物种数，Ni为i鸟种的个体数，N为所有鸟种的个体总数。

1.2.2 G-F指数计算

其中：pi为名录中k科i属中物种数占k科物种数的比例，qj为名录中j属中的物种数占鸟纲物种数的比例，n为k科中的属数，m为名录中鸟类总科数，l为名录中鸟类的总属数。

1.2.3 不同生境的相似性系数计算

Sorensen指数：Si=2c/(a+b)×100%

其中：c表示两种不同生境共有鸟种数，a,b分别表示以上两种生境各自的鸟种数。

2 研究结果

2.1 大同市夏季繁殖鸟类多样性

本次调查记录到的大同市市区的鸟种数，共16目35科70属83种，其中，繁殖前期记录鸟类33科74种，繁殖后期记录鸟类31科57种。有国家重点保护鸟类7种，其中国家Ⅰ级重点保护鸟类1种，为黑鹳（C.nigra）；国家Ⅱ级重点保护鸟类6种，分别为白琵鹭（P.leucorodia），白尾鹞（C.cyaneus），黑耳鸢（M.migrans），纵纹腹小鸮（A.noctua），红隼（F.tinnunculus），红脚隼（F.amurensis）。观察到的鸟种中，属于《“三有”保护动物名录》的鸟类32种，属《中日候鸟保护协定》的鸟类34种，属《中澳候鸟保护协议》的鸟类7种。

繁殖前期的调查中，雀形目、雁形目、鹳形目鸟类分别占到鸟种总数的44.6%、14.9%、10.8%；繁殖后期的调查中，雀形目、雁形目、鹳形目分别占到鸟种总数的42.1%、10.5%、7.0%。2次调查中，这3个目的鸟类均是鸟种的主要构成类群，繁殖前、后期鸟类物种数量和组成存在显著的季节性变换，各目的鸟种数见表3A。鉴于雀形目鸟类在繁殖前、后期的鸟种多样性中贡献最大，分别占到44.6%和42.1%，雀形目各科的鸟种数进行单独统计，繁殖前期观察到雀形目鸟类33种，鹟科种类最多，达6种，其次是鸦科的5种；繁殖后期雀形目鸟种数减少到24种，种类最多的是鸦科，共4种。

2.2 大同市夏季繁殖鸟类区系组成

大同市位于山西省北部大同盆地的中心、晋冀蒙三省区交界处，在动物地理区划上属于古北界、华北区、黄土高原亚区、晋冀陕北部省，但紧邻蒙新区的中部南缘，调查发现的夏季繁殖鸟种包括古北界种类47种，广布种33种，东洋界种类3种，分别是星头啄木鸟（D.canicapillus）、珠颈斑鸠（S.chinensis）和白头鹎（P.sinensis）；按照主要居留型划分可分为留鸟34种，夏候鸟36种，旅鸟9种，冬候鸟4种。

经测算大同市及近郊夏季繁殖鸟类的DF指数为16.549，DG指数为4.162，G-F指数为0.749。其中包括单属科19个，占到所有科的54.3%，其均对DF指数的贡献率为0。

2.3 夏季繁殖鸟类群落多样性分析

2018年5～6月，对7种典型生境鸟类多样性的研究结果表明：湿地拥有最高的鸟种数，而居民区的鸟种数最低；灌丛、草甸、树林具有较高的多样性指数；农田的多样性指数、均匀度指数最低，优势度指数最高；草甸的均匀度指数最高，优势度指数最低（表1）。

表1 大同市7种主要生境鸟类多样性

仅对考察中确认种类的鸟类进行了多样性分析。

栖息环境的相似性在一定程度上决定了鸟类群落组成的相似性。从表2中可以看出，居民区和农田的鸟种相似性系数最高，为0.778，其次是灌丛和林区的0.746；居民区和湿地的鸟种相似度最低，仅为0.172，其次是草甸和湿地的0.188。湿地是最具鸟种异质性的生境，与其他6种典型生境的相似性系数都较低，相似性系数最高值是与公园的0.410，这一数值仍然低于绝大多数其他生境间的相似性系数。

表2 大同市7种典型生境的鸟类相似性系数

3 讨论

3.1 繁殖鸟种多样性和区系组成

本次调查发现大同市区的夏季繁殖鸟共计83种，占到全山西182种繁殖鸟类的45.6%[9]，随着调查数据的年际累积和样线的加密，可期待在该地区发现更多的繁殖鸟种。

G-F指数综合了计算属多样性的DG与计算科多样性的DF，用G-F指数测定某地区的物种多样性已得到广泛应用[12-14]，大同市夏季繁殖鸟类的G-F指数为0.749，与山西省鸟类的G-F指数0.840差距较大，但与省内的三大自然保护区鸟类的GF指数却较为接近（庞泉沟、历山、蟒河自然保护区的鸟类的G-F指数分别为0.764，0.775和0.721）[15]。在调查到鸟类所的35个科中，有19个科只发现1个属的鸟类，其均对DF的值无贡献。

