張健華

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森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類豐富度影響因素的探討

張健華*

(湖南文理學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院, 湖南 常德, 415000)

對(duì)影響森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度的某些生態(tài)因子進(jìn)行了探討. 研究結(jié)果表明: 在面積、緯度與經(jīng)度3生態(tài)因子中, 面積對(duì)森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度的影響權(quán)重比較大. 所以, 在森林自然保護(hù)區(qū)的設(shè)立與建設(shè)中, 要充分考慮物種生存對(duì)面積的需求.

自然保護(hù)區(qū); 鳥(niǎo)類; 豐富度; 生態(tài)因子

近年來(lái), 物種多樣性已成為世界上的一個(gè)熱門研究課題[1], 在探索影響物種多樣性的生態(tài)因子方面已開(kāi)展了大量的研究工作. 例如, Diamond, J.D.[2]將影響物種多樣性的因子分為4類: 資源質(zhì)量, 資源和消費(fèi)者數(shù)量, 物種間相互作用與作用機(jī)理. McNeely,J.A.等[3]認(rèn)為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因子對(duì)物種多樣性和生產(chǎn)力有重要影響. Mclntyre, S. 和S. Lawrel[4]分析了生境與干擾的影響. White P.S. 和R.I. Miller[5]還創(chuàng)建了地形模型. 自60年代以來(lái), 在海洋群島上對(duì)影響物種多樣性的生態(tài)因子還做了大量的定性研究, 特別是分析了島嶼面積與物種數(shù)的相關(guān)性, 創(chuàng)建了物種數(shù)與面積相關(guān)性的數(shù)學(xué)模型[6—8]. 但在中國(guó), 這樣的研究并不多, 為了適應(yīng)世界生物多樣性的保護(hù)行動(dòng), 我們?cè)噲D對(duì)森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類豐富度的影響因素進(jìn)行分析探討.

1 研究方法

1.1 研究地點(diǎn)的確定

在全國(guó)隨機(jī)選取30個(gè)森林自然保護(hù)區(qū), 收集相關(guān)森林自然保護(hù)區(qū)的面積大小、鳥(niǎo)類物種豐富度、緯度與經(jīng)度等[9], 結(jié)果見(jiàn)表1[9—12].

表1 30個(gè)森林自然保護(hù)區(qū)的鳥(niǎo)類物種豐富度、面積大小、經(jīng)度和緯度的值

1.2 研究方法

①利用逐步回歸分析, 創(chuàng)建森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度、面積大小、緯度和經(jīng)度的相關(guān)性模型[13].

②利用偏相關(guān)分析方法,分析森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度與面積大小、緯度和經(jīng)度之間相關(guān)性的差異[13].

2 結(jié)果與分析

2.1 森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度與面積、緯度、經(jīng)度相關(guān)性的逐步回歸分析

對(duì)森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度、面積、緯度和經(jīng)度這4個(gè)因子進(jìn)行取對(duì)數(shù)與不取對(duì)數(shù)的方式形成了16個(gè)組合, 然后對(duì)鳥(niǎo)類物種豐富度與3個(gè)生態(tài)因子的相關(guān)性進(jìn)行逐步回歸分析, 分析結(jié)果表明在16個(gè)組合中, 4個(gè)組合形成的回歸模型具有顯著的可信度. 這4個(gè)組合形成的回歸模型排列如下:

= 51.89 log-7.11+ 5.56-731.27. (-test = 8.21;= 0.50;值= 0.000 6), (1)

= 53.54 log-240.41+ 5.69– 163.29. (-test = 9.28;= 0.53;值= 0.000 3), (2)

= 51.66 log– 6.81+ 588.90– 2893.53. (-test = 7.99;= 0.49;值= 0.000 27), (3)

= 53.43 log– 232.18 log+ 606.92 log– 2415.09. (-test = 9.06;= 0.52;值= 0.000 3), (4)

從以上可以看出, 這4個(gè)數(shù)學(xué)模型具有較好的適合度, 復(fù)相關(guān)系數(shù)大多大于0.5或接近0.5, 這表示自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度與面積、緯度、經(jīng)度之間存在著明顯的相關(guān)性, 也就是說(shuō)面積、緯度和經(jīng)度這3個(gè)生態(tài)因子對(duì)自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度的分布有著明顯的影響.

