黃 勇,王 波，顏琳妙，韋筱媚，林 莉，韋建威，李華堅

(1.廣西中醫(yī)藥大學,廣西 南寧 530200；2.廣西壯族自治區(qū)藥用植物園,廣西 南寧 530023；3.廣西淥金生態(tài)科技有限公司,廣西 南寧 530022；4. 廣西動力技工學校,廣西 南寧 530023；5.廣西大明山國家級自然保護區(qū)管理局，廣西 武鳴 530114)

生物多樣性是人類賴以生存和經濟社會發(fā)展的基礎，但全球生物多樣性受到人類活動的巨大影響,正以前所未有的速度喪失。因此，生物多樣性保護已成為世界各國和相關國際組織共同關注的熱點議題之一[1]。生物多樣性觀測可作為評估生物多樣性保護進展的有效途徑[2]。為此，英國、德國、美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、日本等各國紛紛實施了一系列生物多樣性觀測項目，以期掌握生物多樣性的生存狀況、種群動態(tài)變化趨勢以及受威脅因素，從而及時制定和開展有針對性的保護措施和行動[3]。我國是世界上生物多樣性最豐富的國家之一，同時也是生物多樣性受威脅最嚴重的國家之一[4]。

兩棲動物是脊椎動物進化史上由水生到陸生的過渡類群，在繁殖和幼體發(fā)育時期必須依賴水體或潮濕環(huán)境生存。同時，兩棲動物是變溫動物，對環(huán)境變化非常敏感，可作為生物多樣性觀測的指示物種。截至2020年5月21日，我國兩棲動物共有520種[5]，有1種滅絕，1種區(qū)域滅絕，受威脅的兩棲動物共計176種, 占物種總數的43.1%，遠高于全球兩棲動物的平均受威脅水平；此外，特有物種272種，占物種總數的66.7%，其中48.9%屬于受威脅物種[4,6]。可見，兩棲動物物種是生態(tài)系統食物鏈的重要組成部分，對于維持生態(tài)系統平衡具有重要作用。為了掌握兩棲動物種群變化態(tài)勢和機制，我國自2011年起開展了兩棲動物觀測工作[7-9]。

廣西大明山生態(tài)環(huán)境良好，是多種珍稀生物、特有物種、生物模式標本的產地，有很高的生物科學保護和研究價值。2000年鄧學建等[10]對大明山自然保護區(qū)的兩棲動物進行了考察，共記錄兩棲動物22種，隸屬于1 目5科9屬。近20 a來因經濟高速發(fā)展、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展以及環(huán)境變化明顯等影響，我國兩棲動物的生存狀況日益惡化。隨著兩棲動物研究的進一步深入，兩棲動物分類取得了巨大進展，因此，有必要對大明山樣區(qū)開展觀測和研究。鑒于此，筆者對廣西大明山樣區(qū)的兩棲動物進行連續(xù)3 a觀測，分析其時空格局變化，以期掌握樣區(qū)兩棲動物的種類、種群數量、物種分布、棲息地及受威脅因素的現狀及變化，為該樣區(qū)兩棲動物開展針對性保護和制定合理的保護政策提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

廣西大明山樣區(qū)主要位于廣西大明山國家級自然保護區(qū)，位于廣西中南部，地理坐標為北緯23°24″～23°30″，東經108°20″～108°34″，北回歸線橫貫保護區(qū)，橫跨武鳴、上林、馬山3縣，總面積為16 994 hm2，森林覆蓋率達98.9%。樣區(qū)地層古老，地質復雜，分布有從寒武紀到第四紀的古老地層和數十種巖石、礦石，并出露大量泥盆紀、寒武紀化石，是天然的地質博物館。大明山樣區(qū)的山峰主脈為西北—東南走向，最高海拔為1 760 m，是廣西中部最高的山峰，地貌類型屬典型的中山地貌, 具有山體高大、起伏明顯、多層地形、梳狀水系等特點。大明山樣區(qū)屬南亞熱帶濕潤山地季風氣候區(qū)，受海洋性氣候和大明山地理環(huán)境的影響顯著，具有夏濕冬干、干冷同期、濕熱同季、氣候垂直變化明顯的特點，是廣西六大暴雨中心之一和重要的水源林區(qū)。大明山植被的垂直帶結構相對完整，從低海拔到高海拔依次為常綠闊葉林、落葉針闊混交林和山頂苔蘚矮林。特殊的地理位置和復雜的生態(tài)環(huán)境導致生物多樣性非常豐富，共有維管束植物212科764屬1 721種，其中蕨類植物45科112屬296種，裸子植物6科9屬14種，被子植物161科643屬1 411種[11]。

