放牧对向海榆树天然林春季鸟类多样性的影响

包 军 林宝庆 李连山 利世锋 史殿才

（吉林向海国家级自然保护区管理局，吉林通榆 137215）

 

摘要:2008年5月，通过对吉林向海国家级自然保护区榆树天然林进行实地调查，共记录到鸟类8目12科15种，运用样方法调查天然林中的生境因子，并以样方法中牛羊的粪便数量和蹄印数量作为放牧强度定量研究的指标，将研究区域分成非放牧区，中度放牧区和重度放牧区。经计算这三种类型生境的鸟类香农-威纳多样性指数，其值分别是H1=1.10712, H2=1015096, H3=0.85356。可知这三种类型生境杜的鸟类多样性大小是：中度放牧区>非放牧区>重度放牧区。运用SPSS13.0软件进行统计分析，先剔除掉10种生境变量中不能作为独立因子的3种因子：隐蔽度、羊的蹄印数量、盖度，并以鸟类种数作为因变量，剩余的7种生境因子作自变量，通过逐步回归的方法筛选出对鸟类种类有影响的生境因子，并确定各因子的影响作用。结果表明鸟类多样性受草本植物种类和牛的蹄印数量影响显著，是有效的预测变量。鸟类种数与草本植物种类呈线性递增的正相关关系，与牛的蹄印数量呈线性递减的负相关关系。可见，榆树天然林中植被的物种多样性与放牧活动对榆树天然林的鸟类多样性有直接的影响。因此，保护好向海榆树天然林的鸟类多样性，一方面要控制好放牧活动的强度，另一方面要保护和恢复多样的植被，为鸟类提供适宜的生境，维护天然林生态系统的稳定性。

关键词：放牧；榆树天然林；鸟类多样性；影响

 

Abstract:The Effects of grazing disturbances on spring bird diversity of natural elm plants in Xianghai Natural Reserve

The surevey on bird divesity was completed the investigation that made in the natural elm plants in Xianghai Natural Reserve during May in 2008.The investion was conducted by the quadrat methed.10 habitat factors and totally 15 bird species were recorded.The investigation region was been divided into the light grazed areas,medium grazed areas and heavy grazed areas according to the sum number of herds’ fecal pellets and hoofprints.These three areas’ Shannon-Weiner diversity index were H1=1.10712,H2=1.15096,H3=0.8536.So the spring birds diversity of natural elm plants were medium grazed areas＞light grazed areas＞heavy grazed areas. The two signigicant influence factors,the number of herbags’s species and cow’s hoofprints,were selected by stepwise regression analysis.Then we found that the number of birds’ species was linear relation increased with the number of herbage’s species and decreased linearly with the number of cow’s hoofprints。This survey showed that the grazing directly influenced the spring bird diversity of natural elm plants in Xianghai.Otherwise,to protect the birds diversity of natural elm plants in Xianghai.On one hand,the vegetation must be recovered and reserved and reserved,on the other hand,the grazing must be controlled reasonably.Consequently thus privode the better habitat for the birds and prootect the stabillity of ecosystem in the natural elm plants.

Key words:grazing; natural elm plants; birds diversity;effect

放牧是动物在草地的一种采食行动，是使人工管护下的草食动物在放牧地上采食牧草并将其转化畜产品的一种生产方式。放牧是天然林重要干扰因素。放牧扰动以及不同放牧强度对天然林生态系统的组成要素，如植被结构、动物、微生物、土壤以及土壤动物群落结构、生物多样性、垂直分布等均有重大影响（李永宏1997）【1】。近些年，随着人口的急剧增多和对畜产品的需求增大，人们加剧了放牧活动，使天然林生态系统中的植被结构发生了较大变化。国内生态学工作者对放牧生态学做了大量的研究工作。而这些工作主要集中在放牧与植被的关系上，涉及到动物种群和群落变化的研究较少，涉及放牧对鸟类的影响的文章更是少见，而鸟类是天然林生态系统中的重要组成部分，对树林生境的变化反映较为敏感[2]。

