甘肅民勤縣陸棲野生脊椎動物地理區(qū)系及多樣性研究

張 勇 龔大潔 賀俊生 黃 帥 李 隆

(西北師范大學生命科學學院，蘭州，730070)

生物多樣性是生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復合體及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和[1]，它是維系生態(tài)系統(tǒng)平衡的重要因素，是維護國家生態(tài)安全的基本屏障，直接關(guān)系到人類的生存與發(fā)展[2]。物種是生物多樣性多個層次和水平中最重要且有效的度量單位[3]。對物種多樣性的研究可為評價某地區(qū)生物多樣性提供理論依據(jù)。甘肅民勤縣地處騰格里和巴丹吉林兩大沙漠之間，是我國典型的荒漠綠洲之一，也是我國生物多樣性重要保護區(qū)域之一。隨著氣候變化與人類活動對該縣物種數(shù)量、地理分布的影響越來越大，定期監(jiān)測地區(qū)的動物本地資源不僅有利于了解動物的行為動態(tài)，同時也是管理部門制定保護措施的重要依據(jù)[4]。近年來，關(guān)于民勤縣動物本底資源的報道較少，僅有唐小平等[5]于2001年對該地區(qū)的陸棲野生脊椎動物進行了科學考察，共計發(fā)現(xiàn)89種。隨著自然環(huán)境的日益改變，陸棲脊椎動物的種類、種群數(shù)量、分布特征等也隨之變化，通過對民勤縣生物多樣性信息的收集與匯編，不僅可以了解民勤生物多樣性現(xiàn)狀、物種地理分布等，還為該縣生物多樣性保護工作明確重點和方向，提高生物多樣性保護工作的管理能力，推動生物多樣性保護工作的實質(zhì)性開展，服務當?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)域自然概況

民勤縣(101°49′—104°12′E，38°3′—39°27′N)地處甘肅省河西走廊東北部、石羊河流域下游，南依武威市涼州區(qū)，西毗金昌市金川區(qū)和永昌縣，東北和西北面分別與內(nèi)蒙古自治區(qū)的阿拉善左、右旗相接。東西長206 km，南北寬156 km，總面積約1.58萬km2。全縣區(qū)平均海拔1 400 m，由平原、低山丘陵和沙漠3種基本地貌組成。民勤屬溫帶大陸性極干旱氣候，年均降水量(113.2 mm)遠低于年均蒸發(fā)量(2 675.6 mm)，年均氣溫8.8 ℃。植被類型受氣候影響較大，該縣以旱生或強旱生的荒漠植被為主，常見種有檉柳(Tamarixchinensis)、梭梭(Haloxylonammodendron)、綿刺(Potaniniamongolica)和檸條錦雞兒(Caraganakorshinskii)等。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

結(jié)合民勤縣地形地貌、植被類型及動物類群的生活習性等共設(shè)置10個調(diào)查樣區(qū)，盡可能地覆蓋整個縣域。調(diào)查時間為6：30—12：00、15：00—19：00。不同的動物類群采用不同的野外調(diào)查方法。兩棲爬行類主要采用樣線法[6-8]，另輔以圍欄陷阱法捕捉少量兩棲個體用于標本鑒定[9]；鳥類主要采用樣線法、樣點法、直接計數(shù)法并用高倍望遠鏡野外直接觀察鳥類進行物種鑒別，樣線法或樣點法均可用于陸生鳥類的調(diào)查，在連續(xù)的生境使用樣線法，而在崎嶇山地或片段化生境使用樣點法，直接計數(shù)法主要用于水鳥調(diào)查；獸類主要通過樣線法、紅外相機自動拍攝法[10]、痕跡鑒定法(如糞便、體毛、足跡、食痕、臥跡、尿跡、洞穴等)，針對小型嚙齒目(Rodentia)哺乳動物，在樣線內(nèi)按固定間距設(shè)置若干個活捕籠或鐵鋏(籠距 5 m、行距 50 m)進行調(diào)查。走訪及查閱文獻法對所有陸棲野生脊椎動物調(diào)查都適用。樣線單側(cè)寬10 m，長不小于2 km，樣點半徑50 m，樣點間距至少200 m。走樣線時手持GPS進行定位，用高倍望遠鏡和專業(yè)數(shù)碼相機進行觀察拍照，做好調(diào)查記錄(種類、數(shù)量、生境等)。

