向海自然保护区水鸟多样性分布与水草、水位之间关系的研究

媒体:原创  作者:宝庆
专业号:宝庆
2010/11/25 13:34:00

摘要

向海自然保护区是典型的湿地类型的自然保护区,区内生境复杂多样,鸟类资源十分丰富。近年来,由于持续的干旱,湿地面积锐减,水鸟栖息地严重丧失或缺乏,水鸟种类、数量变化明显。

作者于2004至2008年间,采用样点法和样线法在不同季节对研究区域内的水鸟种类、数量等多样性性分布进行了调查,获得不同区域水鸟物种数、数量及生境因子数据,并在此基础上进行类群分析,并应用逐步向后回归分析模型的方法,建立不同季节的水鸟种类丰富度指数(Richness index)与水草、水位及人为干扰之间的回归模型、濒危珍稀水鸟种类丰富度与水草、水位、人为干扰关系回归模型及水鸟多样性指数(Shannon-Weiner index)与水草、水位、人为干扰关系回归模型。研究结果表明:

(1)此次研究共记录到水鸟106种214153只次,分别隶属于7目17科,其中游禽类36种,涉禽类59种,此2类构成该区域水鸟种群的主体,占本次监测区域水鸟种类总数的92.0%。在不同季节和年份,水鸟类群组成和空间分布差异明显,表明向海湿地生态特征的年间和季节间动态变化,揭示了向海保护区的水鸟类群组成的主要特征。

(2)通过建立逐步向后回归模型,水草在夏季有利于繁殖水鸟的隐蔽和取食,但是秋季不利于大型水鸟活动;水位因子是影响鸟类多样性的主要因子,尤其是春季水资源对鸟类多样性的意义重大;放牧、开垦农田、捕鱼等人为活动对鸟类多样性也有一定影响。

(3)根据研究结果,建议向海自然保护区按照科学的方法开展长期水鸟及水位和水草等重要生态因子动态的监测,并且在水鸟活动频繁的区域加强巡护,严禁放牧和捕鱼等人为干扰活动。

 

关键词 向海自然保护区;水鸟多样性;水鸟丰富度;逐步回归模型

Abstract

Xianghai Nation Nature Reserve is a typical wetland reserve. Habitats there are complex and multiform, and the bird’s resources are very abundant. Recent years however, the wetland size is decreased sharply, and the habitat for waterfowl is loosed seriously due to the drought.

We used the methods of sampling plots and route survey to observe the birds to collect the data of species, population numbers and population structure of waterbird in the research region from 2004-2006. Based on the collected data, we adopt stepwise regression analysis to establish multi-measured backward regression model among the richness of waterbird, richness of rare and endangered waterbird, and waterbird diversity (Shannon-Weiner index) with the elements of aquatic grass, water level and human disturbance in different seasons, locations in Xianghai. The results indicate:

 (1) It realed that the main characteristics of waterbird groups composed in Xianghai. Totally 214153 birds within 106 species, belonging to 7 orders and 17 families were recorded during the study, including 36 species of swimming birdsswimming birds, 59 species of wading birds. The two classes of birds accounted for 92.0% of the total species of birds in monitoring region. The composition and spatial distribution of waterbird showed the significant difference among the seasons during the wetland ecosystem.

(2) The diversity of waterbird in Xianghai was evidently correlated with the selected elements, and the water element was the most important one; Aquatic grass may benefit for the breeding birds in the summer, but might be the disadvantage for large waterbird; Human activity, especially fishing, grazing and farmland digging reduced the bird species diversity.

(3) According to the results of our study, we suggest to the nature reserve that to take a long-term monitoring of waterbird by using scientific method; to strengthen patrol and protecttion to prohibit human disturbance to the important waterbird areas.

 

Keywords Xianghai Nature Reserve, Waterbird DiversityWaterbird richness, Stepwise Regression Model

 


目录

摘要

Abstract

1 前言

1.1 生物多样性

1.1.1 生物多样性的概念

1.1.2 生物多样性的研究内容

1.1.3 生物多样性的研究进展

1.2 我国自然保护区水鸟多样性研究

1.2.1 我国自然保护区水鸟多样性研究概况

1.2.2 向海自然保护区水鸟多样性研究的意义

2 向海自然保护区基本情况

2.1 自然概况

2.1.1 地理位置

2.1.2 功能区划

2.1.3 地质地貌

2.1.4 气候、水文、土壤

2.1.5 生物资源

2.2 社会经济概况

2.2.1 人口

2.2.2 生产和自然资源利用方式

2.2.3 道路、交通

2.2.4 经济

3 研究的内容及方法

3.1 研究内容

3.2 研究方法

3.3 样点、样线的选设

3.3.1 样点、样线选择依据

3.3.2 样点、样线

3.3.3 监测方法

3.3.4 数据分析

4 研究结果

4.1 水鸟种类及数量

4.2 水鸟分布季节变化

4.2.1 春季

4.2.2 夏季

4.2.3 秋季

4.3 鹤类种群数量与分布

4.3.1 繁殖鹤类

4.3.2 迁徙鹤类

4.4 向海保护区水鸟多样性与水草、水位及人为干扰因子的关系回归分析

4.4.1 春季水鸟物种多样性与水草、水位等因子的关系模型

4.4.2 夏季水鸟物种多样性与水草、水位等因子的关系模型

4.4.3 秋季水鸟物种多样性与水草、水位等因子的关系模型

5 讨论

5.1 水鸟种类及数量

5.2 水鸟的空间分布

5.3 鹤类种群数量与分布

5.4 水位的影响

5.5 水草的影响

5.6 人为干扰的影响

6 结论

7 向海保护区水鸟多样性保护建议

7.1 开展持续的水鸟监测工作

7.2 向海保护区重点保护种类优先保护区域建议

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

 

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1  前言

1.1  生物多样性

1.1.1  生物多样性的概念

生物多样性(biological diversitybiodiversity)是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和[1]。生物多样性最早由FisherWilliams (1943)提出,在1985Wilson首次为生物多样性做了科学的解释[2]。从此,生物多样性作为一个学术术语而被广大的生物工作者所接受。

1.1.2  生物多样性的研究内容

生物多样性包括遗传多样性(genetic diversity)、物种多样性(species diversity)、生态系统多样性(ecosystem diversity)、景观多样性(landscape diversity[3-4]。其中,物种多样性是物种水平的生物多样性,是指一个地区内物种的多样化,主要从分类学、系统学和生物地理学角度对一定区域内物种的状况进行研究[3]。物种多样性的现状(包括受威胁现状)、形成、演化及维持机制等是物种多样性研究的主要内容。物种多样性研究的主要任务是调查某地区物种的名录,对其资源有一个明确的了解,是生物多样性其它层次研究的基础。近几十年来,随着人口的急剧增加,物种多样性的丧失已经引起了全球广泛的关注[5-8]。物种多样性指数是用简单的数值表示群落内种类多样性的程度,用来判断群落或生态系统的稳定性指标。常用的多样性指数有以下几种:丰富度(species richness)指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数。物种丰富度指一群落或生境中物种数目的多寡。香农-威纳指数(Shannon-Weiner index)是用来描述种的个体出现的紊乱和不确定性,不确定性越高,多样性就越高。

1.1.3  生物多样性的研究进展

1.1.3.1  国外生物多样性的保护与研究

1943年,WilliamsFisher首次提出生物多样性。随后,大量论文和专著相继发表,探讨有关物种多样性、群落多样性原理、测度方法及影响因素[9-11]。近几十年来,遗传多样性、生态系统多样性和景观多样性相继被提出。1978年国际自然和自然资源保护联盟(IUCN)出版了世界范围的《植物红皮书》[12]1980年《世界自然保护策略》中提出要维护基本生态系统过程和生命维持系统,保持基因多样性及物种和生态系统的持续利用;1983年,国际科学联合会(ICSU)所属的国际生物科学联合会(IUBS)在热带10年计划 (Decade of the Tropics)中开展了“热带生态系统的物种多样性及其重要性”研究项目,并于19896月与国科联环境问题委员会(SCOPE)一起召开了“生物多样性的生态系统功能研讨会”。继而,这两个组织与联合国教科文组织(UNESCO)一起于199210月联合召开了“生物多样性编目与监测研讨会”。同时联合发起了一个全球性的生物多样性合作研究项目,共包括4个方面:(1)生物多样性的生态系统功能;(2)生物多样性的起源、维持和丧失;(3)生物多样性的编目和监测;(4)栽培种及其野生近缘种的多样性。1991DWERSITAS作为一项国际研究计划开始启动,并且在众多国际组织的主持和参与下,于1995年和1996年修改确定了生物多样性相互关联的5个核心研究计划和5个特殊研究领域:项目的5个核心组分为:生物多样性对生态系统功能过程的影响;生物多样性起源、维持和变化;系统学编目与分类;生物多样性监测;生物多样性保护、恢复和持续利用。5个特殊研究领域为:土壤和沉积物、海洋、微生物、淡水和生物多样性,以及人为影响范围。1992年在巴西里约热内卢召开的联合国环境和发展大会上有150多个国家签订了《生物多样性保护公约》,公约于19931229生效。我国也参与其中。该公约的签署标志着生物多样性的研究、保护和利用进入了一个全新的发展阶段,开辟了人类合作开展生物多样性保护与持续利用的新纪元。

