浙江省麻雀數量變化與環境關系研究

劉志立++方陸明++寧學芳

摘要：利用浙江省陸生野生動物疫源疫病監測站2010～2013年的監測數據，分析了麻雀（Passer montanus）種群動態變化及其影響因子，對野外鳥類監測工作提出建議。結果表明，麻雀數量空間分布呈現出北部平原地區>東部沿海丘陵地區>西南高山地區。麻雀數量的動態變化：1～3月數量穩定，4月數量增長出現峰值，8月數量再次出現峰值，10月數量開始下降，11～12月穩定，推算得出浙江省麻雀繁殖期在4～9月。平均溫度為0～10 ℃時，麻雀數量穩定；平均溫度為10～20 ℃時，數量開始增加；平均溫度為20～25 ℃時，數量有下降；平均溫度為25～35 ℃時，數量又有增加。麻雀數量和天氣因子極顯著相關（P<0.01）。因此，地理環境、溫度和天氣因子是影響麻雀數量變化的影響因子。

關鍵詞：麻雀（Passer montanus）；數量；環境變化；空間分析；野生動物監測

中圖分類號：Q958；Q959.7+39 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）03-0511-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.03.030

The Relationship Between Environment and Population Changes of Sparrows

（Passer montanus） in Zhejiang Province

LIU Zhi-li， FANG Lu-ming， NING Xue-fang

（School of Information Engineering， Zhejiang A&F University/Zhejiang Provincial Key Laboratory of Forestry Intelligent Monitoring and Information Technology， Linan 311300， Zhejiang， China）

Abstract：In this paper， using 2010 to 2013 monitoring data from the Zhejiang terrestrial wildlife epidemic diseases monitoring system to dig the sparrows（Passer montanus） population dynamic change rule，explore the factors influencing the sparrows quantity change，the suggestions for wild bird surveillance were put forward. The Results indicated that the distribution of sparrows quantity was the Northern Plains>the Eastern Coastal Hilly Area>the Southwest Mountain Area. The dynamic changes of tree sparrows populations was that the sparrow quantity stabled in Janaury to March， increased to peak in April，peaked again in August， began to decline in October， then stabled in November and December. And then there had a extrapolation that sparrows breeding season in Zhejiang province was in April to September. When the average temperature of 0 to 10 ℃，the sparrows quantity stabled； the population grew in 10 to 20 ℃，decreased in 20 to 25 ℃，and increased again in 25 to 35 ℃. The interaction of weather on the sparrows quantity was extremely significantly（P<0.01）. Consequently，geographical environment， temperature and weather had influence on the sparrow quantity distribution.

Key words： sparrows（Passer montanus）； quantity； environmental changes； spatial analysis； wildlife monitoring

麻雀屬（Passer spp.），分類上屬于雀形目、麻雀科（Passeridae）、麻雀亞科（Passerinae）[1]，是世界性分布的食谷性鳥類， 分布廣、數量多、易識別、與人類的關系十分密切。20世紀70年代后期以來，用麻雀作為衡量環境污染的指示種的研究就已開始受到重視，之后對麻雀的生態學研究也比較系統和深入，但缺乏從宏觀對麻雀進行整體性研究[2，3]。在中國，麻雀屬分布有黑胸麻雀[Passer hispaniolensis（Temminck）]、黑頂麻雀[P.ammodendri（Gould）]、家麻雀[P.domesticus（Linnaeus）]、樹麻雀[P.montanus（Linnaeus）]、山麻雀[P.rutilans（Temminck）][4]。其中，山麻雀只分布于相對高的山區，家麻雀、黑胸麻雀和黑頂麻雀主要分布在新疆或蒙古等區域，樹麻雀廣泛分布在全國，因此麻雀通常指樹麻雀，文中樹麻雀簡稱麻雀。

鳥類是環境監測，也是生物多樣性監測的重要指示類群[5]。目前，在全球范圍內已有眾多的陸地鳥類監測工作，其監測范圍大小不一，監測時間各有長短[6]。中國自1982年開始采用網捕法開展鳥類環志后，相繼開展一系列鳥類監測工作，主要有重點鳥類物種監測、重點區域鳥類監測、鳥類環志監測、自然保護區監測、國家級和省級監測站監測[7]。在長期連續的監測工作中，鳥類工作者和監測站積累了大量的監測數據，這對于監測鳥類疾病的傳播、保護瀕危野生動物以及研究鳥類的習性起到了積極意義。