2.2 物種鑒別方法

物種鑒定、所用學名、受危等級、保護等級、動物區(qū)系及分布型等主要參考《中國兩棲動物及其分布彩色圖鑒》[11]、《中國動物志 爬行綱 第二卷 有鱗目 蜥蜴亞目》[12]、《中國動物志 爬行綱 第二卷 有鱗目 蛇亞目》[13]、《甘肅脊椎動物志》[14]、《中國動物地理》[15]、《中國鳥類圖鑒》[16]、《中國鳥類野外手冊》[17]、《中國獸類野外手冊》[18]、《國家重點保護野生動物名錄》[19]和《中國脊椎動物紅色名錄》[20]等書籍。最后整理數(shù)據(jù)，得出民勤縣陸生野生脊椎動物名錄。

2.3 物種多樣性水平分析方法

民勤縣各動物類群科間的多樣性(F指數(shù))、屬間的多樣性(G指數(shù))、以及G-F指數(shù)，參照蔣志剛等[21]的方法進行分析。

式中：Pi=Ski/Sk，Sk為某綱中k科中的物種數(shù)，Ski為某綱中k科i屬中的物種數(shù)，n為k科中的屬數(shù)；qj=Sj/S，S為某綱中物種總數(shù)，Sj為某綱中j屬的物種總數(shù)，P為某綱中的屬數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 物種組成

民勤縣有陸棲野生脊椎動物143種(實地調(diào)查121種，文獻記載與訪問調(diào)查22種)，隸屬4綱25目54科98屬，占甘肅省陸棲野生脊椎動物物種數(shù)(847種)的16.88%。鳥綱(Aves)17目35科73屬115種，占甘肅省鳥類物種總數(shù)的20.03%，其中以雀形目(Passeriformes)種類占優(yōu)勢，39種，其次是雁形目(Anseriformes)和隼形目(Falconiformes)各有14種，種類最少的是鵜形目(Pelecaniformes)、鵑形目(Cuculiformes)、夜鷹目(Caprimulgiformes)、佛法僧目(Coraciiformes)和鴷形目(Piciformes)各有1種。哺乳綱(Mammalia)6目11科16屬17種，占甘肅省獸類物種總數(shù)的9.71%，其中以嚙齒目種類居多(8種)，食肉目(Carnivora)次之(5種)，食蟲目(Insectivora)、翼手目(Chiroptera)、兔形目(Lagomorpha)和偶蹄目(Artiodactyla)最少，各有1種。爬行綱(Reptilia)6科7屬9種，均為有鱗目(Squamata)種類，占甘肅省爬行類物種總數(shù)的13.85%。兩棲綱(Amphibia)種類較少且均屬無尾目(Anura)，僅2科2屬2種，占甘肅省兩棲類物種總數(shù)的6.06%。從動物類群組成看，該縣陸棲野生脊椎動物以鳥類占優(yōu)勢，占該縣物種總數(shù)的80.42%，哺乳類次之，占11.89%，爬行類占6.29%，而兩棲類最少，僅占1.40%(表1)。