1.1.3.2  国内生物多样性的保护与研究

中国是生物多样性特别丰富的国家,在全世界居第8位,北半球居第1位。虽然我国研究生物多样性的工作起步较晚,但是发展非常迅速[13-15]。我国参与了生物多样性公约的起草、讨论和谈判。从1988年到1992年,我国政府代表参加了生物多样性公约谈判过程中的10次重要会议,为生物多样性公约的最终通过发挥了积极作用,并在里约热内卢召开的联合国环境和发展大会上签署了公约,成为第64个签约国。1992年中国科学院生物多样性委员会成立,编写了《Biodiversity in China》、《中国生物多样性一现状及其保护对策》[16] 、《生物多样性研究的原理与方法》、《中国森林多样性及其地理分异》等一系列专著。19969月,我国发布了《中国生物多样性保护行动计划》[17],其中确定了我国生物多样性优先保护的生态系统和物种名录,提出了一批优先行动方案和项目。

1.2  我国自然保护区水鸟多样性研究

1.2.1  我国自然保护区水鸟多样性研究概况

我国自然保护区建设于1956年才开始,但是发展很快,截止2004年底己建成2194个自然保护区,其中国家级226个、省级733个、地市级396个、县级839个,总面积14822.6万公顷,约占国土总面积的14.8%[18]。包括了森林、草原与草甸,荒漠、内陆湿地与水域、海洋与海岸等重要的生态系统类型。自然保护区的水鸟多样性研究起步较晚。因此,大多是一些基础性的研究。研究方向主要是:① 种群数量动态及其分布。② 生境破碎化对水鸟的多样性的影响。③ 人类干扰对水鸟的影响。④ 生态因子对鸟类的多样性的影响。⑤ 季节变化对鸟类多样性的影响等。

1.2.2  向海自然保护区水鸟多样性研究的意义

湿地是自然界高生产力的生态系统类型,是物种的基因库,为大批野生动物提供了生境,被誉为“生物超市”[19]。湿地的研究也受到了大家的广泛关注[20-25],而水鸟是野生动物的重要组成部分在生态系统的营养级中处于顶位,对环境的改变极为敏感。因此,水鸟可以作为环境变化的良好指示种和监测种[26]。水鸟多样性能通过食物链影响生态系统的功能,对维持生态系统的平衡有不可替代的作用,且一些鸟类的种群数量少,生境一旦被破坏很难恢复。因此,鸟类多样性的研究是考察生态系统是否平衡的重要指标,能为本地区的野生动物保护工作提供第一手的资料。

向海自然保护区是一个具有科研价值、生态价值、经济价值、政治影响、文化教育意义的区域。它在提供水源、分流洪峰、调节气候、保护生物多样性方面有着极为重要的作用。自保护区成立以来,许多学者对该地区的动植物进行了大量的调查,多集中在单一因子对鸟类多样性的影响,或者只针对某一物种种群数量的研究。如盛连喜等人在向海保护区做的生境变化对丹顶鹤数量及其分布的影响分析[27]。有关湿地恢复、湿地生态管理方面的研究多停留在定性分析。本研究的目标是全面了解向海自然保护区水鸟的组成、数量、分布规律,揭示了水鸟多样性的季节变化与水位变化、植被异质性、人为干扰强度等因子之间的关系,为保护区规划设计、保护管理和资源的合理开发利用提供重要资料和理论依据。

2  向海自然保护区基本情况

2.1  自然概况

2.1.1 地理位置

保护区位于吉林省白城市通榆县境内,地理坐标在北纬44°51- 45°17,东经3122°4-122°42之间,地跨向海乡、兴隆山镇和乌兰花镇,总面积10.55×104hm2。属内陆湿地和水域生态系统类型自然保护区[28,29]

2.1.2  功能区划

根据向海保护区总体规划,保护区的功能区划分为核心区、缓冲区和实验区。其中核心区面积2.8×104hm2,缓冲区面积1.1×104hm2,实验区面积6.7×104hm2。在总面积中芦苇沼泽2.36×104hm2,草原3.03×104hm2,地林地2.98×104hm2,水域面积1.24×104hm2,耕地面积0.7×104hm2,其它用地0.22×104hm2

2-1 向海保护区功能区划图

2.1.3  地质地貌

      保护区位于蒙古高原与东北平原的过度带,从构造上看为中生代由松辽平原断陷形成深度中生代及新生代沉积而形成,地貌呈沙化和盐碱化的平原特征。地形上由西向东渐低。海拔高度在156-192m之间,垄状沙丘与丘间洼地镶嵌排列。沙垄呈西北东西方向延伸,大小、形状相差悬殊,沙丘间相对高度在15-30m之间,沙垄间谷地地势平坦开阔,局部积水而形成沙丘覆盖的冲击平原,为科尔沁草原的东缘。

2.1.4  气候、水文、土壤

      该保护区位于北半球温带区,属暖温带半干旱大陆性季风气候。四季分明,春季风大干旱,夏季炎热,冬季寒冷少雪,多风沙天气。

      年平均气温5.1,平均最高气温37,平均最低气温-32,多年平均降水量338.3mm,主要集中在78月份, 年平均蒸发量为1945mm。年积温1786 小时,无霜期150天。

      该区域年平均风速8.0-13.8 m/s,年平均最大风速28.5-32.6 m/s

      保护区内主要有霍林河、额木特河及洮儿河引水灌溉工程3条水系。河流的季节变化比较明显[30]

该湿地土壤为栗钙土、沼泽土、草甸土、盐碱土和流沙土。土层厚度在0.5-1.0之间,腐殖质极其贫乏,盐碱化趋势略高,土壤PH 7.5-8.5[31]

2.1.5  生物资源

2.1.5.1  植物资源

植物区系    该保护区植被属中温带半湿润草甸草原景观,内共记录有600余种野生植物,其中药用植物200余种。

主要植被类型

蒙古黄榆天然林 植物群落主要树种为蒙古黄榆Ulmus mongolic,面积18800hm2

其它主要树种 包括春榆Ulmus japonica、家榆Ulmus pumila、小叶杨Populus simonii、河柳Salix chaenomeloides、西伯利亚山杏Prunus sibirica、桑Morus alba等。

杨树人工林       主要是向海联营造纸林场、三北农田防护林、集体及部分个人造林,主要品种为白杨Populus × xiaozhuanica系列。面积约5000km2

芦苇沼泽群落   以芦苇Phragmites australis、东方香蒲Typha orientalis为主,间或有黑三棱Sparganium coreanum、水葱Scirpus tabernaemontani等,面积23600hm2。为鹤类主要分布区。

苔草-小叶樟群落     [湿]苔草Carex humida、疏苔草Carex laxa、小叶樟Deyeuxia angustifolia、灯心草Juncus effusus、羊草Leymus chinensis、狼尾草Pennisetum alopecuroides为主,还有甘草Glycyrrhiza uralensis、碱蒿Artemisia anethifolia、碱蓬Suaeda glauca、地榆Sanguisorba officinalis等植物,面积30400 hm2,构成草甸景观的主体。

浮生植物群落   主要有眼子菜Patamogeton distinctus、狐尾藻Myriophyllum verticillatum等。

2.1.5.2  动物资源

动物区系    该区地处古北界东北区的松辽平原亚区,临近蒙新区东部草原亚区,动物分布种类较多。其中鱼类3727种,两栖爬行类3613种,兽类61337种,鸟类1753299种。这些野生动物是维持向海湿地生态平衡的重要因子,是构成向海湿地物种基因库的重要组成部分[32]。对鸟类既是繁殖地,同时也是重要迁徙停歇地。

动物类群

哺乳动物 61337种,主要有狍子Capreolus capreolus、豹猫Felis bengalensis、狼Canis lupus、草狐Vulpes vulpes、貉子Nyctereutes procyonoides、狗獾Meles meles等,啮齿类动物有20种。

鸟类 资料表明该区共分布有鸟类1753299种,其中繁殖鸟160种,占鸟类总数的53.5%,非繁殖鸟98种,占46.5%。有丹顶鹤Grus japonensis、白鹤Grus leucogeranus、白鹳Ciconia boyciana、大鸨Otis tarda dybowskii等国家I级重点保护鸟类10种,灰鹤Grus lilfordi、蓑羽鹤Anthropoidis virgo、黑脸琵鹭Platalea minor、大天鹅Cygnus cygnus、鸳鸯Aix galerculata等国家II级重点保护鸟类42种。有49种被列入《濒危野生动植物物种国际贸易公约》,173种列入《中日候鸟保护协定》。其中,丹项鹤为国家一级保护鸟类,在湿地环境完好的情况下,繁殖种群达十几对[33]。因此,向海自然保护区被称为吉林的鹤乡[34,27]

两栖类 已记录到两栖动物125种,中华蟾蜍Bufo gargarizans、花背蟾蜍Bufo raddei、黑斑蛙Rana nigromaculata、粗皮蛙Rana rugosa和黑龙江林蛙Rana amurensis等。

