趙周周， 戴強(qiáng)， 鄧懷慶， 周江*

(1. 貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴陽550001； 2. 中國科學(xué)院成都生物研究所，成都610041)

高寒草地城鎮(zhèn)對周邊鳥類影響范圍評估方法

趙周周1， 2， 戴強(qiáng)2， 鄧懷慶1， 周江1*

(1. 貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴陽550001； 2. 中國科學(xué)院成都生物研究所，成都610041)

城鎮(zhèn)化占用了大面積的土地，對鳥類的影響巨大。然而，城鎮(zhèn)對鳥類的影響范圍卻一直缺乏有效的評估方法。本文以若爾蓋高寒草地這種較為簡單的單一生境為例，探討了評估城鎮(zhèn)對周邊鳥類分布影響范圍的方法。在若爾蓋縣唐克鎮(zhèn)周邊草地設(shè)置6條樣線開展鳥類調(diào)查，并對距城鎮(zhèn)不同距離的鳥類種類、數(shù)量與生物量進(jìn)行了分析。相關(guān)分析表明，黑耳鳶Milvuslineatus、家燕Hirundorustica和麻雀Passermontanus的數(shù)量與距城鎮(zhèn)距離呈顯著負(fù)相關(guān)，是喜城鎮(zhèn)型的鳥類，而地山雀Pseudopodoceshumilis、角百靈Eremophilaalpestris和白腰雪雀Montifringillataczanowskii等草地物種則呈顯著正相關(guān)，表現(xiàn)出對城鎮(zhèn)的躲避，其他物種的分布與距城鎮(zhèn)距離相關(guān)性不顯著。分段回歸分析顯示，隨著距城鎮(zhèn)距離的增加，鳥類的數(shù)量和生物量都呈先下降后緩慢上升的格局。研究發(fā)現(xiàn)，距城鎮(zhèn)339～630 m存在一個(gè)鳥類分布的低谷帶，在這個(gè)地帶鳥類的數(shù)量和生物量都達(dá)到最低值，而鳥類物種豐富度的低谷帶在367～955 m。城鎮(zhèn)周邊存在的鳥類低谷帶可能是由于該區(qū)域的環(huán)境處于從城鎮(zhèn)到草地的過渡帶上，對喜城鎮(zhèn)的鳥類物種而言，這一區(qū)域距城鎮(zhèn)過遠(yuǎn)，而對于草地物種而言，這一區(qū)域受到的城鎮(zhèn)干擾又太大。

高寒草地；城鎮(zhèn)化；鳥類；評估方法

城鎮(zhèn)通常指以非農(nóng)業(yè)人口為主，具有一定規(guī)模工業(yè)、商業(yè)的居民聚集區(qū)。20世紀(jì)90年代中期以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)高速增長，綜合國力大幅提升，中國城鎮(zhèn)化水平也逐步提高(張春梅等，2013；姚士謀等，2014)。城鎮(zhèn)化是人口向城鎮(zhèn)集中并由此推動城鎮(zhèn)發(fā)展的過程，這一過程改變了野生動物生存原有的生態(tài)環(huán)境，對野生動物產(chǎn)生了巨大的影響(彭國濤，2010；陸大道，陳明星，2015)。城鎮(zhèn)化建設(shè)過程中占用了大面積的棲息地，完全改變了生態(tài)環(huán)境特征，使部分物種的棲息地局部喪失，但同時(shí)也為另一些物種創(chuàng)造了新的棲息地環(huán)境；在城鎮(zhèn)周邊，動物的棲息地環(huán)境也會受到一定影響，從而導(dǎo)致動物種類和數(shù)量的改變(Ploeckl，2012；竇亮等，2013)。

鳥類對環(huán)境變化的響應(yīng)較為迅速，大量研究表明，隨著城鎮(zhèn)化程度的提高，鳥類群落的多樣性會下降(Emlen，1974；Guthrie，1974；Walcott，1974；Vale & Vale，1976；Degraaf & Wentworth，1986；Rosenbergetal.，1987)，而麻雀Passermontanus、家燕Hirundorustica等與人類關(guān)系密切的種類，其數(shù)量則隨著城鎮(zhèn)化程度的提高而上升，并逐漸成為優(yōu)勢種。城鎮(zhèn)為適應(yīng)其生態(tài)系統(tǒng)的某些鳥類提供了更多的食物和棲息地，如人們丟棄的食物和垃圾為鳥類提供了食物來源，城鎮(zhèn)的建筑物為鳥類提供了理想的筑巢地(欒曉峰，2003)。城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)可以支持適應(yīng)的鳥類有更大的種群(史慧靈等，2016)。

