大连老铁山秋季环志雀形目鸟类多样性及变化分析

张恒庆，王印睿，许 爽，王小平，郝 志

(1.辽宁师范大学 生命科学学院，辽宁 大连 116081；2.辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区管理局，辽宁 大连 116041)

老铁山位于辽东半岛的最南端，隔渤海海峡与山东半岛相望，是东北亚大陆东部候鸟秋季自北向南迁徙，从辽东半岛跨越渤海海峡到山东半岛的最短迁徙路线.每年秋季，大量迁飞候鸟在老铁山地区集结，待补充体力后迁飞过海[1]，由此，老铁山地区成为辽东半岛鸟类迁徙的重要通道之一[2].研究老铁山地区的环志鸟类多样性非常具有意义和代表性.鸟类多样性不仅反映了鸟类群落本身的状况，也反映了鸟类栖息地的质量，对生态平衡和环境质量起到较好的指示作用[3].大量研究表明，植被状况是决定鸟类群落特征的重要因素，多样的植被类型、复杂的植被结构以及丰富的植物种类会使得鸟类的种类和数量都大大增加[4-5].本文主要通过该地区秋季环志雀形目鸟类群落Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数、相似度系数，并结合环志鸟类的结构组成、个体数量等分析2012—2017年秋季该地区环志雀形目鸟类群落结构、多样性变化情况，以便更全面和深入地了解老铁山地区的鸟类情况.并通过分析鸟类动态变化情况，探讨当地生态环境变化状况，为今后的保护工作提供更好的数据支持，并为其他有关该地区鸟类的研究提供参考.

1 研究地点

老铁山位于辽东半岛最南端，现有林木均为人工次生林，主要有日本黑松(Pinusthunbergii)、赤松(P.densiflora)、刺槐(Robiniapweudoacacia)、酸枣(Zizyphusspinosus)、扁担木(Grewiaparviflora)，还有杨柳科(Salicaceae)、榆科(Ulmaceae)的树木和一些果树等.该区域草本植物种类较多，主要有大油芒(Spouiopogonsibiricus)、艾蒿(Artemisiasacrorum)、全叶马兰(Kalimerisintegrifolia)等.环志地点位于老铁山地区小东沟环志站(121°09′41″E，38°45′16″N)，属温带半湿润季风气候.该区年平均风速在6.0 m/s以上，以偏北风和偏西风为主，海拔92 m，面积约300 m2.植被主要为黑松-刺槐混交林，树高1.0～10 m，另外还有杨树(Populustomentosa)、核桃树(Juglansregia)、柳树(Salixmatsudana)等；灌木和草本植物丰富，昆虫数量较多.由于环志地点位于小东沟水库附近，鸟类多来此补充水分，增加了上网概率，更有利于数据的获得[1].

2 研究方法

2.1 调查方法

鸟类数据取自小东沟环志站2012—2017年鸟类环志数据.当地环志工作主要采用粘网法，每年自9月开始，11月结束.每天7:30—18:00点，围绕当地环志站附近水塘的3个方向架设3片粘网(2.5 m×10 m，网目为2 cm×2 cm).每隔0.5 h收集捕捉到的鸟类.主要根据羽色、形状、虹膜颜色、尾羽数量、飞羽特征等对鸟类的种类进行鉴别[6-8].网捕后迅速进行环志、测量，记录后放飞.用望远镜观察鸟的活动并记录当天气候状况[9].

2.2 数据处理方法

采用Shannon-Wiener多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)、Simpson优势度指数(C)，以及年际间的相似度系数[10-11]作为环志到的雀形目鸟类多样性的指标，分析该地区2012—2017年环志鸟类的物种组成、科属结构和动态变化过程.本文相关数据处理采用 Excel 统计软件完成.

2.2.1 Shannon-Wienner多样性指数

Shannon-Wienner多样性指数H是指群落中生物种类的多少，代表了群落的复杂度.群落中所包含的信息量越大，H就越大.表达式为

H= ∑(Pi)(lbPi).

(1)

式中：Pi=Ni/N；Ni为第i个鸟类物种的个体数；N代表样地中所有鸟类物种总的个体数目.

2.2.2 Pielou均匀度指数

Pielou均匀度指数J为网捕的鸟多样性指数H与最大多样性指数Hmax的比值，以统计均匀度指标.采用Pielou均匀度指数对老铁山地区2012—2017年秋季环志雀形目鸟类进行计算.

J=H/Hmax，Hmax=lbS.

(2)

其中，H为鸟多样性指数，S为所环志的鸟类种数.

2.2.3 优势度指数

本文优势度指数C采用Simpson指数来计算.优势度指数是对物种集中性的测量，表示随机抽样的2个个体属于不同种的概率.Simpson指数对稀有种指示作用较小，对普通种作用较大[12].公式如下：

C=∑(Ni/N)2.

