殷夢圓，丁鵬,，陰俊齊，伊劍峰，時磊*

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學動物科學學院，烏魯木齊830052；2.新疆環(huán)境保護科學研究院國家環(huán)境保護準噶爾荒漠綠洲交錯區(qū)科學觀測研究站，烏魯木齊830011；3.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學研究所，南京210042)

鳥類易于觀察且對其棲息地環(huán)境具有良好的生態(tài)反應，因此被廣泛用作監(jiān)測生物多樣性、生態(tài)環(huán)境的重要指示物種(崔鵬等，2013；Getachewetal.，2020)。繁殖期鳥類群落穩(wěn)定，種群分布集中，個體活動區(qū)域相對固定，利于鳥類資源的調(diào)查(Davisetal.，2000)。鳥類群落的集團結構反應群落的營養(yǎng)結構和功能(崔鵬，鄧文洪，2007)，鳥類的食物資源及巢址資源都會對鳥類群落結構和分布產(chǎn)生影響(Lietal.，2010；Rajparetal.，2018)。長期觀測和研究生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的鳥類群落多樣性，不僅能夠了解棲息地變化后鳥類的動態(tài)變化，分析鳥類與環(huán)境因子之間的關系，對于珍稀瀕危鳥類的保護也具有重要的指導意義(斯幸峰，丁平，2011)。

烏魯木齊市位于亞歐大陸中心，是我國干旱區(qū)夏季鳥類的重要棲息地。烏魯木齊鳥類調(diào)查與群落多樣性研究涉及北部荒漠(徐峰等，2012)、濕地(丁鵬，2013；馬鳴，2013；蔡新斌等，2015)、城市園林(張履冰，苗玉青，2013)等，早期還有學者對該區(qū)域不同景觀的鳥類群落進行研究報道(艾尼瓦爾鐵木爾·艾來提米吉提，1998)。但針對該區(qū)域多種生境的繁殖期鳥類，至今還沒有較系統(tǒng)的觀測調(diào)查。本研究分析了該區(qū)域不同生境鳥類群落的物種多樣性及功能集團，以期了解當?shù)伉B類資源組成、不同生境類型鳥類物種多樣性的差異。為烏魯木齊市鳥類群落的科學研究提供了基礎數(shù)據(jù)，也為該區(qū)域的生物多樣性評估、保護與管理提供科學參考。

1 研究區(qū)域

烏魯木齊市位于新疆維吾爾自治區(qū)中部，地處天山山脈中段北麓、準噶爾盆地南緣，地理坐標為86°37′33″～88°58′24″E，42°45′32″～44°8′00″N，總面積約13 783.1 km2，海拔450～4 480 m，地勢南高北低，東高西低，屬于中溫帶大陸性干旱氣候，年均氣溫7.5 ℃。降水稀少且四季分布不均，蒸發(fā)強烈，太陽輻射強，多大風天氣。年均降水量236 mm，年均蒸發(fā)量2 570 mm，年均無霜期150～190 d，年均總?cè)照諘r數(shù)2 775 h。氣溫年較差大，日變化劇烈，受流域地形和地勢的影響，山區(qū)和平原氣候差異也十分明顯。

烏魯木齊地區(qū)涵蓋天山北坡完整的垂直分布自然景觀帶：包括海拔3 950 m以上的永久冰雪裸巖帶、海拔3 300～3 950 m的高山墊狀植被帶、海拔2 400～3 300 m的高山亞高山草甸帶，以上為冰川覆蓋的高山荒蕪區(qū)，植被稀疏、巖石裸露，分布的鳥類多為高海拔特有種類；海拔1 700～2 900 m為中山針葉林帶、海拔1 300～1 850 m為山地草原及灌木草甸草原帶，包括林地鳥類、山地草原鳥類、河谷灌木鳥類及水域鳥類等；海拔1 000 m以下為低山荒漠草原帶，以荒漠鳥類為主；另有平原綠洲帶，鳥類多為典型伴人種類，在遷徙季，有大量雁鴨類、鸻鷸類到濕地停歇。根據(jù)烏魯木齊市環(huán)境特征，選定高寒草甸、針葉林-灌叢、草原、農(nóng)田、荒漠、濕地及城市公園7種具有代表性的生境類型，共布設71個樣點(附表1)。

