火燒對(duì)機(jī)場(chǎng)草地鳥(niǎo)類(lèi)群落的影響

祃來(lái)坤，劉建平，侯建華，張振群

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，河北保定　071001；2.河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,河北保定　071002)

火燒對(duì)機(jī)場(chǎng)草地鳥(niǎo)類(lèi)群落的影響

祃來(lái)坤1，劉建平1，侯建華2，張振群2

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，河北保定071001；2.河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,河北保定071002)

摘要：2013年11月利用路線(xiàn)調(diào)查法研究了火燒對(duì)機(jī)場(chǎng)草地鳥(niǎo)類(lèi)群落的影響.結(jié)果表明：共記錄鳥(niǎo)類(lèi)11種，隸屬于5目8科，其中優(yōu)勢(shì)種為麻雀(Passer montanus)、短趾百靈(Calandrella cheleensis)和喜鵲(Pica pica).同火燒區(qū)域相比，未火燒區(qū)具有最高的鳥(niǎo)類(lèi)密度、Shannon-Weiner指數(shù)值(H＇)和Pielou均勻度指數(shù)值(E)；火燒顯著降低了鳥(niǎo)類(lèi)群落的密度、物種多樣性和均勻度(P<0.05)，且鳥(niǎo)類(lèi)密度隨著火燒程度的增加而降低；但火燒沒(méi)有顯著改變鳥(niǎo)類(lèi)群落的物種數(shù)(P>0.05)，火燒區(qū)域與未火燒區(qū)域鳥(niǎo)類(lèi)群落物種組成具有較高的相似性.

關(guān)鍵詞：火燒；鳥(niǎo)類(lèi)群落；機(jī)場(chǎng)；草地

DOI：10.3969/j.issn.1000-1565.2015.02.012

中圖分類(lèi)號(hào)：Q958.11

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:??志碼:A

文章編號(hào)：編號(hào)：1000-1565(2015)02-0177-05

Abstract:The effects of fire on bird communities of the airport grassland was studied in November 2013 using the route survey. The results showed that: 11 kinds of birds were recorded, belonging to 5 orders and 8 families, where the dominant species was sparrow (Passer montanus), short-toed braun (Calandrella cheleensis) and magpies (Pica pica). Compared with the fire area, no fire area had the highest density of birds, Shannon-Weiner index value (H′) and Pielou index value (E). The fire significantly reduced the density of bird community, species diversity and evenness degree (P<0.05), and bird density increased with the degree of fire reduced. But the fire did not significantly change the number of species of bird community (P>0.05).There was more similarity in bird species composition between fire area and no fire area.

收稿日期:2014-11-12

基金項(xiàng)目：機(jī)場(chǎng)鳥(niǎo)撞綜合防治研究項(xiàng)目；河北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(C2012204087)；河北大學(xué)自然科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2014-299)

通信作者:侯建華(1968-)，男，河北保定人，河北大學(xué)教授，博士，主要從事動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究.

Effects of fire on the bird community of the airport grassland

MA Laikun1，LIU Jianping1，HOU Jianhua2，ZHANG Zhenqun2

(1.College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001 ，China;

2.College of Life Sciences, Hebei University, Baoding 071002, China)

Key words: fire；bird communities；airport；grassland

第一作者:祃來(lái)坤(1989-)，男，河北滄州人，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)在讀碩士研究生.