1.2 觀測方法

根據兩棲動物的生理特點和生態(tài)習性，于2016—2018年4、6和8月(包括繁殖期和非繁殖期)對大明山樣區(qū)兩棲動物開展連續(xù)3 a的觀測。針對樣區(qū)的植被和水系特點，結合兩棲動物的生態(tài)習性和棲息地特征，主要采用樣線法和人工庇護所法進行兩棲動物觀測。每條樣線每個月份連續(xù)進行3次重復觀測，即每年進行9次觀測。

1.2.1樣線法

樣線法是生物多樣性觀測的經典調查方法[9，12]。在樣區(qū)內設置固定的觀測樣線，樣線盡可能包含森林、灌叢、溪流、濕地、水塘(坑)、耕地等典型生境類型，共設10條樣線(表1)，其中6條(樣線1～3、8～10)位于廣西大明山國家級自然保護區(qū)內，4條(樣線4～7)位于保護區(qū)外。每條樣線長100 m以上，寬2 m(圖1)。

表1 廣西大明山樣區(qū)的兩棲類觀測樣線和人工庇護所信息

圖1 廣西大明山樣區(qū)兩棲動物觀測樣線和人工庇護所位置示意

兩棲動物多為夜行性動物，因此白天主要考察可能有兩棲動物棲息的環(huán)境，并考察幼體、卵的情況，夜晚再考察成體的情況。觀測一般在完全天黑后半小時開始，次日凌晨1點前結束。在觀測時，以2 km·h-1的行進速度調查并記錄樣線單側2 m內發(fā)現的物種名稱、數量、成體、性別、亞成體、幼體、卵，并記錄樣線起點和終點的經緯度、海拔、天氣、水溫、氣溫、空氣濕度、水體pH值、棲息地類型、人類干擾強度等信息。

1.2.2人工庇護所法

對于常規(guī)樣線法觀測難以發(fā)現的樹蛙類和雨蛙類等兩棲動物，采取人工庇護所法(artificial refugia)作為補充，常使用竹筒(或PVC桶)作為庇護所，將其捆綁固定在樹上或地面，然后查看并記錄竹筒(或PVC桶)中出現的兩棲動物成體、幼體、蝌蚪和卵[13-15]。共設置3個人工庇護所(表1、圖1)，在10 m×10 m的樣地挑選25棵樹，每棵樹捆綁4個礦泉水瓶，其中2個礦泉水瓶離地面70 cm，2個離地面150 cm。每個礦泉水瓶外部用油漆涂黑，瓶內加入5～10 cm高度的水，3～10 d觀測1次，記錄物種名稱、數量、成體、性別、亞成體、幼體、卵，并記錄經緯度、海拔、天氣、氣溫、濕度、生境類型、人為干擾類型、干擾程度等信息。

1.3 數據統計與分析

物種豐富度、香農-威納指數和Pielou均勻度指數等常用于評價物種的生物多樣性。首先計算每條樣線在不同月份的物種豐富度、香農-威納指數和Pielou均勻度指數，然后采用威爾科克森秩和檢驗(Wilcoxon rank sum test)進行分析。保護區(qū)內和保護區(qū)外的物種豐富度、香農-威納指數和Pielou均勻度指數的差異則采用t檢驗分析。最后采用方差分析法探討不同海拔和棲息地類型間物種豐富度、香農-威納指數和Pielou均勻度指數的變化，采用SPSS 22.0軟件進行統計分析。物種豐富度(S)為出現在樣線內的物種總數。香農-威納指數(H′)和Pielou均勻度指數(E)計算方法為

(1)

(2)

式(1)～(2)中，Pi為物種i的個體數占總個體數的比例。

2 結果與分析

2.1 物種組成與數量

經過連續(xù)3 a的觀測，廣西大明山樣區(qū)的兩棲動物總計為5科14屬18種。其中，2016年度觀測到4科13屬16種，共計2 492只成體；2017年度觀測到5科14屬17種，共計2 501只成體；2018年度觀測到5科14屬17種，共計2 714只成體(表2)。與2016年相比，2017年觀測到的個體總數增加0.4%，增加了1科，屬數和種數持平，新發(fā)現了1科1屬1種〔姬蛙科(Microhylidae)姬蛙屬(Microhyla)花姬蛙(Microhylapulchra)〕，但是也少發(fā)現了1屬1種〔虎紋蛙屬(Hoplobatrachus)虎紋蛙(Hoplobatrachusrugulosus)〕。與2017年相比，2018年發(fā)現個體總數增加8.5%(211只成體)，雖然屬數和種數持平，但調查結果新發(fā)現了1屬1種〔棱皮蛙屬(Theloderma)紅吸盤棱皮樹蛙(Thelodermarhododiscus)〕，但也少發(fā)現了1屬1種〔蟾蜍屬(Bufo)中華蟾蜍(Bufogargarizans)〕。此外，調查人員還通過人工庇護所法發(fā)現了2個物種：金秀纖樹蛙(Gracixalusjinxiuensis)和紅吸盤棱皮樹蛙(Thelodermarhododiscus)。

