鹽城圍填海對越冬水鳥種類、數(shù)量、多樣性的影響研究

1、鹽城圍填海對越冬水鳥種類、數(shù)量、多樣性的影響研究關鍵詞：圍填海; 水鳥群落; 多樣性; 空間分布; 鹽城保護區(qū);Abstract：Yancheng Nature Reserve is one of the important wintering sites for waterbirds in the world.With the increasing intensity of the reclamation activities in recent decades, the pattern of landscape has changed greatly.This change will ce

2、rtainly affect the community structure and spatial distribution of wintering waterbirds.We took the north buffer zone and the core area in Yancheng Nature Reserve as the study area.According to the landscape map of Yancheng Nature Reserve in 1975-2013, we divided the study area into nature area and

3、reclaimed area.The species, population, diversity and spatial distribution of wintering waterbirds in nature area and reclaimed area during2009-2013 were analyzed.Our results showed that:1) Reclamation had a significant influence on the species composition of waterbirds, and the species and populati

4、on of Anatidae in the reclaimed area are significantly higher than those in the nature areas.The change of land use type had a significant influence on the number of waterbirds species, and the influence of reclamation on the population and species of waterbirds in reed and salt works was significan

5、t.2) The change of land use types caused by reclamation had a significant influence on the Shannon-Wiener index of waterbirds, and the Shannon-Wiener index of fish ponds in reclaimed area was significantly higher than the nature area.3) The abundance of waterbirds in Suaeda glauca was largest in nat

6、ure area and in Phragmites australias was largest in reclaimed area.The change of land use types caused by reclamation had a great influence on the habitat selection of storks, cranes, shorebirds and Anatidae.Habitat availability and human disturbance after reclamation determined the community struc

7、ture and spatial distribution of waterbirds.Keyword：reclamation; shorebirds community; diversity; distribution; Yancheng Nature Reserve;1 前言近年來由于人口的增加和快速城市化, 人們通過圍填海造地的方式來緩解用地壓力并從中產(chǎn)生一系列經(jīng)濟效益。在世界沿海國家中, 歐洲和亞洲國家濱海地區(qū)的圍填?；顒幼顬槭⑿?。我國從新中國成立至今, 沿海區(qū)域經(jīng)歷了四次圍填海高潮, 圍海曬鹽、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖、建設工業(yè)開發(fā)區(qū)、旅游區(qū)以及大型基礎設施等占據(jù)大面積的自然濕地2, 進而對濱海濕

8、地生態(tài)系統(tǒng)造成巨大威脅3,4, 這對依賴于自然濕地的水鳥、大型底棲動物的生存極為不利5,6。從水鳥數(shù)量上來說, 圍填海將導致水鳥數(shù)量減少。有研究表明新萬金自然濕地的大面積開發(fā)利用使得水鳥數(shù)量在南遷期間下降了97.3%7。在黃渤海地區(qū), 自然灘涂面積的減少是大濱鷸 (Calidris tenuirostris) 、紅腹濱鷸 (Calidris canutus) 和斑尾塍鷸 (Limosa lapponica) 種群數(shù)量下降的主要原因8,9。從水鳥棲息地來說, 圍填海將改變水鳥適宜棲息地的選擇。圍墾區(qū)大面積的自然灘涂轉變?yōu)檗r(nóng)田、工廠等, 迫使一些水鳥只能利用人工濕地作為補充生境10。在崇明東灘,

9、圍墾造成互花米草 (Spartina alterniflora) 入侵導致海三棱藨草 (Scirpus mariqueter) 和養(yǎng)殖塘等水鳥適宜生境面積下降, 水鳥棲息地正由自然濕地向人工濕地轉變11。圍填海導致底質環(huán)境遭到破壞, 大部分底棲生物被掩埋, 其生存率均降低50%以上12, 有研究表明, 在臨近圍填海區(qū)域, 底棲動物中科數(shù)目和豐度都顯著降低, 而遠離圍填海區(qū)域, 則均顯著增加13, 這也是水鳥更傾向于選擇未圍墾區(qū)作為棲息地的重要原因。目前, 國內外有關圍填海對水鳥影響的研究主要關注不同年份間水鳥的差異14,15,16, 而較少關注到相同年份內未圍墾區(qū)與圍墾區(qū)間水鳥的差異。本研究以

