聶 強(qiáng) 羅祖奎

(1.貴州茂蘭國家級自然保護(hù)區(qū)管理局 荔波 558400；2.貴州凱里學(xué)院環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院 凱里 556011)

在全球氣候變化、環(huán)境污染加劇的背景下，物種多樣性遭到極大的威脅，加上人類活動(dòng)干擾程度不斷增大，物種棲息生境遭到破壞，加劇了部分物種種群數(shù)量的下降，甚至造成物種滅絕[1]。兩棲類物種是生物鏈中重要的組成部分，在自然生態(tài)系統(tǒng)中具有重要地位。生境喪失、氣候變化、入侵物種影響、捕捉和免疫系統(tǒng)遭到破壞等因素，導(dǎo)致了兩棲動(dòng)物種類及種群數(shù)量的不斷降低，從而導(dǎo)致其他物種受到影響，不利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定[2]。兩棲動(dòng)物是生態(tài)環(huán)境的風(fēng)向標(biāo)，在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面發(fā)揮著重要作用，同時(shí)也是生態(tài)環(huán)境保護(hù)成效的重要指示物種[3]。貴陽市觀山湖區(qū)于2012年12月掛牌建區(qū)，該區(qū)立足于生態(tài)文明建設(shè)理念，規(guī)劃了一系列重點(diǎn)項(xiàng)目，對該區(qū)生態(tài)效益影響進(jìn)行評估，既能彰顯生態(tài)文明建設(shè)成就，又能為政府決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。為此，筆者于2017年7月～2017年8月對貴陽市觀山湖區(qū)兩棲類物種進(jìn)行調(diào)查，通過分析觀山湖區(qū)兩棲類動(dòng)物多樣性特征及棲息生境的差異性，找到影響該區(qū)域兩棲類物種多樣性的潛在威脅因素，旨在為觀山湖區(qū)未來的建設(shè)規(guī)劃提供理論依據(jù)。

1 研究地概況

貴陽市觀山湖區(qū)地處黔中山原丘陵中部長江與珠江分水嶺地帶，總地勢西南高、東北低，剝蝕丘陵與盆地、谷地、洼地相間，相對高差100m～200m。地貌屬于以山地、丘陵為主的丘原盆地地區(qū)，南接三橋馬王廟片區(qū)，北與白云區(qū)相接，東臨黔靈山脈，西靠清鎮(zhèn)市，屬亞熱帶濕潤溫和型氣候，平均海拔1200m，年平均溫度15℃，年平均降雨量1200mm，地理位置為106°33′～106°41′E，26°3′3～26°40′N。該區(qū)下轄3 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，9 個(gè)社區(qū)服務(wù)中心，39個(gè)行政村，國土面積約307 km2，是貴陽市的新城區(qū)、中心區(qū)、窗口區(qū)、生態(tài)區(qū)和試驗(yàn)區(qū)，也是貴陽市的政治、經(jīng)濟(jì)、金融、文化、交通中心。區(qū)內(nèi)不僅有優(yōu)越的自然濕地環(huán)境，如觀山湖、金華湖、十二灘水庫，其中金華湖總面積達(dá)20萬m2，最深達(dá)20m，觀山湖庫容量15萬m3，十二灘水庫有效庫容36萬m3，而且有豐富的森林及動(dòng)物資源，如白玉蘭、垂柳楓香、廣玉蘭、桂花和大鯢、鴛鴦、八哥等多種動(dòng)植物資源[4]。

2 研究方法

2.1 兩棲類調(diào)查

2017年7月～2017年8月，采用樣線法，對朱昌鎮(zhèn)、百花湖鄉(xiāng)、百花湖公園及其周邊區(qū)域兩棲類物種進(jìn)行調(diào)查，每條樣線長50m、寬2m，共計(jì)131條樣線(圖1)。根據(jù)樣線的生境特點(diǎn)，將樣線的生境劃分為森林、城市、濕地、農(nóng)田4種生境類型，調(diào)查時(shí)間選擇19:00～22:00[5]，使用頭燈沿著有水體的生境走樣線進(jìn)行調(diào)查，記錄兩棲動(dòng)物的種類、數(shù)量。物種鑒定參考《貴州兩棲類志》[6]及《中國兩棲動(dòng)物及其分布彩色圖鑒》[7]，每種兩棲類浸泡標(biāo)本2～3只，對國家級保護(hù)物種只拍攝照片不采集標(biāo)本。