爬行类 分布有爬行动物248种,有鳖Trionyx sinensis、团花锦蛇Elaphe davidi、白条锦蛇Elaphe dione、红点锦蛇Elaphe rufodorsata、虎斑游蛇Rhabdophis tigrina、蝮蛇Agkistrodon blomhoffii、丽斑麻蜥Eremias argus和北草蜥Takydromus septentrionalis

鱼类 该区水域共记载有鱼类29种,以鲤科为主,有鲤鱼Cyprinus carpio haematopterus、鲫鱼Carassius auratus gibelio、白鲢Hypophthamichthys molitrix、草鱼Ctenopharyngodon idellus、鲇鱼Silurus asotus、黑鱼Ophiocephalus argus、鳑皮鱼Phoreus sericeus、泥鳅Misgurnus anguillicaudatus、塘鳢Percottus glehni、鳙Aristichthys nobilis等。

2.2  社会经济概况

2.2.1  人口

该保护区涉及通榆县向海乡、兴隆山镇和乌兰花镇的12个行政村32个自然屯,现有居民4000余户15000人,人口密度14.2/km2。其中,核心区缓冲区居民1516户,5687人。

主要少数民族为蒙古族,尚有少数满族、回族等,其中,蒙古族占人口总数的29.1%

区内尚有向海水库管理处、向海联营造纸林场、向海苇场等企业单位,分别隶属于共有白城地区水利、局通榆县政府和通榆县芦苇局,现有职工约700人,主要从事渔业生产职、林业和苇业生产活动。

2.2.2  生产和自然资源利用方式

社区以农业、牧业为主,耕地均为旱田,主要种植玉米、豆类、蓖麻和打瓜等农作物。牧业养殖品种主要是山羊、绵羊、黄牛,有少量的马和驴,主要靠散养。约有半数以上的农民以林副产品或苇草为薪柴做饭、取暖。农村用能源困难。

2.2.3  道路、交通

该保护区交通条件一般,32个自然屯间有可通行四轮拖拉机以上车辆的村道约300km,其中柏油、水泥路面公路约60km,其余为土路,每年7-9月阴雨季节不便通行。

2.2.4  经济

2004年及2005年开展的社区社会经济本底调查结果分析,该社区的经济较过去有一定发展,2004年粮豆总产量达25000吨,年收入达1.25亿;牧业收入约140万元,渔业养殖水面12400hm2,年产渔100万公斤,收入400万元;林业年收入14万元;每年收获约10000吨芦苇,收入90万元,人均收入2100元,大部分农户仍然贫困。目前社区经济来源主要靠种粮食和饲养牲畜,农牧业产值占总产值的83%,林业产值仅占11%,渔业等其它产业产值仅占6%。产值、产量的增加仍靠对自然资源的传统利用。

3  研究的内容及方法

3.1  研究内容

(1)     向海自然保护区春、夏、秋水鸟种类、数量和种群结构的变化;

(2)     向海自然保护区水鸟多样性与水位变化之间的关系;

(3)     向海自然保护区水鸟多样性与植被之间的关系;

(4)     向海自然保护区水鸟多样性与人为干扰之间的关系。

3.2  研究方法

在研究区域内设置固定监测样点及样线,确定统一的监测方法,对水鸟及其相关生态因子及人为干扰因子等进行监测,以获取监测数据;同时收集相关的气象、水文资料;汇总并进行回归分析,建立水鸟物种多样性模型。

3.3  样点、样线的选设

3.3.1  样点、样线选择依据

3-1 向海保护区春季水鸟监测样点、样线布设示意图

根据丹顶鹤、白枕鹤历史繁殖地及其他重要水鸟统迁徙停歇地历史资料,向海湿地及水鸟分布现状,于不同季节布设固定样点、样线进行监测,较全面地收集向海湿地水鸟多样性分布与生境因子动态数据。

 

3.3.2  样点、样线布设

本次研究共布设春季固定样点8个,样线3条;秋季样点9个,样线4条;繁殖季节监测样点6个,样线2条。每个样点用GPS定位,固定样线以GPS定位起始点和终点。详见图3-1(春季)、图3-2(夏季)、图3-3(秋季)所示。

 

3.3.3

3-3 向海保护区秋季水鸟监测样点、样线示意图

3-2 向海保护区夏季水鸟监测样点、样线布设示意图

监测方法

3.3.3.1  水位监测

在每一个选定的样点标定一个固定的高程点作为基准,以埋入带有标尺刻度的测杆,测量水深度。通过观察水鸟站在水中站立时水淹没腿的高度估测水鸟活动区域水深,并收集向海水库及其它水文及气象资料数据。

3.3.3.2  湿地植被 监测

2

1

3

5

4

 

3-4 植被样方示意图

按季节对主要监测样点进行芦苇和蒲草样方调查,在监测点有代表性的芦苇及蒲草生长区域随机选择1m×1m的小样方5个,记录该2种植物的盖度、密度、植株高度及水位。记录植株高度、盖度、密度。小方编号顺序见图3-4

监测时间:主要水鸟监测点芦苇和蒲草调查分别在春季(3-5月)、夏季(5-7月)和其秋季(9-10月)进行。 

3.3.3.3  水鸟、水位、水草和人为干扰监测

监测方法:样点调查时选择制高点,2人同时直数记数取平均值;样线调查采用越野车沿线路行使,根据尽量不遗漏、不重复统计的原则,选择观测点,再按照样点调查的方法观测;观测距离以望远镜视野能够辨别种类为准,约1500-3000m(依天气、水鸟个体大小及可视程度);种类鉴别采用8#单筒望远镜和10#-60#单筒望远镜观测,参考《东北鸟类图鉴》进行确认。

监测时间与监测频度:每年春季在325510日期进行3期,每期每个监测点观测2次,每期间隔5-7天;秋季自915-10月313期,每期每个监测点观测2次,每期间隔5-7天;繁殖季节510-7月30进行,每个点观测2次。

观测时间:自凌晨3:30时至傍晚19:30时之间(根据水鸟活动时间)。

按季节对主要监测样点、样线水位因子,水草生境因子和干扰因子进行统计分析。主要观测因子见表3-1

表3-1  向海水鸟多样性与水位、水草及干扰因子相关性分析因子

水位因子特征

水草生境特征

干扰因素

调查点水深

向海水库二场水深

春季降水量

夏季降水量

秋季降水量

年总降水量

苇塘水域

蒲草水域

疏苇水域

近岸浅水域

岸边滩涂

明水域

芦苇盖度

芦苇密度

蒲草盖度

蒲草密度

农田

放牧

捕鱼

深水

浅水

其中:水深因子按照15cm为基本单位分成若干等级,当水深超过150cm后,级差增大(见表3-2)。

表3-2   向海保护区水位、水草、水鸟三者关系研究主要水鸟监测点水位因子分级

水深范围 (cm)

0

1-15

16-30

31-45

46-60

61-75

76-90

水位等级

0

I

II

III

IV

V

VI

水深范围 (cm)

91-105

106-120

121-135

136-150

151-200

201-300

>300

水位等级

VII

VIII

IX

X

XI

XII

XIII

春、夏和秋季水库水位(深)分别选择421521921数据。

3.3.4  数据分析

逐步回归(Stepwise Regression)是从当前的全部变量中,挑选其偏回归平方和贡献最大的变量,用方差比进行显著性检验的办法,判别是否选入;而当前全部变量中,寻找偏回归平方和贡献最小的变量,用方差比进行显著性检验的办法,判别是否从回归方程中剔除。选入和剔除循环反复进行,直至无符合条件的选入项,无符合条件的剔除项为止。这种方法由于剔除了不重要的变量。因此,无需求解一个很大阶数的回归方程,显著提高了计算效率;又由于忽略了不重要的变量,避免了回归方程中出现系数很小的变量而导致的回归方程计算时出现错误,得不到正确的解。因此,采用逐步向后回归分析的方法,建立不同季节的“水鸟种类丰富度与水草、水位、人为干扰因子关系回归模型”、“春季濒危珍稀水鸟种类丰富度(Richness index)与水草、水位、人为干扰因子关系回归模型”和水鸟多样性(Shannon-Weiner index)与水草、水位、人为干扰因子关系回归模型”。

4  研究结果

4.1  水鸟种类及数量

5年的监测中共记录到水鸟106214153只次,分别隶属于717科。2004年秋季至2008年春季监测记录水鸟种类详见附表4-1

其中,200520062007为全年度监测结果,2004年为夏、秋监测结果,2008年为春、夏季监测结果。调查期间监测到水鸟种类及数量见表4-2

表4-2 各年份不同季节监测记录到水鸟种类及数量

 

2004

2005

2006

2007

2008

春季

种类

54

53

63

63

 

数量

12,584

31331

25754

15323

夏季

种类

50

57

55

51

53

 

数量

2450

7144

3980

5494

10829

秋季

种类

42

51

55

53

 

数量

17095

16632

32975

32562

合计

种类

61

70

76

78

67

 

数量

19545

36360

68286

63810

26152

其中200520062007为全年度监测结果,2004年为夏、秋监测结果,2008年为春、夏季监测结果。

从水鸟类群看,在观察到的106种中,游禽类36种,涉禽类59种(见表3-5),分布占种类总数的34.0%55.7%,是构成该区域水鸟种群的主体,占本次监测该内区域水鸟种类总数的89.6%。在不同季节,水鸟类群组成差异明显。详见表4-3