10、鹽城珍禽國家級自然保護區(qū)核心區(qū)和北緩沖區(qū)內越冬水鳥為主要對象, 通過研究區(qū)域內未圍墾區(qū)和圍墾區(qū)越冬水鳥種類、數(shù)量、多樣性和空間分布差異來闡述圍填海對水鳥群落的影響, 試圖回答以下問題:1) 圍填海對水鳥種類、數(shù)量的影響;2) 圍填海對水鳥多樣性的影響;3) 圍填海對水鳥空間分布的影響。2 材料與方法2.1 研究區(qū)概況鹽城自然保護區(qū)是我國最大的海岸帶保護區(qū), 跨響水、濱海、射陽、大豐、東臺五縣。它位于中國海岸線中段、蘇北平原東部, 東臨黃海, 在北緯32°48′47″34°29′28″, 東經(jīng)119°53′45&

11、Prime;121°18′12″, 海岸線長582 km, 南北長約200 km, 總面積247260hm2 (圖1) 。北部濱?？h與響水縣實驗區(qū)主要為鹽田;射陽縣北部實驗區(qū)主要為養(yǎng)殖塘和鹽田, 中部的緩沖區(qū)為養(yǎng)殖塘和農(nóng)田, 南部的核心區(qū)是較原始的蘆葦和灘涂濕地;大豐縣北部為核心區(qū), 情況與射陽縣核心區(qū)類似, 緩沖區(qū)以養(yǎng)殖塘為主, 實驗區(qū)以養(yǎng)殖塘和農(nóng)田為主;東臺境內為實驗區(qū), 主要包括養(yǎng)殖塘、農(nóng)田以及未開發(fā)的灘涂濕地;東沙島為較原始的灘涂濕地。2.2 試驗方法2.2.1 調查方法20092013年水鳥調查采用樣點法, 在每年的12月份至次年1月份 (每個調查周期

12、為5天) 進行調查。調查條件一般為天氣晴朗、風力較小 (3級以下) 。每次調查以2到3人為1組, 使用OLYMPUS雙筒望遠鏡 (10×42倍) 和Zeiss 85單筒望遠鏡 (30×60倍) 對各樣點進行觀察, 記錄樣點半徑1 km內的鳥類種類、數(shù)量等。鳥類調查時, 統(tǒng)計從樣圓外向樣圓內飛入的鳥類, 而從樣圓內向樣圓外飛出的鳥類則不進行統(tǒng)計。當鳥類集群數(shù)量較小時, 直接記錄各種鳥類的種類、數(shù)量等;在鳥類集群數(shù)量較大, 同時鳥類又處于迅速活動狀態(tài), 無法準確統(tǒng)計鳥類數(shù)量時, 通過輔助拍照的方式來估計集群數(shù)量17。2.2.2 數(shù)據(jù)分析結合保護區(qū)19752013年生境類型圖

13、, 以1975年為原始生境, 將研究區(qū)劃分為圍墾區(qū)和未圍墾區(qū) (圖1) 。在研究區(qū)內選取24個半徑為1 km的取樣區(qū)域 (其中未圍墾區(qū)域內12個, 圍墾區(qū)域內12個) , 取樣區(qū)域盡可能包含這5年的樣點 (區(qū)域內每年的樣點只考慮一個) , 統(tǒng)計5年內落在取樣區(qū)域內的水鳥種類和數(shù)量。將數(shù)據(jù)導入SPSS 21.0中分析 (ANOVA) 圍填海對越冬水鳥的種類 (分為鸛類、鶴類、鸻鷸類、鷺類、鷗類、琵鷺類、雁鴨類和其他8類水鳥) 、數(shù)量和Shannon-Wiener指數(shù)的影響, 如果影響顯著則再進行Least Significant Difference (LSD) 分析。在Arcgis 10.2中

