火燒對機場草地鳥類群落的影響

祃來坤，劉建平，侯建華，張振群

(1.河北農業大學動物科技學院，河北保定　071001；2.河北大學生命科學學院,河北保定　071002)

火燒對機場草地鳥類群落的影響

祃來坤1，劉建平1，侯建華2，張振群2

(1.河北農業大學動物科技學院，河北保定071001；2.河北大學生命科學學院,河北保定071002)

摘要：2013年11月利用路線調查法研究了火燒對機場草地鳥類群落的影響.結果表明：共記錄鳥類11種，隸屬于5目8科，其中優勢種為麻雀(Passer montanus)、短趾百靈(Calandrella cheleensis)和喜鵲(Pica pica).同火燒區域相比，未火燒區具有最高的鳥類密度、Shannon-Weiner指數值(H＇)和Pielou均勻度指數值(E)；火燒顯著降低了鳥類群落的密度、物種多樣性和均勻度(P<0.05)，且鳥類密度隨著火燒程度的增加而降低；但火燒沒有顯著改變鳥類群落的物種數(P>0.05)，火燒區域與未火燒區域鳥類群落物種組成具有較高的相似性.

關鍵詞：火燒；鳥類群落；機場；草地

DOI：10.3969/j.issn.1000-1565.2015.02.012

中圖分類號：Q958.11

文獻標志碼:??志碼:A

文章編號：編號：1000-1565(2015)02-0177-05

Abstract:The effects of fire on bird communities of the airport grassland was studied in November 2013 using the route survey. The results showed that: 11 kinds of birds were recorded, belonging to 5 orders and 8 families, where the dominant species was sparrow (Passer montanus), short-toed braun (Calandrella cheleensis) and magpies (Pica pica). Compared with the fire area, no fire area had the highest density of birds, Shannon-Weiner index value (H′) and Pielou index value (E). The fire significantly reduced the density of bird community, species diversity and evenness degree (P<0.05), and bird density increased with the degree of fire reduced. But the fire did not significantly change the number of species of bird community (P>0.05).There was more similarity in bird species composition between fire area and no fire area.

收稿日期:2014-11-12

基金項目：機場鳥撞綜合防治研究項目；河北省自然科學基金資助項目(C2012204087)；河北大學自然科學研究計劃項目(2014-299)

通信作者:侯建華(1968-)，男，河北保定人，河北大學教授，博士，主要從事動物生態學研究.

Effects of fire on the bird community of the airport grassland

MA Laikun1，LIU Jianping1，HOU Jianhua2，ZHANG Zhenqun2

(1.College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001 ，China;

2.College of Life Sciences, Hebei University, Baoding 071002, China)

Key words: fire；bird communities；airport；grassland

第一作者:祃來坤(1989-)，男，河北滄州人，河北農業大學在讀碩士研究生.

E-mail：13633325718@163.com

火是生態系統的一種重要生態因子，它不僅可以直接作用于動物體，還能在短時間里劇烈地改變周圍環境，破壞動物的棲息環境，進而引起動物群落的變化和演替.目前，國內外有關火燒影響的研究多集中于植物群落，而對鳥類群落影響的研究較少.已有的研究結果顯示，不同的植被類型和不同的火燒程度可能對鳥類群落有不同的火燒效應：草原火燒可以引起火燒地和火燒后不同年份鳥類組成出現顯著差異[1]；濕地火燒可引起部分濕地鳥種改變而造成鳥類群落結構出現變化[2]；火燒對地面筑巢的鳥類有災難性的作用[3-4]并影響丹頂鶴的巢址選擇[5]；樟子松林火燒后鳥類群落組成有年間差異，隨著時間的推移，草原類型的鳥類變化最明顯[6]，但并不是所有的火燒對鳥類群落都會產生較大的影響，有研究結果顯示，除了最嚴重的火燒地外，其他強度火燒地的鳥類群落在火燒前后高度相似[7].

機場草地屬于一個半自然的生態系統，因直接或間接地為鳥類提供棲息環境和食物來源，而成為對鳥類具有吸引作用的棲息地[8-9].以往火燒對鳥類群落影響的研究多集中在自然植被類型，而有關機場草地的研究尚未見資料報道.因此，本研究擬通過不同火燒強度對機場草地鳥類群落的作用，進一步探討火燒對鳥類群落的影響，為機場草地鳥類群落的管理提供依據.

1材料和方法

1.1　研究區域概況

研究區域地勢平緩，為溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明.春季日照長，干旱、少雨、多風；夏季炎熱，降雨集中；秋季晝暖夜涼，溫差大；冬季寒冷，北風多，日照少，降水稀少.年平均降水量為606 mm.無霜期212 d.