1、自然概况

向海自然保护区位于吉林省通榆县西北部，其地理位置在东经122°05′-122°35′，北纬在44°50′-45°19′之间，北部和西部分别与洮南市、内蒙古自治区的科右中起相邻。向海地处内蒙古高原和东北平原的过度地带，在大地构造上属松辽凹陷的西部沉降带，地质以沙化和盐碱化的平原为特征，区内土壤有盐碱地、栗钙土和风积沙土。保护区生物资源丰富，多种生物区系与复杂的生态环境相互渗透。区内湿地面积达3.6万公顷，草原3.04万公顷，林地2.9万公顷，其中天然林面积达1.9万公顷。沙丘榆林、湖泊水域、芦苇沼泽、羊草草原形成多样的生态系统，构成典型多样性的湿地物种基因库。据初步统计，区内有野生植物595种，其中药用植物220种；野生脊椎动物300多种，其中鸟类293种。在国家重点保护的陆生野生动物名录中的鸟类部分，向海就有52种，其中一类保护的有10种，二类保护的有42种。有中日两国政府签署的《保护候鸟及其栖息地协定》中的鸟类173种，占协定种数的76.21%，有濒危野生动植物国际贸易公约中保护的鸟类49种。有国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物的鸟类部分有235种。

向海自然保护区境内现有近2万人口在区内从事着各种生产活动，牧业在整个活动中占到约20%。据统计全区现有牛羊数约8万只，虽然当地政府和保护区采取了禁牧和用生态围栏对天然林进行封围等措施，但放牧活动仍然是影响区内榆树天然林内鸟类多样性的主要因素之一。

2、研究方法

本次研究采用的方法样方法是：先在榆树天然林中布设4个角，中心位置做5个2×2m的小样方，进行观察记录。每天上午步行对样方中的鸟类进行定点统计记录。记录所见到的鸟的种数和数量及所在地的生境因子。并对看到的鸟类的种数和数量加以记录，也对听到鸣叫声的鸟类进行统计。根据记录的数据运用香农—威纳指数公式【3】，可以得知鸟类多样性程度的高低。以每个样方里记录的鸟类种数作为因变量，以乔木数量、草本植物种数、隐蔽度、牛粪便堆数、羊粪便堆数、牛蹄印数量、树桩数量、样方里草本植物的平均高度、盖度为自变量运用SPSS13.0软件进行多元线性回归分析，筛选对鸟类多样性显著相关的生境因子，确定各生境因子对鸟类多样性的影响作用。

3、结果

3.1香农-威纳多样性指数比较

依据外业采集到的数据中牛羊粪便数量和牛羊的蹄印数量，按照各个样方中牛羊粪便堆数与牛羊蹄印数之和作为放牧强度的定量指标（A）,可以将研究的样方分成非放牧区（A＜30）、中度放牧区（30＜A＜50）、重度放牧区（A＜50）三种生境，它们的鸟类香农-威纳多样性指数分别是H1=1.10712，H2=1.15096，H3=0.85356，既H2＞H1＞H3。

4.2线性回归分析

4.2.1生境因子的独立性检验

对外业采集到的生境因子经行相关分析，将相关系数大于0.6的生境变量删除，保持因子之间的独立性，相关分析结果见表1，因子描述性统计量结果见表2。

表1生境变量之间的相关分析（Habitat varibles Correlation）

Pearson系数   X1     X2       X4     X5     X6       X8    X9

X1     1.000 X2    0.077    1.000 X4      -0.316   -0.359   1.000 X5      -0.416   -0.405   0.465  1.000 X6      -0.510   -0.095   0.583   0.401   1.000 X8      0.281    -0.273   0.187   0.240   0.112  1.000 X9     -0.357    0.085    0.360   0.481   0.310   0.112  1.000 P值           X1              X2      0.343 X4      0.044    0.026 X5      0.011    0.013   0.005 X6      0.002    0.309   0.000   0.014 X8      0.066    0.072   0.161   0.100  0.277 X9      0.027    0.327   0.025   0.004   0.048  0.278

 

 

 

表2 生境变量描述统计量(Habitat varibles Descriptive Descriptive Statistics)

平均值（Mena）    标准偏差（Std. Deviation）    样方总数（N）

Y X1 X2 X4 X5 X6 X8 X9

8.7667               3.18058                         30 16.6333              16.60179                        30 3.4667               1.87052                         30 11.1333              7.32842                         30 11.7000              7.95310                         30 13.1667              10.76739                        30 9.4333               9.47113                         30 0.3407               0.17728                         30

 

