浙江省麻雀數(shù)量變化與環(huán)境關系研究

劉志立++方陸明++寧學芳

摘要：利用浙江省陸生野生動物疫源疫病監(jiān)測站2010～2013年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了麻雀（Passer montanus）種群動態(tài)變化及其影響因子，對野外鳥類監(jiān)測工作提出建議。結(jié)果表明，麻雀數(shù)量空間分布呈現(xiàn)出北部平原地區(qū)>東部沿海丘陵地區(qū)>西南高山地區(qū)。麻雀數(shù)量的動態(tài)變化：1～3月數(shù)量穩(wěn)定，4月數(shù)量增長出現(xiàn)峰值，8月數(shù)量再次出現(xiàn)峰值，10月數(shù)量開始下降，11～12月穩(wěn)定，推算得出浙江省麻雀繁殖期在4～9月。平均溫度為0～10 ℃時，麻雀數(shù)量穩(wěn)定；平均溫度為10～20 ℃時，數(shù)量開始增加；平均溫度為20～25 ℃時，數(shù)量有下降；平均溫度為25～35 ℃時，數(shù)量又有增加。麻雀數(shù)量和天氣因子極顯著相關（P<0.01）。因此，地理環(huán)境、溫度和天氣因子是影響麻雀數(shù)量變化的影響因子。

關鍵詞：麻雀（Passer montanus）；數(shù)量；環(huán)境變化；空間分析；野生動物監(jiān)測

中圖分類號：Q958；Q959.7+39 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）03-0511-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.03.030

The Relationship Between Environment and Population Changes of Sparrows

（Passer montanus） in Zhejiang Province

LIU Zhi-li， FANG Lu-ming， NING Xue-fang

（School of Information Engineering， Zhejiang A&F University/Zhejiang Provincial Key Laboratory of Forestry Intelligent Monitoring and Information Technology， Linan 311300， Zhejiang， China）

Abstract：In this paper， using 2010 to 2013 monitoring data from the Zhejiang terrestrial wildlife epidemic diseases monitoring system to dig the sparrows（Passer montanus） population dynamic change rule，explore the factors influencing the sparrows quantity change，the suggestions for wild bird surveillance were put forward. The Results indicated that the distribution of sparrows quantity was the Northern Plains>the Eastern Coastal Hilly Area>the Southwest Mountain Area. The dynamic changes of tree sparrows populations was that the sparrow quantity stabled in Janaury to March， increased to peak in April，peaked again in August， began to decline in October， then stabled in November and December. And then there had a extrapolation that sparrows breeding season in Zhejiang province was in April to September. When the average temperature of 0 to 10 ℃，the sparrows quantity stabled； the population grew in 10 to 20 ℃，decreased in 20 to 25 ℃，and increased again in 25 to 35 ℃. The interaction of weather on the sparrows quantity was extremely significantly（P<0.01）. Consequently，geographical environment， temperature and weather had influence on the sparrow quantity distribution.

Key words： sparrows（Passer montanus）； quantity； environmental changes； spatial analysis； wildlife monitoring

麻雀屬（Passer spp.），分類上屬于雀形目、麻雀科（Passeridae）、麻雀亞科（Passerinae）[1]，是世界性分布的食谷性鳥類， 分布廣、數(shù)量多、易識別、與人類的關系十分密切。20世紀70年代后期以來，用麻雀作為衡量環(huán)境污染的指示種的研究就已開始受到重視，之后對麻雀的生態(tài)學研究也比較系統(tǒng)和深入，但缺乏從宏觀對麻雀進行整體性研究[2，3]。在中國，麻雀屬分布有黑胸麻雀[Passer hispaniolensis（Temminck）]、黑頂麻雀[P.ammodendri（Gould）]、家麻雀[P.domesticus（Linnaeus）]、樹麻雀[P.montanus（Linnaeus）]、山麻雀[P.rutilans（Temminck）][4]。其中，山麻雀只分布于相對高的山區(qū)，家麻雀、黑胸麻雀和黑頂麻雀主要分布在新疆或蒙古等區(qū)域，樹麻雀廣泛分布在全國，因此麻雀通常指樹麻雀，文中樹麻雀簡稱麻雀。