表1 烏魯木齊市不同生境繁殖期鳥類群落優(yōu)勢種Table 1 Dominant species in the bird communities of different habitats during breeding season in Urumqi

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

于2016—2019年每年鳥類繁殖期(5—7月)采用固定半徑法開展調(diào)查，每年2次，間隔1個月?；谏?、海拔全覆蓋原則，在疏林、灌木生境內(nèi)設置樣點(半徑為25 m)，草原、農(nóng)田、城市公園生境內(nèi)設置樣點(半徑為50 m)，濕地、荒漠開闊地設置樣點(半徑為100 m)，且各樣點間至少間隔200 m。計數(shù)使用標準化的定量方法進行，觀察者記錄在每個樣點觀測到的鳥類物種、數(shù)量及生境情況，每個樣點的觀測時間為10 min。借助10倍25 mm雙筒望遠鏡或25～60倍85 mm單筒望遠鏡進行觀測，對無法當場辨別的鳥類，記錄數(shù)量并拍照，借助資料鑒定。調(diào)查選擇在晴朗、無大風日開展，集中在日出后3 h和日落前3 h鳥類活動高峰時段進行。觀測期間利用手機OruxMaps、奧維互動地圖對樣點和調(diào)查軌跡進行記錄，并使用數(shù)碼相機對生境、部分鳥類進行拍照。

野外觀察及鳥類物種鑒定參照《Collins Bird Guide》(Mullarneyetal.，1999)、《中國鳥類野外手冊》(約翰·馬敬能等，2000)、《中國鳥類圖鑒》(趙欣如，2018)等進行識別。鳥類分類系統(tǒng)參照《中國鳥類分類與分布名錄(第三版)》(鄭光美，2017)，區(qū)系和分布型參照《中國動物地理》(張榮祖，2011)，居留型參照《新疆鳥類分布名錄》(馬鳴，2011)，保護級別界定參照《國家重點保護野生動物名錄》(國家林業(yè)和草原局，2021)，受脅物種及瀕危等級參照《中國脊椎動物紅色名錄》(蔣志剛等，2016)、《世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》(IUCN，2020)。

2.2 鳥類集團

2.2.1 捕食集團按照《中國鳥類志》(趙正階，2001)中關于鳥類食性的記錄，根據(jù)主要食物、覓食行為和棲息地選擇，將所觀測到的鳥類分為植食性、雜食性、食蟲性、食魚性和肉食性5類捕食集團。植食性鳥主要以植物、谷物為食；雜食性鳥兼食昆蟲和植物；食蟲性鳥以昆蟲和幼蟲等小型無脊椎動物為食；食魚性鳥以魚、蝦、貝殼類為食；肉食性鳥以鳥類、哺乳動物等脊椎動物和大型無脊椎動物為食(丁鵬等，2020)。

2.2.2 營巢集團鳥類營巢集團的調(diào)查采用實地調(diào)查與查找文獻記錄《中國鳥類志》(趙正階，2001)相結合的方法。根據(jù)巢所處的位置及其結構特點，將所觀測到的鳥類分為地面巢、洞巢、編織巢、水面浮巢和寄生巢5類營巢集團(鄭光美，2012)，每種鳥類只歸屬一個營巢集團。地面巢位于地表或地表的淺凹內(nèi)，一般結構較簡單；洞巢常位于樹洞、巖洞、地洞、房洞或其他裂縫中；編織巢位于灌叢或樹枝上，大部分構造復雜且精致；水面浮巢為某些游禽所特有，巢多由蘆葦或其他水草構成簡陋的盤狀，漂浮在水面上，能隨之升降；寄生巢是指巢寄生鳥類在繁殖季節(jié)不進行孵卵和育雛，產(chǎn)卵于其他鳥巢中，將繁殖代價轉(zhuǎn)移給其他鳥類。