E-mail：13633325718@163.com

火是生態(tài)系統(tǒng)的一種重要生態(tài)因子，它不僅可以直接作用于動(dòng)物體，還能在短時(shí)間里劇烈地改變周?chē)h(huán)境，破壞動(dòng)物的棲息環(huán)境，進(jìn)而引起動(dòng)物群落的變化和演替.目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)火燒影響的研究多集中于植物群落，而對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)群落影響的研究較少.已有的研究結(jié)果顯示，不同的植被類(lèi)型和不同的火燒程度可能對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)群落有不同的火燒效應(yīng)：草原火燒可以引起火燒地和火燒后不同年份鳥(niǎo)類(lèi)組成出現(xiàn)顯著差異[1]；濕地火燒可引起部分濕地鳥(niǎo)種改變而造成鳥(niǎo)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化[2]；火燒對(duì)地面筑巢的鳥(niǎo)類(lèi)有災(zāi)難性的作用[3-4]并影響丹頂鶴的巢址選擇[5]；樟子松林火燒后鳥(niǎo)類(lèi)群落組成有年間差異，隨著時(shí)間的推移，草原類(lèi)型的鳥(niǎo)類(lèi)變化最明顯[6]，但并不是所有的火燒對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)群落都會(huì)產(chǎn)生較大的影響，有研究結(jié)果顯示，除了最嚴(yán)重的火燒地外，其他強(qiáng)度火燒地的鳥(niǎo)類(lèi)群落在火燒前后高度相似[7].

機(jī)場(chǎng)草地屬于一個(gè)半自然的生態(tài)系統(tǒng)，因直接或間接地為鳥(niǎo)類(lèi)提供棲息環(huán)境和食物來(lái)源，而成為對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)具有吸引作用的棲息地[8-9].以往火燒對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)群落影響的研究多集中在自然植被類(lèi)型，而有關(guān)機(jī)場(chǎng)草地的研究尚未見(jiàn)資料報(bào)道.因此，本研究擬通過(guò)不同火燒強(qiáng)度對(duì)機(jī)場(chǎng)草地鳥(niǎo)類(lèi)群落的作用，進(jìn)一步探討火燒對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)群落的影響，為機(jī)場(chǎng)草地鳥(niǎo)類(lèi)群落的管理提供依據(jù).

1材料和方法

1.1　研究區(qū)域概況

研究區(qū)域地勢(shì)平緩，為溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，四季分明.春季日照長(zhǎng)，干旱、少雨、多風(fēng)；夏季炎熱，降雨集中；秋季晝暖夜涼，溫差大；冬季寒冷，北風(fēng)多，日照少，降水稀少.年平均降水量為606 mm.無(wú)霜期212 d.

該區(qū)域草地植被蓋度為0.9，草高20～60 cm，植物優(yōu)勢(shì)種類(lèi)有虎尾草(Chlorisvirgata)、蘆葦(Phragmitesaustralis)、狗尾草(Setariaviridis)和茅根(PerotisSp.)，常見(jiàn)種類(lèi)有田旋花(Convolvulusarvensis)、稗草(Echinochloacrusgalli)、茵陳蒿(Artemisiacapillaries)、刺兒菜(Cirsiumsetosum)、蒲公英(Taraxacummongolicum)、車(chē)前(Plantagoasiatica)、朝天委陵菜(Potentillasupina)等.

1.2　研究方法

以機(jī)場(chǎng)主跑道、滑行道和聯(lián)絡(luò)道為界，將機(jī)場(chǎng)草地劃分為6個(gè)區(qū)域，各區(qū)域面積分別為18 hm2左右. 2013年11月在各區(qū)域草地分別進(jìn)行了不同程度的火燒，其中，A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)、E區(qū)和F區(qū)的火燒程度分別為0(未火燒)，30%，51%，70%，80%和95%.

火燒7 d后，采用路線(xiàn)調(diào)查法進(jìn)行鳥(niǎo)類(lèi)調(diào)查，即在貫穿各區(qū)域草地的中央線(xiàn)設(shè)置樣線(xiàn)，選擇晴朗無(wú)風(fēng)的天氣，沿樣線(xiàn)以1～2 km/h的速度行進(jìn)，分別對(duì)樣線(xiàn)兩側(cè)50 m范圍草地上出現(xiàn)的鳥(niǎo)類(lèi)進(jìn)行觀測(cè)，記錄出現(xiàn)的鳥(niǎo)種和數(shù)量.調(diào)查時(shí)間為每天7∶00～18∶00時(shí)，調(diào)查工具有雙筒望遠(yuǎn)鏡(Zeiss 10×56)、照相機(jī)(Canon 7D，100～400變焦)，計(jì)數(shù)器等.

