大連老鐵山秋季環志雀形目鳥類多樣性及變化分析

張恒慶，王印睿，許 爽，王小平，郝 志

(1.遼寧師范大學 生命科學學院，遼寧 大連 116081；2.遼寧蛇島老鐵山國家級自然保護區管理局，遼寧 大連 116041)

老鐵山位于遼東半島的最南端，隔渤海海峽與山東半島相望，是東北亞大陸東部候鳥秋季自北向南遷徙，從遼東半島跨越渤海海峽到山東半島的最短遷徙路線.每年秋季，大量遷飛候鳥在老鐵山地區集結，待補充體力后遷飛過海[1]，由此，老鐵山地區成為遼東半島鳥類遷徙的重要通道之一[2].研究老鐵山地區的環志鳥類多樣性非常具有意義和代表性.鳥類多樣性不僅反映了鳥類群落本身的狀況，也反映了鳥類棲息地的質量，對生態平衡和環境質量起到較好的指示作用[3].大量研究表明，植被狀況是決定鳥類群落特征的重要因素，多樣的植被類型、復雜的植被結構以及豐富的植物種類會使得鳥類的種類和數量都大大增加[4-5].本文主要通過該地區秋季環志雀形目鳥類群落Shannon-Wiener多樣性指數、Pielou均勻度指數、Simpson優勢度指數、相似度系數，并結合環志鳥類的結構組成、個體數量等分析2012—2017年秋季該地區環志雀形目鳥類群落結構、多樣性變化情況，以便更全面和深入地了解老鐵山地區的鳥類情況.并通過分析鳥類動態變化情況，探討當地生態環境變化狀況，為今后的保護工作提供更好的數據支持，并為其他有關該地區鳥類的研究提供參考.

1 研究地點

老鐵山位于遼東半島最南端，現有林木均為人工次生林，主要有日本黑松(Pinusthunbergii)、赤松(P.densiflora)、刺槐(Robiniapweudoacacia)、酸棗(Zizyphusspinosus)、扁擔木(Grewiaparviflora)，還有楊柳科(Salicaceae)、榆科(Ulmaceae)的樹木和一些果樹等.該區域草本植物種類較多，主要有大油芒(Spouiopogonsibiricus)、艾蒿(Artemisiasacrorum)、全葉馬蘭(Kalimerisintegrifolia)等.環志地點位于老鐵山地區小東溝環志站(121°09′41″E，38°45′16″N)，屬溫帶半濕潤季風氣候.該區年平均風速在6.0 m/s以上，以偏北風和偏西風為主，海拔92 m，面積約300 m2.植被主要為黑松-刺槐混交林，樹高1.0～10 m，另外還有楊樹(Populustomentosa)、核桃樹(Juglansregia)、柳樹(Salixmatsudana)等；灌木和草本植物豐富，昆蟲數量較多.由于環志地點位于小東溝水庫附近，鳥類多來此補充水分，增加了上網概率，更有利于數據的獲得[1].

2 研究方法

2.1 調查方法

鳥類數據取自小東溝環志站2012—2017年鳥類環志數據.當地環志工作主要采用粘網法，每年自9月開始，11月結束.每天7:30—18:00點，圍繞當地環志站附近水塘的3個方向架設3片粘網(2.5 m×10 m，網目為2 cm×2 cm).每隔0.5 h收集捕捉到的鳥類.主要根據羽色、形狀、虹膜顏色、尾羽數量、飛羽特征等對鳥類的種類進行鑒別[6-8].網捕后迅速進行環志、測量，記錄后放飛.用望遠鏡觀察鳥的活動并記錄當天氣候狀況[9].

2.2 數據處理方法

采用Shannon-Wiener多樣性指數(H)、Pielou均勻度指數(J)、Simpson優勢度指數(C)，以及年際間的相似度系數[10-11]作為環志到的雀形目鳥類多樣性的指標，分析該地區2012—2017年環志鳥類的物種組成、科屬結構和動態變化過程.本文相關數據處理采用 Excel 統計軟件完成.

2.2.1 Shannon-Wienner多樣性指數

Shannon-Wienner多樣性指數H是指群落中生物種類的多少，代表了群落的復雜度.群落中所包含的信息量越大，H就越大.表達式為

H= ∑(Pi)(lbPi).

(1)

式中：Pi=Ni/N；Ni為第i個鳥類物種的個體數；N代表樣地中所有鳥類物種總的個體數目.

2.2.2 Pielou均勻度指數

Pielou均勻度指數J為網捕的鳥多樣性指數H與最大多樣性指數Hmax的比值，以統計均勻度指標.采用Pielou均勻度指數對老鐵山地區2012—2017年秋季環志雀形目鳥類進行計算.

J=H/Hmax，Hmax=lbS.

(2)

其中，H為鳥多樣性指數，S為所環志的鳥類種數.

2.2.3 優勢度指數

本文優勢度指數C采用Simpson指數來計算.優勢度指數是對物種集中性的測量，表示隨機抽樣的2個個體屬于不同種的概率.Simpson指數對稀有種指示作用較小，對普通種作用較大[12].公式如下：

C=∑(Ni/N)2.