鳥類是環(huán)境監(jiān)測，也是生物多樣性監(jiān)測的重要指示類群[5]。目前，在全球范圍內(nèi)已有眾多的陸地鳥類監(jiān)測工作，其監(jiān)測范圍大小不一，監(jiān)測時間各有長短[6]。中國自1982年開始采用網(wǎng)捕法開展鳥類環(huán)志后，相繼開展一系列鳥類監(jiān)測工作，主要有重點鳥類物種監(jiān)測、重點區(qū)域鳥類監(jiān)測、鳥類環(huán)志監(jiān)測、自然保護區(qū)監(jiān)測、國家級和省級監(jiān)測站監(jiān)測[7]。在長期連續(xù)的監(jiān)測工作中，鳥類工作者和監(jiān)測站積累了大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，這對于監(jiān)測鳥類疾病的傳播、保護瀕危野生動物以及研究鳥類的習性起到了積極意義。

本研究采用浙江省陸生野生動物疫源疫病監(jiān)測站2010～2013年的野外監(jiān)測麻雀數(shù)據(jù)，挖掘分析麻雀種群數(shù)量動態(tài)變化規(guī)律，從宏觀層次上探究影響麻雀數(shù)量變化的影響因子以及麻雀數(shù)量與環(huán)境之間的關系，是浙江省麻雀生態(tài)學研究中的一部分，也是野生動物監(jiān)測數(shù)據(jù)挖掘與分析研究的一部分。本研究有助于加深人們對麻雀的認識，也有助于野生動物監(jiān)測工作的開展和應用。

1 研究區(qū)域

研究區(qū)域為浙江省，位于東經(jīng)118°00′-123°00′，北緯27°12′-31°31′之間，地處亞熱帶中部，屬亞熱帶季風氣候，四季分明，平均氣溫15～18 ℃，極端最高氣溫40.7 ℃，極端最低氣溫-10.2 ℃，年平均日照時數(shù)1 710～2 100 h，全省年平均雨量980～2 000 mm，雨量豐沛，空氣濕潤，雨熱季節(jié)變化同步。浙江省地理特征非常豐富，西南多為千米以上的崇山峻嶺，海拔最高1 929 m；北部為水網(wǎng)密集的沖積平原；東部面臨東海，丘陵地帶，舟山海島眾多[8]。

2 研究方法

浙江省野生動物監(jiān)測工作從2005年開始并逐步完善，設有國家級和省級監(jiān)測站56個，分別設置在野生動物物種集中分布區(qū)或集中馴養(yǎng)繁殖場所、野生動物重要棲息地、野生動物遷徙通道中重要的食物補充地、人口密集分布區(qū)和野生動物重要棲息地的結(jié)合區(qū)[9]。采取點面結(jié)合的監(jiān)測方式，分線路巡查和定點觀測兩種方法開展監(jiān)測工作。監(jiān)測人員在野外監(jiān)測過程中通過帶GPS功能的PDA移動設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集，動態(tài)定制數(shù)據(jù)采集信息，并將采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街握憬∫吧鷦游镆卟∫咴幢O(jiān)測系統(tǒng)的后臺服務器。監(jiān)測人員基于GPS記錄巡護路徑（圖1），將采集數(shù)據(jù)，采樣位置信息、采樣圖片基于地理信息系統(tǒng)可視化展現(xiàn)，有效地支持了野外監(jiān)測工作，避免了傳統(tǒng)的紙質(zhì)記錄破損、遺失而導致的數(shù)據(jù)丟失[10]?，F(xiàn)全省國家級省級監(jiān)測站共設定巡查線路485 620 km，每個點每天觀測1～3次，每天觀測時間40.2 h，平均每個點觀測0.78 h[9]。

從浙江省野生動物疫源疫病監(jiān)測系統(tǒng)的后臺服務器中獲取2010～2013年間的監(jiān)測數(shù)據(jù)，使用Excel和SPSS統(tǒng)計分析軟件，剔除異常值，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。浙江省地理環(huán)境復雜，野生動物監(jiān)測站點分別分布在平原、丘陵、山脈、島嶼、河流、湖泊、濕地、海岸等多種地形環(huán)境中。為探究地理環(huán)境對麻雀數(shù)量的影響，選取2010～2013年間每年7月的麻雀數(shù)據(jù)，求出每個監(jiān)測站點每月的平均麻雀數(shù)量，導入ArcGIS 10.1中，用簡單克里格方法進行插值分析，得出麻雀區(qū)域分布圖，以進行分析比較。量化監(jiān)測資料，使分析結(jié)果數(shù)量化，對天氣和溫度數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計。將天氣指標進行模糊分級，晴為1，多云為2，陰為3，雨為4，雪為5。溫度量化分級為：t≤0 ℃為1，0 ℃