 4-3   向海湿地2004年春至2008年夏不同类群水鸟在各年度不同季节比例

季节

年份

 

 

种类总数

种数

%

种数

%

种数

春季

05

29

53.7

21

38.94

54

06

31

58.5

17

32.1

53

07

31

49.2

28

44.5

63

08

29

46.8

30

48.4

62

平均

30.0

52.0 

25.0

30.9

58.0

夏季

04

21

41.2

26

51.0

51

05

21

35.6

34

57.7

59

06

20

36.4

29

52.7

55

07

20

38.5

28

53.8

52

08

21

40.4

27

51.9

52

平均

20.6

38.4

28.8

53.4

53.8

秋季

04

19

43.2

21

47.7

44

05

20

39.2

27

529

51

06

24

45.3

25

47.2

53

07

25

45.5

24

43.7

55

平均

22.0

43.3

24.3

47.8

50.8

从表中可见:① 在春季游禽占种类总数的比例明显高于涉禽类;② 在繁殖季节则相反,涉禽所占比例明显高于游禽类;③ 秋季则涉禽种类所占的比例略高于游禽类。

4.2 水鸟分布季节变化

监测结果表明,该湿地在监测期间生态环境变化较大,湿地处于不稳定状态。因此,水鸟分布情况在各年间差异显著。

4.2.1  春季

20052006年水鸟分布相对集中,主要在向海水库和几个重要监测点。2006年观察到的数量最多,主要原因上游修坝后在吉、蒙交界处附近形成大面积浅水沼泽水域,单种数量大,仅绿头鸭种群数量达到8200只左右,加上其他种类,该点水鸟数量超过10000只;而2008年春季数量较少,原因之一是单种数量较少,没有集中分布的大群。春季水鸟种类上200720082年种数多于前2年,主要是水库边缘浅水域和疏苇水域面积相对大,岸边鸟和涉禽种类较多。

4.2.2  夏季

水鸟分布比较分散,主要见于沼泽水域、主要监测点。除2004年外夏季种类差异较小;数量上2008年最大,主要原因是一些不在此繁殖的种类如绿翅鸭、红嘴鸥和青脚鹬等迁离较晚(5月末),单种数量较大,分别达到410411831303只。

4.2.3  秋季

水鸟分布分散,除2005年外,水库为最重要分布区。除2004年外,其余3年秋季水鸟分布种数相近,水鸟数量则以20062007年为多,均在30000只以上,远高于前2年。分析原因可能是06年白额雁、豆雁和风头麦鸡3种分布数量较大,分别达到614655247506只;而2007年白额雁、豆雁、红头潜鸭和绿头鸭单种数量分别达到6710552038203750只。

由于沼泽水域变化,各个年度水鸟分布重点区域差异显著,2005年水位低,库区面积小,而各个监测点沼泽水域面积相对较高,水鸟主要分布在几块沼泽水域;20062007年和2008年向海水库水位高,库区面积大,对水鸟分布意义重大。

4.3  鹤类种群数量与分布

监测表明,由于湿地沼泽水域面积缩小、放牧活动频繁等因素的影响,鹤类种群数量相对较少。

4.3.1  繁殖鹤类

4年监测中共观察到繁殖鹤类218只个体,鹤巢9个,其中野生丹顶鹤310只,有4()家养雌鹤与野生雄鹤筑巢繁殖,白枕鹤2巢;未发现有蓑羽鹤繁殖。丹顶鹤巢分布在尖底泡(05)、滚水坝(06)和盐铺(07);白枕鹤巢分布于尖底泡(05)和大肚泡(08)。详见表4-4

表4-4 向海湿地2005-08年鹤类巢址信息

巢 号

地理坐标

种类

地点

卵数

(枚)

年份

备注

N

E

XDN01

44º59´38.8"

122º19´55.4"

丹顶鹤

尖底泡

2

2005

主巢东南约150m有负巢1个;芦苇沼泽

XDN02*

44º59´38.6"

122º19´56.7"

丹顶鹤

尖底泡

0

2005

XDN03

44º55´41.7"

122º07´41.6"

丹顶鹤

滚水坝

2

2006

芦苇、苔草

XDN04

45º23´20.7"

122º03´41.2"

丹顶鹤

盐铺

1

2007

芦苇沼泽,巢址处香蒲

XBN01

44º59´41.4"

122º19´54.0"

白枕鹤

尖底泡

2

2006

主巢东南约120m有负巢1个;芦苇沼泽

XBN02

44º59´38.2"

122º19´55.4"

白枕鹤

尖底泡

0

2006

XBN03

45º03´12.0"

122º22´09.0"

白枕鹤

大肚泡

2

2008

薼草、芦苇、香蒲、苔草

XDR01

44º59´35.8"

122º20´59.8"

丹顶鹤

鹤岛

2

2005

饲养♀×野生♂,在围栏内

XDR02

44º58´30.7"

122º21´11.1"

丹顶鹤

鹤岛

2

2006

饲养♀×野生♂,在围栏内

XDR03

45º01´01.2"

122º20´26.1"

丹顶鹤

鹤岛

2

2007

饲养♀×野生♂,在围栏内

XDR04

45º01´14.4"

122º20´25.4"

丹顶鹤

鹤岛

2

2008

饲养♀×野生♂,在围栏内

4.3.2  迁徙鹤类

监测中记录到的迁徙灰鹤种群数量相对较大,白头鹤次之,白枕鹤、丹顶鹤、白鹤迁徙种群数量均较几年前有明显下降;蓑羽鹤数量最少。

2005年春季白鹤、丹顶鹤、灰鹤、白枕鹤和蓑羽鹤个体数分别为5338941只;2006年白鹤、丹顶鹤和灰鹤分别为19138只,2007年春季白鹤、丹顶鹤、灰鹤、白头鹤、白枕鹤和蓑羽鹤数量分别为1520501710只,2008年春季白鹤、丹顶鹤和白枕鹤分别有36424只;2004年秋季白鹤、丹顶鹤、白枕鹤、白头鹤、灰鹤和蓑羽鹤数量分别为16316261774只,2005年秋季白鹤、丹顶鹤、灰鹤、白枕鹤和蓑羽鹤数量分别为6349424只白枕鹤数量分别为36424只;2006年秋白鹤、丹顶鹤、灰鹤和白头鹤分别为21415941只,2007年丹顶鹤、灰鹤、白头鹤和白枕鹤分别为437060只。可见,春季白鹤、丹顶鹤和灰鹤数量相对多,秋季则以灰鹤数量最大,并有逐年增加的趋势。

迁徙丹顶鹤主要见于尖底泡、盐铺、大肚泡、福泰泡和滚水坝。

白鹤观察到的数量较少,主要分布在尖底泡、滚水坝和大青山苇场,偶见于盐铺等地。

灰鹤分布范围最广,虽然没有发现繁殖个体,但在繁殖季节(7月以后)也有分布。主要见于尖底泡、长龙坨子、牧场屯西北和滚水坝。其中,长龙坨子、牧场屯西北一带为其传统的迁徙停歇地。其他3种鹤中,白枕鹤2005年有繁殖,蓑羽鹤2007年夏有分布。

4.4  向海保护区水鸟多样性与水草、水位及人为干扰因子的关系回归分析

4.4.1  春季水鸟物种多样性与水草、水位等因子的关系模型

2005-20083个整年滚水坝、盐铺、尖底泡、大肚泡、雁鸭湖、福泰泡和长龙坨子7个主要水鸟监测固定样点和向海水库一场、二场2条全年监测的监测样线的水鸟种类、数量与水位因子、生境植被因子,以及人为干扰因子进行水鸟物种多样性回归分析,建立相关模型。

4-5 向海自然保护区春季水鸟种类丰富度与水草、水位、人为干扰因子关系

的逐步向后回归模型(Backward Stepwise Regression Model

df = 24, R2 = 0.956, F= 18.268, P < 0.001)(2005 -2007年)

生境变量 (Habitat variable)

系数(β

标准误(SE

t

P

常数项 Constant

-38.752

11.677

-3.319

0.007

水草因子

 

 

 

 

芦苇密度

-0.014

0.004

-3.458

0.005

蒲草盖度

-0.111

0.027

-4.075

0.002

蒲草密度

 0.123

0.036

3.392

0.006

水位因子

 

 

 

 

水库水位

 3.328

1.060

3.140

0.009

春季降水量

-0.462

0.200

-2.307

0.042

年总降水量

 0.037

0.009

4.058

0.002

明水域深水

 3.334

0.685

4.865

< 0.001

苇塘水域

-1.072

0.404

-2.651

0.023

疏苇水域

 3.701

0.947

3.909

0.002

人为干扰因子

 

 

 

 