2.2 森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度與影響因素的偏相關(guān)分析

由于面積、緯度和經(jīng)度等因子對(duì)森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度的影響是混雜在一起的, 這樣, 單相關(guān)分析不能很好地闡述物種豐富度與面積、緯度、經(jīng)度之間各自的相關(guān)性, 因此我們采用偏相關(guān)分析來(lái)摒棄面積、緯度與經(jīng)度之間的相互影響, 較為清晰地展示單個(gè)因子對(duì)物種豐富度的作用.

從表2可以看出, 在8個(gè)數(shù)學(xué)模型的組合形式中, 大多數(shù)組合形式都能很好地分析森林自然保護(hù)區(qū)面積與鳥(niǎo)類物種豐富度之間存在的正相關(guān)性; 有一半的數(shù)學(xué)模型能較好地展示森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度與緯度之間存在著負(fù)相關(guān); 而森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度與經(jīng)度之間的正相關(guān)的展示不是特別明顯, 偏相關(guān)系數(shù)大多未超過(guò)0.5.

表2 森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類豐富度影響因素的偏相關(guān)分析

注:為偏相關(guān)系數(shù);0.01(1.25) = 7.77;+ log++是指數(shù)學(xué)模型中, 物種數(shù)不以對(duì)數(shù)形式出現(xiàn), 面積以對(duì)數(shù)形式出現(xiàn), 緯度不以對(duì)數(shù)形式出現(xiàn), 經(jīng)度不以對(duì)數(shù)形式出現(xiàn), 以下類同.

2.3 影響森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度的優(yōu)勢(shì)因子分析

在前面的4個(gè)逐步回歸分析模型中, 面積、緯度與經(jīng)度3個(gè)生態(tài)因子均對(duì)森林自然保護(hù)區(qū)的鳥(niǎo)類物種豐富度有一定的影響, 但這3個(gè)生態(tài)因子的影響度應(yīng)該存在著差異. 為了獲得這3個(gè)因子對(duì)森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度的不同影響權(quán)值, 我們采用標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)來(lái)進(jìn)行分析, 結(jié)果見(jiàn)表3.

從表3可以看出, 在4個(gè)逐步回歸模型中, 鳥(niǎo)類物種豐富度與3個(gè)生態(tài)因子間的標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)的次序是:′(物種豐富度–面積) ＞′(物種豐富度–緯度) ＞′(物種豐富度–經(jīng)度), 這說(shuō)明在3個(gè)影響鳥(niǎo)類物種豐富度的生態(tài)因子中, 面積的影響權(quán)值最大.

表3 4逐步回歸模型中物種豐富度與3因子間的標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)

注:′(物種豐富度–面積)是指森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度與面積之間的標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù);′(物種豐富度–緯度) 是指森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度與緯度之間的標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù);′(物種豐富度–經(jīng)度)是指森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度與經(jīng)度之間的標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù).

3 小結(jié)與討論

3.1 森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度與面積、緯度和經(jīng)度之間的相關(guān)性分析

根據(jù)上面的研究結(jié)果, 初步確定面積與森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度成正相關(guān), 緯度與森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類豐富度成負(fù)相關(guān), 經(jīng)度對(duì)森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類豐富度的影響不是特別明顯. 但由于中國(guó)東部地區(qū)森林密度大, 是富饒的魚(yú)米之鄉(xiāng), 各森林自然保護(hù)區(qū)所包含的鳥(niǎo)類豐富度要較西部地區(qū)的大些.

3.2 影響森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度的優(yōu)勢(shì)度因子分析

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)分析, 在我們研究的3個(gè)生態(tài)因子中, 森林自然保護(hù)區(qū)面積大小是影響其鳥(niǎo)類物種豐富度的優(yōu)勢(shì)生態(tài)因子, 緯度與經(jīng)度的影響力要小些. 這樣在設(shè)立自然保護(hù)區(qū)時(shí), 要盡可能地考慮鳥(niǎo)類物種生存棲息地的需求, 建設(shè)合理的自然保護(hù)區(qū)的面積大小, 有利于鳥(niǎo)類資源的保護(hù).