3 結(jié)果與分析

3.1 時間序列分析

基于浙江省野生動物監(jiān)測站對麻雀數(shù)量的重復測度，從宏觀層面上，對浙江省麻雀數(shù)量在時間序列上的動態(tài)變化進行分析。獲取2010～2013年的麻雀數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行年間差異顯著性檢驗分析，得出年間差異不顯著（t>0.1）。再將所有監(jiān)測點每月的數(shù)量進行平均，得出2010～2013年浙江省每月麻雀的平均數(shù)量表（表1），分析全省麻雀的大致活躍時間及數(shù)量變化。

從表1可以看出，2010年4月麻雀數(shù)量開始顯著增長，5月數(shù)量達到高峰，從10月開始數(shù)量回歸穩(wěn)定；2011年4月數(shù)量開始顯著增加，在6月達到高峰，之后在11月再次高峰，12月開始數(shù)量回歸穩(wěn)定；2012年數(shù)量在7月開始增加，在7～9月數(shù)量持續(xù)高峰，10月開始數(shù)量下降趨于穩(wěn)定；2013年數(shù)量在3月開始增加，在8月達到高峰，之后在10月后數(shù)量增加，11月開始降到穩(wěn)定值。經(jīng)過4年的數(shù)據(jù)的對比分析得出，麻雀數(shù)量1～3月大致穩(wěn)定，4月開始增長，一般會在5～6月和8～9月出現(xiàn)峰值，10～11月后數(shù)量開始降低回歸穩(wěn)定。

3.2 空間分析

浙江省海島眾多地形復雜，因此，本次研究中沒有考慮島嶼。從GIS麻雀區(qū)域分布圖（圖2）可得出如下結(jié)論。

1）麻雀的分布趨于穩(wěn)定。2010～2013年，麻雀的區(qū)域分布一直維持在穩(wěn)定狀態(tài)，隨著時間的變化沒有產(chǎn)生大的變動。

2）圖中顏色對比鮮明，數(shù)量差距很大。2010年麻雀數(shù)量分布在[5.526 71，3 569.66]區(qū)間內(nèi)，2011年麻雀數(shù)量分布在[6.402 4，944.729]區(qū)間內(nèi)，2012年麻雀數(shù)量分布在[10.192 5，2 772.63]區(qū)間內(nèi)，2013年麻雀數(shù)量分布在[13.951 1，2 949.81]區(qū)間內(nèi)。因此，2010～2013年，不同年份麻雀數(shù)量的最值差距很大，同一年份不同地區(qū)的麻雀數(shù)量間差距也很大。

3）空間分布不均衡。湖州地區(qū)的德清縣德清監(jiān)測站和長興監(jiān)測站的麻雀數(shù)量最多，麗水地區(qū)九龍山監(jiān)測站和臨安野生動物疫源疫病監(jiān)測站麻雀數(shù)量最少。麻雀數(shù)量空間分布如下：北部的湖州地區(qū)德清縣德清監(jiān)測站和長興監(jiān)測站、杭州地區(qū)的余杭區(qū)余杭監(jiān)測站>東部沿海的臺州地區(qū)、寧波地區(qū)、溫州地區(qū)、嘉興地區(qū)的監(jiān)測站、中部的金華地區(qū)的監(jiān)測站>杭州地區(qū)西溪濕地監(jiān)測、富陽杭州野生動物世界監(jiān)測站>西南的衢州地區(qū)、麗水地區(qū)及杭州地區(qū)的臨安野生動物疫病疫源監(jiān)測站。麻雀數(shù)量空間分布趨勢大致為：北部平原地區(qū)>東部沿海丘陵地區(qū)>西南高山地區(qū)。

3.3 環(huán)境因子分析

由于浙江省麻雀空間分布不均衡，具有鮮明的地域特征，故分別取北部平原地區(qū)的湖州長興監(jiān)測站揚子鱷監(jiān)測點、東部沿海丘陵地帶的臺州三門監(jiān)測站和蛇蟠鄉(xiāng)蛇蟠島監(jiān)測點、西南山區(qū)的麗水地區(qū)九龍山監(jiān)測站和黃壇淤監(jiān)測點的2010～2013年數(shù)據(jù)，剔除異常值，進行統(tǒng)計，得出監(jiān)測點環(huán)境與麻雀數(shù)量關系圖（圖3），然后進行比較分析。

