祃來坤，劉建平，侯建華，張振群

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(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)

火燒對機場草地鳥類群落的影響

祃來坤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月利用路線調(diào)查法研究了火燒對機場草地鳥類群落的影響.結(jié)果表明：共記錄鳥類11種，隸屬于5目8科，其中優(yōu)勢種為麻雀(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)具有最高的鳥類密度、Shannon-Weiner指數(shù)值(H＇)和Pielou均勻度指數(shù)值(E)；火燒顯著降低了鳥類群落的密度、物種多樣性和均勻度(P<0.05)，且鳥類密度隨著火燒程度的增加而降低；但火燒沒有顯著改變鳥類群落的物種數(shù)(P>0.05)，火燒區(qū)域與未火燒區(qū)域鳥類群落物種組成具有較高的相似性.

關(guān)鍵詞：火燒；鳥類群落；機場；草地

DOI：10.3969/j.issn.1000-1565.2015.02.012

中圖分類號：Q958.11

文獻標志碼:??志碼:A

文章編號：編號：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

基金項目：機場鳥撞綜合防治研究項目；河北省自然科學(xué)基金資助項目(C2012204087)；河北大學(xué)自然科學(xué)研究計劃項目(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物體，還能在短時間里劇烈地改變周圍環(huán)境，破壞動物的棲息環(huán)境，進而引起動物群落的變化和演替.目前，國內(nèi)外有關(guān)火燒影響的研究多集中于植物群落，而對鳥類群落影響的研究較少.已有的研究結(jié)果顯示，不同的植被類型和不同的火燒程度可能對鳥類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類組成出現(xiàn)顯著差異[1]；濕地火燒可引起部分濕地鳥種改變而造成鳥類群落結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化[2]；火燒對地面筑巢的鳥類有災(zāi)難性的作用[3-4]并影響丹頂鶴的巢址選擇[5]；樟子松林火燒后鳥類群落組成有年間差異，隨著時間的推移，草原類型的鳥類變化最明顯[6]，但并不是所有的火燒對鳥類群落都會產(chǎn)生較大的影響，有研究結(jié)果顯示，除了最嚴重的火燒地外，其他強度火燒地的鳥類群落在火燒前后高度相似[7].

機場草地屬于一個半自然的生態(tài)系統(tǒng)，因直接或間接地為鳥類提供棲息環(huán)境和食物來源，而成為對鳥類具有吸引作用的棲息地[8-9].以往火燒對鳥類群落影響的研究多集中在自然植被類型，而有關(guān)機場草地的研究尚未見資料報道.因此，本研究擬通過不同火燒強度對機場草地鳥類群落的作用，進一步探討火燒對鳥類群落的影響，為機場草地鳥類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)域地勢平緩，為溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，四季分明.春季日照長，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)勢種類有虎尾草(Chlorisvirgata)、蘆葦(Phragmitesaustralis)、狗尾草(Setariaviridis)和茅根(PerotisSp.)，常見種類有田旋花(Convolvulusarvensis)、稗草(Echinochloacrusgalli)、茵陳蒿(Artemisiacapillaries)、刺兒菜(Cirsiumsetosum)、蒲公英(Taraxacummongolicum)、車前(Plantagoasiatica)、朝天委陵菜(Potentillasupina)等.

1.2　研究方法

以機場主跑道、滑行道和聯(lián)絡(luò)道為界，將機場草地劃分為6個區(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，采用路線調(diào)查法進行鳥類調(diào)查，即在貫穿各區(qū)域草地的中央線設(shè)置樣線，選擇晴朗無風(fēng)的天氣，沿樣線以1～2 km/h的速度行進，分別對樣線兩側(cè)50 m范圍草地上出現(xiàn)的鳥類進行觀測，記錄出現(xiàn)的鳥種和數(shù)量.調(diào)查時間為每天7∶00～18∶00時，調(diào)查工具有雙筒望遠鏡(Zeiss 10×56)、照相機(Canon 7D，100～400變焦)，計數(shù)器等.

1.3　數(shù)據(jù)分析

根據(jù)觀測記錄，分別統(tǒng)計各個區(qū)域中鳥類的種類和數(shù)量，并計算以下群落參數(shù)：

1)密度：采用公式D=N/2LS計算鳥類密度，式中D為鳥類密度，N為記錄到的鳥類數(shù)量，L為樣線長度，S為單側(cè)觀測距離.

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

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個群落中共有的種數(shù).

5)優(yōu)勢種的確立：采用公式Ai=(Ni/N)×100%計算，式中，Ai為群落中第i種物種的優(yōu)勢度指數(shù)，Ni為群落中第i種物種的個數(shù)，N為群落中總的個數(shù)，把優(yōu)勢度(Ai)大于10%的物種定義為優(yōu)勢種.

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

2結(jié)果與分析

2.1　種類和數(shù)量

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

就鳥種組成而言，在全部的11種鳥類中，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)域鳥種數(shù)無顯著差異(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)鳥種數(shù)較少(7.50±0.71；7.00±0.00；7.00±1.41)(表1).由此可見，火燒區(qū)與未火燒區(qū)之間鳥種數(shù)無顯著變化，火燒沒有顯著改變鳥種數(shù)；隨著火燒和火燒程度的增加，鳥種數(shù)呈現(xiàn)出波動變化趨勢.

