青海湖国家级自然保护区及周边地区野生动物资源丰富,据调查,共有鸟类189种、兽类41种、两栖爬行类5种、鱼类8种。其中国家一级保护动物8种,二级保护动物29种[全国人大1998年通过《国家重点保护野生动物名录》(第一批)];属于《濒危野生动植物种国际贸易公约》有38种;属于中日保护候鸟协定的有50种,中澳保护候鸟协定的有24种。在区内栖息各种鸟类达30万只以上,其中,以水禽鸟类为优势,如枕头鸥、鱼鸥、斑头雁、鸬鹚四种大型水鸟数量均在.5万只以上。此外,该区还是候鸟类南来北往的中继站,有近20种水鸟迁徙途经此地,数量达7万多只。保护区独特的地理环境,为水鸟提供了理想的栖息、繁殖场所。区内鸟类种类数量约占全省鸟类总数的一半以上,其中国家一级重点保护动物黑颈鹤在保护区湿地草甸地带栖息、繁殖;每年还有约1500只左右的大天鹅在区内的沼泽地越冬。保护区内的动物区系组成,以典型青藏高原野生动物成份为主体,湖区的兽类动物总数占全省的四分之一,其中,以啮齿目、食肉目、偶蹄目种类较多,普氏原羚是湖滨沙化草地的代表种,也是世界最濒危的野生动物物种之一。
湖区鱼类资源独特,其中最著名、最在经济价值的是青海湖裸鲤。
两栖爬行类有高山蛙、西藏蟾蜍、沙蜥和高原蝮蛇等。
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