本研究采用浙江省陸生野生動物疫源疫病監測站2010～2013年的野外監測麻雀數據，挖掘分析麻雀種群數量動態變化規律，從宏觀層次上探究影響麻雀數量變化的影響因子以及麻雀數量與環境之間的關系，是浙江省麻雀生態學研究中的一部分，也是野生動物監測數據挖掘與分析研究的一部分。本研究有助于加深人們對麻雀的認識，也有助于野生動物監測工作的開展和應用。

1 研究區域

研究區域為浙江省，位于東經118°00′-123°00′，北緯27°12′-31°31′之間，地處亞熱帶中部，屬亞熱帶季風氣候，四季分明，平均氣溫15～18 ℃，極端最高氣溫40.7 ℃，極端最低氣溫-10.2 ℃，年平均日照時數1 710～2 100 h，全省年平均雨量980～2 000 mm，雨量豐沛，空氣濕潤，雨熱季節變化同步。浙江省地理特征非常豐富，西南多為千米以上的崇山峻嶺，海拔最高1 929 m；北部為水網密集的沖積平原；東部面臨東海，丘陵地帶，舟山海島眾多[8]。

2 研究方法

浙江省野生動物監測工作從2005年開始并逐步完善，設有國家級和省級監測站56個，分別設置在野生動物物種集中分布區或集中馴養繁殖場所、野生動物重要棲息地、野生動物遷徙通道中重要的食物補充地、人口密集分布區和野生動物重要棲息地的結合區[9]。采取點面結合的監測方式，分線路巡查和定點觀測兩種方法開展監測工作。監測人員在野外監測過程中通過帶GPS功能的PDA移動設備實現數據的數字化采集，動態定制數據采集信息，并將采集到的監測數據傳輸到支撐浙江省野生動物疫病疫源監測系統的后臺服務器。監測人員基于GPS記錄巡護路徑（圖1），將采集數據，采樣位置信息、采樣圖片基于地理信息系統可視化展現，有效地支持了野外監測工作，避免了傳統的紙質記錄破損、遺失而導致的數據丟失[10]?，F全省國家級省級監測站共設定巡查線路485 620 km，每個點每天觀測1～3次，每天觀測時間40.2 h，平均每個點觀測0.78 h[9]。

從浙江省野生動物疫源疫病監測系統的后臺服務器中獲取2010～2013年間的監測數據，使用Excel和SPSS統計分析軟件，剔除異常值，進行數據統計分析。浙江省地理環境復雜，野生動物監測站點分別分布在平原、丘陵、山脈、島嶼、河流、湖泊、濕地、海岸等多種地形環境中。為探究地理環境對麻雀數量的影響，選取2010～2013年間每年7月的麻雀數據，求出每個監測站點每月的平均麻雀數量，導入ArcGIS 10.1中，用簡單克里格方法進行插值分析，得出麻雀區域分布圖，以進行分析比較。量化監測資料，使分析結果數量化，對天氣和溫度數據進行分類統計。將天氣指標進行模糊分級，晴為1，多云為2，陰為3，雨為4，雪為5。溫度量化分級為：t≤0 ℃為1，0 ℃

3 結果與分析

3.1 時間序列分析

基于浙江省野生動物監測站對麻雀數量的重復測度，從宏觀層面上，對浙江省麻雀數量在時間序列上的動態變化進行分析。獲取2010～2013年的麻雀數據，對數據進行年間差異顯著性檢驗分析，得出年間差異不顯著（t>0.1）。再將所有監測點每月的數量進行平均，得出2010～2013年浙江省每月麻雀的平均數量表（表1），分析全省麻雀的大致活躍時間及數量變化。

從表1可以看出，2010年4月麻雀數量開始顯著增長，5月數量達到高峰，從10月開始數量回歸穩定；2011年4月數量開始顯著增加，在6月達到高峰，之后在11月再次高峰，12月開始數量回歸穩定；2012年數量在7月開始增加，在7～9月數量持續高峰，10月開始數量下降趨于穩定；2013年數量在3月開始增加，在8月達到高峰，之后在10月后數量增加，11月開始降到穩定值。經過4年的數據的對比分析得出，麻雀數量1～3月大致穩定，4月開始增長，一般會在5～6月和8～9月出現峰值，10～11月后數量開始降低回歸穩定。