(3)

其中，Ni为i物种的个体数，N为所有物种的个体总数.

2.2.4 相似性指数

为了分析老铁山地区环志雀形目鸟类组成年度相似性动态变化情况，采用Morisita-Hom指数对 2012—2017年6 a所环志到的迁飞鸟类相似性程度进行计算.计算方法按以下公式进行：

(4)

3 结果及分析

3.1 鸟类结构组成及动态变化分析

以《中国鸟类分类与分布名录》第2版为标准对环志到的雀形目鸟类加以鉴别和分类.小东沟环志站2012—2017年秋季共环志到雀形目鸟类18科，33属，65种，17 490只，具体名目见表1.2012—2017年各年份秋季雀形目环志科、属、种及环志个体数量情况如图1所示.可以看出2012—2017年各年际间雀形目环志个体数量变化较大，其中，2014年及2015年环志量最多，分别为5 238只和4 512只，但从图中可以看出这2 a环志到的雀形目鸟类科属种数目并不是最多的.通过对辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区管理局环志到的数据进行分析后发现，主要是由于大山雀(Parusmajor)、煤山雀(Periparusater)等鸟类在这2 a间迁徙至此的数量较多，而其余年份环志到的数量较少或没有，使得这2 a的环志个体数量远远高于其他年份.

表1 老铁山地区2012—2017年秋季环志雀形目鸟类名录

续表1

老铁山地区2012—2017年各年份秋季环志到的雀形目鸟类科数的变化情况如图2所示.可以看到2012年环志到的雀形目鸟类科数最多，共环志到18科，其余年份变化情况较为稳定，2013、2014、2016年均为12科，2015和2017年为14科.

图1 老铁山地区2012—2017年秋季环志雀形目鸟类情况Fig.1 The data of Passeriformes bird had been banding in autumn from 2012 to 2017 in Laotie Mountain

老铁山2012—2017年各年份秋季环志到的雀形目鸟类属数变化情况如图3所示.可以看出其变化情况为2012年环志到的雀形目鸟类属数最多，共26个属，2013锐降至17个属，然后缓慢增长，2014年为18个属，2015年为22个属，在2016年又减少到16个属，是6 a间环志到属数最少的一年，2017年又增长到23个属.

图2 老铁山地区2012—2017年秋季环志雀形目鸟类科数变化情况Fig.2 Changes in the family of Passeriformes bird hadbeen banding in autumn from 2012 to 2017 in Laotie Mountain

图3 老铁山地区2012—2017年秋季环志雀形目鸟类属数变化情况Fig.3 Changes in the genus number of Passeriformes bird had been banding in autumn from 2012 to 2017 in Laotie Mountain

老铁山2012—2017年各年份秋季环志到的雀形目鸟类种类数量变化情况如图4所示.可以看到2012年环志到的雀形目鸟类种数最多，共环志到50种，2016年环志到的种类最少，为31种.

图4 老铁山地区2012—2017年秋季环志雀形目鸟类种类数量变化情况Fig.4 Changes in the species of Passeriformes bird had been banding in autumn from 2012 to 2017 in Laotie Mountain

3.2 多样性指数分析

本文采用Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数进行鸟类多样性的分析.这3种指数是基于物种数量进行的测量，其值可以体现某一地区物种的丰富程度及种间个体数分配的均匀性.个体数在各物种之间分配的越均匀，Shannon-Wiener指数值就越大[13].分别对老铁山地区2012—2017年各年份秋季环志到的雀形目鸟类环志数据进行多样性分析，各年份多样性指数H、均匀度指数J以及优势度指数C，鸟类环志个体数量N和环志种数S结果见表2.

由表2可知，2012年和2016年秋季环志到的雀形目Shannon-Wiener物种多样性指数较高，分别为2.551 6和2.459 2；2014年较低，仅为1.941 3.各年份比较来看,多样性指数H顺序大小为H2012>H2016>H2015>H2017>H2013>H2014.2012年多样性指数最高，说明2012年秋季环志到的雀形目鸟类最为多样化.结合实际情况来看，2012年环志到的雀形目鸟类种类数量最多.根据环志工作的经验来看，当地的气温、降水、风速风向等条件都会影响鸟类迁徙，因此，可能是2012年当地的气候和环境适合绝大多数迁徙鸟类的迁徙，使得环志到的雀形目鸟类种类最丰富.

Pielou均匀度指数方面，2016年最高为0.716 1，其次为2012年，为0.652 2，其余年份较为稳定，变化幅度不大.各年份均匀度指数J比较来看，J2016>J2012>J2015>J2013>J2017>J2014.均匀度指数越大，说明鸟类个体在种间的分布越均匀，物种越丰富.均匀度指数与多样性指数结果基本一致.

