李佳琦,趙 偉,萬雅瓊,祁 玥,王曉寧
(1.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學研究所,江蘇 南京 210042;2.甘肅省環(huán)境生物監(jiān)測與修復重點實驗室/ 蘭州大學生命科學學院,甘肅 蘭州 730000)
鳥類分布廣泛,與環(huán)境關系密切,對環(huán)境變化敏感,一直以來作為環(huán)境監(jiān)測的理想指示物種[1-2]。單一的旗艦物種或敏感物種常用于對環(huán)境污染物,包括重金屬、有機污染物和城市污染等的監(jiān)測[3-5];而鳥類物種多樣性和均勻度則常用于評價或監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)及生境破碎化[6-7]。
阿拉善-鄂爾多斯地區(qū)是我國8大生物多樣性中心之一,其主體西至阿拉善右旗東部,東到鄂爾多斯市,北至中蒙邊境,南至騰格里沙漠南緣的廣大荒漠與半荒漠地帶[8]。諸多學者先后在賀蘭山、伊金霍洛旗紅海子、包頭南海子、烏拉特前旗烏梁素海、桃力廟-阿拉善灣海子和烏海市等地開展鳥類多樣性研究[9-14],為構建生物多樣性觀測系統(tǒng)提供了較好的基礎數據。然而阿拉善-鄂爾多斯地區(qū)西部的阿拉善地區(qū)鳥類多樣性卻鮮有報道。
阿拉善高原地區(qū)處于亞洲荒漠區(qū)東翼,擁有多樣的生態(tài)系統(tǒng)、豐富的動植物資源和特有的戈壁荒漠植物[15-16],是河西走廊、河套平原的天然保護屏障。多年來,阿拉善地區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞嚴重,植被退化嚴重,生物多樣性減少[17]。摸清阿拉善東部地區(qū)阿拉善右旗及左旗鳥類多樣性概況,可為進一步觀測和評估阿拉善地區(qū)生境變化提供基礎資料。
阿拉善右旗和左旗地處典型內陸干旱區(qū),屬典型干旱大陸性氣候區(qū),冬季寒冷而漫長,夏季熱而短,春季風沙大。研究區(qū)年均溫為7.0~8.5 ℃;年降水量從東部區(qū)域的200 mm向西遞減至40 mm;年蒸發(fā)量為3 000~4 700 mm。境內地貌復雜多樣,主要為戈壁、沙漠、湖盆、低山丘陵等;自然植被稀疏,主要以旱生、超旱生和鹽生的灌木、半灌木、小灌木和小半灌木為主,建群植物主要有梭梭(Haloxylonammodendron)、紅砂(Reaumuriasongarica)、白刺(Nitrariatangutorum)、藏錦雞兒(Caraganaspinifera)、珍珠豬毛菜(Salsolapasserina)、霸王(Zygophyllumxanthoxylon)、膜果麻黃(Ephedraprzewalskii)和沙蒿(Artemisiadesertorum)等[8]。
位于阿拉善左旗東部的賀蘭山天然次生林是研究區(qū)的重要生態(tài)屏障,也是西北荒漠地區(qū)特有植物集中分布地區(qū)。賀蘭山植被垂直地帶性明顯,從山前的半荒漠,到低山帶草原和旱生、中生灌叢,逐漸過渡到青海云杉或油松林,在海拔2 700 m以上則沿海拔分布有亞高山灌叢、高山草甸或高山灌叢[18]。
為保證調查充分性,在阿拉善左旗和阿拉善右旗不同生態(tài)系統(tǒng)分別設立樣線或樣點。參照文獻[15]將研究區(qū)分為荒漠生態(tài)系統(tǒng)、荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)、賀蘭山山地森林生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)和農田居民點生態(tài)系統(tǒng)。其中,湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)在巴彥達來設置1個觀測樣點;其余每個生態(tài)系統(tǒng)設置4~7條樣線,共計20條樣線,總長為44.85 km(圖1,表1)。