3.2 空間分析

浙江省海島眾多地形復雜，因此，本次研究中沒有考慮島嶼。從GIS麻雀區域分布圖（圖2）可得出如下結論。

1）麻雀的分布趨于穩定。2010～2013年，麻雀的區域分布一直維持在穩定狀態，隨著時間的變化沒有產生大的變動。

2）圖中顏色對比鮮明，數量差距很大。2010年麻雀數量分布在[5.526 71，3 569.66]區間內，2011年麻雀數量分布在[6.402 4，944.729]區間內，2012年麻雀數量分布在[10.192 5，2 772.63]區間內，2013年麻雀數量分布在[13.951 1，2 949.81]區間內。因此，2010～2013年，不同年份麻雀數量的最值差距很大，同一年份不同地區的麻雀數量間差距也很大。

3）空間分布不均衡。湖州地區的德清縣德清監測站和長興監測站的麻雀數量最多，麗水地區九龍山監測站和臨安野生動物疫源疫病監測站麻雀數量最少。麻雀數量空間分布如下：北部的湖州地區德清縣德清監測站和長興監測站、杭州地區的余杭區余杭監測站>東部沿海的臺州地區、寧波地區、溫州地區、嘉興地區的監測站、中部的金華地區的監測站>杭州地區西溪濕地監測、富陽杭州野生動物世界監測站>西南的衢州地區、麗水地區及杭州地區的臨安野生動物疫病疫源監測站。麻雀數量空間分布趨勢大致為：北部平原地區>東部沿海丘陵地區>西南高山地區。

3.3 環境因子分析

由于浙江省麻雀空間分布不均衡，具有鮮明的地域特征，故分別取北部平原地區的湖州長興監測站揚子鱷監測點、東部沿海丘陵地帶的臺州三門監測站和蛇蟠鄉蛇蟠島監測點、西南山區的麗水地區九龍山監測站和黃壇淤監測點的2010～2013年數據，剔除異常值，進行統計，得出監測點環境與麻雀數量關系圖（圖3），然后進行比較分析。

揚子鱷監測點在溫度級別為2、3時，數量保持穩定，溫度級別為4、5時，數量出現大幅度增加，增值在[150，200]范圍內，在溫度級別為6時數量下降，溫度級別為7時有小幅度上升趨勢；蛇蟠島監測點在溫度級別為5、6時，麻雀數量有小幅度降低，到達溫度級別為7、8時，數量增加，增值在[50，100]范圍內；黃壇淤監測點在溫度級別為4、5時，數量有增加，數量增加幅度在[5，15]范圍內，溫度級別為7時有小幅度上升趨勢。對比分析3個監測點的結果得出，麻雀數量變化與溫度關系不受地理環境影響，在溫度級別為1～3，即平均溫度為0～10 ℃時，麻雀數量穩定；溫度級別為4～5，即平均溫度為10～20 ℃時，數量開始增加；溫度級別為6，即平均溫度為20～25 ℃時，數量有下降；溫度級別為7，即平均溫度為25～35 ℃時，數量又有增長趨勢。

經過統計分析得知，浙江省內各監測點溫度變化均呈拋物線形式，在7、8月達到高峰，統計分析各個監測站間溫度差異不顯著（t>0.1）。故取所有監測點的溫度進行平均，得出浙江省月溫度級別變化。對溫度和月份關系進行擬合，得溫度和月份的回歸方程：T=-0.013 9 x3+0.125 3x2+0.585 5x+1.379 9（T為溫度，x為月份），其中，相關系數在0.950 0以上（P<0.01），t檢驗和F檢驗均通過。利用回歸方程，可以通過溫度推算月份。溫度級別為4～5時，對應的月份大致在4～5月和10～11月；溫度級別為7時，對應的月份是7～8月。因此，各監測點在4月數量增加后出現高峰，7～8月數量再次增加，11月后數量下降，與上文得到浙江省麻雀總體數量變化規律基本一致。因此，各個監測點麻雀數量變化規律均受溫度影響。

由圖3可知，對于數量和天氣關系的統計研究中，蛇蟠島、黃壇淤、揚子鱷監測點的數據變化趨勢一致，不受監測點地理環境影響。在天氣級別為1～5時，麻雀數量逐漸呈降低趨勢。對監測點天氣與數量關系進行擬合，得到監測點天氣級別與數量回歸關系表（表2）。3個監測點的多項式回歸的相關系數都在0.950 0以上（P<0.01），表明回歸曲線擬合程度很好，即監測點天氣級別與數量之間有極顯著的相關關系。

