張健華

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森林自然保護區(qū)鳥類豐富度影響因素的探討

張健華*

(湖南文理學院 生命科學學院, 湖南 常德, 415000)

對影響森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度的某些生態(tài)因子進行了探討. 研究結果表明: 在面積、緯度與經(jīng)度3生態(tài)因子中, 面積對森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度的影響權重比較大. 所以, 在森林自然保護區(qū)的設立與建設中, 要充分考慮物種生存對面積的需求.

自然保護區(qū); 鳥類; 豐富度; 生態(tài)因子

近年來, 物種多樣性已成為世界上的一個熱門研究課題[1], 在探索影響物種多樣性的生態(tài)因子方面已開展了大量的研究工作. 例如, Diamond, J.D.[2]將影響物種多樣性的因子分為4類: 資源質量, 資源和消費者數(shù)量, 物種間相互作用與作用機理. McNeely,J.A.等[3]認為經(jīng)濟和社會因子對物種多樣性和生產力有重要影響. Mclntyre, S. 和S. Lawrel[4]分析了生境與干擾的影響. White P.S. 和R.I. Miller[5]還創(chuàng)建了地形模型. 自60年代以來, 在海洋群島上對影響物種多樣性的生態(tài)因子還做了大量的定性研究, 特別是分析了島嶼面積與物種數(shù)的相關性, 創(chuàng)建了物種數(shù)與面積相關性的數(shù)學模型[6—8]. 但在中國, 這樣的研究并不多, 為了適應世界生物多樣性的保護行動, 我們試圖對森林自然保護區(qū)鳥類豐富度的影響因素進行分析探討.

1 研究方法

1.1 研究地點的確定

在全國隨機選取30個森林自然保護區(qū), 收集相關森林自然保護區(qū)的面積大小、鳥類物種豐富度、緯度與經(jīng)度等[9], 結果見表1[9—12].

表1 30個森林自然保護區(qū)的鳥類物種豐富度、面積大小、經(jīng)度和緯度的值

1.2 研究方法

①利用逐步回歸分析, 創(chuàng)建森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度、面積大小、緯度和經(jīng)度的相關性模型[13].

②利用偏相關分析方法,分析森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度與面積大小、緯度和經(jīng)度之間相關性的差異[13].

2 結果與分析

2.1 森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度與面積、緯度、經(jīng)度相關性的逐步回歸分析

對森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度、面積、緯度和經(jīng)度這4個因子進行取對數(shù)與不取對數(shù)的方式形成了16個組合, 然后對鳥類物種豐富度與3個生態(tài)因子的相關性進行逐步回歸分析, 分析結果表明在16個組合中, 4個組合形成的回歸模型具有顯著的可信度. 這4個組合形成的回歸模型排列如下:

= 51.89 log-7.11+ 5.56-731.27. (-test = 8.21;= 0.50;值= 0.000 6), (1)

= 53.54 log-240.41+ 5.69– 163.29. (-test = 9.28;= 0.53;值= 0.000 3), (2)

= 51.66 log– 6.81+ 588.90– 2893.53. (-test = 7.99;= 0.49;值= 0.000 27), (3)

= 53.43 log– 232.18 log+ 606.92 log– 2415.09. (-test = 9.06;= 0.52;值= 0.000 3), (4)

從以上可以看出, 這4個數(shù)學模型具有較好的適合度, 復相關系數(shù)大多大于0.5或接近0.5, 這表示自然保護區(qū)鳥類物種豐富度與面積、緯度、經(jīng)度之間存在著明顯的相關性, 也就是說面積、緯度和經(jīng)度這3個生態(tài)因子對自然保護區(qū)鳥類物種豐富度的分布有著明顯的影響.

2.2 森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度與影響因素的偏相關分析

由于面積、緯度和經(jīng)度等因子對森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度的影響是混雜在一起的, 這樣, 單相關分析不能很好地闡述物種豐富度與面積、緯度、經(jīng)度之間各自的相關性, 因此我們采用偏相關分析來摒棄面積、緯度與經(jīng)度之間的相互影響, 較為清晰地展示單個因子對物種豐富度的作用.

從表2可以看出, 在8個數(shù)學模型的組合形式中, 大多數(shù)組合形式都能很好地分析森林自然保護區(qū)面積與鳥類物種豐富度之間存在的正相關性; 有一半的數(shù)學模型能較好地展示森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度與緯度之間存在著負相關; 而森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度與經(jīng)度之間的正相關的展示不是特別明顯, 偏相關系數(shù)大多未超過0.5.

表2 森林自然保護區(qū)鳥類豐富度影響因素的偏相關分析

注:為偏相關系數(shù);0.01(1.25) = 7.77;+ log++是指數(shù)學模型中, 物種數(shù)不以對數(shù)形式出現(xiàn), 面積以對數(shù)形式出現(xiàn), 緯度不以對數(shù)形式出現(xiàn), 經(jīng)度不以對數(shù)形式出現(xiàn), 以下類同.

2.3 影響森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度的優(yōu)勢因子分析

在前面的4個逐步回歸分析模型中, 面積、緯度與經(jīng)度3個生態(tài)因子均對森林自然保護區(qū)的鳥類物種豐富度有一定的影響, 但這3個生態(tài)因子的影響度應該存在著差異. 為了獲得這3個因子對森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度的不同影響權值, 我們采用標準偏回歸系數(shù)來進行分析, 結果見表3.