表1 阿拉善荒漠東部鳥類觀測樣線與樣點信息Table 1 The design of line transects and point in the desert of East Alxa
圖1 阿拉善荒漠東部鳥類觀測樣線示意Fig.1 The distribution of line transects in the desert of East Alxa
于2016—2018年5—6月對樣線和樣點進行調查,每樣線或樣點每年調查2次,2次間隔約30 d。樣線調查于6:00—9:00及17:00—19:00鳥類活動高峰期開展,調查時保持2~3 km·h-1步速,使用雙筒望遠鏡(Kowa 8×32)觀察,記錄樣線單側100 m(林區(qū)為單側20 m)范圍內鳥類種類、數量和所處位置生境等,同時使用佳明E20手持GPS記錄調查軌跡;樣點調查選在天氣晴朗的下午14:00—16:00,使用Kowa單筒望遠鏡觀察,每次觀察15~20 min,記錄鳥類種類、數量及所處位置生境等。鳥類分類系統(tǒng)和居留型參考《中國鳥類分類與分布名錄》(第3版)[19],分布型劃分參考《中國動物地理》[20]。
為保證不同生境樣線數據間的可比性,所有涉及數量的分析均根據鳥類密度(Di)計算。鳥類密度計算公式為Di=Ni/(2L×B),其中,Ni為該生境中觀測到i物種個體數量;L為樣線長度,m;B為樣線單側寬度,m。優(yōu)勢度(P)采用Howes方法計算,其中,P≥10%為優(yōu)勢物種,1%≤P<10%為常見種,0.1%
阿拉善東部地區(qū)92種繁殖鳥類以夏候鳥和留鳥為主,分別占42.4%和38.0%;旅鳥17種,占18.5%;冬候鳥1種,占1.1%。在動物地理區(qū)系組成上,古北型23種,占25.0%;全北型和中亞型各13種,分別占14.1%;東北型6種,占6.5%;東洋型4種,占4.3%;高地型、東北-華北型和季風型各3種,分別占3.3%;華北型1種,占1.1%;不易歸類型21種,占22.8%。
2016—2018年每年分別記錄到鳥類69、64和63種,物種數波動不大,并且年際間群落相似性較高(K≥0.730,表2)。不同生境中鳥類物種數年際間波動也不大,除濕地生境年際間群落相似性較低以外(K2016,2018=0.261),其余生境年際間群落相似性均大于0.5(表2)。農田生境鳥類種類和數量最多,其次為荒漠草原(表2)。
表2 阿拉善東部地區(qū)鳥類群落種類的年際間變化Table 2 The variation in number of bird species and S?renson similarity index in the desert of East Alxa
不同生境群落特征年際間變化不大,僅濕地生境鳥類多樣性和均勻度在2018年有較大下降(表3)。但群落多樣性指數在不同生境間變化顯著,以農田多樣性為最高,其次為荒漠草原;群落均勻度和豐富度亦以農田和荒漠化草原為較高(表3)。
表3 阿拉善東部地區(qū)不同生境鳥類群落特征Table 3 Bird diversity index in different habitat in the desert of East Alxa
不同生境間群落相似性差異顯著,其中荒漠與荒漠草原鳥類群落組成最相似,山地森林與濕地鳥類群落組成相差最大,農田與荒漠、荒漠草原和濕地鳥類群落組成較相似(表4)。
表4 阿拉善東部地區(qū)不同生境鳥類群落的相似性Table 4 Bird similarity coefficients between different habitat in the desert of East Alxa
鳥類種類數量與棲息地環(huán)境的復雜程度密切相關[25]。與我國西部其他荒漠地區(qū)鳥類多樣性調查結果[10-14,26-27]不同,阿拉善東部地區(qū)農田生態(tài)系統(tǒng)鳥類種類和數量最多,其次為荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)。阿拉善地區(qū)的騰格里沙漠和巴丹吉林沙漠中分布著大量湖泊[28-29],為鳥類提供了賴以生存的棲息環(huán)境,水鳥分布相對集中。但此次調查中,濕地生態(tài)系統(tǒng)鳥類種類較少,可能與樣點較少且水面面積有限有關。位于巴彥達來的小片濕地原為曬鹽場,僅一片水域有鳥類分布,系地下水出露形成的小型沼澤,面積約為600 m2。由于季節(jié)性干旱,2017—2018年水域面積大幅度萎縮,鳥類群落組成亦隨之出現較大波動。