表2 廣西大明山樣區(qū)兩棲動物物種及其種群數量的月際變化

從表2可知，樣線法在4月觀測到的總物種數最高為14種(2018年)，年均個體數最多的物種為竹葉蛙，占總個體數的比例為0.835；6月觀測到的總物種數最高為14種(2016年)，年均個體數最多的物種為鋸腿原指樹蛙，占總個體數的比例為1.62%；8月觀測到的總物種數最高為13種(2018年)，年均個體數最多的物種為鴨嘴竹葉蛙，占總個體數的比例為4.52%。4、6、8月總體而言，觀測到個體數最多的物種是竹葉蛙，其次是鴨嘴竹葉蛙。

2.2 生物多樣性指數分析

每條樣線觀測到的物種豐富度、香農-威納指數以及Pielou均勻度指數的年變化和月變化見表3。

表3 廣西大明山樣區(qū)兩棲動物個體數、物種多樣性指數的變化

首先，連續(xù)3 a的4和6月都表現為樣線4觀測到的物種豐富度最高，分別為8和6種，8月樣線4和樣線5觀測到的物種豐富度最高，均為5種。2016—2018年，4月樣線2觀測到的兩棲動物個體數最多，這是因為竹葉蛙處于繁殖期，其個體數量眾多。2016—2017年，6月樣線1觀測到的個體數最多；2018年樣線4觀測到的個體數最多。不同年份同一月份比較而言，8月表現為2016年樣線2觀測到的個體數最多，2017年樣線8觀測到的個體數最多，2018年樣線10觀測到的個體數最多。其次，4月的香農-威納指數最高值(1.846)出現在2016年的樣線4，Pielou均勻度指數最高值(0.971)出現在2016年的樣線8、樣線9和2017年的樣線10；6月的香農-威納指數最高值(1.672)出現在2016年的樣線4，Pielou均勻度指數最高值(0.996)出現在2017年的樣線1；8月的香農-威納指數最高值(1.532)出現在2017年的樣線4，Pielou均勻度指數最高值(1.000)出現在2018年的樣線1。

經威爾科克森秩和檢驗，物種豐富度和香農-威納指數在不同月份間均呈顯著性差異，統計值如下：χ2=7.146，P=0.03；χ2=14.966，P=0.001。而Pielou均勻度指數在不同月份間沒有顯著性差異，統計值為χ2=3.000，P=0.223。物種豐富度、香農-威納指數和Pielou均勻度指數在不同年份間均沒有顯著性差異，統計值如下：χ2=0.617，P=0.734；χ2=4.581，P=0.101；χ2=5.712，P=0.058。保護區(qū)內和保護區(qū)外的物種豐富度和香農-威納指數呈顯著性差異，統計值如下：t=-3.622,df=56.4,P=0.001；t=-3.167,df=69.4,P=0.002。而Pielou均勻度指數無顯著性差異。

方差分析結果顯示，海拔對物種豐富度、香農-威納指數有顯著影響(F8,81=5.975，P=0.000;F8,81=3.973，P=0.001)，而對Pielou均勻度指數無顯著影響。棲息地類型對物種豐富度、香農-威納指數以及Pielou均勻度指數均無顯著影響。

3 討論

3.1 廣西大明山樣區(qū)兩棲動物的物種組成與種群變化

該研究主要采用樣線法和人工庇護所法，結合廣西大明山樣區(qū)兩棲動物的生活習性，覆蓋了調查樣區(qū)不同的生境類型、海拔等，綜合連續(xù)3 a的觀測結果，共觀測到兩棲動物5科14屬18種，可較好地反映調查樣區(qū)兩棲動物資源的基本情況。特別是通過人工庇護所法觀測到的金秀纖樹蛙和紅吸盤棱皮樹蛙，以及通過樣線法觀測到的鴨嘴竹葉蛙(Odorrananasuta)，這些物種在以往的調查結果以及文獻記錄中鮮見報道[10]，是該保護區(qū)新增的物種記錄。雖然利用人工庇護所法觀測到的物種較少，但這2種樹蛙因種群數量少、隱蔽性強，利用樣線法極難發(fā)現[10]?？梢姡斯け幼o所法不僅是樣線調查法的有效補充，可以觀測到更多物種，同時也是研究樹棲類群種群數量和繁殖情況等的有效方法。需要注意的是，人工庇護所法中綁定竹筒(或PVC桶)的位置選擇非常重要，如果離水源較近，兩棲動物不會進入竹筒(或PVC桶)。