(3)

其中，Ni為i物種的個體數，N為所有物種的個體總數.

2.2.4 相似性指數

為了分析老鐵山地區環志雀形目鳥類組成年度相似性動態變化情況，采用Morisita-Hom指數對 2012—2017年6 a所環志到的遷飛鳥類相似性程度進行計算.計算方法按以下公式進行：

(4)

3 結果及分析

3.1 鳥類結構組成及動態變化分析

以《中國鳥類分類與分布名錄》第2版為標準對環志到的雀形目鳥類加以鑒別和分類.小東溝環志站2012—2017年秋季共環志到雀形目鳥類18科，33屬，65種，17 490只，具體名目見表1.2012—2017年各年份秋季雀形目環志科、屬、種及環志個體數量情況如圖1所示.可以看出2012—2017年各年際間雀形目環志個體數量變化較大，其中，2014年及2015年環志量最多，分別為5 238只和4 512只，但從圖中可以看出這2 a環志到的雀形目鳥類科屬種數目并不是最多的.通過對遼寧蛇島老鐵山國家級自然保護區管理局環志到的數據進行分析后發現，主要是由于大山雀(Parusmajor)、煤山雀(Periparusater)等鳥類在這2 a間遷徙至此的數量較多，而其余年份環志到的數量較少或沒有，使得這2 a的環志個體數量遠遠高于其他年份.

表1 老鐵山地區2012—2017年秋季環志雀形目鳥類名錄

續表1

老鐵山地區2012—2017年各年份秋季環志到的雀形目鳥類科數的變化情況如圖2所示.可以看到2012年環志到的雀形目鳥類科數最多，共環志到18科，其余年份變化情況較為穩定，2013、2014、2016年均為12科，2015和2017年為14科.

圖1 老鐵山地區2012—2017年秋季環志雀形目鳥類情況Fig.1 The data of Passeriformes bird had been banding in autumn from 2012 to 2017 in Laotie Mountain

老鐵山2012—2017年各年份秋季環志到的雀形目鳥類屬數變化情況如圖3所示.可以看出其變化情況為2012年環志到的雀形目鳥類屬數最多，共26個屬，2013銳降至17個屬，然后緩慢增長，2014年為18個屬，2015年為22個屬，在2016年又減少到16個屬，是6 a間環志到屬數最少的一年，2017年又增長到23個屬.

圖2 老鐵山地區2012—2017年秋季環志雀形目鳥類科數變化情況Fig.2 Changes in the family of Passeriformes bird hadbeen banding in autumn from 2012 to 2017 in Laotie Mountain

圖3 老鐵山地區2012—2017年秋季環志雀形目鳥類屬數變化情況Fig.3 Changes in the genus number of Passeriformes bird had been banding in autumn from 2012 to 2017 in Laotie Mountain

老鐵山2012—2017年各年份秋季環志到的雀形目鳥類種類數量變化情況如圖4所示.可以看到2012年環志到的雀形目鳥類種數最多，共環志到50種，2016年環志到的種類最少，為31種.

圖4 老鐵山地區2012—2017年秋季環志雀形目鳥類種類數量變化情況Fig.4 Changes in the species of Passeriformes bird had been banding in autumn from 2012 to 2017 in Laotie Mountain

3.2 多樣性指數分析

本文采用Shannon-Wiener多樣性指數、Pielou均勻度指數和Simpson優勢度指數進行鳥類多樣性的分析.這3種指數是基于物種數量進行的測量，其值可以體現某一地區物種的豐富程度及種間個體數分配的均勻性.個體數在各物種之間分配的越均勻，Shannon-Wiener指數值就越大[13].分別對老鐵山地區2012—2017年各年份秋季環志到的雀形目鳥類環志數據進行多樣性分析，各年份多樣性指數H、均勻度指數J以及優勢度指數C，鳥類環志個體數量N和環志種數S結果見表2.

由表2可知，2012年和2016年秋季環志到的雀形目Shannon-Wiener物種多樣性指數較高，分別為2.551 6和2.459 2；2014年較低，僅為1.941 3.各年份比較來看,多樣性指數H順序大小為H2012>H2016>H2015>H2017>H2013>H2014.2012年多樣性指數最高，說明2012年秋季環志到的雀形目鳥類最為多樣化.結合實際情況來看，2012年環志到的雀形目鳥類種類數量最多.根據環志工作的經驗來看，當地的氣溫、降水、風速風向等條件都會影響鳥類遷徙，因此，可能是2012年當地的氣候和環境適合絕大多數遷徙鳥類的遷徙，使得環志到的雀形目鳥類種類最豐富.

Pielou均勻度指數方面，2016年最高為0.716 1，其次為2012年，為0.652 2，其余年份較為穩定，變化幅度不大.各年份均勻度指數J比較來看，J2016>J2012>J2015>J2013>J2017>J2014.均勻度指數越大，說明鳥類個體在種間的分布越均勻，物種越豐富.均勻度指數與多樣性指數結果基本一致.