該區域草地植被蓋度為0.9，草高20～60 cm，植物優勢種類有虎尾草(Chlorisvirgata)、蘆葦(Phragmitesaustralis)、狗尾草(Setariaviridis)和茅根(PerotisSp.)，常見種類有田旋花(Convolvulusarvensis)、稗草(Echinochloacrusgalli)、茵陳蒿(Artemisiacapillaries)、刺兒菜(Cirsiumsetosum)、蒲公英(Taraxacummongolicum)、車前(Plantagoasiatica)、朝天委陵菜(Potentillasupina)等.

1.2　研究方法

以機場主跑道、滑行道和聯絡道為界，將機場草地劃分為6個區域，各區域面積分別為18 hm2左右. 2013年11月在各區域草地分別進行了不同程度的火燒，其中，A區、B區、C區、D區、E區和F區的火燒程度分別為0(未火燒)，30%，51%，70%，80%和95%.

火燒7 d后，采用路線調查法進行鳥類調查，即在貫穿各區域草地的中央線設置樣線，選擇晴朗無風的天氣，沿樣線以1～2 km/h的速度行進，分別對樣線兩側50 m范圍草地上出現的鳥類進行觀測，記錄出現的鳥種和數量.調查時間為每天7∶00～18∶00時，調查工具有雙筒望遠鏡(Zeiss 10×56)、照相機(Canon 7D，100～400變焦)，計數器等.

1.3　數據分析

根據觀測記錄，分別統計各個區域中鳥類的種類和數量，并計算以下群落參數：

1)密度：采用公式D=N/2LS計算鳥類密度，式中D為鳥類密度，N為記錄到的鳥類數量，L為樣線長度，S為單側觀測距離.

2)多樣性指數：采用Shannon-Weiner指數(H＇)，H＇=-∑Pi(PilnPi)，式中，Pi為第i種的個體數量在全部個體中的比例.

3)均勻度指數：采用Pielou均勻度指數(E)，E=H＇/lnS，式中，H＇為Shannon-Wiener指數，S為物種數.

4)相似度指數：采用Sorensen群落相似性系數(S)，S=2c/(a+b)，式中，a為群落A中的種數，b為群落B中的種數，c為2個群落中共有的種數.

5)優勢種的確立：采用公式Ai=(Ni/N)×100%計算，式中，Ai為群落中第i種物種的優勢度指數，Ni為群落中第i種物種的個數，N為群落中總的個數，把優勢度(Ai)大于10%的物種定義為優勢種.

6)數據分析：在SPSS17.0中利用單因素方差分析(One-way ANOVA)對各個變量進行差異性分析.

2結果與分析

2.1　種類和數量

本次共記錄鳥類11種，隸屬于5目8科(表1)，其中優勢種為麻雀(Passermontanus)、短趾百靈(Calandrellacheleensis)和喜鵲(Picapica).

就鳥種組成而言，在全部的11種鳥類中，A區和F區分別記錄到10種，而C區和D區僅分別記錄到8種(表1).其中，戴勝(Upupaepops)僅在未火燒的A區出現；紅隼(Falcotinnunculus)僅在中度火燒的C區和D區以及重度火燒的E區和F區出現；日本鵪鶉(Coturnixjaponica)和環頸雉(Phasianuscolchicus)僅在A區、B區以及E區和F區出現.

就物種數而言，各區域鳥種數無顯著差異(P>0.05)，其中，A區、B區和F區具有較高的鳥種數(8.00±1.41；8.50±0.71；9.00±0.00)，C區、D區和E區鳥種數較少(7.50±0.71；7.00±0.00；7.00±1.41)(表1).由此可見，火燒區與未火燒區之間鳥種數無顯著變化，火燒沒有顯著改變鳥種數；隨著火燒和火燒程度的增加，鳥種數呈現出波動變化趨勢.

就鳥類數量而言，各區域鳥類密度存在顯著性差異(P<0.05)，其中，未火燒A區(121.82±34.52)的鳥類密度顯著高于其他5個火燒區域(P<0.05)，隨著火燒程度的增加，各火燒區鳥類密度逐漸下降；各區域鳥類密度由大到小的排列順序依次為A?B>C>D >E> F(表1).由此可見，火燒區與未火燒區之間鳥類密度出現顯著變化，火燒顯著降低了鳥類密度，且鳥類密度隨著火燒程度的增加而降低.

表1　不同區域鳥類群落參數

數據以平均值±標準誤和范圍表示.同行數據后不同字母表示在0.05水平上差異顯著(P<0.05)，相同字母表示差異不顯著(P>0.05).