表1 民勤縣陸棲野生脊椎動物分類統(tǒng)計

Tab.1 Classified statistic of terrestrial wild vertebrates in Minqin，Gansu

3.2 珍稀瀕危物種組成

珍稀種和特有種及其分布形式是指示某個地區(qū)生物多樣性的重要指標[22-23]。民勤縣被列入《中華人民共和國重點保護野生動物名錄》的物種有25種，占甘肅國家重點保護野生動物種類的24.04%。其中國家 Ⅰ 級重點保護野生動物有黑鸛(Ciconianigra)、白尾海雕(Haliaeetusalbicilla)、金雕(Aquilachrysaetos)、白肩雕(Aquilaheliaca)等4種；國家 Ⅱ 級重點保護野生動物有白琵鷺(Platalealeucorodia)、大天鵝(Cygnuscygnus)、蒼鷹(Accipitergentilis)、雀鷹(Accipiternisus)、草原雕(Aquilanipalensis)、白尾鷂(Circuscyaneus)、普通鵟(Buteobuteo)、大鵟(Buteohemilasius)、鶚(Pandionhaliaetus)、燕隼(Falcosubbuteo)、紅隼(Falcotinnunculus)、紅腳隼(Falcovespertinus)、灰背隼(Falcocolumbarius)、灰鶴(Grusgrus)、蓑羽鶴(Anthropoidesvirgo)、縱紋腹小鸮(Athenenoctua)、雕鸮(Bubobubo)、長耳鸮(Asiootus)、短耳鸮(Asioflammeus)、荒漠貓(Felisbieti)、鵝喉羚(Gazellasubgutturosa)等21種；分別占該縣物種總數(shù)的2.80%和14.69%。花背蟾蜍(Buforaddei)、密點麻蜥(Eremiasmultiocellata)、紅沙蟒(Eryxmiliaris)、蒼鷺(Ardeacinerea)、赤狐(Vulpesvulpes)等93種屬國家保護的有益的或者有重要經(jīng)濟、科學研究價值的陸生野生動物[24]，占該縣物種總數(shù)的65.03%。被列入《中國脊椎動物紅色名錄》(2016)的受威脅物種11種，占該縣物種總數(shù)的7.69%；其中鵝喉羚和白肩雕2種屬瀕危種(EN)，荒漠貓屬極危種(CR)，紅沙蟒、黑鸛、白尾海雕、金雕、草原雕、大鵟、黑尾地鴉(Podoceshendersoni)、艾鼬(Mustelaeversmanii)等8種屬易危種(VU)。而花條蛇(Psammophislineolatus)、阿拉善蝮(Gloydiuscognatus)、白琵鷺、大天鵝、白眼潛鴨(Aythyanyroca)、蒼鷹、白尾鷂、鶚、紅腳隼、灰背隼、蓑羽鶴、雕鸮、短耳鸮、赤狐、沙狐(Vulpescorsac)、豬獾(Arctonyxcollaris)等16種屬近危種(NT)，占該縣物種總數(shù)的11.19%。 中國林蛙(Ranachensinensis)、荒漠沙蜥(Phrynocephalusprzewalskii)、山噪鹛(Garrulaxdavidi)、銀喉長尾山雀(Aegithaloscaudatus)和荒漠貓共5種屬中國特有種，占該縣物種總數(shù)的3.50%。

3.3 區(qū)系與分布型特征

民勤縣在動物地理區(qū)劃上屬古北界中亞亞界蒙新區(qū)西部荒漠亞區(qū)河西走廊省的東部荒漠小區(qū)，動物區(qū)系以蒙新區(qū)特點為主[15]。現(xiàn)有古北界物種34種，占物種總數(shù)的23.77%；廣布種類109種，占物種總數(shù)的76.23%，無東洋界物種。顯然是廣布種類占優(yōu)勢，但大多數(shù)廣布種類為遷徙鳥類、嚙齒目和食肉目動物。廣布種類中，數(shù)量最少的為兩棲類和爬行類，均為1種，而最多的是鳥類，有101種，占廣布種類總數(shù)的92.66%。古北界物種中，數(shù)量最少和最多的分別為兩棲類1種和鳥類14種，各占物種總數(shù)的0.70%和9.79%(表2)。

表2 甘肅民勤縣陸棲野生脊椎動物區(qū)系組成

Tab.2 Fauna types of terrestrial wild vertebrates in Minqin，Gansu

從物種的分布型而言，屬古北型、中亞型、不易歸類型的物種占明顯優(yōu)勢，各有39種、29種和28種，分別約占該縣陸棲脊椎動物種數(shù)的27.27%、20.28%和19.58%；而華北型、高地型和喜馬拉雅-橫斷山區(qū)型物種最少，各為1種。從動物地理區(qū)劃來看，“蒙新區(qū)”的代表成分古北型和中亞型共68種，占物種總數(shù)的47.55%；“東北-華北區(qū)”的代表成分東北型、華北型和東北-華北型共15種，占物種總數(shù)的10.49%；“西南區(qū)”的代表成分高地型和喜馬拉雅-橫斷山區(qū)型共2種，占物種總數(shù)的1.40%。就各分類單元而言，其區(qū)系特征并不一致。其中，兩種兩棲類分布型均為東北-華北型；而爬行類和哺乳類則是以古北型與中亞型占優(yōu)勢；而鳥類的分布型較為復雜，共有11種分布型，主要以不易歸類型、古北型、全北型和東北型等北方類群居多，其次也兼有少量南方類群，如東洋型等(表3)。可見，民勤縣是南、北方動物交錯分布、相互滲透的地帶。