從Simpson優勢度指數來看，2012年和2016年較小，分別為0.115 6和0.122 1，2013年優勢度指數最大，為0.239 0.各年份優勢度指數C比較來看，C2013>C2017>C2014>C2015>C2016>C2012.優勢度指數代表了雀形目遷徙鳥類物種的優勢程度，其數值越大，相對而言，種類就越少，多樣性較低.這與Shannon-Wiener指數和Pielou均勻度指數的結果一致，都說明2012年多樣性最高，分布最均勻.

表2 老鐵山地區2012—2017各年份秋季環志雀形目鳥類多樣性指數

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

年份201220132014201520162017多樣性指數H2.55162.02561.94132.12182.45922.0693均勻度指數J0.65220.56970.53760.57520.71610.5502優勢度指數C0.11560.23900.18680.17390.12210.1898環志種數S503537403143環志個體數量N125317415238451220552691

3.3 相似性指數分析

2012—2017年6 a年間各年份雀形目環志鳥類Morisita-Hom相似性指數分析情況見表3.可以看出除2013年與2015年，2012年與2013年外，其余各年份之間相似性程度都較高.其中，2015年與2016年相似程度最高，為0.882 0.2013年除了與2014年相似性程度較高外，與其余年份的相似性程度普遍較低.從各年際間相似度來看，相鄰2 a的相似性程度更高，說明該地區環志雀形目鳥類每年的組成存在變化，但整體來看較為穩定.

表3 老鐵山地區2012—2017年秋季環志雀形目鳥類相似性指數

4 討 論

本文通過對老鐵山地區2012—2017年間秋季環志雀形目鳥類情況多樣性、數量，以及各年份間變化情況進行分析，從而初步了解了近幾年老鐵山地區秋季環志雀形目鳥類結構和多樣性動態變化情況.

通過對各年份間科、屬、種以及個體數量變化情況進行比較，結合多種多樣性指數分析后發現，與之后的年份比較對比，2012年雖然環志到的雀形目鳥類數量最少，但是從科數、屬數以及種數層次上來看都是最多的，而且多樣性較高，均勻度指數以及優勢度指數也驗證了這一點，說明物種最豐富，個體在種間的分配較均勻.2016年同樣環志到的鳥類種類多，多樣性也較高.而2014年雖然環志數量較多，但這主要是受大山雀和黃雀數量遠遠多于其他年份的影響，大山雀的這種集中在某一年集體遷徙，而其他年份遷徙量很少，甚至環志不到的情況已有過相關研究和報道[1,14].因其數量較大，對群落多樣性影響較大，因此在該地區以后的保護工作和科學研究中，應該對于這種現象給予更多關注和研究.

從2012年以后，后面的5 a里環志到的雀形目鳥類除了數量比2012年多以外，科屬種層面上，都沒有2012年豐富，甚至有好多種鳥類在2012年之后再沒有環志到，所以從個體數量上來看雖然是增長的，但多樣性對比2012年都是下降的.但整體來看，科屬種方面在2012年后變化較為穩定.應在今后的環志工作中繼續關注環志到鳥類的多樣性和結構組成，以便及時了解雀形目鳥類的遷徙動態和種群情況.

從各年際間相似度來看，只有2013年與其余年份的相似性指數較低，而其他年份之間相似程度較高，并且相鄰2 a的相似性程度更高，說明該地區環志雀形目鳥類的組成較為穩定.

造成環志雀形目鳥類科屬種水平及多樣性變化的具體原因可能有人類活動的干擾、氣候的變化等.小東溝環志點距離當地居民居住地較近，附近有部分農田果園，人類的活動會對鳥類造成影響，使得鳥類減少在此地停留時間，甚至不在此處停歇，以致環志到的鳥類個體數量、種類減少.另外，氣候的變化也可能造成環志個體數量變化，多樣性下降.環志點設在附近一處水庫附近，作為飲水點，增加鳥類上網的概率.但是當降水量過大時，該地區會有積水存在，從而為遷徙至此的鳥類提供新的取水點，導致環志到的鳥類數量下降.

鳥類作為生態系統的重要組成部分，在維持生態系統平衡方面起著不可替代的作用，并且由于其多處在食物鏈較高的位置，對于整個生態系統的變化反應非常靈敏，因此是一個很理想的研究對象.鳥類多樣性的豐富程度不僅反映了鳥類自身的群落狀況，還反映了其棲息生境的優良[15].老鐵山地區2012—2017年間環志雀形目鳥類多樣性在呈下降趨勢，這說明當地生態環境正在發生改變，某些遷徙鳥類在遷飛途中不在此地區歇息停留，或者不再經此地遷徙.但同樣，2016年各項指標有所好轉，說明當地管理部門進行的相關保護工作取得了一定效果，但從各項多樣性指數來看，仍沒有恢復到2012年的程度.后續幾年仍要繼續進行相關保護和監測工作，以便及時發現問題.