-1.321

0.513

-2.574

0.026

 3.576

0.667

5.365

< 0.001

从表4-5所列各个相关因子β值可见,向海保护区春季水鸟种类多样性与水草因子的“蒲草密度”,水位因子中“水库水位”、“年总降水量”、“明水域深水”和“疏苇水域”,人为干扰因子的“捕鱼”和“居民点道路距离(<0.5km)”等因子呈正相关,其中“水库水位”、“明水域深水”、“疏苇水域”和“捕鱼”4项系数均大于3.3;而与“芦苇密度”、“蒲草盖度”、“春季降水量”、“苇塘水域”及“农田”因子成负相关。这可以解释为:蒲草密度大的区域,往往是比较低洼或水位相对较深的区域,也是水鸟分布较多的区域,因此与水鸟物种多样性成正相关;而水域除了提供水鸟充分食物资源外,水库水位直接影响到沼泽水域面积,既水鸟栖息地面积,进而直接影响到水鸟种类数量,因此水库水位、明水域深水和疏苇水域对春季水鸟物种多样性意义较大;捕鱼活动虽然是干扰因子,但活动完全在有水的区域,因此食物条件优越,故从另一个侧面反映出水鸟种类的丰富程度,同时也反映出人为活动的区域、范围已在很大程度上深入到适宜水鸟分布的区域。农田与春季水鸟物种多样性成负相关,主要反映出湿地开垦、农业活动对水鸟的负面影响。由于该区域降水主要在夏季和初秋,因此春季降水量和年降水量对春季水鸟分布影响不大;春季绝大部分芦苇在上年冬季被收割,真正形成苇塘水域的面积十分有限,而生境中多为长势不好而未被收割的上年度干枯植物,往往是水位相对较低或地势略高的区域,因此鸟种类分布较少。

上述回归分析结果与向海保护区春季不同类群水鸟(涉禽类Wading bird、游禽类Swimming bird、岸边鸟Shore bird)种类组成的调查结果是一致的(见表4-3)。

4-6. 向海自然保护区春季濒危珍稀水鸟种类丰富度与水草、水位、人为干扰因子关系的逐步向后回归模型(Backward Stepwise Regression Model)

(df = 24, R2 = 0.815, F= 16.768, P < 0.001) (2005 -2007)

生境变量(Habitat variable)

系数(β)

标准误(SE)

t

P

常数项 (Constant)

0.591

0.273

2.168

0.043

水草因子

 

 

 

 

蒲草盖度

-0.023

0.011

-2.156

0.044

蒲草密度

0.056

0.015

3.703

0.002

水位因子

 

 

 

 

明水域深水

0.384

0.181

2.117

0.048

疏苇水域

0.483

0.217

2.230

0.038

人为干扰因子

 

 

 

 

放牧

-0.703

0.230

-3.056

0.007

从表4-6可知,向海保护区春季濒危珍稀水鸟种类丰富度与“蒲草密度”、“明水域深水”和“疏苇水域”因子成正相关,与“蒲草盖度”和“放牧”因子成负相关。即在影响向海保护区春季珍稀濒危水鸟丰富度的因子中,明水域深水和疏苇水域对珍稀水鸟种类分布意义相对较大,调查中雁鸭类、类主要分布于明水域深水,而鹤鹳类、大白鹭等多见于疏苇(浅)水域。放牧是影响春季向海湿地珍稀水鸟种类分布的主要因子。这些与实际调查中珍稀水鸟对微生境利用率分析结果是相符的。

表4-7. 向海自然保护区春季水鸟多样性(Shannon-Weiner index)与水草、水位、人为干扰因子关系的逐步向后回归模型(Backward Stepwise Regression Model)

(df = 24, R2 = 0.905,F= 13.3598, P < 0.001)(2005 -2007年)

生境变量 (Habitat variable)

系数(β)

标准误(SE)

t

P

常数项 (Constant)

5.864

2.239

2.619

0.020

水草因子

 

 

 

 

芦苇盖度

-0.025

0.007

-3.576

0.003

水位因子

 

 

 

 

样点水深

0.150

0.040

3.739

0.002

水库水位

-0.660

0.199

-3.315

0.005

春季降水量

0.119

0.046

2.566

0.022

苇塘水域

-0.342

0.188

-1.817

0.091

疏苇水域

1.303

0.420

3.100

0.008

近岸浅水域

-1.485

0.598

-2.482

0.026

人为干扰因子

 

 

 

 

农 田

-0.833

0.261

-3.187

0.007

放 牧

1.090

0.329

3.318

0.005

捕 鱼

1.474

0.330

4.474

0.001

逐步回归分析结果表明,向海保护区春季水鸟多样性与“样点水深”、“春季降水量”、“疏苇水域”、“放牧”和“捕鱼”因子成正相关,而与“芦苇盖度”、“水库水位”、“苇塘水域”、“近岸浅水域”和“农田”因子成负相关。结果中疏苇水域、放牧和捕鱼3个因子与向海保护区春季水鸟多样性系数大于1,说明该3个因子对春季水鸟多样性影响较大,其中疏苇水域面积增大,水鸟分布种类相应增加,同时个体数量也随之增加,既在增加物种丰富度和异质性2个方面产生影响;而捕鱼因子虽然反映的是人为干扰情况,但同时从另一个角度反映出水鸟食物条件及栖息环境;放牧场所一般地植被条件相对较好,且很多情况下距离水源较近,也是比较适宜水鸟栖息的环境。水鸟多的区域往往是捕鱼及放牧活动频繁的区域,反映出人类与水鸟对湿地生境利用的矛盾。样点水深直接影响水鸟种类分布,在增加种类丰富度方面产生影响;近岸浅水域、农田2个因子与春季水鸟多样性成负相关,说明越靠近岸边,与人为干扰源距离越近,而农田既为主要人为干扰源。因此,水鸟采取回避而减少在此类微生境中活动。

4.4.2 夏季水鸟物种多样性与水草、水位等因子的关系模型

从表4-8可见,向海保护区夏季水鸟物种丰富度与“芦苇盖度”、“苇塘水域”、“近岸浅水域”和“捕鱼”因子成正相关,其中与“近岸浅水域”相关系数最大,达3.374;而与“芦苇密度”、“年总降水量”、“明水域深水”和“疏苇水域”成负相关。可解释为:在繁殖种类中有多种水鸟巢区生境是芦苇水域,需要一定的隐蔽条件。因此,芦苇盖度和苇塘水域与繁殖季节水鸟种类丰富度成正相关;而近岸浅水域是繁殖季节能够观察到水鸟的最佳区域,记录到的水鸟种类和个体均较多,除了一些游禽类和涉禽类取食个体外,还有岸边鸟类。因此,与夏季水鸟物种丰富度相关系数最大;由于适宜捕鱼的区域也是水鸟取食、活动频繁的区域。因此,观测到的水鸟也相对多。繁殖季节主要是游禽类取食个体活动在明水域深水微生境,疏苇水域一般水位也相对低,且不利于涉禽类和岸边鸟类取食、活动,因此分布的种类和个体数均较少,所以表现出与水鸟物种丰富度成负相关。

表4-8. 向海自然保护区夏季水鸟种类丰富度与水草、水位、人为干扰因子关系的逐步向后回归模型(Backward Stepwise Regression Model)

(df = 26, R2 = 0.766, F= 7.356, P < 0.001)(2005 -2007年)

生境变量(Habitat variable)

系数(β)

标准误(SE)

t

P

常数项 (Constant)

2.476

0.531

4.664

0.000

水草因子

 

 

 

 

芦苇盖度

 0.020

0.010

2.125

0.048

芦苇密度

-0.013

0.004

-3.293

0.004

水位因子

 

 

 

 

年总降水量

-0.010

0.003

-3.846

0.001

明水域深水

-1.379

0.414

-3.329

0.004

苇塘水域

1.057

0.397

2.665

0.016

疏苇水域

-1.765

0.796

-2.218

0.040

近岸浅水域

3.374

0.997

3.384

0.003

人为干扰因子

 

 

 

 

捕 鱼

1.233

0.478

2.581

0.019

    4-9显示,向海自然保护区夏季濒危珍稀水鸟种类丰富度与“芦苇密度”、“水库水位”、“夏季降水量”、“疏苇水域”和“农田”因子成正相关;而与“年降水量”成负相关。结果可以解译为:水库水位变化不仅直接影响库区内疏苇水域的面积,同时也影响水库附近沼泽水域,通过渗水维持如大肚泡、盐铺等沼泽水域的水位及面积,为濒危珍稀水鸟提供适宜的活动场所,观测中大部分珍稀濒危种类及较大比例的个体见于水库二场的疏苇浅水沼泽及大肚泡等监测点的疏苇(浅)水域或芦苇水域(见水鸟分布表);由于向海湿地降水主要出现在78月,因此,对湿地水位、沼泽水域面积、分布格局等产生明显影响,因而影响包括珍稀濒危种类在内的水鸟分布。一些重要的水鸟分布区域附近均有农田存在,其中有部分是新开垦的,虽然极少有水鸟直接活动于农田微生境,但它主要反映的是农业生产活动区域与水鸟分布区域间的位置关系。

表4-9. 向海自然保护区夏季濒危珍稀水鸟种类丰富度与水草、水位、人为干扰因子关系的逐步向后回归模型(Backward Stepwise Regression Model)

(df = 26, R2 = 0.803, F= 13.570, P < 0.001)(2005 -2007年)

生境变量(Habitat variable)

