白河國家級自然保護(hù)區(qū)鳥類多樣性分析
——基于樣線法和紅外相機(jī)技術(shù)

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(1.四川省白河國家級自然保護(hù)區(qū)服務(wù)中心，四川 九寨溝 623400；2.西華師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，四川 南充 637002)

四川省白河國家級自然保護(hù)區(qū)是以保護(hù)大熊貓(Ailuropoda melanoleuca)和川金絲猴(Rhinopithecus roxellana)為主的野生動物及森林生態(tài)類型的自然保護(hù)區(qū)。地處青藏高原東北部，是青藏高原和四川盆地兩大地貌單元的過渡帶，九寨溝縣中部，區(qū)域內(nèi)地形地貌以高山深谷、坡陡水急、層巒疊障的深切割高山狹谷為主。保護(hù)區(qū)氣候?qū)儆谂瘻貛О霚貪櫄夂颍涞貏萦晌髂舷驏|北傾斜，氣候垂直分布規(guī)律較明顯，復(fù)雜的環(huán)境條件孕育了豐富的鳥類多樣性。

史東仇等[1]在1985年對保護(hù)區(qū)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的鳥類資源調(diào)查，在保護(hù)區(qū)發(fā)現(xiàn)鳥類共12目31科133種；冉江洪等[2]在2002—2004年對九寨溝自然保護(hù)區(qū)的鳥類研究時，對白河自然保護(hù)區(qū)的鳥類進(jìn)行了部分分析。但針對保護(hù)區(qū)內(nèi)鳥類多樣性研究仍然不夠深入。因此，適時地對該保護(hù)區(qū)的鳥類資源進(jìn)行全面野外調(diào)查對保護(hù)區(qū)鳥類生物多樣性的保護(hù)具有極其重要的理論和實(shí)際意義。傳統(tǒng)的野外調(diào)查方法一般采用樣線法進(jìn)行，但對于林下鳥類和夜行動物的調(diào)查存在明顯不足[3]，而對野生動物干擾小且能全天候工作紅外相機(jī)技術(shù)正好能彌補(bǔ)這一缺陷。本文采用樣線法和紅外相機(jī)2種調(diào)查方法，通過調(diào)查結(jié)果比較2種調(diào)查方法的異同點(diǎn)，為鳥類資源調(diào)查提供基礎(chǔ)資料。結(jié)合2種調(diào)查方式開展白河自然保護(hù)區(qū)內(nèi)鳥類多樣性及其空間分布格局研究，擬進(jìn)一步補(bǔ)充和完善白河鳥類多樣性資料庫，并從中探討引起空間分布格局差異的原因。

1 研究方法

樣線法的調(diào)查優(yōu)勢針對的是存在數(shù)量較多、喜日間活動的物種；存在數(shù)量少、喜夜間活動以及野外活動觀測難的物種則可以依靠紅外相機(jī)進(jìn)行跟蹤調(diào)查[4，5]。

1.1 樣線法

進(jìn)行樣線設(shè)計(jì)時，綜合考慮保護(hù)區(qū)的地理位置，以及陸生野生動物的活動范圍、生態(tài)習(xí)性等情況后，在保護(hù)區(qū)內(nèi)共設(shè)置了29條樣線。每條樣線長度為3km，樣線單側(cè)寬度設(shè)置根據(jù)情況有所變化，山地密林單側(cè)為25m，稀疏林地單側(cè)為50m，樣線覆蓋保護(hù)區(qū)內(nèi)不同高度的海拔生境類型。分別在不同季節(jié)(春、夏、秋、冬4次)和繁殖期共5次均按照設(shè)置的29條樣線進(jìn)行調(diào)查，時間為每天08：00—11：30，15：30—18：00。調(diào)查過程中，利用GPS定位并記錄調(diào)查樣線的軌跡，觀測物種的名稱、數(shù)量以及地理位置等信息，使用Apresys(10×42)雙筒望遠(yuǎn)鏡觀測樣線兩側(cè)的鳥類種類和數(shù)量，并借助佳能EOS5DSR照相機(jī)進(jìn)行拍攝。