3.4 G-F指數(shù)測度

G-F指數(shù)可反映出較長時間內(nèi)一個地區(qū)的物種多樣性。通過G-F指數(shù)分析，得出G指數(shù)：鳥綱>哺乳綱>爬行綱>兩棲綱；F指數(shù)：鳥綱>哺乳綱>爬行綱>兩棲綱；G-F指數(shù)：鳥綱>哺乳綱>兩棲綱>爬行綱。可見民勤縣鳥類的物種多樣性最高，獸類次之，而兩棲爬行類最低。這種多樣性是由于科間和屬間的多樣性程度高造成的，即鳥類的非單種科數(shù)和非單種屬大于獸類和兩棲爬行類。民勤縣鳥類有22個非單種科(DF=16.71)和27個非單種屬(DG=4.16)；而兩棲類僅有的兩科都為單種科(即DF=0)，無非單種屬(DG=0.69)；爬行類非單種科2個(DF=0.69)，非單種屬1個(DG=1.83)；獸類的非單種科數(shù)5個(DF=3.18)，非單種屬1個(DG=2.75)。一個原因可能是由于該縣域的鳥類種數(shù)多于獸類和兩棲爬行類，鳥類有115種，而獸類和兩爬行類共計只有28種；另一個原因可能是鳥類的遷徙能力、適應能力較獸類和兩棲爬行類強(表4)。

表3 甘肅民勤縣陸棲野生脊椎動物分布型的種數(shù)和百分比

Tab.3 Species number of distribution types of terrestrial wild vertebrates in Minqin，Gansu

表4 甘肅民勤縣陸棲野生脊椎動物G-F指數(shù)

Tab.4 Analysis of G-F index of terrestrial wild vertebrates in Minqin，Gansu

4 討論

本研究記錄整理了民勤縣兩棲綱1目2科2屬2種，爬行綱1目6科7屬9種，鳥綱17目35科73屬115種，哺乳綱6目11科16屬17種，是迄今為止縣域最為全面的陸棲脊椎動物多樣性記錄，較唐小平等[5]在該區(qū)域記錄的89種增加了54種，可見隨著調(diào)查的不斷深入，可能不斷會有縣域新紀錄被發(fā)現(xiàn)。

脊椎動物的地理區(qū)系特征是動物自身長期進化并與周圍環(huán)境相互適應、彼此影響的共同結(jié)果[25]。本地的動物區(qū)系，由古北界物種和廣布種所組成，無東洋界物種，因為民勤縣地處河西走廊東北部，在南受秦嶺、橫斷山脈等地理阻隔，因此無東洋界物種的滲入。其中古北界物種以爬行類和獸類占優(yōu)勢，而廣布種大多以遷徙的鳥類居多。動物分布區(qū)的地理位置、范圍和大小，反映動物對現(xiàn)代自然環(huán)境條件的適應；同時，也說明該縣動物區(qū)系成分和演化歷史的復雜性，以及存在南北動物相互融合和滲透的特點。在動物分布型上，該縣以古北型、中亞型、不易歸類型物種居多，同時全北型、東北型、東洋型物種也占有一定比例，東北-華北型、季風區(qū)型等其他分布型物種較少，其中鳥類的分布型多達11種。這種復雜的分布型格局可能與民勤縣地理位置的特殊性有關(guān)，它地處河西走廊東北部，祁連山?jīng)_積扇的下游，而狹窄的河西走廊可作為其與青藏區(qū)、華北區(qū)、西南區(qū)動物群之間一個連接廊道[26]，同時也與動物類群的擴散能力和對外界環(huán)境的適應力相關(guān)。