系数(β)

标准误(SE)

t

P

常数项 (Constant)

-7.710

1.415

-5.447

< 0.001

水草因子

 

 

 

 

芦苇密度

0.003

0.001

4.739

< 0.001

水位因子

 

 

 

 

水库水位

0.485

0.094

5.154

< 0.001

夏季降水量

0.388

0.060

6.487

< 0.001

年总降水量

-0.310

0.048

-6.507

< 0.001

 疏苇水域

0.439

0.125

3.522

0.002

人为干扰因子

 

 

 

 

 农 田

0.229

0.087

2.642

0.016

从表4-10可知,向海自然保护区夏季水鸟物种多样性与“芦苇密度”、“夏季降水量”、“明水域深水”、“疏苇水域”、“放牧”和“捕鱼”因子成正相关;而与“芦苇盖度”、“水库水位”、“近岸浅水域”和“农田”因子成负相关。这一结果说明影响向海夏季水鸟物种多样性的主要因子是包括明水域深水、夏季降水量、疏苇水域、水库水位和近岸浅水域在内的水位因子,其中后2者由于迁徙种类的离去,使得在主要在深水域活动的游禽类水鸟及在岸边活动的鸻鹬类的种类和数量明显减少,因此呈现出负相关。与芦苇密度成正相关,说明由于夏季观测到的水鸟基本为繁殖种类,其巢址选择主要为隐蔽条件好的芦苇水域。与农田因子成负相关,反映出夏季农田内人为活动增加,水鸟多此做回避。放牧和捕鱼因子与水鸟物种多样性成负相关,是因为在靠近水域的地方往往是牧草长势好的区域,也是放牧的最佳场所,观察到的水鸟多,放牧活动也多;同样地,由于适合捕鱼(插陷网和下地笼)的区域是水域,有较充足的食物资源和活动场所。

表4-10. 向海自然保护区夏季水鸟物种多样性(Shannon-Weiner index)与水草、水位、人为干扰因子关系的逐步向后回归模型(Backward Stepwise Regression Model)

(df = 24, R2 = 0.886, F= 10.622, P<0.001)(2005 -2007年)

生境变量(Habitat variable)

系数(β)

标准误(SE)

t

P

常数项 (Constant)

6.663

9.818

0.679

0.508

水草因子

 

 

 

 

芦苇盖度

-0.143

0.041

-3.465

0.003

芦苇密度

0.049

0.015

3.287

0.005

水位因子

 

 

 

 

水库水位

-2.157

0.747

-2.887

0.011

夏季降水量

0.048

0.015

3.187

0.006

明水域深水

11.940

2.052

5.818

0.000

疏苇水域

16.812

3.514

4.785

0.000

近岸浅水域

-20.550

4.931

-4.168

0.001

人为干扰因子

 

 

 

 

农 田

-4.660

2.060

-2.262

0.039

放 牧

10.360

2.592

3.996

0.001

捕 鱼

6.774

2.577

2.629

0.019

4.4.3 秋季水鸟物种多样性与水草、水位等因子的关系模型

表4-11  向海自然保护区秋季水鸟种类丰富度与水草、水位、人为干扰因子关系的逐步向后回归模型(Backward Stepwise Regression Model)

(df = 24, R2 = 0.768, F= 9.953, P<0.001)(2005 -2007年)

生境变量(Habitat variable)

系数(β)

标准误(SE)

t

P

常数项 (Constant)

1.020

0.714

1.428

0.170

水位因子

 

 

 

 

调查点水深级别

0.380

0.110

3.448

0.003

秋季降水量

-0.045

0.020

-2.253

0.037

明水域浅水

4.047

1.495

2.706

0.014

苇塘水域

1.950

0.651

2.994

0.008

蒲草水域

-2.131

1.054

-2.021

0.058

疏苇水域

-2.297

1.261

-1.822

0.085

向海自然保护区秋季水鸟物种多样性与“调查点水深级别”、“明水域浅水”和“苇塘水域”因子成正相关,而与“秋季降水量”、“蒲草水域”和“疏苇水域”因子成负相关。结果可解析为:秋季水鸟种类较夏季和春季为多,数量大,活动也相对分散,监测点水位对水鸟种类尤其是潜水类水鸟种类的影响较大,同时影响水鸟数量分布;由于迁徙的鸻鹬类和涉禽类的加入,明水域浅水微生境水鸟种类和数量较繁殖季节明显增加,所以该微生境类型在秋季水鸟物种多样性方面作用突出;虽然秋季水鸟在苇塘水域微生境类型的利用律并不高(<1%),但苇塘水域的面积或存在与否直接反映出沼泽水域面积或水位情况,间接地反映出水域生境的资源或水鸟可利用的沼泽水域状况。而蒲草水域和疏苇水域由于植物盖度增加明显,不便于水鸟活动,所以在该2类型微生境中观察到的种类、数量均相对较少,呈现出与秋季水鸟种类丰富度成负相关的情况。

表4-12. 向海自然保护区秋季濒危珍稀水鸟种类丰富度与水草、水位、人为干扰因子关系

的逐步向后回归模型(Backward Stepwise Regression Model)

(df = 24, R2 = 0.323, F= 5.244, P = 0.014)(2005 -2007年)

生境变量(Habitat variable)

系数(β)

标准误(SE)

t

P

常数项 (Constant)

1.262

0.306

4.128

< 0.001

水草因子

 

 

 

 

芦苇盖度

-0.010

0.005

-2.174

0.041

人为干扰因子

 

 

 

 

农 田

0.714

0.245

2.916

0.008

向海自然保护区秋季濒危珍稀水鸟种类丰富度与“农田”因子成正相关,而与“芦苇盖度”成负相关。结果可解释为在秋季芦苇的盖度为全年最高,不利于水体形较大的珍稀水鸟活动。本研究期内,秋季各个监测点和样线观察到的珍稀水鸟种类甚少,且主要是雁类;仅有3年的观测数据,分析的样本数可能不能足以支持此项分析,所以其种类丰富度与水草、水位和人为干扰因子间的关系尚缺乏规律性。因此,需要更多年限、更多监测数据的积累才能进行较有效的分析,找出规律。

表4-13  向海自然保护区秋季水鸟多样性(Shannon-Weiner index)与水草、水位、人为干扰因子关系的逐步向后回归模型(Backward Stepwise Regression Model)

(df = 24, R2 = 0.886, F= 4.682, P =0.005)(2005 -2007年)

生境变量(Habitat variable)

系数(β)

标准误(SE)

t

P

常数项 (Constant)

4.180

2.972

1.406

0.177

水位因子

 

 

 

 

明水域深水

4.999

1.952

2.561

0.020

明水域浅水

5.095

2.215

2.300

0.034

苇塘水域

4.208

1.638

2.570

0.019

蒲草水域

-6.163

2.534

-2.432

0.026

人为干扰因子

 

 

 

 

放 牧

-5.960

2.344

-2.543

0.020

向海自然保护区秋季水鸟多样性度与“明水域深水”、“明水域浅水”、“苇塘水域”因子成正相关,而与“蒲草水域”和“放牧”因子成负相关。从结果分析,水位因子是影响向海保护区秋季水鸟多样性的主要因子,尤其是明水域,这与监测结果一致的是,有约35%以上的水鸟种类被观测在明水域,在苇塘水域虽然见到的种类和数量不是最多,但它往往与明水域相连而从另一个角度反映出水域的重要性;而蒲草水域总的面积就相对小,且密度、盖度都很大,所以该微生境中分布的种类和数量都非常少。

5  讨论

5.1  水鸟种类及数量

在3个监测季节中游禽类占种类总数的比例均高于其他类群水鸟;而以鸟类迁徙的春秋季节最为显著,反映出明水域在迁徙水鸟中的重要性。夏季岸边鸟类所占比例最高,与游禽类共同构成该区域繁殖水鸟的主体。

5.2  水鸟的空间分布

由于沼泽水域变化,各个年度水鸟分布重点区域差异显著,春季水鸟分布相对集中,夏秋季节分布比较分散。当库区面积小,而各个监测点沼泽水域面积相对较高,水鸟主要分布在几块沼泽水域;水库水位高,库区面积大,对水鸟多集中在水库分布,说明湿地水文生态状况的改变,影响了水鸟栖息地的质量和面积,进而影响了栖息水鸟的数量和分布[35]

5.3  鹤类种群数量与分布

研究期间监测到在向海保护区繁殖的鹤类主要有丹顶鹤和白枕鹤,鹤巢主要分布在芦苇沼泽生境,并发现野生丹顶鹤和家养丹顶鹤配对繁殖的现象。迁徙的鹤类春季以白鹤、丹顶鹤和灰鹤数量相对多,秋季则以灰鹤数量最大,并有逐年增加的趋势。

5.4  水位的影响

调查点水深和春季水鸟多样性及秋季水鸟物种多丰富度成正相关。水库水深和春夏水鸟多样性成负相关,和春季水鸟物种多丰富度及夏季珍稀濒危水鸟丰富度成正相关。由于夏季湿地水位下降快,沼泽水域面积缩小明显,而水库水位往往直接关系到其下游附近沼泽水域的水位和面积,所以水库水位因子影响显著。