圖1 觀山湖區(qū)兩棲類調(diào)查樣線布設(shè)圖

2.2 生境調(diào)查

對朱昌鎮(zhèn)、百花湖鄉(xiāng)、百花湖公園及其周邊區(qū)域兩棲類生境進(jìn)行調(diào)查，每條樣線隨機(jī)選取10m×2m的樣方，直接調(diào)查海拔高度、水面積、硬質(zhì)地面積、裸露土壤面積、植被蓋度、植被種類、人為干擾等，其中使用GPS調(diào)查樣方海拔；水面積、硬質(zhì)地面積、裸露土壤面積均為占樣方面積的比例；植被種類為調(diào)查高度≥1m植被種類；人為干擾為連續(xù)記錄1小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)在樣方內(nèi)人數(shù)的平均數(shù)，人為干擾程度(1～3級)：1(1～5人)、2(5～10人)、3(10人以上)。

2.3 數(shù)據(jù)處理

豐富度采用Margale指數(shù)(dMA)進(jìn)行計(jì)算，均勻度采用Pielou(J)指數(shù)計(jì)算，多樣性指數(shù)采用G-F指數(shù)進(jìn)行計(jì)算[8]，其中屬間多樣性指數(shù)為G，科間多樣性指數(shù)為F。

(1)dMA=(S-1)/lnN，其中S為名錄中總的物種數(shù)，N為所有物種個(gè)體數(shù)之和；

表1 貴陽市觀山湖區(qū)兩棲類物種名錄

注：E:為列入《國家保護(hù)動(dòng)物的有益的或者有重要經(jīng)濟(jì)科學(xué)研究價(jià)值的陸生野生動(dòng)物名錄》；N為表示列入《國家二級保護(hù)動(dòng)物名錄》；D為列入《中國物種紅色名錄》；資源現(xiàn)狀：+稀有種，<1﹪；++ 常見種，>1﹪；+++ 優(yōu)勢種，>10﹪。

(2)J=H′/Hmax=(-∑pilnpi)/lnS，

其中pi=Ni/N，Ni為觀察到的第i個(gè)物種總數(shù)，N為個(gè)體的總數(shù)；

(3)G指數(shù)DG=-∑DGj=-∑qilnqi

其中qi為Sj/S，Sj為j屬中的物種數(shù)，S為總的物種數(shù)，G指數(shù)為名錄中所有的DGj指數(shù)之和；

(4)DFK=-∑pilnpi

其中pi=Ski/Sk，Ski為名錄中K科i屬中的物種數(shù)，Sk為名錄中K科中的物種數(shù)；

(5)F指數(shù)DF=-∑DFK，F(xiàn)指數(shù)為名錄中所有科DFK指數(shù)之和；

(6)DGF=1-DG/DF

分析不同生境中環(huán)境因子的差異性時(shí)，選用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否符合正太分布。在海拔高度、水面積、硬質(zhì)地面積、裸露土壤面積、植被蓋度、植被種類、人為干擾等7種環(huán)境因子中，僅海拔高度符合正太分布要求，選用One-way AAngA進(jìn)行差異性檢驗(yàn)；水面積、硬質(zhì)地面積、裸露土壤面積、植被蓋度、植被種類、人為干擾不符合正太分布要求，選用Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)比較其在4種生境中的差異性[9]。文中數(shù)據(jù)采用均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(Mean±SE)表示，顯著水平為P<0.05，極顯著水平為P<0.001，數(shù)據(jù)分析在Excel 2007和SPSS19.0上運(yùn)行，制圖采用AutoCAD2007。

3 結(jié)果與分析

3.1 物種組成

本次調(diào)查共記錄兩棲類動(dòng)物14種，隸屬4科8屬(表1)，入侵物種牛蛙(Rana catesbeiana)。其中小弧斑姬蛙(Microhyla heymonsi)和飾紋姬蛙(Microhyla ornate)為優(yōu)勢種，占物種總數(shù)的88.42%；比較4種生境下兩棲類的種群數(shù)量依次為濕地>農(nóng)田>城市>森林，其中濕地中兩棲類物種數(shù)量比例明顯高于其他3種生境，占總物種數(shù)的89.43%，森林中兩棲類物種數(shù)量所占比例最低為0.11%(圖2)。

圖2 不同生境中兩棲類組成結(jié)構(gòu)

3.2 物種多樣性

通過G-F多樣性指數(shù)分析，貴陽觀山湖區(qū)兩棲類多樣性為-0.0562，屬間多樣性為0.5112，科間多樣性指數(shù)為0.4840；豐富度指數(shù)為1.5970；均勻度指數(shù)為0.4207。

3.3 不同生境間的差異性

比較森林、城市、濕地、農(nóng)田4種生境之間環(huán)境因子差異性結(jié)果如下(表2)：4種生境環(huán)境因子的差異性均具有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中海拔高度(F=4.809P<0.05)為有顯著性差異；水面積(χ2=64.613P<0.001)為極顯著差異；硬質(zhì)地面積(χ2=59.024p<0.001)為極顯著差異；裸露土壤面積(χ2=16.920P=0.001)為顯著性差異；植被蓋度(χ2=17.089P=0.001)為顯著性差異；植被種類(χ2=37.714P<0.001)為極顯著差異；人為干擾(χ2=23.404P<0.001)為極顯著差異。比較不同生境的平均值結(jié)果顯示：濕地生境中海拔高度、水面積均值最高；農(nóng)田中裸露土壤面積均值最高；城市生境中硬質(zhì)地面積、植被種類均值最高，且水面積為0，人為干擾程度為3級(10人以上)；森林生境中植被蓋度均值最高。