1.3　數(shù)據(jù)分析

根據(jù)觀測(cè)記錄，分別統(tǒng)計(jì)各個(gè)區(qū)域中鳥(niǎo)類(lèi)的種類(lèi)和數(shù)量，并計(jì)算以下群落參數(shù)：

1)密度：采用公式D=N/2LS計(jì)算鳥(niǎo)類(lèi)密度，式中D為鳥(niǎo)類(lèi)密度，N為記錄到的鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量，L為樣線(xiàn)長(zhǎng)度，S為單側(cè)觀測(cè)距離.

2)多樣性指數(shù)：采用Shannon-Weiner指數(shù)(H＇)，H＇=-∑Pi(PilnPi)，式中，Pi為第i種的個(gè)體數(shù)量在全部個(gè)體中的比例.

3)均勻度指數(shù)：采用Pielou均勻度指數(shù)(E)，E=H＇/lnS，式中，H＇為Shannon-Wiener指數(shù)，S為物種數(shù).

4)相似度指數(shù)：采用Sorensen群落相似性系數(shù)(S)，S=2c/(a+b)，式中，a為群落A中的種數(shù)，b為群落B中的種數(shù)，c為2個(gè)群落中共有的種數(shù).

5)優(yōu)勢(shì)種的確立：采用公式Ai=(Ni/N)×100%計(jì)算，式中，Ai為群落中第i種物種的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，Ni為群落中第i種物種的個(gè)數(shù)，N為群落中總的個(gè)數(shù)，把優(yōu)勢(shì)度(Ai)大于10%的物種定義為優(yōu)勢(shì)種.

6)數(shù)據(jù)分析：在SPSS17.0中利用單因素方差分析(One-way ANOVA)對(duì)各個(gè)變量進(jìn)行差異性分析.

2結(jié)果與分析

2.1　種類(lèi)和數(shù)量

本次共記錄鳥(niǎo)類(lèi)11種，隸屬于5目8科(表1)，其中優(yōu)勢(shì)種為麻雀(Passermontanus)、短趾百靈(Calandrellacheleensis)和喜鵲(Picapica).

就鳥(niǎo)種組成而言，在全部的11種鳥(niǎo)類(lèi)中，A區(qū)和F區(qū)分別記錄到10種，而C區(qū)和D區(qū)僅分別記錄到8種(表1).其中，戴勝(Upupaepops)僅在未火燒的A區(qū)出現(xiàn)；紅隼(Falcotinnunculus)僅在中度火燒的C區(qū)和D區(qū)以及重度火燒的E區(qū)和F區(qū)出現(xiàn)；日本鵪鶉(Coturnixjaponica)和環(huán)頸雉(Phasianuscolchicus)僅在A區(qū)、B區(qū)以及E區(qū)和F區(qū)出現(xiàn).

就物種數(shù)而言，各區(qū)域鳥(niǎo)種數(shù)無(wú)顯著差異(P>0.05)，其中，A區(qū)、B區(qū)和F區(qū)具有較高的鳥(niǎo)種數(shù)(8.00±1.41；8.50±0.71；9.00±0.00)，C區(qū)、D區(qū)和E區(qū)鳥(niǎo)種數(shù)較少(7.50±0.71；7.00±0.00；7.00±1.41)(表1).由此可見(jiàn)，火燒區(qū)與未火燒區(qū)之間鳥(niǎo)種數(shù)無(wú)顯著變化，火燒沒(méi)有顯著改變鳥(niǎo)種數(shù)；隨著火燒和火燒程度的增加，鳥(niǎo)種數(shù)呈現(xiàn)出波動(dòng)變化趨勢(shì).

就鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量而言，各區(qū)域鳥(niǎo)類(lèi)密度存在顯著性差異(P<0.05)，其中，未火燒A區(qū)(121.82±34.52)的鳥(niǎo)類(lèi)密度顯著高于其他5個(gè)火燒區(qū)域(P<0.05)，隨著火燒程度的增加，各火燒區(qū)鳥(niǎo)類(lèi)密度逐漸下降；各區(qū)域鳥(niǎo)類(lèi)密度由大到小的排列順序依次為A?B>C>D >E> F(表1).由此可見(jiàn)，火燒區(qū)與未火燒區(qū)之間鳥(niǎo)類(lèi)密度出現(xiàn)顯著變化，火燒顯著降低了鳥(niǎo)類(lèi)密度，且鳥(niǎo)類(lèi)密度隨著火燒程度的增加而降低.

表1　不同區(qū)域鳥(niǎo)類(lèi)群落參數(shù)

數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤和范圍表示.同行數(shù)據(jù)后不同字母表示在0.05水平上差異顯著(P<0.05)，相同字母表示差異不顯著(P>0.05).

2.2　多樣性指數(shù)

群落的Shannon-Weiner多樣性指數(shù)值和Pielou均勻度指數(shù)值在各區(qū)域間存在顯著差異(P<0.05)(表1)，其中，未火燒的A區(qū)的物種多樣性指數(shù)值(1.19±0.03)和均勻度指數(shù)值(0.57±0.05)最高，且顯著高于其他各個(gè)火燒區(qū)域(P<0.05)，各區(qū)域物種多樣性值和均勻度值由大到小的排列順序依次為A?C?E>B> F?D.

在火燒區(qū)域內(nèi)，火燒50%的C區(qū)具有最高的物種多樣性(0.57±0.02)和均勻度(0.28±0.02)(P<0.05)，火燒70%的D區(qū)具有最低的物種多樣性(0.38±0.04)和均勻度(0.20±0.01)(P<0.05).

由此可見(jiàn)，火燒顯著降低了鳥(niǎo)類(lèi)群落的物種多樣性和均勻度；但在火燒區(qū)域內(nèi)部，隨著火燒程度的增加，物種多樣性和均勻度并未隨之逐步下降，而呈現(xiàn)出上下波動(dòng)的變化趨勢(shì).

2.3　不同區(qū)域間的相似性

不同區(qū)域間鳥(niǎo)類(lèi)群落均呈現(xiàn)出較高的相似性(表2).其中，火燒程度相近的區(qū)域間相似性較高，如未火燒的A區(qū)和火燒較輕的B區(qū)(0.95)，火燒程度適中的C區(qū)和D區(qū)(1.00)以及火燒最嚴(yán)重的E區(qū)和F區(qū)(0.95).此外，未火燒的A區(qū)與火燒最嚴(yán)重的E區(qū)和F區(qū)亦表現(xiàn)出較高的相似性(0.84；0.90).

表2　不同區(qū)域間的相似性指數(shù)

3討論

在火燒對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)群落影響的研究中，因鳥(niǎo)類(lèi)棲息地植被類(lèi)型不同，得出了不同的研究結(jié)果.Kotliar通過(guò)研究鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)山區(qū)森林火燒地的反應(yīng)認(rèn)為，除了最嚴(yán)重的火燒地外，其他強(qiáng)度火燒地的鳥(niǎo)類(lèi)群落在火燒前后高度相似[7].劉多研究火燒對(duì)草原的鳥(niǎo)類(lèi)的影響結(jié)果表明，火燒地和火燒后不同年份樣地中的鳥(niǎo)類(lèi)組成差異顯著[1].

本次對(duì)機(jī)場(chǎng)草地研究的結(jié)果表明：火燒顯著降低了鳥(niǎo)類(lèi)群落的密度、物種多樣性和均勻度，且鳥(niǎo)類(lèi)密度隨著火燒程度的增加而降低；但火燒沒(méi)有顯著改變鳥(niǎo)類(lèi)群落的物種數(shù)，火燒區(qū)域(包括嚴(yán)重的火燒區(qū)域)與未火燒區(qū)域鳥(niǎo)類(lèi)群落物種組成具有較高的相似性.