大同市动物地理区划上属于华北区，但紧邻蒙新区的中部南缘；在生物地理单元上属于冀晋山地半旱生落叶阔叶林-森林草原区，西部毗邻黄土高原森林草原-干草原区，北部与乌兰察布高原相接[16]，大同市具有较复杂的生境种类，且以镶嵌体形式呈现，其繁殖鸟多样性对于鸟种在交界区域的分布趋势极为重要。大同夏季繁殖鸟类中，北方种类占明显优势，超过东洋界种类和广布种之和，一些典型的蒙新区荒漠种类从北向南渗透，如斑翅山鹑（P.dauurica）、角百灵（E.alpestris）等。随着全球平均气温升高，物种交流的通道作用逐步加强，调查中也发现了3种典型的东洋界鸟类，其中珠颈斑鸠（S.chinensis）和白头鹎（P.sinensis）都已是晋北地区常见的候鸟种类。也有很鸟种作为旅鸟被观察到，如普通燕鸥（S.hirundo）、白琵鹭（P.leucorodia）、大白鹭（A.alba）等。

3.2 夏季繁殖鸟类群落多样性分析

生物多样性可视作所有生物不可降低的复杂性，不存在一个单一的客观的指数测度生物多样性，只存在与特定目的相关的测定方法[17]。香农威纳（Shannon-Wiener）指数是一个基于信息熵理论的指标，用以描述个体出现的紊乱和不确定性，不确定性越高，多样性也就越高。种类数目和个体分配的均匀性共同决定着多样性指数的绝对值[18]，如湿地中多达43种鸟类，但计算得到的多样性指数却不是最高，调查中连续在湿地中发现数百只苍鹭（A.cinerea）和灰椋鸟（S.cineraceus）的繁殖群，降低了生境内个体分配的均匀性，因而拉低了多样性指数，而均匀度指数则能够体现出这一点，湿地的均匀度指数为0.531，仅略高于17种鸟类的农田。农田的多样性指数为1.441，均匀度指数为0.509，均属最低，但树麻雀（P.montanus）个体数量较大，为农田生境的绝对优势物种，使之优势度指数高达0.438。大的迁徙群或繁殖群会对3种指数的计算值都有较大影响，应当综合运用指数，并按照具体情况加以分析。

种类较少且鸟种高度相似是居民区和农田生境共同的特征，二者鸟种相似性系数高达0.778。居民区和湿地的鸟种相似度最低，仅为0.172，其次是草甸和湿地的0.188。栖息环境的相似性在一定程度上决定了鸟类群落组成的相似性[19]。湿地是最具鸟种异质性的生境，与其他6种典型生境的相似性系数都较低，相似性系数最高值是与公园的0.410，这一数值仍然低于绝大多数其他生境间的相似性系数。湿地的水网交错、挺水植物结构复杂且能为鸟类提供丰富的食物和隐蔽场所，除缺乏部分林区的鸣禽和草甸的陆禽外，所涵盖的鸟种非常全，大量野生的游禽、涉禽仅出现在这一区域，因此成为保护城市鸟类多样性最重要的生境。

3.3 大同市鸟类保护及建议

受到食物、巢址、人为扰动等因素的影响，城市繁殖鸟类分布具有不均匀性，差异化的生境能够为不同的鸟类提供适合的繁殖环境。大同市的自然环境优越，能够为多种鸟类提供丰富的食物和结构复杂的栖息地，湿地具有大量的游禽和涉禽，其鸟种特异性和繁殖鸟类的种类数显著高于其他生境；居民区和农田的鸟种最少，但因为大量抗干扰能力强、能与人类伴生鸟类的存在，其也维持着较高的鸟类数量。不同生境的鸟种组成各有特点，对鸟类多样性的维持都起着重要的作用[6]，建议在城市规划和发展经济的同时，各种生境都应当得到适度的保留。应以不破坏自然环境为前提，适度地开发生态旅游、加强科普教育活动，提高民众保护鸟类的意识[20]。

调查样区内任何一种生境都是生物多样性的组成部分，不同生境的特定类群都值得进行专门的监测。生境对鸟类的行为、种群大小和生存有直接作用，是影响鸟类多样性的重要因素，本研究只是晋北地区鸟类多样性调查的开始。欲以调查结果为依据，制定具体的相应的鸟类多样性保护对策，评估保护措施和政策的有效性，仍需对繁殖鸟类多样性进行多年长期监测。