雖然通過樣線法觀測到的總物種數在不同年份或月份略有差別，但整體來說，連續(xù)3 a觀測發(fā)現的總物種數趨于穩(wěn)定。此外，不同年份間物種豐富度沒有顯著性差異，并且觀測到的個體數在緩慢增加，這說明大明山樣區(qū)的兩棲動物受保護狀況較好。不同樣線或不同月份觀測到的物種數和個體數存在差異，這可能與氣候因素有關。經過長時間冬眠后，兩棲動物一般會在3—4月開始求偶繁殖，然而此時氣溫仍然較低，特別是在高海拔樣線更加明顯。到了8月后，雖然氣溫很高，但是下雨較少，空氣濕度也有所降低，觀測到的物種數也相對減少。由于氣候原因，部分樣線在4、6月時水流較大，而在8月時水流變小。此外，兩棲動物物種的生活習性差異也會影響到樣線間或月份間的物種組成和種群數量。一般來說，繁殖期間觀測到的個體數比非繁殖期多，如竹葉蛙的繁殖期一般在4月，而鴨嘴竹葉蛙的繁殖期一般在8月，因此，竹葉蛙的個體數在4月的年均占比較高，而鴨嘴竹葉蛙的個體數在8月的年均占比較高?？梢?，物種間的繁殖期差異會影響不同樣線或不同月份的物種數量和種群變化。

3.2 廣西大明山樣區(qū)兩棲動物的生物多樣性分布

生物多樣性指數通常反映群落或生態(tài)系統的穩(wěn)定性，物種豐富度或香農-威納指數越大，生物多樣性越高。保護區(qū)外的平均物種豐富度和香農-威納指數均顯著高于保護區(qū)內，這說明保護區(qū)外的生物多樣性較高。進一步分析發(fā)現，保護區(qū)外生物多樣性高值區(qū)主要集中在樣線4和樣線5。這可能與海拔梯度有關，保護區(qū)外樣線的海拔均較低(100～400 m),河道周圍植被沒有遭到破壞，而保護區(qū)樣線的海拔較高(800～1 200 m)。其次可能與兩棲動物的生理需求密切相關。相對于其他動物類群，兩棲動物的分布格局與水域的相關性更強[16]。而水體pH值可能會影響兩棲動物的生存和繁殖。在該研究調查的樣線中，高海拔(樣線1～3)(年均pH值5.35)以及中海拔(樣線8～10)水體(年均pH值5.58)呈酸性，而低海拔(樣線4～7)的水體呈中性或弱堿性(年均pH值7.58)。酸性水體可能會影響物種共存，從而影響兩棲動物多樣性的分布格局。

保護區(qū)內和保護區(qū)外的Pielou均勻度指數沒有顯著性差異?？梢?，在人為干擾比較弱的常綠闊葉林、草本泥澤和竹林區(qū)，兩棲動物種類和數量分布比較均勻；而在低海拔山區(qū)和農田，兩棲動物物種數和香農-威納指數均較高。此外，不同月份的物種豐富度和香農-威納指數均呈顯著性差異，而Pielou均勻度指數差異不顯著，說明兩棲動物物種組成的季節(jié)性差異明顯，呈較強的分散性，種群結構相對穩(wěn)定。

4 建議

筆者在觀測過程中發(fā)現，保護區(qū)內兩棲動物多樣性受威脅的主要因素是人為干擾和捕殺。隨著旅游業(yè)的發(fā)展，兩棲動物資源面臨著更大的威脅。雖然連續(xù)3 a的觀測表明，保護區(qū)的物種數和種群數量趨于穩(wěn)定，受保護狀況較好，然而捕捉棘腹蛙、虎紋蛙等經濟價值較高的兩棲動物以及破壞兩棲動物棲息環(huán)境的現象仍然存在。因此，建議保護區(qū)管理機構加強對當地群眾的環(huán)境保護知識、相關法律法規(guī)的教育和宣傳，對進入保護區(qū)的車輛進行管理與自然保護宣傳教育，不得碾壓及違法捕捉兩棲動物；其次，持續(xù)加強保護區(qū)兩棲動物資源觀測工作，及時掌握兩棲動物種群變化情況以調整保護措施；最后，合理利用資源，切實提高保護區(qū)內居民的經濟收入，減少保護區(qū)與當地居民之間的矛盾。

致謝：此次調查受到廣西大明山國家級自然保護區(qū)的大力支持，潘克成、藍高升、黃再文、黃堅、藍春山、韋國東、韋杏北、趙成堅和葛彥超等同志給予了極大的幫助, Madhava Meegaskumbura教授對英文進行了修改，在此一并感謝。