1.2 紅外相機(jī)拍攝

紅外相機(jī)調(diào)查時，在白河自然保護(hù)區(qū)內(nèi)布設(shè)51個紅外相機(jī)監(jiān)測位點(diǎn)(密度為1臺·km-2)，進(jìn)行為期1年的連續(xù)監(jiān)測。相機(jī)布設(shè)在動物經(jīng)常發(fā)生活動的水源等附件的樹干上，安裝高度40～100cm，監(jiān)測位點(diǎn)分布在灌木林、常綠闊葉林、常綠針闊混交林和常綠落葉闊葉混交林等不同植被類型中[6，7]。紅外相機(jī)設(shè)置為拍照加攝像模式，先連拍3張照片，然后攝像15～20s，觸發(fā)間隔時間0s，全天24h拍照，照片大小12M，視頻規(guī)格1080p。每3～4個月更換1次電池并回收照片和視頻數(shù)據(jù)，并記錄下每個相機(jī)位點(diǎn)的放置時間、海拔、經(jīng)度、緯度、坡向、坡度以及所處的喬木、灌木和草本的種類、林木蓋度和密度等信息。

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 樣線法

采用SPSS和Excel軟件對調(diào)查到的每個樣線的物種數(shù)量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，統(tǒng)計(jì)觀測到的鳥類種類和數(shù)量。設(shè)置每400m海拔高度差距為1個海拔間距進(jìn)行鳥類物種數(shù)統(tǒng)計(jì)，海拔區(qū)間范圍1000～1400m為區(qū)間Ⅰ、1400～1800m為區(qū)間Ⅱ、1800～2200m為區(qū)間Ⅲ、2200～2600m為區(qū)間Ⅳ、2600～3000m為區(qū)間Ⅴ、3000～3400m為區(qū)間Ⅵ、3400～3800m為區(qū)間Ⅶ、3800～4200m為區(qū)間Ⅷ、4200～4600m為區(qū)間Ⅸ。

1.3.2 紅外相機(jī)法

針對紅外相機(jī)拍攝到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行動物分類后過濾掉重復(fù)的個體照片，僅保留有效照片用于后續(xù)分析。

2 結(jié)果分析

2.1 物種組成

經(jīng)過1年時間，在設(shè)置好的29條樣線上共完成145次調(diào)查，觀察記錄到12目36科103種鳥類；設(shè)置的51臺紅外相機(jī)共記錄到8目18科37種。綜合2種調(diào)查方法共記錄到12目37科114種鳥類，如表1所示。其中，紅外相機(jī)記錄到的37種鳥類中有26種也在樣線調(diào)查中被觀測到，如普通秋沙鴨、黃爪隼、紅喉雉鶉、血雉等；灰胸竹雞、紅腹角雉、噪鵑等11種鳥類只被紅外相機(jī)記錄，在樣線觀測中未被發(fā)現(xiàn)。

表1 四川白河自然保護(hù)區(qū)鳥類名目

本次調(diào)查相比2012年白河自然保護(hù)區(qū)科考報(bào)告中的調(diào)查結(jié)果，在樣線調(diào)查中新發(fā)現(xiàn)赤胸啄木鳥(Picoides cathpharius)、琵嘴鴨(Anas clypeata)、銅藍(lán)鹟(Eumyias thalassina)、金眶鴴(Charadrius dubius)、普通朱雀(Carpodacus erythrinus)、灰背隼(Falco columbarius)、黑尾蠟嘴雀(Eophona migratoria)、藍(lán)歌鴝(Luscinia cyane)、普通秋沙鴨(Mergus merganser)、棕臉鹟鶯(Abroscopus albogularis)、棕腹大仙鹟(Niltavadavidi)、鳳頭雀鶯(Leptopoecile elegans)和煤山雀(Parus ater)共13種鳥類；紅外相機(jī)調(diào)查中新發(fā)現(xiàn)普通朱雀(Carpodacus erythrinus)、灰胸竹雞(Bambusicola thoracica)、畫眉(Garrulax canorus)、金胸雀鹛(Alcippe chrysotis)、普通秋沙鴨(Mergus merganser)共5種鳥類。除去2種調(diào)查方法中重合的鳥類，在本次調(diào)查中共新發(fā)現(xiàn)鳥類16種。