就鳥類數(shù)量而言，各區(qū)域鳥類密度存在顯著性差異(P<0.05)，其中，未火燒A區(qū)(121.82±34.52)的鳥類密度顯著高于其他5個火燒區(qū)域(P<0.05)，隨著火燒程度的增加，各火燒區(qū)鳥類密度逐漸下降；各區(qū)域鳥類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，火燒區(qū)與未火燒區(qū)之間鳥類密度出現(xiàn)顯著變化，火燒顯著降低了鳥類密度，且鳥類密度隨著火燒程度的增加而降低.

表1　不同區(qū)域鳥類群落參數(shù)

數(shù)據(jù)以平均值±標準誤和范圍表示.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，火燒顯著降低了鳥類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)出上下波動的變化趨勢.

2.3　不同區(qū)域間的相似性

不同區(qū)域間鳥類群落均呈現(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

在火燒對鳥類群落影響的研究中，因鳥類棲息地植被類型不同，得出了不同的研究結(jié)果.Kotliar通過研究鳥類對山區(qū)森林火燒地的反應(yīng)認為，除了最嚴重的火燒地外，其他強度火燒地的鳥類群落在火燒前后高度相似[7].劉多研究火燒對草原的鳥類的影響結(jié)果表明，火燒地和火燒后不同年份樣地中的鳥類組成差異顯著[1].

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

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

機場草地經(jīng)過火燒后，草地植被地上部分被燒毀或部分燒毀，植物種子、昆蟲等食物大量減少；此外，大多數(shù)鳥類喜好20～50 cm的較高高度的草地環(huán)境[9]，此環(huán)境可使鳥類能在不影響其取食的情況下更適合藏匿，營造一個安全的取食環(huán)境，經(jīng)過火燒后破壞了鳥類的棲息環(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類的生存空間，從而造成了火燒后鳥類密度的顯著下降，并隨著火燒程度的增加而降低.

然而，雖然火燒后鳥類的生存空間被壓縮，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物尸體仍可為部分植食性和雜食性鳥類提供食源，并吸引其前來覓食；雖然前來覓食鳥類密度顯著減少，但鳥類物種組成并未出現(xiàn)顯著變化，因此，火燒區(qū)域與未火燒區(qū)域鳥類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)域鳥類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)，雞形目鳥類的共存使得未火燒區(qū)域與重度火燒區(qū)域間鳥類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會、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.

參考文獻:

[1]劉多.干擾對草原鳥類結(jié)構(gòu)的影響[D].長春:東北師范大學(xué)，2003.

LIU Duo. Interference effects on grassland bird community structure [D]. Changchun: Northeast Normal University. 2003.

[2]關(guān)雪.扎龍國家級自然保護區(qū)鳥類群落結(jié)構(gòu)的研究[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)，2009.

GUAN Xue. Research on bird community structure Zhalong National Nature Reserve[D]. Harbin: Northeast Forestry University，2009.

[3]程瑾瑞, 高瑋, 王海濤,等.栗斑腹鹀種群數(shù)量變化的分析[J].東北師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版, 2002，34(1):49-53.

CHENG Jinrui,GAO Wei,WANG Haitao, et al. Analyses of variation in quantity ofJankowski’sBunting[J]. Journal of Northeast Normal University:Natural Science Edition,2002,34(1):49-53.

[4]白哈斯,高瑋,周道瑋.火燒對栗斑腹鹀巢址選擇的影響[J]. 東北師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版, 2003,35(1):60-65.

BAI Hasi, GAO Wei, ZHOU Daowei. Impacts of fire on the nest site selection ofEmbrerizajankowskiiTaczanovski[J]. Journal of Northeast Normal University：Natural Science Edition,2003,35(1):60-65.

[5]鄒紅菲,吳慶明,馬建章.扎龍保護區(qū)火燒及濕地注水后丹頂鶴(Grusjaponensis)巢址選擇[J].東北師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版, 2003,35(1): 54-59.

ZOU Hongfei, WU Qingming, MA Jianzhang. The nest-site selection of Red-crowned crane in Zhalong Nature Reserve after burning and irrigating[J]. Journal of Northeast Normal University: Natural Science Edition,2003,35(1): 54-59.

[6]李健,王文.內(nèi)蒙古紅花爾基地區(qū)樟子松林火燒后鳥類群落結(jié)構(gòu)變化[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2010,38(5):114-116.

LI Jian,WANG Wen. Change of bird community structure of burned mongolian Pine Forests in Honghuaerji of Inner Mongolia[J]. Journal of Northeast Forestry University,2010,38(5):114-116.

[7]KOTLIAR N B,KENNEDY P L, Ferree K. Avifaunal responses to fire in southwestern montane forests along a burn severity gradient[J]. Ecol Appl, 2007,17(2): 491-507.

[8]李曉娟,周材權(quán),胡錦矗,等.南充高坪機場土壤及草叢動物群落特征和鳥類的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)報, 2009,29(2)：706-713.

LI Xiaojuan,ZHOU Caiquan,HU Jinhu, et al. Relationship between soil and grassland fauna characters and birds at Gaoping airport, Nanchong[J]. Acata Ecologica Sinica, 2009,29(2)：706-713.

[9]王磊,唐思賢,褚福印,等．上海虹橋國際機場飛行區(qū)植被與鳥類的關(guān)系[J]．四川動物,2010,29(4)：536-542.

WANG Lei, TANG Sixian, CHU Fuyin, et al. The relation of vegetation and birds in the Hongqiao International Airport Flight Area in Shanghai[J]. Sichuan Journal of Zoology, 2010,29(4)：536-542.

(責(zé)任編輯：趙藏賞)