關(guān)于城鎮(zhèn)周邊野生動物的分布格局，國內(nèi)外目前的研究還比較少，而城鎮(zhèn)對野生動物的影響距離定量研究則更少。這主要是因?yàn)槌擎?zhèn)周邊景觀格局復(fù)雜，建筑物、林地、農(nóng)田等斑塊交錯(cuò)分布，難以簡單判斷城鎮(zhèn)對野生動物的影響范圍。為了考察城鎮(zhèn)對周邊野生動物空間分布格局的影響，以鳥類為研究對象，選擇四川省若爾蓋縣唐克鎮(zhèn)周邊均質(zhì)的草地開展研究，考察了高寒草地生境中的鳥類種類、數(shù)量和生物量隨距城鎮(zhèn)距離變化的模式以探討城鎮(zhèn)周邊草地鳥類的空間分布格局。我們認(rèn)為，在城鎮(zhèn)周邊，適應(yīng)城鎮(zhèn)的物種在城鎮(zhèn)周邊密度會更高；而不適應(yīng)城鎮(zhèn)的物種則會躲避城鎮(zhèn)，在城鎮(zhèn)周邊分布相對較少；對于不受城鎮(zhèn)影響的物種，在城鎮(zhèn)周邊和遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的草地內(nèi)部分布則應(yīng)該變化不大。

本研究有助于了解城鎮(zhèn)對鳥類多樣性的影響方式，可為高寒草地的鳥類保護(hù)和城鎮(zhèn)建設(shè)合理規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，以減少對自然生態(tài)環(huán)境的破壞，保護(hù)城鎮(zhèn)周邊的鳥類生態(tài)系統(tǒng)。

1 研究地點(diǎn)和研究方法

1.1 研究區(qū)域

若爾蓋濕地地處青藏高原東緣，位于四川省阿壩藏族羌族自治州若爾蓋縣境內(nèi)，是世界上最大的高原泥炭沼澤濕地，也是黃河上游重要的水源涵養(yǎng)地，區(qū)內(nèi)鳥類生物多樣性豐富，分布有黑頸鶴Grusnigricollis、胡兀鷲Gypaetusbarbatus、白尾海雕Haliaeetusalbicilla、玉帶海雕Haliaeetusleucoryphus等瀕危野生動物，是許多高原珍稀野生鳥類的主要繁殖地(戴建洪等，2005；劉洋等，2009)。唐克鎮(zhèn)是一個(gè)新興的旅游區(qū)，位于若爾蓋縣西南部，根據(jù)第六次全國人口普查，唐克鎮(zhèn)共6 777人，1 193戶(若爾蓋縣地方志編纂委員會，2012)。唐克鎮(zhèn)是風(fēng)景名勝——黃河九曲第一灣的所在地，由于黃河第一灣景區(qū)的帶動，其城鎮(zhèn)化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他各鄉(xiāng)。該區(qū)域生境簡單，在此地開展研究可以避免景觀斑塊復(fù)雜導(dǎo)致的干擾，有助于準(zhǔn)確識別城鎮(zhèn)對周邊鳥類分布格局的影響。

1.2 調(diào)查方法

于夏季(6—7月)在唐克鎮(zhèn)東北面草地上，以城鎮(zhèn)邊緣為起點(diǎn)，平行設(shè)置6條樣線，每條樣線長2 000 m，樣線間隔約300 m，調(diào)查寬度每側(cè)各100 m，步行調(diào)查速度2 km·h-1(圖1)。為避免其他環(huán)境因子的影響，樣線范圍內(nèi)的生境均為單一均勻的草地。記錄觀察到的鳥類種類，并通過GPS計(jì)算記錄點(diǎn)與城鎮(zhèn)邊緣的距離，于早晚鳥類活動高峰期對每條樣線各進(jìn)行1次調(diào)查。數(shù)據(jù)合并統(tǒng)計(jì)并分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