2.2　多樣性指數

群落的Shannon-Weiner多樣性指數值和Pielou均勻度指數值在各區域間存在顯著差異(P<0.05)(表1)，其中，未火燒的A區的物種多樣性指數值(1.19±0.03)和均勻度指數值(0.57±0.05)最高，且顯著高于其他各個火燒區域(P<0.05)，各區域物種多樣性值和均勻度值由大到小的排列順序依次為A?C?E>B> F?D.

在火燒區域內，火燒50%的C區具有最高的物種多樣性(0.57±0.02)和均勻度(0.28±0.02)(P<0.05)，火燒70%的D區具有最低的物種多樣性(0.38±0.04)和均勻度(0.20±0.01)(P<0.05).

由此可見，火燒顯著降低了鳥類群落的物種多樣性和均勻度；但在火燒區域內部，隨著火燒程度的增加，物種多樣性和均勻度并未隨之逐步下降，而呈現出上下波動的變化趨勢.

2.3　不同區域間的相似性

不同區域間鳥類群落均呈現出較高的相似性(表2).其中，火燒程度相近的區域間相似性較高，如未火燒的A區和火燒較輕的B區(0.95)，火燒程度適中的C區和D區(1.00)以及火燒最嚴重的E區和F區(0.95).此外，未火燒的A區與火燒最嚴重的E區和F區亦表現出較高的相似性(0.84；0.90).

表2　不同區域間的相似性指數

3討論

在火燒對鳥類群落影響的研究中，因鳥類棲息地植被類型不同，得出了不同的研究結果.Kotliar通過研究鳥類對山區森林火燒地的反應認為，除了最嚴重的火燒地外，其他強度火燒地的鳥類群落在火燒前后高度相似[7].劉多研究火燒對草原的鳥類的影響結果表明，火燒地和火燒后不同年份樣地中的鳥類組成差異顯著[1].

本次對機場草地研究的結果表明：火燒顯著降低了鳥類群落的密度、物種多樣性和均勻度，且鳥類密度隨著火燒程度的增加而降低；但火燒沒有顯著改變鳥類群落的物種數，火燒區域(包括嚴重的火燒區域)與未火燒區域鳥類群落物種組成具有較高的相似性.

機場草地是一種特質性的生態環境，其食物、隱藏和棲息條件等是吸引鳥類的主要因素，而食物是其中一個重要因素；秋季機場草地大多數植物種子成熟，可吸引大量的植食性和雜食性鳥類前來取食，此外，草地植被茂密，也為草地其他動物的生存提供了食物和隱蔽空間，滋生了大量的昆蟲、土壤動物和小型嚙齒動物等[8]；這些自然條件為機場草地鳥類群落具有較高的多樣性提供了基礎.

機場草地經過火燒后，草地植被地上部分被燒毀或部分燒毀，植物種子、昆蟲等食物大量減少；此外，大多數鳥類喜好20～50 cm的較高高度的草地環境[9]，此環境可使鳥類能在不影響其取食的情況下更適合藏匿，營造一個安全的取食環境，經過火燒后破壞了鳥類的棲息環境，使其棲息、隱藏等功能喪失，因此，火燒從食物和棲息環境兩方面大幅壓縮了鳥類的生存空間，從而造成了火燒后鳥類密度的顯著下降，并隨著火燒程度的增加而降低.

然而，雖然火燒后鳥類的生存空間被壓縮，但火燒后裸露出的部分植物的根莖、有限的未燒盡的植物種子和小動物尸體仍可為部分植食性和雜食性鳥類提供食源，并吸引其前來覓食；雖然前來覓食鳥類密度顯著減少，但鳥類物種組成并未出現顯著變化，因此，火燒區域與未火燒區域鳥類群落物種組成仍保持有較高的相似性.

由于戴勝、雞形目和隼形目在各區域分布的不均等，導致了不同區域鳥類群落物種組成差異和相似性差異(表1，表2).其中，戴勝僅出現在未火燒區域，火燒導致了戴勝的消失；雞形目的鵪鶉和環頸雉僅出現在未火燒和輕度火燒區，以及重度火燒區，這可能與未火燒和輕度火燒區域便于隱蔽而重度火燒區造成的大片裸地便于刨食和覓食有關，雞形目鳥類的共存使得未火燒區域與重度火燒區域間鳥類群落物種組成保持了較高的相似性.紅隼僅出現在中度和重度火燒區域，這與紅隼以小型嚙齒動物等為食，未火燒區域草地高密不利于紅隼發現獵物和落地捕食，而火燒后小型嚙齒動物等的洞穴、縫隙等露出，大片裸地的出現增加了紅隼的捕食機會、降低了捕食難度、提高了捕食成功率有關，因此，紅隼主要出現并分布在中度和重度火燒區域.

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(責任編輯：趙藏賞)