3.3 森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度的影響因子分析

我們對(duì)影響森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度的影響生態(tài)因子的分析僅涉及3個(gè). 實(shí)際上, 影響森林自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類物種豐富度的生態(tài)因子是相當(dāng)復(fù)雜的, 如自然保護(hù)區(qū)島嶼化程度、生境的異質(zhì)度、物種的動(dòng)態(tài)機(jī)理、人類的干擾度等都對(duì)鳥(niǎo)類物種的分布與數(shù)量有重大影響, 有待進(jìn)一步研究.

3.4 逐步回歸模型的可適用性

國(guó)外學(xué)者曾利用對(duì)因子取對(duì)數(shù)的形式成功分析了能量代謝率與體重等因子之間存在的相關(guān)性, 形成了著名的數(shù)學(xué)模型. 我們?cè)诖藢?duì)物種數(shù)、面積、緯度和經(jīng)度4個(gè)因子采取了取對(duì)數(shù)與非取對(duì)數(shù)兩種形式, 形成16種組合, 獲得了4個(gè)具有顯著可信度的數(shù)學(xué)模型. 由于可參考的文獻(xiàn)很有限, 這些逐步回歸模型的適用性可能還需進(jìn)一步檢驗(yàn).

[1] 張健華, 王獻(xiàn)溥, 宋永昌. 生物多樣性的研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境, 1993, 37(4): 12—15.

[2] Diamond, J D. Factors controlling species diversity: Overview and Synthesis [J]. Ann Missouri Bot Gard, 1988, 75: 117—129.

[3] McNeely J A. Conserving the world’s biological diversity [M]. WRI, 1990.

[4] McIntyre S, Lavorel S. Predicting richness of native, rare and exotic plants in response to habitat and disturbance variables across a variegated landscape [J]. Conservation Biology, 1994, 8(2): 521—531.

[5] White P S, R I Miller. Topographic models of vascular plant richness in the southern [J]. Appalachian high peaks J of Ecology, 1988, 76: 192—199.

[6] MacArthur R H, et al. An equilibrium theory of insular zoogeography [J]. Evolution, 1963, 17: 373—387.

[7] MacArthur R H, et al. The theory of island biogeography [M]. Princeton: Princeton Univ Press, 1967.

[8] MacArthur R H, et al. Density compensation in island faunas [J]. Ecology, 1972, 53: 330—342.

[9] http://sts.mep.gov.cn/zrbhq/zrbhq/. 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部自然生態(tài)保護(hù)司: 全國(guó)自然保護(hù)區(qū)名錄, 2012年.

[10] 人民日?qǐng)?bào)教科文編. 迷人的中國(guó)自然保護(hù)區(qū)[M]. 北京: 人民日?qǐng)?bào)出版社, 1987

[11] 齊景山. 長(zhǎng)白山[M]. 長(zhǎng)春: 吉林文史出版社, 1989.

[12] 貴州梵凈山科學(xué)考察編輯委員會(huì). 貴州梵凈山科學(xué)考察集[M]. 北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 1986.

[13] 宋俊杰. 統(tǒng)計(jì)信息分析[M]. 天津: 南開(kāi)大學(xué)出版社, 1986, 2: 411—507.

The research on the influences of the some ecological factors to the bird species richness of the forestry reserves in China

ZHANG JianHua

(The Colleges of the Life Sciences, Hunan University of Arts and Sciences, Changde 415000, China)

This paper deal with the influences of the some ecological factors to the bird species richness of the forestry reserves in China. The results showed that among the 3 ecological factors of the area, latitude and longitude, the area has the biggest influence to the bird species richness and distribution; therefore the species surviving area is the very important factor in the design and establishment of the forestry reserves.

Reserves; birds;, speices richness; ecological factors

10.3969/j.issn.1672-6146.2014.03.010

X 36; S 759.9

1672-6146(2014)03-0042-04

email: 446815854@qq.com.

2014-03-17

國(guó)家教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(03093); 湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(02JJY2055); 湖南省“十二五”重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科(動(dòng)物學(xué))資助

(責(zé)任編校:譚長(zhǎng)貴)