每條樣線以200 m為一個(gè)距離段，分別統(tǒng)計(jì)各段內(nèi)的鳥類種類、數(shù)量和生物量。鳥類生物量根據(jù)物種體質(zhì)量乘以物種豐富度計(jì)算，而不同物種的體質(zhì)量則參考已發(fā)表的動物志和圖鑒(四川資源動物志編輯委員會，1980；約翰·馬敬能等，2000)。不同種類鳥類數(shù)量與距城鎮(zhèn)距離的關(guān)系采用Spearman相關(guān)分析。為分析鳥類隨距城鎮(zhèn)距離變化的規(guī)律，本文采用分段回歸擬合鳥類數(shù)量和生物量與距城鎮(zhèn)距離的關(guān)系。鳥類數(shù)量、生物量與距離城鎮(zhèn)距離的關(guān)系在R 3.22 (Muggeo，2003)中使用“segmented”包進(jìn)行分段回歸分析(R Core Team，2014)。

2 結(jié)果

圖1 唐克鎮(zhèn)周邊草地鳥類調(diào)查樣線示意圖

2.1 Spearman相關(guān)分析

2.2 分段回歸分析

分段回歸分析顯示，隨著距城鎮(zhèn)距離的增加，鳥類的數(shù)量和生物量均呈先下降再上升的趨勢，且靠近城鎮(zhèn)周邊的鳥類數(shù)量和生物量高于遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的區(qū)域。其中鳥類數(shù)量的拐點(diǎn)在483.4 m(95%CI：339.1～627.7 m)，鳥類生物量的拐點(diǎn)在484.9 m(95%CI：339.2～630.5 m)，2個(gè)拐點(diǎn)距離非常接近，而物種豐富度的拐點(diǎn)在660.8 m(95%CI：367.1～955.6 m)(圖2，表2)。

3 討論

城鎮(zhèn)對鳥類的分布格局有很大的影響(劉子成等，2012)。本研究發(fā)現(xiàn)，高寒草地城鎮(zhèn)周邊鳥類的數(shù)量、生物量和物種豐富度均呈先下降后緩慢上升的空間分布特點(diǎn)。鳥類的分布在距城鎮(zhèn)1 000 m內(nèi)存在2類低谷區(qū)，一類是鳥類數(shù)量和生物量的低谷區(qū)，在339～630 m；一類是鳥類物種豐富度的低谷區(qū)，在367～955 m。這2個(gè)低谷區(qū)雖然不完全重合，但是區(qū)域大致相同。它們的形成可能是由于該區(qū)域的環(huán)境處于從城鎮(zhèn)到草地棲息地的過渡帶，對喜城鎮(zhèn)的鳥類物種而言，這一區(qū)域距城鎮(zhèn)過遠(yuǎn)，而對于躲避城鎮(zhèn)的草地物種而言，這一區(qū)域受到的城鎮(zhèn)干擾又太大(丁志鋒等，2016)。

在城鎮(zhèn)周邊200 m范圍內(nèi)，鳥類的數(shù)量、生物量和物種豐富度均比鄰近區(qū)域更多。在這一區(qū)域，鳥類數(shù)量和生物量的增加主要是因?yàn)樵搮^(qū)域黑耳鳶、家燕和麻雀在該區(qū)域集中分布。城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)本身的生產(chǎn)力未必很高，但是有大量的外來食物輸入。城鎮(zhèn)居民的生產(chǎn)生活需要從周邊區(qū)域引入大量的食物，垃圾拋棄在城鎮(zhèn)內(nèi)部和城鎮(zhèn)周邊，為麻雀提供了食物來源。此外，垃圾供養(yǎng)了蠅類等昆蟲，吸引了家燕在城鎮(zhèn)周邊覓食。而麻雀、家燕以及垃圾供養(yǎng)的鼠類又進(jìn)一步吸引了黑耳鳶這一類對人類干擾有一定耐受性的猛禽在此區(qū)域覓食。曹長雷等(2010)在研究次生林斑塊周邊鳥類分布格局時(shí)，也發(fā)現(xiàn)鳥類主要分布在次生林邊緣100 m以內(nèi)。

表1 鳥類數(shù)量與距城鎮(zhèn)距離Spearman相關(guān)性分析結(jié)果

注： 表格左下方為相關(guān)系數(shù)， 右上方為P值；*P<0.05，**P<0.01； 下同。

Notes： Bottom left of the table is correlation coefficient， top right of the table isP-value；*P<0.05，**P<0.01； the same below.

圖2 鳥類數(shù)量、生物量、物種豐富度在距離城鎮(zhèn)不同距離的分段回歸

虛線顯示擬合折線的95%置信區(qū)間， 底部黑點(diǎn)和橫線分別表示拐點(diǎn)的值和95%置信區(qū)間； A. 鳥類數(shù)量， B. 生物量， C. 物種豐富度。

The dashed lines show the 95% interval of the fitted line， the points and horizontal line represent break-points and their 95% confidence intervals； A. counts of birds， B. biomass， C. richness.