機(jī)場(chǎng)草地是一種特質(zhì)性的生態(tài)環(huán)境，其食物、隱藏和棲息條件等是吸引鳥(niǎo)類(lèi)的主要因素，而食物是其中一個(gè)重要因素；秋季機(jī)場(chǎng)草地大多數(shù)植物種子成熟，可吸引大量的植食性和雜食性鳥(niǎo)類(lèi)前來(lái)取食，此外，草地植被茂密，也為草地其他動(dòng)物的生存提供了食物和隱蔽空間，滋生了大量的昆蟲(chóng)、土壤動(dòng)物和小型嚙齒動(dòng)物等[8]；這些自然條件為機(jī)場(chǎng)草地鳥(niǎo)類(lèi)群落具有較高的多樣性提供了基礎(chǔ).

機(jī)場(chǎng)草地經(jīng)過(guò)火燒后，草地植被地上部分被燒毀或部分燒毀，植物種子、昆蟲(chóng)等食物大量減少；此外，大多數(shù)鳥(niǎo)類(lèi)喜好20～50 cm的較高高度的草地環(huán)境[9]，此環(huán)境可使鳥(niǎo)類(lèi)能在不影響其取食的情況下更適合藏匿，營(yíng)造一個(gè)安全的取食環(huán)境，經(jīng)過(guò)火燒后破壞了鳥(niǎo)類(lèi)的棲息環(huán)境，使其棲息、隱藏等功能喪失，因此，火燒從食物和棲息環(huán)境兩方面大幅壓縮了鳥(niǎo)類(lèi)的生存空間，從而造成了火燒后鳥(niǎo)類(lèi)密度的顯著下降，并隨著火燒程度的增加而降低.

然而，雖然火燒后鳥(niǎo)類(lèi)的生存空間被壓縮，但火燒后裸露出的部分植物的根莖、有限的未燒盡的植物種子和小動(dòng)物尸體仍可為部分植食性和雜食性鳥(niǎo)類(lèi)提供食源，并吸引其前來(lái)覓食；雖然前來(lái)覓食鳥(niǎo)類(lèi)密度顯著減少，但鳥(niǎo)類(lèi)物種組成并未出現(xiàn)顯著變化，因此，火燒區(qū)域與未火燒區(qū)域鳥(niǎo)類(lèi)群落物種組成仍保持有較高的相似性.

由于戴勝、雞形目和隼形目在各區(qū)域分布的不均等，導(dǎo)致了不同區(qū)域鳥(niǎo)類(lèi)群落物種組成差異和相似性差異(表1，表2).其中，戴勝僅出現(xiàn)在未火燒區(qū)域，火燒導(dǎo)致了戴勝的消失；雞形目的鵪鶉和環(huán)頸雉僅出現(xiàn)在未火燒和輕度火燒區(qū)，以及重度火燒區(qū)，這可能與未火燒和輕度火燒區(qū)域便于隱蔽而重度火燒區(qū)造成的大片裸地便于刨食和覓食有關(guān)，雞形目鳥(niǎo)類(lèi)的共存使得未火燒區(qū)域與重度火燒區(qū)域間鳥(niǎo)類(lèi)群落物種組成保持了較高的相似性.紅隼僅出現(xiàn)在中度和重度火燒區(qū)域，這與紅隼以小型嚙齒動(dòng)物等為食，未火燒區(qū)域草地高密不利于紅隼發(fā)現(xiàn)獵物和落地捕食，而火燒后小型嚙齒動(dòng)物等的洞穴、縫隙等露出，大片裸地的出現(xiàn)增加了紅隼的捕食機(jī)會(huì)、降低了捕食難度、提高了捕食成功率有關(guān)，因此，紅隼主要出現(xiàn)并分布在中度和重度火燒區(qū)域.

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(責(zé)任編輯：趙藏賞)