2.3 分析方法及數(shù)據(jù)處理

2.3.1 數(shù)據(jù)處理鳥類的物種組成按密度(D)計，公式為：

D=N/A，其中，N為樣點內(nèi)觀測到的鳥類個體數(shù)，A為樣點面積。

鳥類優(yōu)勢種和數(shù)量等級按Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)(Pi)來確定，Pi≥0.05為優(yōu)勢種；0.01≤Pi<0.05為常見種；0.001≤Pi<0.01為較少種；Pi<0.001為稀有種。公式為：

Pi=Ni/N，其中，Ni為i種鳥類的個體數(shù)。

鳥類群落多樣性采用物種豐富度指數(shù)(R)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)(C′)、Pielou均勻度指數(shù)(J′)計算，公式為：

R=S/A，其中，S為物種數(shù)。

鳥類群落相似性采用Sorensen相似性系數(shù)(Si)計算，公式為：

Si=2c/a+b，其中，a、b為群落A、B的物種數(shù)，c為群落A、B的共有物種數(shù)。

3 結果與分析

3.1 鳥類物種統(tǒng)計

3.2 不同生境鳥類物種組成

濕地生境鳥類數(shù)目最大，物種數(shù)101種，個體數(shù)9 560只；荒漠、針葉林-灌叢生境次之，其物種數(shù)和個體數(shù)分別為60種1 861只、45種945只；草原生境為43種562只，而農(nóng)田、城市公園、高寒草甸生境雖物種數(shù)較少，但個體數(shù)相對較多，分別為37種 867只、28種544只、20種644只，各生境物種數(shù)(H=30.628，P<0.001)存在顯著性差異。

3.3 不同生境鳥類群落特征

2016—2019年各生境鳥類群落多樣性指數(shù)中，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′=14.942，P=0.021)、Pielou均勻度指數(shù)(J′=20.000，P=0.003)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)(C′=14.122，P=0.028)、物種豐富度指數(shù)(R=61.293，P<0.001)均存在顯著性差異。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)濕地生境最高，高寒草甸生境最低；Pielou均勻度指數(shù)草原生境最高，高寒草甸生境最低；Simpson優(yōu)勢度指數(shù)高寒草甸生境最高，草原生境最低；物種豐富度指數(shù)針葉林-灌叢生境最高，荒漠生境最低。多重比較顯示，高寒草甸與針葉林-灌叢生境的多樣性指數(shù)均有顯著性差異；除物種豐富度指數(shù)外，高寒草甸與草原生境的其他指數(shù)均有顯著性差異，高寒草甸與濕地生境的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)及優(yōu)勢度指數(shù)有顯著性差異?；哪?、濕地與草原、針葉林-灌叢生境的Pielou均勻度指數(shù)及物種豐富度指數(shù)均有顯著性差異。城市公園、農(nóng)田與濕地、荒漠，針葉林-灌叢與農(nóng)田，高寒草甸與荒漠生境物種豐富度指數(shù)均有顯著性差異(圖1)。

相似性分析結果表明，草原和針葉林-灌叢生境的Sorensen相似性系數(shù)最高(0.59)，有26種共有鳥類，表明2種生境內(nèi)鳥類群落結構重疊度高；高寒草甸與荒漠的Sorensen相似性系數(shù)最低(0)，其中高寒草甸與其他生境相似性均較低，這與高寒草甸環(huán)境特殊有關(表2)。

表2 烏魯木齊市不同生境繁殖期鳥類群落相似性分析Table 2 Similarity analysis of bird communities in different habitats during breeding season in Urumqi