鳥類群落組成與棲息生境密切相關[30]。阿拉善東部地區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)鳥類以鸛形目、雁形目和鸻形目水鳥為主;荒漠及荒漠化草原則以適應干旱和半干旱環(huán)境,且多在地面筑巢的短趾百靈、漠即鳥、毛腿沙雞為主;賀蘭山山地森林生境復雜,鳥類群落以各種林鳥為主;農田居民點生態(tài)系統(tǒng)則聚集著大量伴人棲息的鳥類?;哪突哪菰鷳B(tài)系統(tǒng)由于生境相似,且分布較近,鳥類群落相似性很高。而農田生態(tài)系統(tǒng)周邊往往散布有荒漠草原或荒漠,因此雖然其適生鳥類有所差異,但頻繁的鳥類個體交流使得它們之間鳥類群落相似性較高。而湖泊等濕地生態(tài)系統(tǒng)鑲嵌分布在荒漠及荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)中,雖然鳥類群落以水鳥為主,但由于距離荒漠及荒漠草原較近,群落也具有一定相似性。賀蘭山山地森林生態(tài)條件特殊,樣線遠離其他生境,鳥類群落更加獨特,與其他群落相似性也較低。
一般認為,鳥類多樣性與生境結構復雜程度呈正相關[30-31]。對阿拉善荒漠地區(qū)調查顯示,5種生態(tài)系統(tǒng)中鳥類多樣性和均勻度以農田生態(tài)系統(tǒng)為最高,以荒漠生態(tài)系統(tǒng)為最低。賀蘭山地處我國溫帶草原與荒漠地帶的分界處,植被類型多樣,垂直地帶性強,是我國西北干旱區(qū)重要的生物多樣性中心,鳥類資源豐富[8-9,32]。筆者調查發(fā)現,賀蘭山山地森林生態(tài)系統(tǒng)觀測到的鳥類多樣性并不高,這可能與樣線長度不足有關?;哪菰幱诨哪c農田居民點的過渡地帶,加之天然林資源保護工程及人工綠化工程促進了該生境灌叢的發(fā)育,增加了荒漠草原的生境復雜程度,從而聚集了種類繁多的適應荒漠化環(huán)境的鳥類。而農田大都處于荒漠化草原邊緣,除種植農作物外,農田邊緣往往種植了大量防風林,生境復雜多樣,加之農田周邊的灌溉水渠為鳥類生存提供了便利,吸引了大量鳥類。
植物群落或環(huán)境的毀壞是引起鳥類群落結構變化的基本因素[33],因此鳥類群落結構在一定程度上可作為衡量環(huán)境變化的指標[34]。在3 a觀測期間,阿拉善東部地區(qū)鳥類群落結構相對較為穩(wěn)定,不同年際間群落相似性較高,這與觀測期內研究區(qū)生境較為穩(wěn)定有關。一方面,樣線周邊土地利用類型在觀測期內并未發(fā)生變化,除巴彥達來濕地萎縮外,其他區(qū)域生境并未出現明顯變化。另一方面,研究區(qū)人口密度低,除少量樣線受輕微放牧干擾外,并未受到其他形式的干擾。此外,阿拉善東部地區(qū)氣溫和降水振蕩周期分別為16和4~5 a[35],在相對較短的觀測期內氣候條件較為穩(wěn)定。但考慮到阿拉善地區(qū)在未來有暖干化趨勢[35],鳥類群落勢必會受氣候變化的影響,建議對研究區(qū)鳥類多樣性進行長期觀測。
綜上,阿拉善東部地區(qū)隸屬于阿拉善-鄂爾多斯生物多樣性中心西部,在生境異質性較高、水源及食物豐富的農田生態(tài)系統(tǒng),鳥類種類較為豐富。雖然濕地生境可以維持荒漠地區(qū)鳥類多樣性,但季節(jié)性干旱導致小型水域水位波動較大,使得生境中鳥類群落更不穩(wěn)定。由于該研究僅設立了1個觀測樣點,所得結果可能不足以代表荒漠地區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)鳥類多樣性。為深入探討濕地在維持阿拉善東部地區(qū)鳥類多樣性中的作用,建議未來研究在水域面積較大、水位相對穩(wěn)定的湖泊設立多個鳥類多樣性觀測樣點。