夏季降水量和夏季水鸟多样性及珍稀濒危水鸟丰富度成正相关。夏季平均降水量占全年平均降水量的80.0%。因此,对湿地水位及沼泽水域面积影响非常明显,特别是保持适宜珍稀濒危水鸟栖息的水位和秫苇水域意义较大。

苇塘水域和夏秋季节水鸟物种多丰富度及秋季水鸟多样性成正相关,和春季水鸟多样性成负相关。这主要是因为春季芦苇盖度甚小,基本没有大面积的苇塘,而夏季则是由于芦苇密度增加,盖度增大,不便于水鸟活动,或是取食条件等的限制。

 疏苇水域与春夏水鸟多样性及珍稀濒危水鸟丰富度成正相关,但对水鸟多样性意义不同,春季由于芦苇密度、面积都小而主要反映出水域情况;而秋季除了反映出水域外,还反映出隐蔽条件因素。同时,实际调查显示在5月末、6月初仍有非繁殖的鸻鹬类等未迁离向海湿地,而这些水鸟多出现在明水域浅水和疏苇水域,这也是其成明显正相关的原因之一。疏苇水域与夏季和秋季水鸟物种丰富度成负相关,夏季反映的是虽然芦苇等植物密度较低,但该类型微生境面积相对较大,只是观测到的水鸟种类和数量均较少;秋季由于植物生长后盖度明显增加,疏苇水域微生境面积缩小,水鸟种类和数量分布较少。

 明水域深水和春季水鸟多样性、珍稀濒危水鸟丰富度及水鸟物种丰富度成都正相关,和夏秋季节水鸟物种丰富度成负相关。

湿地自然生态环境改变,尤其水文生态状况的改变,对水鸟的数量及分布影响非常大。水文状况的改变,影响了水鸟栖息地的质量和面积,进而影响了栖息水鸟的数量和分布[35-39]。广阔的水域环境可以为提供了优良的栖息空间,水中生长的芦苇等水生植物和昆虫、鱼类等为水鸟提供了赖以生存的食物,又为其提供了良好的隐蔽条件和筑巢材料。因此,向海自然保护区管理局迫切需要调度水源的权利,以便根据不同的季节的不同情势合理调节需水量,确保最大限度的保护水鸟多样性。

5.5 水草的影响

芦苇密度与春秋季水鸟物种多丰富度成负相关,与夏季水鸟多样性和珍稀濒危水鸟丰富度成正相关。芦苇盖度与夏季水鸟物种多丰富度成正相关,和春季水鸟多样性及秋季珍稀濒危水鸟丰富度成负相关。夏季芦苇可能有利于繁殖水鸟隐蔽,而秋季密集的芦苇会影响大型水鸟的视野,不利于它们观察周边情况和危险,难以在遇险时迅速逃跑。另外一个可能的原因是密集的芦苇对其觅食有很大的干扰[40]

蒲草盖度和春季珍稀濒危水鸟丰富度成负相关。蒲草密度和春季水鸟物种多丰富度及珍稀濒危水鸟丰富度成正相关。虽然蒲草密度是水草因子,但春季均为上年的蒲草,密度大小更多地反映出地势相对低洼,与水位有关,所以影响春季珍稀濒危水鸟物种丰富度的主要是水位因子。

5.6 人为干扰的影响

农田和春夏水鸟多样性成负相关,和夏秋珍稀濒危水鸟丰富度成正相关。虽然春季当地农业生产活动尚未开始,但农田特别是湿地开垦已经直接影响到水鸟的栖息。人们或砍伐大批的林术,或对湿地进行挖沟排水,开垦耕地.耕地面积的扩大,使丹顶鹤的栖息生境相对减少,同时也降低了森林的防风固沙能力,使风沙很容易侵袭向海湿地.湿地面积又太大缩小,更加减少了水鸟的生存空间[35]

放牧与春夏水鸟多样性成正相关,和秋季水鸟多样性及春季珍稀濒危水鸟丰富度成负相关。近些年向海人口增加,放牧牛羊的数量随之增长,大量的牛羊,在浅水区、泥滩地、芦苇地、草甸等丹顶鹤栖居的地方四处游荡、践踏,侵占了丹顶鹤等水禽的空间生态位,严重干扰了丹顶鹤及其他水禽的栖息繁殖,使它们不得不迁移它地[35]

捕鱼与春夏水鸟多样性和水鸟物种多丰富度均成正相关。捕鱼活动虽然是干扰因子,但活动完全在有水的区域,因此食物条件优越,从另一个侧面反映出水鸟种类的丰富程度,同时也反映出人为活动的已在很大程度上深入到适宜水鸟分布的区域。

6 结论

1、此项研究表明,向海自然保护区共记录鸟类717106种,3个监测季节中游禽类占种类总数的比例均高于其他类群水鸟。

2、向海湿地鸟类数量随季节变化和年份波动较大,且各个年度水鸟分布重点区域差异显著。

3、湿地自然生态环境改变,尤其水文生态状况的改变,对水鸟的数量及分布影响非常大。水文状况的改变,影响了水鸟栖息地的质量和面积,进而影响了栖息水鸟的数量和分布。

4、水草在夏季有利于水鸟繁殖的隐蔽和取食,但是秋季因为不利于大型水鸟活动,水草茂密的地方鸟类多样性反而较小。

5、放牧、开垦农田等人为活动使鸟类多样性减少,捕鱼活动和水鸟取食发生冲突,也对水鸟造成一定负面影响。

7 向海保护区水鸟多样性保护建议

7.1  开展持续的水鸟监测工作

水鸟多样性与生态因子、人为干扰因子相关性分析表明,从分析结果中获得了有益的信息,但由于监测时间短,可利用的数据有限,一些变化趋势和规律尚不够明显。因此应强化水鸟及其生境的科学监测工作,按照统一的方法,开展长期监测,以获得连续的数据,为完善回归模型提供数据保障;根据保护区不同年份和季节湿地现状调整、完善监测方法,确保监测数据的科学性和有效性。

7.2  向海保护区重点保护种类优先保护区域建议

在目前保护区管理模式及经济能力条件下,通过大规模引水等技术、工程措施完全恢复湿地,是很难实现的,但可以根据区内湿地现状及重点保护水鸟保护的需要,确定重点保护区域,采取优先行动[41-43]。根据水鸟多样性和主要鹤类分布及监测物种的栖息地分布等,提出以下重点保护区域及保护措施建议,见表7-1

表7-1 重点保护水鸟、保护区域及措施

保护种类

重点区域

主 要 措 施

备注

丹顶鹤、

白枕鹤

滚水坝西

早春通过滞留桃花水等措施,控制水位在10-40cm

加强巡护

均为丹顶鹤、白枕鹤较适宜的繁殖区域,由于水的原因影响鹤筑巢繁殖。

尖底泡西

秋末、早春计划引水库水或滞留桃花水措施,保持水位在30cm

在芦苇收割时适当预留部分(5-10km2)旧芦苇

盐铺

在芦苇收割时适当预留部分(2-5km2)旧芦苇

落实禁牧政策,严控牧业干扰

迁徙灰鹤

长龙坨子

严禁放牧

采取必要措施保证一定面积的浅水域

秋季灰鹤最重要的聚集地

普通鸬鹚、苍鹭

向海水库鹭岛

协调与水库管理局关系,共同保护

繁殖季节加强人为活动的控制

加强巡护管理

岛上柳树林,2种水鸟近1000巢

反嘴鹬、

其它鸻

鹬类

大肚泡

加强巡护

严格执行禁牧政策,严控放牧等人为活动

从水库释放适量水以控制湿地水域面积和水位

人为放牧活动是主要干扰因素;有拣拾鸟卵现象

其它水鸟

向海水库二厂

加强巡护

控制人为活动,减少放牧、打鱼等干扰

多数水鸟取食、活动场所,种类、数量均较大

特别建议

在鹤类产卵、孵化及出雏期指派专人看护,以确保野生鹤类繁殖成功率


参考文献

[1]     陈灵芝主编.中国的生物多样性现状及其保护对策.北京:科学出版社.1993.

[2]     Wilsoned. The biological diversity crisis J.Bioseience,1985,35(11):700706.

[3]     马克平.试论生物多样性的概念.生物多样性,1993l(1)2022.

[4]     Worldwide Fund for Nature.The importance of Biological Diverstity. WWF,GlandSwitzerland,1989.

[5]     Wilson E O. The biological diversity crisis.Bioscience1 98535700706.

[6]     Wilson E O.The current state of biological diversity.In Wilson,E.O.,and EM.Peter(eds.).Biodiversity.Washington D CNational Academic Press,1986318.

[7]     Sisk T D,Launer A E,Switky KR,Ehrlich P R.Identifying extinction threats[J].BioScience,1 994,44592604.

[8]     Myers N.Mittermeier R.A.Mittermeier C.GFonseca GA.B.Kentconservation priorities[J].Nature2000403853858.

[9]     Johnson D H .The comparison of usage and availability measurements for evaluating resource preference.Ecology.1980:65~71.

[10] Gopal B.Junk W.J.and Davis J.A.Biodiversity in wetlandassessmentfunction and conservation. BackhuysLeiden.2001.