一個區(qū)域內(nèi)某種生態(tài)類群的G-F指數(shù)高低，即區(qū)域內(nèi)該生態(tài)類群的非種科的多少，可反映出區(qū)域內(nèi)該生態(tài)類群的物種分化大小和種間親緣關(guān)系的遠近[27]。通過四類動物類群的比較，民勤縣陸棲脊椎動物中鳥類的G指數(shù)、F指數(shù)、G-F指數(shù)均最高，這與鳥類的非單種科較多有關(guān)，同時也說明了民勤縣鳥類的物種分化相對較小，親緣關(guān)系相對較近。物種多樣性水平與氣候、棲息地等相關(guān)。民勤縣屬溫帶大陸性極干旱氣候區(qū)，常年干燥少雨，但又地處石羊河流域的下游，境內(nèi)有紅崖山水庫和青土湖，由于水熱條件的差別，使其擁有一定的“綠洲”環(huán)境，這種特殊環(huán)境對于南北遷徙的候鳥有很大的吸引力，往往形成季節(jié)性的鳥類聚集地；同時，石羊河、青土湖以及境內(nèi)人工濕地、沼澤濕地中的魚類、無脊椎動物和其他水生植物等為鳥類提供了豐富的食物，利于鳥類生存。所以該地區(qū)鳥類物種豐富度比兩棲爬行類、獸類物種豐富度高。運動能力有限且很難做長距離遷徙的兩棲爬行動物對生境敏感性較強，尤其是兩棲類在繁殖期離不開水環(huán)境，而民勤縣自然氣候干旱、生境破碎化和退化嚴重，加之空間異質(zhì)性單一，致使該縣兩棲爬行類物種多樣性較低。

區(qū)域生物多樣性主要受區(qū)域歷史過程與生態(tài)環(huán)境、生物群落的復雜多樣性影響[28]。民勤縣現(xiàn)分布有陸棲脊椎動物143種，而位于河西走廊東部的天祝縣有陸棲脊椎動物240種，河西走廊西端地區(qū)也有220種[29]，可見該縣域陸棲脊椎動物資源相對貧乏。民勤位于河西走廊東北部的干旱荒漠小區(qū)，在生物進化的歷史過程中，尤其是在第四紀的全新世時期，西北內(nèi)陸變得愈加干燥，沙漠進一步擴大，生境異質(zhì)性相對較單一，脊椎動物不適宜存活與發(fā)展，這是民勤縣野生脊椎動物資源相對較貧乏的歷史原因。另外，民勤縣物種多樣性成因也可用生產(chǎn)力假說來解釋。生產(chǎn)力假說認為：生產(chǎn)的食物越多，通過食物網(wǎng)的能量流越大，物種多樣性越高[30]。民勤縣環(huán)境穩(wěn)定性不強，需要用于調(diào)節(jié)的能量增加，凈生產(chǎn)力減少，無法支持更多的種群，進而遺傳變異性的概率就降低，種間的聯(lián)系得不到更好的發(fā)展，物種形成的過程就更慢。生態(tài)過程也影響該縣的物種多樣性，該縣自然環(huán)境較差，物種進化和生態(tài)位特化缺乏動力，如競爭、捕食等。

5 結(jié)語

民勤縣現(xiàn)分布有陸棲脊椎動物4綱25目54科98屬143種，其中鳥類主要以雀形目、隼形目和水鳥(雁形目、鸻形目Charadriiformes、鸛形目Ciconiiformes、鶴形目Gruiformes)居多；哺乳類以嚙齒目和食肉目為主，食肉目種類如此之多，與嚙齒目、兔形目種類和數(shù)量多，提供了豐富的食物保障有關(guān)；兩棲爬行類僅有無尾目和有鱗目。動物類群有喬灌木、農(nóng)田動物群，荒漠、半荒漠動物群，水域濕地動物群且以典型的溫帶荒漠和半荒漠物種居多。在物種多樣性上，鳥類多樣性較高，獸類次之，兩棲爬行類最低；動物區(qū)系上廣布種占優(yōu)勢，分布型較復雜，但主要以古北型、中亞型、不易歸類型和全北型為主。縣域分布的國家保護的有益的或者有重要經(jīng)濟、科學研究價值的陸生野生動物以及國家Ⅰ、Ⅱ級重點保護野生動物較多。所以，為了保護和合理開發(fā)利用野生動物資源，保護當?shù)厣锒鄻有浴＝ㄗh有關(guān)部門：(1)多開展該縣域內(nèi)野生動物資源調(diào)查與監(jiān)測工作，及時了解物種的種群動態(tài)；(2)加強縣域內(nèi)動物資源科學研究，提供可供選擇的資源利用模式；(3)加強對物種生境特別是受危物種繁殖棲息地的保護，做好生態(tài)移民建設(shè)、退耕還林還草及天然林保護工作；(4)加強對野生動物保護的宣傳力度，提高當?shù)鼐用竦沫h(huán)保與物種保護意識，禁止人為濫肆捕捉野生動物。