表2 不同生境間環(huán)境因子的差異性

3 討論與建議

3.1 觀山湖區(qū)兩棲類多樣性

貴陽市觀山湖區(qū)是貴州省新建的生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)，對平衡生態(tài)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到前引性作用，開展生物多樣性調(diào)查有利于為觀山湖區(qū)的發(fā)展和規(guī)劃提供理論基礎(chǔ)。本次調(diào)查中，以小弧斑姬蛙(Microhyla heymonsi)和飾紋姬蛙(Microhyla ornate)兩種數(shù)量最多，濕地是小弧斑姬蛙和飾紋姬蛙的主要分布生境，且濕地包含了調(diào)查的所有兩棲類種類。以農(nóng)田為棲息地的生境是僅次于濕地的分布生境，且兩棲類種類占比超過一半以上，數(shù)量占比為10%，而以城市和森林為棲息地的兩棲類數(shù)量和種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于濕地和農(nóng)田，其主要原因是濕地和農(nóng)田的地表水面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于城市和森林。在G-F指數(shù)體系中，G-F是基于物種數(shù)量快速有效的測度多樣性的方法，F(xiàn)包括了科內(nèi)與科間的多樣性，G包括了屬內(nèi)與屬間的多樣性[9]，地區(qū)的豐富度、均勻度指數(shù)的差異也會(huì)導(dǎo)致G-F系數(shù)的差異[10]。根據(jù)G-F多樣性系數(shù)結(jié)果顯示，貴陽市觀山湖區(qū)兩棲類多樣性為負(fù)數(shù)，說明該地區(qū)兩棲類物種數(shù)量較少，單種科較多，物種分布不均勻，兩棲類物種穩(wěn)定性較低， 極易發(fā)生由于單種科物種滅絕導(dǎo)致該科在該地區(qū)消失。

3.2 兩棲類棲息生境的差異性對兩棲類的影響

生態(tài)環(huán)境影響物種的地理分布，不同的生境棲息著不同的兩棲類動(dòng)物，棲息生境的差異性決定了兩棲類的數(shù)量和種類，兩棲類的多樣性受到資源豐富度、氣候條件和地理環(huán)境的影響[11]。根據(jù)One-way AAngA和Kruskal-Wallis的結(jié)果可知，選定的7種環(huán)境因子在4種生境間存在較大的差異性，而物種對不同棲息生境具有選擇性，一是由于生境資源限制，食物來源下降，兩棲類物種競爭激烈；二是兩棲類在繁殖期對繁殖環(huán)境的選擇；三是不同物種對環(huán)境的要求不同，導(dǎo)致分布差異[1]。食源越是豐富，物種的種類和數(shù)量越豐富，有水環(huán)境能夠?yàn)槲⑸锾峁┴S富的食物來源，同時(shí)能夠?yàn)閮蓷愄峁╆帩竦沫h(huán)境，以保持兩棲類皮膚表面的水分。在調(diào)查的4個(gè)生境中，濕地和農(nóng)田水面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于城市和森林，濕地和農(nóng)田能夠?yàn)閮蓷愄峁┏渥愕氖澄飦碓矗瑫r(shí)有水環(huán)境更加有利于兩棲類繁殖，從而導(dǎo)致濕地與農(nóng)田是兩棲類分布的主要區(qū)域。一般來說，兩棲類對水具有一定的依賴性，地表水源不充足的區(qū)域，兩棲類分布數(shù)量較少，但部分兩棲類適應(yīng)能力較強(qiáng)[12]，如中華蟾蜍(BufogargarizansCantor) 對水質(zhì)要求不高，因此，中華蟾蜍在四種生境中均有分布。

3.3 入侵物種的影響

本次調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)的入侵物種牛蛙(Rana catesbeiana)是被IUCN列為100種危害性最高的外來入侵種[13]， 入侵物種由于沒有天敵限制，加上生存環(huán)境適宜，往往能在極短的時(shí)間內(nèi)大量繁殖。牛蛙可通過食物競爭、捕食傳播疾病等多種方式對本地物種造成危害，導(dǎo)致本地兩棲類物種數(shù)量急劇下降。與植物入侵相同，動(dòng)物外來入侵往往造成大量危害后才逐漸被重視，尤其是各種入侵行為對生態(tài)環(huán)境造成破壞后才進(jìn)入人們視野，導(dǎo)致入侵物種大量繁殖，加劇對本地物種的危害。