[11] Magin. G., and Hilton-taylor C. Habitat loss and extinction in the hotspots ofbiodiversity.Conservation Biology,200216(4)909923.

[12] Hilton Taylor C. 2000. IUCN Red list of Threatened Species. The World Conservation Union, 2000.

[13] 谢国文,马丽霞,董晓东主编.生物多样性保护与利用.长沙:湖南科学出版社.2000

[14] 吴燕如.我国昆虫多样性研究和建议。昆虫知识,1992294):22723.

[15] 全球环境展望2000/联合国环境规划署.Global Environment Outlook.北京:中国环境科学出版社.1998,12.

[16] 陈灵芝.中国生物多样性现状及保护对策. 北京:科学出版社,1993.

[17] 国家林业局等,中国湿地保护行动计划,中国林业出版社,北京,2000.

[18] 国家环境保护总局自然生态保护司.全国自然保护区名录.北京:中国环境科学出版社,2003.

[19] 陆健健.中国湿地. 上海:华东师范大学出版社,1990.

[20] 何池全,赵魁义,余国营等.湿地生态过程研究进展. 地球科学进展,200015(2)165170.

[21] Wheeler B D. Introduction: Restoration and wetlands. In: W heeler B D, Shaw S C, et al eds. Restoration of Temperate Wetlands. Chichester: John Wiley & Sons Ltd, 1995. 118.

[22] 郎惠卿,林鹏,陆健健主编.中国湿地研究和保护.上海:华东师范大学出版社,1998.1420.

[23] 赵学敏.湿地:人与自然和谐共存的家园中国湿地保护. 北京:中国林业出版社.2005.

[24] 林业部野生动物和森林植物保护司主编.湿地保护与合理利用指南.北京:中国林业出版社,1994.127.

[25] Henry C P. Amoros C. Retoration ecology of riverine wetlands (): An example in a former channel of the Rhone River [J]. Environmental management, 1995, 19(6): 903913.

[26] 湿地国际-中国项目办事处主编.湿地与水禽保护湿地与水禽保护(东北亚)国际研讨会文集.北京:中国林业出版社,1998,2123.

[27] 盛连喜,何春光,赵俊,宋榆钧,邹丽芳.湿地生态环境变化对丹顶鹤数量及分布的影响分析[J].东北师大学报,200133(3)9195.

[28] 周沽敏.吉林向海自然保护区的调控与管理.中南林业调查规划,200019(2)79.

[29] 王长科,刘彩虹,吕宪国.吉林向海自然保护区湿地资源的保护[J].资源开发与市场,200016(3)167168.

[30] 何春光,崔丽娟,石川忠晴,盛连喜. 洪泛区湿地水面积遥感监测新方法研究­—以向海自然保护区为例[J]. 东北师大学报(自然科学版)200638(1)108113.

[31] 周密,崔庠,孙丽华等.向海湿地的环境特征及保护对策.见:郎惠卿等主编.中国湿地研究与保护.上海:华东师范大学出版社,1997324330.

[32] 于国海,李万山. 向海自然保护区.北京:中国林业出版社,198938.

[33] 何春光,郎惠卿,卜兆君,邹丽芳.松嫩平原湖泊湿地植物群落多样性研究与保护[J].国土与自然资源研究,2006(3)5354.

[34] 何春光,盛连喜,郎惠卿,李连山,邹丽芳.向海湿地春季丹顶鹤迁徙动态及栖息地保护对策.应用生态学报,200415(9)15231526.

[35] 盛连喜,何春光,赵俊,宋榆钧,邹丽芳.向海湿地生态环境变化对丹顶鹤数量及分布的影响分析.东北师大学报,200133(3)9195.

[36] 张艳红,邓伟,向海湿地功能及合理开发利用和保护[J].云南环境科学,2000.01.

[37] 肖素荣,李京东.湿地的生态功能.生物学教学,200328(3)78.

[38] 翟金良、何岩等.向海国家级自然保护区湿地功能研究.水土保持通报,200222(3)19.

[39] 王国平、刘景双等.吉林向海湿地保护的战略意义[J].农业环境保护,200221(3)279280.

[40] 何春光,盛连喜,邹丽芳,李连山.向海国家级自然保护区芦苇湿地资源开发与丹顶鹤栖息地保护研究.国土与自然资源研究,2004.12(4)6465.

[41] 国家林业局调查规划设计院.吉林向海国家级自然保护区总体规划.1999.

[42] 吕游.吉林省西部草原上的明珠一向海自然保护区[J].资源开发与市场,200016(3)166168.

[43] 周沽敏.论吉林向海国家级自然保护区建设的必要性与保护对策[J].林业资源管理,2000(3)2934.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附表

附表4-1 向海保护区2004年秋季至2008年春季监测水鸟分布名录

序号

目别

科别

种名

拉丁名

春季

夏季

秋季

05

06

07

08

04

05

06

07

08

04

05

06

07

1

??目

??科

小??

Trachybaptus ruficollis

 

2

角??

Podiceps auritus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

黑颈??

Podiceps nigricollis

 

 

 

 

 

4

风头??

Podiceps cristatus

5

赤颈??

Pod iceps grisegena

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

鹈形目

鸬鹚科

普通鸬鹚

Phalacrocorax carbo

7

鹳形目

鹭科

苍鹭

Ardea cinerea

8

草鹭

Ardea purpurea

 

9

池鹭

Ardeola bacchus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

牛背鹭

Bubulcus ibis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

大白鹭

Egretta alba

12

中白鹭

Egretta intermedia

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

夜鹭

Nycticorax nycticorax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

黄斑苇鳽

Ixobrychus sinensis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

大麻鳽

Botaurus stellaris

 

 

 

 

 

16

鹮科

东方白鹳

Ciconia boyciana

 

 

 

 

 

17

黑鹳

Ciconia nigra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

鹳科

 

白琵鹭

Platalea leucordia

19

黑脸琵鹭

Platalea minor

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

雁形目

鸭科

鸿雁

Anser cygnoides

21

豆雁

Anser fabalis

 

 

 

 

22

白额雁

Anser albifrons

 

 

 

23

小白额雁

Anser erythropus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

灰雁

Anser anser

25

雪雁

Anser caerulescens

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

大天鹅

Cygnus cygnus

 

 

 

 

 

27

赤麻鸭

Tadorna ferruginea

 

 

28

翘鼻麻鸭

Tadorna tadorna

29

针尾鸭

Anas acuta

 

 

 

 

 

 

30

绿翅鸭

Anas crecca

 

 

31

花脸鸭

Anas formosa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

罗纹鸭

Anas falcata

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

绿头鸭

Anas platyrhynchos

34

斑嘴鸭

Anas poecilorhyncha

35

赤膀鸭

Anas strepera

36

赤颈鸭

Anas penelope

 

 

37

葡萄胸鸭

Anas americana

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

白眉鸭

Anas querquedula

 

 

 

39

琵嘴鸭

Anas clypeata

40

红头潜鸭

Aythya ferina

41

青头潜鸭

Aythya baeri

 

 

 

 

42

风头潜鸭

Aythya fuligula

 

 

 

 

 

 

 

 

43

鸳鸯

Aix galericula

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

斑脸海翻鸭

Melanitta fusca

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

鹊鸭

Bucephala clangula

 

 

 

 

46

白秋沙鸭

Mergellus albellus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47

普通秋沙鸭

Mergus merganser

 

 

 

 

 

 

48

鹤形目

鹤科

灰鹤

Grus grus

 

 

 

 

49

白头鹤

Grus monacha

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

丹顶鹤

Grus japonensis

51

白枕鹤

Grus vipio

 

 

 

 

52

白鹤

Grus leucogeranus

 

 

 

 

 

 

53

蓑羽鹤

Grus virgo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54

秧鸡科

普通秧鸡

Rallus aquaticus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55

白胸苦恶鸟

Amaurornis phoenicurus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56

黑水鸡

Gallinula chloropus

 

 

 

57

骨顶鸡

Fulica atra

58

鸨科

大鸨

Otis tarda

 

 

 

 

 

 

 

 

 

59

鸻形目

励鹬科

蛎鹬

Haematopus ostralegus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

鸻科

风头麦鸡

vanellus vanellus

61

灰头麦鸡

Vanellus cinereus

62

灰斑鸻

Pluvialis squatarola

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

63

金斑鸻

Pluvialis fulva

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64

剑鸻

Charadrius hiaticula

 

 

 

 

 

 

 

 

65

金眶鸻

Charadrius dubius

 

 

 

 

66

环颈鸻

Charadrius alexandrinus

 

 

67

蒙古沙鸻

Charadrius mongolus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

68

鹬科

小杓鹬*

Numenius minutus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

69

中杓鹬

Numenius phaeopus

 

 

 

 

 

 

 

 

70

白腰杓鹬

Numenius arquata

 

 

 

71

大杓鹬

Numenius madagascariensis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72

黑尾塍鹬

Limosa limosa

 

 

 

 

73

斑尾塍鹬

Limosa lapponica

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

74

鹤鹬

Tringa erythropus

 

 

 

75

红脚鹬

Tringa totanus

 

76

泽鹬

Tringa stagnatilis