3.4 不同生境鳥類功能集團分析

針葉林-灌叢、草原、農(nóng)田、荒漠及城市公園生境中編織巢鳥類物種數(shù)占比最高，高寒草甸生境中洞巢鳥類物種數(shù)占比最高，濕地生境中地面巢鳥類物種數(shù)占比最高，水面浮巢僅存在于濕地生境。此次觀測物種大杜鵑Cuculuscanorus為典型巢寄生鳥類，分布于針葉林-灌叢、農(nóng)田、荒漠、濕地及城市公園5種生境。關聯(lián)檢驗(χ2檢驗)結果顯示，不同營巢類型在同一生境內(nèi)的差異均有高度統(tǒng)計學意義(P<0.001)(圖2)。

各生境中，濕地生境的食蟲性鳥類物種數(shù)占比最高，其他生境均為雜食性鳥類物種數(shù)占比最高。關聯(lián)檢驗(χ2檢驗)結果顯示，不同捕食類型在同一生境內(nèi)的差異均有高度統(tǒng)計學意義(P<0.001)(圖3)。

4 討論

4.1 鳥類資源與物種

2016—2019年烏魯木齊市7種生境共記錄鳥類19目45科178種14 983只，這與該區(qū)域鳥類種類和數(shù)量的豐富程度、生境類型的互補性及多年數(shù)據(jù)積累有關。調(diào)查研究表明，烏魯木齊市古北型鳥類占絕對優(yōu)勢，符合本區(qū)域在中國動物地理區(qū)劃中屬古北界中亞亞界蒙新區(qū)(張榮祖，2011)所應有的動物區(qū)系特征。同時，烏魯木齊是候鳥遷徙路線“東非-西亞遷徙路”的途經(jīng)之地，是候鳥繁殖、停歇和補給的棲息地(張履冰，苗玉青，2013)。繁殖期，夏候鳥自越冬地陸續(xù)遷飛而來，種類數(shù)量增加，因此烏魯木齊市繁殖期夏候鳥占比最高。

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)了多種珍稀瀕危和重點保護鳥類，主要為隼形目Falconiformes、鷹形目Accipitriformes的猛禽和濕地生境中觀測到的雁形目、鶴形目Gruiformes、鸻形目等鳥類，表明烏魯木齊市的繁殖鳥類群落具有較高的保護價值。調(diào)查期間，累計記錄到濕地生境中世界瀕危物種白頭硬尾鴨16只次，根據(jù)國際鳥盟2018年的數(shù)據(jù)，全球僅有7 900～13 100只(BirdLife International，2018)。新疆維吾爾自治區(qū)內(nèi)種群數(shù)量為86～104只(馬鳴，梅宇，2007)，對該物種的保護已引起人們的強烈關注，且白湖濕地是該物種最重要的棲息地和繁殖點(蔡新斌等，2015)。2016年白湖濕地共記錄到 5只次成年白頭硬尾鴨；2017年共記錄到8只次成年個體，但直到2017年11月成鳥遷飛都未記錄到白頭硬尾鴨的當年幼鳥，表明該物種2017年未在白湖濕地繁殖或繁殖失??；2018年僅記錄到2只成年個體；而2019年在白湖濕地未記錄到白頭硬尾鴨，但在臥龍崗水庫記錄到1只成年個體。這暗示在盜取野生鳥卵、獵殺鳥類、建筑施工車輛等機械噪聲、游客人為干擾等壓力下(丁鵬，2013；蔡新斌等，2015)，白湖濕地的生態(tài)環(huán)境在過去幾年間持續(xù)惡化，白頭硬尾鴨數(shù)量日益減少并已陸續(xù)尋找新的繁殖地。而近年來，烏魯木齊市當?shù)卣褜Π缀竦亻_展保護，積極推進河(湖)長制和污染防治工作，在濕地外圍增設柵欄嚴禁游客進入湖邊，以期能夠有效遏制環(huán)境惡化，促進鳥類群落的恢復。