表2 鳥類數(shù)量、生物量和物種豐富度在距城鎮(zhèn)不同距離的分段回歸參數(shù)

注Note：NA. 不可計(jì)算not applicable.

地山雀、白腰雪雀和角百靈在城鎮(zhèn)周邊分布較少。這3種鳥類主要棲息于高原草地和荒漠地帶，其中地山雀、白腰雪雀尤喜筑巢于草地鼠洞。在米瑪旺堆和旦增卓嘎(2014)對氣溫和土地利用差異對白腰雪雀冬季分布的影響研究中，也指出了白腰雪雀偏好溫度較低的裸地，并在牦牛Bosmutus夜宿地的被發(fā)現(xiàn)率較高。角百靈主要以雜草種子和昆蟲為食，城鎮(zhèn)難以為其提供相應(yīng)的食物。城鎮(zhèn)不能為這3種鳥類提供適宜的棲息地和喜好的食物來源，因此分布較少。

本研究發(fā)現(xiàn)的距城鎮(zhèn)955 m以內(nèi)出現(xiàn)的2個(gè)鳥類低谷區(qū)，意味著在高寒草地環(huán)境中，955 m以內(nèi)城鎮(zhèn)干擾對草地鳥類影響極為強(qiáng)烈，建議城鎮(zhèn)建設(shè)和擴(kuò)張的規(guī)劃應(yīng)該避開重要的鳥類棲息地且距離應(yīng)在955 m以上。事實(shí)上，直到2 000 m的樣線最遠(yuǎn)端，草地鳥類數(shù)量仍然在緩慢增長，這意味著城鎮(zhèn)對草地鳥類的影響范圍可能比我們預(yù)期的還要大。在做環(huán)評工作時(shí)，不能僅依據(jù)距城鎮(zhèn)較近的生態(tài)交錯(cuò)帶的鳥類數(shù)量、種類較多，就簡單地做出環(huán)評結(jié)論，而應(yīng)在距城鎮(zhèn)更遠(yuǎn)的區(qū)域做進(jìn)一步調(diào)查，以保證環(huán)評工作更具準(zhǔn)確性。

曹長雷， 高瑋， 由玉巖， 等. 2010. 次生林斑塊的邊緣效應(yīng)對鳥類分布格局的影響[J]. 四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)， 33(2): 247-250.

戴建洪， 戴強(qiáng)， 張明， 等. 2005. 四川若爾蓋濕地中國林蛙肥滿度的初步研究[J]. 四川動物， 24(3): 351-354.

丁志鋒， 梁健超， 陳本亮， 等. 2016. 廣州市園林鳥類物種和功能多樣性的變化[J]. 四川動物， 35(5): 759-764.

竇亮， 李華， 李鳳山， 等. 2013. 四川若爾蓋濕地國家級自然保護(hù)區(qū)繁殖期黑頸鶴調(diào)查[J]. 四川動物， 32(5): 770-773.

劉洋， 孫治宇， 趙杰， 等. 2009. 四川若爾蓋濕地國家級自然保護(hù)區(qū)獸類資源調(diào)查[J]. 四川動物， 28(5): 768-771.

劉子成， 李樂， 萬冬梅， 等. 2012. 人類干擾導(dǎo)致的草原不同程度退化對繁殖鳥類多樣性的影響[J]. 四川動物， 31(5): 720-724.

陸大道， 陳明星. 2015. 關(guān)于“國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014-2020)”編制大背景的幾點(diǎn)認(rèn)識[J]. 地理學(xué)報(bào)， 70(2): 179-185.

欒曉峰. 2003. 上海鳥類群落特征及其保護(hù)規(guī)劃研究[D]. 上海: 華東師范大學(xué).

米瑪旺堆， 旦增卓嘎. 2014. 氣溫和土地利用差異對白腰雪雀冬季分布的影響[J]. 西藏大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)， 29(2): 10-14.

彭國濤. 2010. 論城鎮(zhèn)密集區(qū)野生動物的保護(hù)[J]. 科協(xié)論壇， (6): 112-113.

若爾蓋縣地方志編纂委員會. 2012. 若爾蓋縣年鑒2010—2011[M]. 北京: 九州出版社.