2.2 鳥類資源分類比較

通過2種方法調(diào)查保護(hù)區(qū)鳥類資源，記錄到國家Ⅰ級重點(diǎn)保護(hù)的鳥類有紅喉雉鶉(Tetraophasis obscurus)和金雕(Aquila chrysaetos)；國家Ⅱ級重點(diǎn)保護(hù)的鳥類有勺雞(Pucrasia macrolopha)、灰背隼(Falco columbarius)、黑鳶(Milvus migrans)、縱紋腹小鸮(Athene noctua)、四川林鸮(Strix davidi)、普通鵟(Buteo buteo)、黃爪隼(Falco naumanni)、紅腹角雉(Tragopan temminckii)、鬼鸮(Aegolits funereus)和血雉(Ithaginis cruentus)共10種。其中，中國特有種鳥類有灰胸竹雞(Bambusicola thoracica)、四川林鸮(Strix davidi)、鳳頭雀鶯(Leptopoecile elegan)、黃腹山雀(Parus venustulus)和銀臉長尾山雀(Aegithalos fuliginosus)。

分析本次調(diào)查結(jié)果，由圖1可知，東洋界鳥類占比最多，占本次調(diào)查記錄的47.37%，古北界鳥類占本次調(diào)查記錄的39.47%，廣布種占本次調(diào)查記錄的13.16%，在新發(fā)現(xiàn)的16種鳥中，赤胸啄木鳥(Picoides cathpharius)、畫眉(Garrulax canorus)等8種鳥屬于東洋界，琵嘴鴨(Anas clypeata)和普通秋沙鴨(Mergus merganser)等7種鳥屬于古北界；由圖2可知，東洋型占比最高為20.18%，古北型和喜馬拉雅-橫斷山區(qū)型鳥類占比均為15.79%，全北型鳥類占比為11.40%，南中國型鳥類占比為10.53%，其他分布類型鳥類占比都較少，另外不易歸類的分布鳥類占比有11.40%；由圖3可知，留鳥數(shù)量在白河自然保護(hù)區(qū)內(nèi)所占比例最高，其數(shù)量占本次調(diào)查記錄數(shù)量的69.30%，并且在新發(fā)現(xiàn)的16種鳥中有灰背隼(Falco columbarius)、灰胸竹雞(Bambusicola thoracica)等12種鳥均為留鳥，夏侯鳥數(shù)量占本次調(diào)查記錄數(shù)量的21.93%，最后是旅鳥和冬候鳥各占4.39%。

圖1 四川白河自然保護(hù)區(qū)鳥類區(qū)系分布圖

圖2 四川白河自然保護(hù)區(qū)鳥類分布型分布圖

圖3 四川白河自然保護(hù)區(qū)鳥類居留類型分布圖

2.3 鳥類垂直分布

白河自然保護(hù)區(qū)海拔在1240m～4453m，海拔差為3213m，以設(shè)置的海拔間距為400m海拔進(jìn)行鳥類物種數(shù)統(tǒng)計(jì)，共有海拔區(qū)間Ⅰ～Ⅸ共9個海拔區(qū)間段。由圖4可知，鳥類物種數(shù)量隨海拔升高而減少。海拔在1000～1400m區(qū)間時物種數(shù)量最多為39種，在3000～3400m海拔范圍內(nèi)相比2600～3000m海拔范圍內(nèi)物種數(shù)略有增加。