（注：Y：鸟类种数；X1 ：样方里的乔木数量；X2 ：草本植物种数； X4 ：牛粪便堆数； X5 ：羊粪便堆数； X6  ：牛蹄印数量； X8 ：树桩数量； X9 ：草本植物平均高度）

通过回归分析，得到草本植物种数与鸟类多样性成线性递增的正相关关系，生境因子牛蹄印数量与鸟类多样性成线性递减的负相关关系。

 

5讨论

 

三个不同区域的鸟类香农-威纳多样性指数，表明中度放牧区的多样性最高，非放牧区次之，重度放牧区的最低。分析其原因，可能是由于中度和重度放牧活动对研究区域产生了干扰，依据Conell等提出的中度干扰的假说（intermediate disturbance hypothesis）【4】，既中等程度的干扰频率能维持高多样性。其理由是1）一次干扰后少数先锋种入侵断层，如果干扰频繁、一再出现，则先锋种不能发展到演替中期，使多样性保持较低;(2)如果干扰间隔期很长，使演替过程能发展到顶级期，竞争排斥作用达到排斥别种，多样性也不高；（3）只有中等干扰程度将使多样性最高，它允许更多物种入侵和建立种群。

鸟类多样性和草本种数、牛的蹄印数量的关系说明：在本次研究里影响鸟类多样性的主要生境因子是草本植物种类的数目和牛蹄印数量。分析其原因：放牧对植物群落物种丰富度和多样性的影响主要取决于放牧动物的选择性采食行为。而作为植物生产力的主要数量指标，草本植物种类与放牧强度一般也呈单峰状曲线关系。即随着放牧强度的增加植物生产力将会先增加，自至某一最佳点时达到最大，尔后下降。在植物丰富度和多样性高的区域内，鸟类的多样性也是比其他区域要高。

6结论

 

通过对向海放牧活动对榆树天然林春季鸟类多样性的影响的研究，获得一下结论：

(1)适度的放牧活动在一定程度上能增加鸟类的生物多样性，验证了经典的中度干扰理论在鸟类多样性保护管理实践中的应用价值。

(2)在向海自然保护区的榆树天然林中，草本植物的种数与鸟类的生物多样性呈正相关关系，牛蹄印数量与鸟类生物多样性呈负相关关系，表明过度放牧可能给鸟类多样性造成丧失。

(3)要协调好放牧活动与鸟类生境中植物保护之间的矛盾，最终实现鸟类资源保护与促进当地畜牧业的可持续发展。

 

7向海保护区天然林鸟类保护措施建议

 

要保护鸟类的生物多样性，就不要简单的去阻止干扰。从理论上来说，中度干扰能增加生物多样性。实际上，干扰可能是产生多样性的最有力的手段之一。群落中不断地出现断层、新的演替、板块状的镶嵌等等，都可能是维护和产生生态多样性的动因。

（1）要确保合理的载畜量和适宜的放牧强度。放牧的动物头数越多，放牧时间越长，放牧强度越大，对天然林的地形和水土保持状况的破坏力就越大，植物群落的组成成分改变就越多。一定要根据草地饲草产量合理规定载畜量。

（2）生境和食物管理结合日常的保护区巡护管理。 注意观察记录能为鸟类提供食物的植物种类、数量、生长地点和果实成熟季节。在做生境管理时，有意识地种植和培育在该季节能为鸟类提供食物的植物。

(3)加强保护野生动物意识教育，使人们自觉地遵守有关野生动物的保护法规。结合保护区生态旅游、爱鸟周、世界地球日等开展定期的包括小学生在内的保护环境、保护鸟类资源的公众教育活动。

（4）坚定不移地贯彻执行“天然林保护工程”，保护好森林资源，进一步协调好经济发展与环境保护的关系，创建和谐的生态文明。

 

参考文献

【1】       李永宏，钟文勤，康乐等。草原生态系统中不同生物功能类群及土壤因素间的相互作用和协同变化（A）。中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站草原生态系统研究(第5集)【C】。北京：科学出版社，1997，12（10）：1~11

【2】       Grinnell, J. The niche-relationships of the Californial Thrasher. The Auk. 1917 34.427~433;

【3】       香农-威纳指数的公式是H=－∑（Pi） （log2Pi）

【4】       Connel J H. Dibersity in tropical rain forests coral reefs[J].Science.1978,199:1302~1310