史慧靈， 白皓天， 吳良早， 等. 2016. 昆明城市綠地結(jié)構(gòu)對鳥類多樣性的影響[J]. 四川動物， 35(5): 774-780.

四川資源動物志編輯委員會. 1980. 四川資源動物志[M]. 成都: 四川人民出版社.

姚士謀， 張平宇， 余成， 等. 2014. 中國新型城鎮(zhèn)化理論與實(shí)踐問題[J]. 地理科學(xué)， 34(6): 641-647.

約翰·馬敬能， 卡倫·菲利普斯， 何芬奇. 2000.中國鳥類野外手冊[M]. 長沙: 湖南教育出版社.

張春梅， 張小林， 吳啟焰， 等. 2013. 城鎮(zhèn)化質(zhì)量與城鎮(zhèn)化規(guī)模的協(xié)調(diào)性研究——以江蘇省為例[J]. 地理科學(xué)， 33(1): 16-22.

Degraaf RM， Wentworth JM. 1986. Avian guild structure and habitat associations in suburban bird communities[J]. Urban Ecology， 9(3-4)： 399-412.

Emlen JT. 1974. An urban bird community in Tucson， Arizona: derivation， structure， regulation[J]. The Condor， 76(2)： 184-197.

Guthrie DA. 1974. Suburban bird populations in southern California[J]. The American Midland Naturalist， 92(2): 461-466.

Muggeo VM. 2003. Estimating regression models with unknown break-points[J]. Statistics in Medicine， 22(19): 3055-3071.

Ploeckl F. 2012. Space， settlements， towns: the influence of geography and market access on settlement distribution and urbanization[J]. Documents de Treball l’IEB， (23): 1-40.

R Core Team. 2014. R: a language and environment for statistical computing[M]. Vienna， Austria: R Foundation for Statistical Computing.

Rosenberg KV， Terrill SB， Rosenberg GH. 1987. Value of suburban habitats to desert riparian birds[J]. The Wilson Bulletin， 99(4): 642-654.

Vale TR， Vale GR. 1976. Suburban bird populations in west-central California[J]. Journal of Biogeography， 3(2): 157-165.

Walcott CF. 1974. Changes in bird life in Cambridge， Massachusetts from 1860 to 1964[J]. The Auk， 91(1): 151-160.

Survey Method on the Impact Distance of Town to Alpine Grassland Birds

ZHAO Zhouzhou1， 2， DAI Qiang2， DENG Huaiqing1， ZHOU Jiang1*

(1. College of Life Sciences， Guizhou Normal University， Guiyang 550001， China； 2. Chengdu Institute of Biology，Chinese Academy of Sciences， Chengdu 610041， China)

A large area of land has been occupied during the process of urbanization， which has a tremendous impact on bird. The method to estimate the distance of impact of urban or town on birds is still lack. This study investigated the method to estimate the impact of the distance of urban and town on birds in Zoige alpine grassland， a simple and monotonous habitat. We set 6 transect lines in grassland beside Tangke town， Zioge. The species richness， counts and biomass of birds at different distances from towns were analyzed. Correlation analysis showed that the counts ofMilvusmigrans，HirundorusticaandPassermontanuswere negatively correlated with the distance from the town. This suggested that those species prefer to habitat near town. The distributions ofPseudopodoceshumilis，EremophilaalpestrisandMontifringillataczanowskiiwere significantly positive correlated with the distance from the town， indicating that those species prefer to habitat grassland away from town. However， other species showed no significant preference between habitats near and far away from town. Piecewise regression analysis revealed the patterns of the numbers， biomass and richness of birds changing along the distance from town， which characterized by first decreasing and then rising slowly. The results showed that， the counts and biomass of bird bottomed between 339-630 m away from town， while the richness bottomed between 367-955 m. The environmental factors changed from town to grassland habitat along those transect lines. Possibly， the distribution patterns of birds formed due to the habitat in the bottom regions was too far from town for the birds prefer town， while was too close for the grassland birds.

alpine grassland； urbanization； bird； survey method

2017-01-19 接受日期：2017-02-22

趙周周(1979—)， 女， 碩士， 研究方向：動物生態(tài)學(xué)， E-mail:zhaozhouzhouzzz@163.com

*通信作者Corresponding author， E-mail:zhoujiang@ioz.ac.cn

10.11984/j.issn.1000-7083.20170021

Q958.1； Q959.7

A

1000-7083(2017)03-0266-05