圖4 四川白河自然保護(hù)區(qū)鳥類隨不同海拔分布變化圖

3 討論

經(jīng)過1年時間對白河自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行的調(diào)查結(jié)果表明，本次共記錄到12目37科114種鳥類。在2012年對保護(hù)區(qū)進(jìn)行的科學(xué)考察報(bào)告中，以當(dāng)次調(diào)查結(jié)果并結(jié)合以往已有資料，統(tǒng)計(jì)出保護(hù)區(qū)鳥類有14目45科163種。在本次設(shè)置的29條樣線上，觀察記錄到12目36科103種鳥類，其中共13種鳥類為本次新記錄鳥類；51臺紅外相機(jī)拍攝記錄到8目18科37種，其中有5種鳥類為本次新記錄鳥類。結(jié)合2種調(diào)查方法共新記錄到16種鳥類，這個調(diào)查發(fā)現(xiàn)將進(jìn)一步補(bǔ)充和完善了保護(hù)區(qū)的鳥類資源本底資料，為白河自然保護(hù)區(qū)鳥類的生物多樣性和保護(hù)提供了參考。

對比本次調(diào)查采用的2種調(diào)查方法，樣線法觀察到的鳥類數(shù)量遠(yuǎn)多于紅外相機(jī)記錄到的鳥類數(shù)量。紅外相機(jī)調(diào)查中新記錄到的5種鳥類，普通秋沙鴨和普通朱雀在樣線法中也有記錄到，而灰胸竹雞、畫眉和金胸雀鹛只被紅外相機(jī)記錄。紅外相機(jī)的特點(diǎn)在于便于記錄常在林下活動或是夜間活動的生物，灰胸竹雞是雉科竹雞屬的鳥類，喜愛棲息于山區(qū)、平原、灌叢、竹林以及草叢；畫眉是雀形目畫眉科的鳥類，喜愛棲息于山丘的灌叢和村落附近的灌叢或竹林中，常在林下的草叢中覓食；金胸雀鹛是鶯科雀鹛屬小型鳥類，喜愛在樹枝和竹叢間跳躍，3種鳥類在林下的活動相對較為頻繁。但由于紅外相機(jī)安放位置高度的限制和放置數(shù)量不能完全覆蓋，并且鳥類普遍在林冠層活動不易被捕攝，所以記錄數(shù)量上不如樣線法[8，9]。基于鳥類活動的特點(diǎn)，在物種調(diào)查時，想要獲得更加全面和準(zhǔn)確的調(diào)查研究結(jié)果，最優(yōu)的方案是采用多種調(diào)查方法相互配合使用[10，11]。

調(diào)查結(jié)果表明，鳥類物種數(shù)與海拔高度呈反比例關(guān)系，數(shù)量隨海拔高度的增加而減小，與王茜[12]等研究鳥類垂直分布得到的結(jié)論相同。由于不同高度的海拔帶上溫度、光照、土壤、坡度和坡向等生態(tài)因子不同，造成的生態(tài)系統(tǒng)上物質(zhì)生產(chǎn)產(chǎn)生的生物生存資源的不同[13]，所以鳥類在不同海拔高度上的物種分布和種群生態(tài)位都有所差異。這是鳥類通過長期的自然選擇對環(huán)境的適應(yīng)性生存，也是鳥類種群生態(tài)位分化在資源分布時空格局下多物種實(shí)現(xiàn)共存的生物多樣性維持機(jī)制[14]。

終上所述，樣線法調(diào)查過程中觀察視野更寬闊，調(diào)查的生物物種更為豐富，紅外相機(jī)調(diào)查能捕攝地面活動或是喜愛夜間活動生物，可以彌補(bǔ)樣線調(diào)查在時間和空間上分布不足的缺點(diǎn)。但是由于生物活動的不確定性和偶然性，會使得樣線法調(diào)查或是紅外相機(jī)調(diào)查時都會產(chǎn)生誤差，所以想要更加全面的研究區(qū)域內(nèi)的物種多樣性，應(yīng)采用多種調(diào)查方法相結(jié)合的形式，以便更全面地掌握和分析區(qū)域內(nèi)物種的組成和分布情況。本研究通過樣線法和紅外相機(jī)相結(jié)合的方法對白河自然保護(hù)區(qū)鳥類進(jìn)行了調(diào)查和分析，旨在不斷完善保護(hù)區(qū)鳥類物種資料，為今后保護(hù)區(qū)鳥類的監(jiān)測和多樣性保護(hù)提供參考資料。