揚子鱷監(jiān)測點在溫度級別為2、3時，數(shù)量保持穩(wěn)定，溫度級別為4、5時，數(shù)量出現(xiàn)大幅度增加，增值在[150，200]范圍內(nèi)，在溫度級別為6時數(shù)量下降，溫度級別為7時有小幅度上升趨勢；蛇蟠島監(jiān)測點在溫度級別為5、6時，麻雀數(shù)量有小幅度降低，到達溫度級別為7、8時，數(shù)量增加，增值在[50，100]范圍內(nèi)；黃壇淤監(jiān)測點在溫度級別為4、5時，數(shù)量有增加，數(shù)量增加幅度在[5，15]范圍內(nèi)，溫度級別為7時有小幅度上升趨勢。對比分析3個監(jiān)測點的結(jié)果得出，麻雀數(shù)量變化與溫度關系不受地理環(huán)境影響，在溫度級別為1～3，即平均溫度為0～10 ℃時，麻雀數(shù)量穩(wěn)定；溫度級別為4～5，即平均溫度為10～20 ℃時，數(shù)量開始增加；溫度級別為6，即平均溫度為20～25 ℃時，數(shù)量有下降；溫度級別為7，即平均溫度為25～35 ℃時，數(shù)量又有增長趨勢。

經(jīng)過統(tǒng)計分析得知，浙江省內(nèi)各監(jiān)測點溫度變化均呈拋物線形式，在7、8月達到高峰，統(tǒng)計分析各個監(jiān)測站間溫度差異不顯著（t>0.1）。故取所有監(jiān)測點的溫度進行平均，得出浙江省月溫度級別變化。對溫度和月份關系進行擬合，得溫度和月份的回歸方程：T=-0.013 9 x3+0.125 3x2+0.585 5x+1.379 9（T為溫度，x為月份），其中，相關系數(shù)在0.950 0以上（P<0.01），t檢驗和F檢驗均通過。利用回歸方程，可以通過溫度推算月份。溫度級別為4～5時，對應的月份大致在4～5月和10～11月；溫度級別為7時，對應的月份是7～8月。因此，各監(jiān)測點在4月數(shù)量增加后出現(xiàn)高峰，7～8月數(shù)量再次增加，11月后數(shù)量下降，與上文得到浙江省麻雀總體數(shù)量變化規(guī)律基本一致。因此，各個監(jiān)測點麻雀數(shù)量變化規(guī)律均受溫度影響。

由圖3可知，對于數(shù)量和天氣關系的統(tǒng)計研究中，蛇蟠島、黃壇淤、揚子鱷監(jiān)測點的數(shù)據(jù)變化趨勢一致，不受監(jiān)測點地理環(huán)境影響。在天氣級別為1～5時，麻雀數(shù)量逐漸呈降低趨勢。對監(jiān)測點天氣與數(shù)量關系進行擬合，得到監(jiān)測點天氣級別與數(shù)量回歸關系表（表2）。3個監(jiān)測點的多項式回歸的相關系數(shù)都在0.950 0以上（P<0.01），表明回歸曲線擬合程度很好，即監(jiān)測點天氣級別與數(shù)量之間有極顯著的相關關系。

4 小結(jié)與討論

4.1 浙江省麻雀的繁殖活動時間分析

真正意義上的鳥類監(jiān)測應側(cè)重于對鳥類種類和數(shù)量的重復測度，從而了解一個地區(qū)鳥類種類和數(shù)量在時間序列上的動態(tài)變化[11]。據(jù)賈相剛等[12]、潘炯華等[13]的早期研究，河北的麻雀在5～8月繁殖，廣州的麻雀在4～11月繁殖。南北氣候的不同，會影響麻雀的繁殖期。據(jù)壽振黃的調(diào)查，麻雀數(shù)量的年變化情況為1～6月相當穩(wěn)定，7月開始增長，8月增多，9月達到高峰，10月下降，11～12月又趨向穩(wěn)定，結(jié)合麻雀的繁殖活動，7月麻雀數(shù)量開始增加，這恰是第一窩巣鳥長大出飛離巢的階段；9月數(shù)量達到高峰，正是麻雀繁殖結(jié)束時[12]。文中研究得出麻雀數(shù)量1～3月大致穩(wěn)定，4月開始增長，一般會在5～6月和8～9月出現(xiàn)峰值，10～11月后數(shù)量開始降低回歸穩(wěn)定。此結(jié)果結(jié)合麻雀的繁殖活動，可推測浙江省麻雀繁殖活動：4月數(shù)量增長出現(xiàn)峰值，麻雀開始繁殖，并長大出飛離巢；8月數(shù)量再次出現(xiàn)峰值，是麻雀繁殖結(jié)束時；之后10月數(shù)量開始下降，11～12月及之后的1～3月數(shù)量呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，繁殖期在4～9月。