4.2 鳥類群落多樣性差異

從鳥類群落多樣性分析結果來看，烏魯木齊市鳥類多樣性組成隨生境變化出現(xiàn)明顯差異，其中濕地生境鳥類Shannon-Wiener多樣性指數(shù)最高，這與該生境物種數(shù)與個體數(shù)最高有關(Seoaneetal.，2013)。濕地生境占有廣闊湖面，潮浸地帶面積大，廣闊的水域和植被為濕地內(nèi)無脊椎動物、浮游動物及魚類等提供了生存條件，這些資源同時為鳥類提供了穩(wěn)定的食物來源(周生靈等，2020)，從而吸引較多的鳥類在此棲息和覓食。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，化肥廠濕地、烏拉泊水庫2個區(qū)域水體水資源嚴重匱乏，其中化肥廠濕地自2016年水位不斷下降甚至干枯，濕地面積縮減明顯，造成鳥類無法棲息，鳥類的繁殖和覓食壓力持續(xù)增加。該區(qū)域鳥類由2016年的42種672只逐年下降至2019年的13種67只，鳥類群落物種及數(shù)量持續(xù)縮減。為保護濕地生境的鳥類群落多樣性，建議有關部門充分協(xié)調(diào)水資源分配，以保證該區(qū)域濕地生態(tài)環(huán)境的需水量，滿足棲息于此的鳥類正常覓食和繁殖。

針葉林-灌叢生境植被蓋度高，群落結構復雜，為鳥類創(chuàng)造了更多的生態(tài)位(Lietal.，2019)，因此鳥類物種豐富度指數(shù)較高。高寒草甸生境結構單一(趙新全，2009)，存在低溫、強降水、氣候變化大、食物資源匱乏等極端情況(李英年等，2004；Martinetal.，2009)，該生境主要分布少數(shù)典型高海拔物種，有穩(wěn)定的繁殖種群，因此其優(yōu)勢度指數(shù)較高，但其他多樣性指數(shù)都較低。荒漠生境植物種類少且類型單一，其物種豐富度指數(shù)最低。農(nóng)田生境主要為旱田、居民居住地，鳥類群落結構單一，村莊及附近的農(nóng)作物為家燕Hirundorustica、麻雀Passermontanus等優(yōu)勢種提供了便利。綜合看來，鳥類群落結構與生境存在密切聯(lián)系(Dornelasetal.，2013)。

4.3 鳥類功能集團差異

各生境鳥類的食性有所差異，可以充分利用特定棲息地的食物資源(Rajparetal.，2018)。雜食性鳥類對環(huán)境及人類干擾有較高包容度，因此各生境占比較高。食蟲鳥在陸生鳥類中占比較大(Dingetal.，2008)。濕地生境無脊椎動物等資源豐富(Horváth，2012)，因此食蟲性鳥類占比也較大。此外，高寒草甸生境記錄到數(shù)只鷹形目的猛禽鳥類，因此肉食性鳥類占有較高比例。從營巢集團來看，編織巢鳥類既可以在林冠枝干上筑巢，也可以在灌草叢中筑巢，其對筑巢地點的要求相對較低(Rametal.，2020)，因此在針葉林-灌叢、草原、農(nóng)田、荒漠和城市公園中占比都最高。高寒草甸生境的山地懸?guī)r、溝谷、槽谷、巖坎等地帶，為營巖洞巢鳥類提供了潛在的巢址，且分布有胡兀鷲、高山兀鷲Gypshimalayensis等峭壁營巢習性的鳥類，因此該生境營洞巢鳥類居多。濕地生境以營地面巢、編織巢鳥類居多，多數(shù)鳥類營巢于岸邊的地面、灌木叢、蘆葦叢及樹上，說明繁殖期間對水生鳥類的保護不僅要關注水生覓食環(huán)境，也要保護岸邊樹木、灌木叢和地面等巢位資源。

致謝：本觀測得到了生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學研究所崔鵬博士等項目組成員的技術指導，并有新疆農(nóng)業(yè)大學動物科學學院王莉、安靜、周彤、鳥鵬穎，新疆觀鳥會茍軍、王傳波、張新民、楊飛飛、夏詠、伍德彥等參與了觀測工作，在此深表感謝。