從表3可以看出, 在4個逐步回歸模型中, 鳥類物種豐富度與3個生態(tài)因子間的標準偏回歸系數(shù)的次序是:′(物種豐富度–面積) ＞′(物種豐富度–緯度) ＞′(物種豐富度–經(jīng)度), 這說明在3個影響鳥類物種豐富度的生態(tài)因子中, 面積的影響權值最大.

表3 4逐步回歸模型中物種豐富度與3因子間的標準偏回歸系數(shù)

注:′(物種豐富度–面積)是指森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度與面積之間的標準偏回歸系數(shù);′(物種豐富度–緯度) 是指森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度與緯度之間的標準偏回歸系數(shù);′(物種豐富度–經(jīng)度)是指森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度與經(jīng)度之間的標準偏回歸系數(shù).

3 小結與討論

3.1 森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度與面積、緯度和經(jīng)度之間的相關性分析

根據(jù)上面的研究結果, 初步確定面積與森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度成正相關, 緯度與森林自然保護區(qū)鳥類豐富度成負相關, 經(jīng)度對森林自然保護區(qū)鳥類豐富度的影響不是特別明顯. 但由于中國東部地區(qū)森林密度大, 是富饒的魚米之鄉(xiāng), 各森林自然保護區(qū)所包含的鳥類豐富度要較西部地區(qū)的大些.

3.2 影響森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度的優(yōu)勢度因子分析

根據(jù)標準偏回歸系數(shù)分析, 在我們研究的3個生態(tài)因子中, 森林自然保護區(qū)面積大小是影響其鳥類物種豐富度的優(yōu)勢生態(tài)因子, 緯度與經(jīng)度的影響力要小些. 這樣在設立自然保護區(qū)時, 要盡可能地考慮鳥類物種生存棲息地的需求, 建設合理的自然保護區(qū)的面積大小, 有利于鳥類資源的保護.

3.3 森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度的影響因子分析

我們對影響森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度的影響生態(tài)因子的分析僅涉及3個. 實際上, 影響森林自然保護區(qū)鳥類物種豐富度的生態(tài)因子是相當復雜的, 如自然保護區(qū)島嶼化程度、生境的異質度、物種的動態(tài)機理、人類的干擾度等都對鳥類物種的分布與數(shù)量有重大影響, 有待進一步研究.

3.4 逐步回歸模型的可適用性

國外學者曾利用對因子取對數(shù)的形式成功分析了能量代謝率與體重等因子之間存在的相關性, 形成了著名的數(shù)學模型. 我們在此對物種數(shù)、面積、緯度和經(jīng)度4個因子采取了取對數(shù)與非取對數(shù)兩種形式, 形成16種組合, 獲得了4個具有顯著可信度的數(shù)學模型. 由于可參考的文獻很有限, 這些逐步回歸模型的適用性可能還需進一步檢驗.

[1] 張健華, 王獻溥, 宋永昌. 生物多樣性的研究進展[J]. 農村生態(tài)環(huán)境, 1993, 37(4): 12—15.

[2] Diamond, J D. Factors controlling species diversity: Overview and Synthesis [J]. Ann Missouri Bot Gard, 1988, 75: 117—129.

[3] McNeely J A. Conserving the world’s biological diversity [M]. WRI, 1990.

[4] McIntyre S, Lavorel S. Predicting richness of native, rare and exotic plants in response to habitat and disturbance variables across a variegated landscape [J]. Conservation Biology, 1994, 8(2): 521—531.

[5] White P S, R I Miller. Topographic models of vascular plant richness in the southern [J]. Appalachian high peaks J of Ecology, 1988, 76: 192—199.

[6] MacArthur R H, et al. An equilibrium theory of insular zoogeography [J]. Evolution, 1963, 17: 373—387.

[7] MacArthur R H, et al. The theory of island biogeography [M]. Princeton: Princeton Univ Press, 1967.

[8] MacArthur R H, et al. Density compensation in island faunas [J]. Ecology, 1972, 53: 330—342.

[9] http://sts.mep.gov.cn/zrbhq/zrbhq/. 中華人民共和國環(huán)境保護部自然生態(tài)保護司: 全國自然保護區(qū)名錄, 2012年.

[10] 人民日報教科文編. 迷人的中國自然保護區(qū)[M]. 北京: 人民日報出版社, 1987

[11] 齊景山. 長白山[M]. 長春: 吉林文史出版社, 1989.

[12] 貴州梵凈山科學考察編輯委員會. 貴州梵凈山科學考察集[M]. 北京: 中國環(huán)境科學出版社, 1986.

[13] 宋俊杰. 統(tǒng)計信息分析[M]. 天津: 南開大學出版社, 1986, 2: 411—507.

The research on the influences of the some ecological factors to the bird species richness of the forestry reserves in China

ZHANG JianHua

(The Colleges of the Life Sciences, Hunan University of Arts and Sciences, Changde 415000, China)

This paper deal with the influences of the some ecological factors to the bird species richness of the forestry reserves in China. The results showed that among the 3 ecological factors of the area, latitude and longitude, the area has the biggest influence to the bird species richness and distribution; therefore the species surviving area is the very important factor in the design and establishment of the forestry reserves.

Reserves; birds;, speices richness; ecological factors

10.3969/j.issn.1672-6146.2014.03.010

X 36; S 759.9

1672-6146(2014)03-0042-04

email: 446815854@qq.com.

2014-03-17

國家教育部科學技術研究重點項目(03093); 湖南省自然科學基金項目(02JJY2055); 湖南省“十二五”重點建設學科(動物學)資助

(責任編校:譚長貴)