4.2 地理環(huán)境影響麻雀數(shù)量分布

麻雀的分布及數(shù)量波動因生境不同、季節(jié)不同、地區(qū)不同等有很大差異[14]。劉德紹等[15]在文章中指出，在不同生境中麻雀的分布密度不同，在鄉(xiāng)村以及城鎮(zhèn)、農(nóng)田中分布的密度遠大于灌叢、森林及水域；在垂直方向上，麻雀的分布隨海拔高度的變化而變化，主要分布于海拔高度500～1 000 m這一區(qū)間內(nèi)。文中得出地理環(huán)境影響麻雀數(shù)量分布，其數(shù)量空間分布趨勢大致為：北部平原地區(qū)>東部沿海丘陵地區(qū)>西南高山地區(qū)。在北部平原地區(qū)，人口密集，人類活動密度大，麻雀數(shù)量相應增多。7月處于麻雀的繁殖期，平原地區(qū)麻雀數(shù)量快速增長達到上千只。在東部沿海丘陵地帶，丘陵密布，但海拔均在1 000 m以下。候鳥遷徙途徑東部沿海，監(jiān)測點分布密集，而丘陵中的灌叢等適合麻雀隱藏，使得麻雀不易被監(jiān)測到，因此麻雀數(shù)量少于平原地區(qū)。在西南山區(qū)，高山起伏，海拔最高1 929 m，麻雀分布少。同時，西南山區(qū)復雜的地被層也為鳥類提供了隱蔽場所，導致野外可觀察幾率降低，麻雀數(shù)量統(tǒng)計低至個位數(shù)。

4.3 天氣和溫度影響浙江省麻雀數(shù)量變化

鳥類作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分，對氣候和環(huán)境的改變反應相當敏感，可以作為監(jiān)測全球氣候變化的一項重要依據(jù)[16]。氣候變化對野生鳥類的地理分布、繁殖生態(tài)以及種群動態(tài)產(chǎn)生了顯著影響[17]。本研究通過對比分析2010～2013年代表不同地理環(huán)境的監(jiān)測點數(shù)據(jù)得出，平均溫度為0～10 ℃時，麻雀數(shù)量穩(wěn)定；平均溫度為10～20 ℃時，數(shù)量開始增加；平均溫度為20～25 ℃時，數(shù)量有下降；平均溫度為25～35 ℃時，數(shù)量再次增加。溫度變化對浙江省麻雀的繁殖產(chǎn)生影響，在平均溫度為10～20 ℃和25～35 ℃時，麻雀繁殖使麻雀數(shù)量增加。同時，本研究得出麻雀種群數(shù)量和天氣極顯著正相關，根據(jù)研究結(jié)果可以幫助監(jiān)測人員日常的監(jiān)測工作，通過溫度和天氣的變化來預測麻雀數(shù)量變化，并且可以以麻雀的數(shù)量變化來監(jiān)測浙江省各監(jiān)測點的天氣和溫度變化。吳偉偉等[18]在研究中提出長期監(jiān)測的數(shù)據(jù)準確，能使鳥類研究結(jié)果可靠性強，而考慮生理因素開發(fā)機理模型研究氣候變化對鳥類的影響將成為一種新的趨勢。研究的不足之處在于沒有利用模型來量化得出天氣和溫度與麻雀數(shù)量的關系，用以準確預測麻雀的數(shù)量變化。

本研究不同于以往環(huán)志法研究，采用浙江省陸生野生動物疫病疫源監(jiān)測監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)進行研究分析。浙江省野生動物監(jiān)測工作開展多年，積累大量數(shù)據(jù)，對于鳥類的研究分析具有重要意義。但由于監(jiān)測點一直在逐步完善，監(jiān)測人員專業(yè)素質(zhì)不一致，監(jiān)測環(huán)境復雜，野外鳥類監(jiān)測存在一些困難。監(jiān)測點分布不均衡同樣可能導致野外麻雀空間分布不均衡，在下一步野外監(jiān)測中，監(jiān)測點分布設置還需進一步完善，以便能更均衡地監(jiān)測到全省鳥類數(shù)量變化。其他氣候因子和環(huán)境因子也應更多地被監(jiān)測，以便進一步開展野外鳥類監(jiān)測數(shù)據(jù)挖掘分析，更好地監(jiān)管生態(tài)環(huán)境變化。在下一步鳥類生態(tài)學研究中，將更多地考慮鳥類的生理因素以建立模型進行精確預測，以便更為準確地研究鳥類習性及數(shù)量變化規(guī)律，更好地實現(xiàn)對野生動物的監(jiān)測，造福于民。

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