从Simpson优势度指数来看，2012年和2016年较小，分别为0.115 6和0.122 1，2013年优势度指数最大，为0.239 0.各年份优势度指数C比较来看，C2013>C2017>C2014>C2015>C2016>C2012.优势度指数代表了雀形目迁徙鸟类物种的优势程度，其数值越大，相对而言，种类就越少，多样性较低.这与Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数的结果一致，都说明2012年多样性最高，分布最均匀.

表2 老铁山地区2012—2017各年份秋季环志雀形目鸟类多样性指数

Table 2 Diversity index of Passeriformes bird had been banding in autumn from 2012 to 2017 in Laotie Mountain

年份201220132014201520162017多样性指数H2.55162.02561.94132.12182.45922.0693均匀度指数J0.65220.56970.53760.57520.71610.5502优势度指数C0.11560.23900.18680.17390.12210.1898环志种数S503537403143环志个体数量N125317415238451220552691

3.3 相似性指数分析

2012—2017年6 a年间各年份雀形目环志鸟类Morisita-Hom相似性指数分析情况见表3.可以看出除2013年与2015年，2012年与2013年外，其余各年份之间相似性程度都较高.其中，2015年与2016年相似程度最高，为0.882 0.2013年除了与2014年相似性程度较高外，与其余年份的相似性程度普遍较低.从各年际间相似度来看，相邻2 a的相似性程度更高，说明该地区环志雀形目鸟类每年的组成存在变化，但整体来看较为稳定.

表3 老铁山地区2012—2017年秋季环志雀形目鸟类相似性指数

4 讨 论

本文通过对老铁山地区2012—2017年间秋季环志雀形目鸟类情况多样性、数量，以及各年份间变化情况进行分析，从而初步了解了近几年老铁山地区秋季环志雀形目鸟类结构和多样性动态变化情况.

通过对各年份间科、属、种以及个体数量变化情况进行比较，结合多种多样性指数分析后发现，与之后的年份比较对比，2012年虽然环志到的雀形目鸟类数量最少，但是从科数、属数以及种数层次上来看都是最多的，而且多样性较高，均匀度指数以及优势度指数也验证了这一点，说明物种最丰富，个体在种间的分配较均匀.2016年同样环志到的鸟类种类多，多样性也较高.而2014年虽然环志数量较多，但这主要是受大山雀和黄雀数量远远多于其他年份的影响，大山雀的这种集中在某一年集体迁徙，而其他年份迁徙量很少，甚至环志不到的情况已有过相关研究和报道[1,14].因其数量较大，对群落多样性影响较大，因此在该地区以后的保护工作和科学研究中，应该对于这种现象给予更多关注和研究.

从2012年以后，后面的5 a里环志到的雀形目鸟类除了数量比2012年多以外，科属种层面上，都没有2012年丰富，甚至有好多种鸟类在2012年之后再没有环志到，所以从个体数量上来看虽然是增长的，但多样性对比2012年都是下降的.但整体来看，科属种方面在2012年后变化较为稳定.应在今后的环志工作中继续关注环志到鸟类的多样性和结构组成，以便及时了解雀形目鸟类的迁徙动态和种群情况.

从各年际间相似度来看，只有2013年与其余年份的相似性指数较低，而其他年份之间相似程度较高，并且相邻2 a的相似性程度更高，说明该地区环志雀形目鸟类的组成较为稳定.

造成环志雀形目鸟类科属种水平及多样性变化的具体原因可能有人类活动的干扰、气候的变化等.小东沟环志点距离当地居民居住地较近，附近有部分农田果园，人类的活动会对鸟类造成影响，使得鸟类减少在此地停留时间，甚至不在此处停歇，以致环志到的鸟类个体数量、种类减少.另外，气候的变化也可能造成环志个体数量变化，多样性下降.环志点设在附近一处水库附近，作为饮水点，增加鸟类上网的概率.但是当降水量过大时，该地区会有积水存在，从而为迁徙至此的鸟类提供新的取水点，导致环志到的鸟类数量下降.

鸟类作为生态系统的重要组成部分，在维持生态系统平衡方面起着不可替代的作用，并且由于其多处在食物链较高的位置，对于整个生态系统的变化反应非常灵敏，因此是一个很理想的研究对象.鸟类多样性的丰富程度不仅反映了鸟类自身的群落状况，还反映了其栖息生境的优良[15].老铁山地区2012—2017年间环志雀形目鸟类多样性在呈下降趋势，这说明当地生态环境正在发生改变，某些迁徙鸟类在迁飞途中不在此地区歇息停留，或者不再经此地迁徙.但同样，2016年各项指标有所好转，说明当地管理部门进行的相关保护工作取得了一定效果，但从各项多样性指数来看，仍没有恢复到2012年的程度.后续几年仍要继续进行相关保护和监测工作，以便及时发现问题.