4 小結與討論

4.1 浙江省麻雀的繁殖活動時間分析

真正意義上的鳥類監測應側重于對鳥類種類和數量的重復測度，從而了解一個地區鳥類種類和數量在時間序列上的動態變化[11]。據賈相剛等[12]、潘炯華等[13]的早期研究，河北的麻雀在5～8月繁殖，廣州的麻雀在4～11月繁殖。南北氣候的不同，會影響麻雀的繁殖期。據壽振黃的調查，麻雀數量的年變化情況為1～6月相當穩定，7月開始增長，8月增多，9月達到高峰，10月下降，11～12月又趨向穩定，結合麻雀的繁殖活動，7月麻雀數量開始增加，這恰是第一窩巣鳥長大出飛離巢的階段；9月數量達到高峰，正是麻雀繁殖結束時[12]。文中研究得出麻雀數量1～3月大致穩定，4月開始增長，一般會在5～6月和8～9月出現峰值，10～11月后數量開始降低回歸穩定。此結果結合麻雀的繁殖活動，可推測浙江省麻雀繁殖活動：4月數量增長出現峰值，麻雀開始繁殖，并長大出飛離巢；8月數量再次出現峰值，是麻雀繁殖結束時；之后10月數量開始下降，11～12月及之后的1～3月數量呈現穩定狀態，繁殖期在4～9月。

4.2 地理環境影響麻雀數量分布

麻雀的分布及數量波動因生境不同、季節不同、地區不同等有很大差異[14]。劉德紹等[15]在文章中指出，在不同生境中麻雀的分布密度不同，在鄉村以及城鎮、農田中分布的密度遠大于灌叢、森林及水域；在垂直方向上，麻雀的分布隨海拔高度的變化而變化，主要分布于海拔高度500～1 000 m這一區間內。文中得出地理環境影響麻雀數量分布，其數量空間分布趨勢大致為：北部平原地區>東部沿海丘陵地區>西南高山地區。在北部平原地區，人口密集，人類活動密度大，麻雀數量相應增多。7月處于麻雀的繁殖期，平原地區麻雀數量快速增長達到上千只。在東部沿海丘陵地帶，丘陵密布，但海拔均在1 000 m以下。候鳥遷徙途徑東部沿海，監測點分布密集，而丘陵中的灌叢等適合麻雀隱藏，使得麻雀不易被監測到，因此麻雀數量少于平原地區。在西南山區，高山起伏，海拔最高1 929 m，麻雀分布少。同時，西南山區復雜的地被層也為鳥類提供了隱蔽場所，導致野外可觀察幾率降低，麻雀數量統計低至個位數。

4.3 天氣和溫度影響浙江省麻雀數量變化

鳥類作為生態系統的重要組成成分，對氣候和環境的改變反應相當敏感，可以作為監測全球氣候變化的一項重要依據[16]。氣候變化對野生鳥類的地理分布、繁殖生態以及種群動態產生了顯著影響[17]。本研究通過對比分析2010～2013年代表不同地理環境的監測點數據得出，平均溫度為0～10 ℃時，麻雀數量穩定；平均溫度為10～20 ℃時，數量開始增加；平均溫度為20～25 ℃時，數量有下降；平均溫度為25～35 ℃時，數量再次增加。溫度變化對浙江省麻雀的繁殖產生影響，在平均溫度為10～20 ℃和25～35 ℃時，麻雀繁殖使麻雀數量增加。同時，本研究得出麻雀種群數量和天氣極顯著正相關，根據研究結果可以幫助監測人員日常的監測工作，通過溫度和天氣的變化來預測麻雀數量變化，并且可以以麻雀的數量變化來監測浙江省各監測點的天氣和溫度變化。吳偉偉等[18]在研究中提出長期監測的數據準確，能使鳥類研究結果可靠性強，而考慮生理因素開發機理模型研究氣候變化對鳥類的影響將成為一種新的趨勢。研究的不足之處在于沒有利用模型來量化得出天氣和溫度與麻雀數量的關系，用以準確預測麻雀的數量變化。

本研究不同于以往環志法研究，采用浙江省陸生野生動物疫病疫源監測監測站監測數據進行研究分析。浙江省野生動物監測工作開展多年，積累大量數據，對于鳥類的研究分析具有重要意義。但由于監測點一直在逐步完善，監測人員專業素質不一致，監測環境復雜，野外鳥類監測存在一些困難。監測點分布不均衡同樣可能導致野外麻雀空間分布不均衡，在下一步野外監測中，監測點分布設置還需進一步完善，以便能更均衡地監測到全省鳥類數量變化。其他氣候因子和環境因子也應更多地被監測，以便進一步開展野外鳥類監測數據挖掘分析，更好地監管生態環境變化。在下一步鳥類生態學研究中，將更多地考慮鳥類的生理因素以建立模型進行精確預測，以便更為準確地研究鳥類習性及數量變化規律，更好地實現對野生動物的監測，造福于民。

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