14、對取樣區(qū)域內的水鳥多度進行克里金插值, 分析圍填海對水鳥空間分布的影響。圖1 研究區(qū)位置及取樣區(qū)域示意圖Fig.1 The location of study area and sampling area注:底圖版權所有:北京捷泰天域信息技術有限公司。Shannon-Wiener指數(shù) (H’) :式中, S為物種數(shù), Pi為第i種物個體數(shù)與總個體數(shù)的比值;H’為實測群落的多樣性指數(shù)值。3 結果與分析3.1 越冬水鳥種類組成及數(shù)量20092013年樣點區(qū)域內有水鳥60種 (表1) , 其中雁鴨類水鳥種類最多, 達到24種;其次是鸻鷸類, 有10種;鸛類最少, 僅為2種。記

15、錄到國家一級重點保護鳥類3種, 分別為丹頂鶴 (Grus japonensis) 、東方白鸛 (Ciconia boyciana) 和白鶴 (G.leucogeranus) ;國家二級重點保護鳥類7種, 分別為白琵鷺 (Platalea leucorodia) 、大天鵝 (Cygnus cygnus) 、黑臉琵鷺 (Platalea minor) 、灰鶴 (G.grus) 、沙丘鶴 (G.canadensis) 、鴻雁 (Anser cygnoides) 和灰雁 (A.anser) 。3.2 圍填海對水鳥群落結構的影響3.2.1 圍填海對水鳥種類數(shù)量的影響圍填海對水鳥的種類數(shù)和數(shù)量無顯著影響

16、(P1=0.124, P2=0.221) , 未圍墾區(qū)水鳥平均為2.3種、526.14只, 圍墾區(qū)水鳥平均為3.11種、744.92只。但是圍填海對水鳥的種類組成具有顯著影響 (P=0.02) , LSD分析顯示圍墾區(qū)雁鴨類水鳥種類數(shù)量明顯高于未圍墾區(qū) (P1=0.021, P2=0.04) (圖2) 。未圍墾區(qū)雁鴨類水鳥平均為3.4種、986.3只, 圍墾區(qū)雁鴨類水鳥平均為6.8種、2294只。圍填海造成土地利用類型的改變對水鳥的數(shù)量無顯著影響 (P=0.584) , 但是對水鳥的種類數(shù)具有顯著影響 (P=0.014) , LSD分析顯示圍填海對蘆葦和鹽田的水鳥種類數(shù)影響顯著 (P1=0.0

17、15, P2=0.015) 。3.2.2 圍填海對水鳥多樣性的影響未圍墾區(qū)光灘生境的Shannon-Wiener指數(shù)最高, 其次為鹽田, 魚塘最低;圍墾區(qū)內蘆葦?shù)腟hannonWiener指數(shù)最高, 其次為魚塘, 農(nóng)田最低 (圖3) 。圍填海對水鳥多樣性無顯著影響 (P=0.305) , 未圍墾區(qū)Shannon-Wiener指數(shù)為0.051, 圍墾區(qū)為0.059。但是圍填海造成土地利用類型的改變對水鳥的Shannon-Wiener指數(shù)具有顯著的影響 (P=0.04) , 其中圍墾區(qū)魚塘的Shannon-Wiener指數(shù)顯著高于未圍墾區(qū) (P=0.03) 。表1 20092013年取樣區(qū)域水鳥種

18、類組成及數(shù)量Table 1 The species composition and population of waterbirds in sampling area during 2009-2013圖2 20092013年圍填海對雁鴨類水鳥種類數(shù)量的影響Fig.2 Effects of reclamation on the species and population of Anatidae during 2009-20133.3 圍填海對水鳥空間分布的影響在未圍墾區(qū), 堿蓬水鳥多度最大, 其次為鹽田, 魚塘最小 (圖4, 圖5a) 。鸛類主要分布在堿蓬和米草中, 鶴類主要利用堿蓬和蘆葦生境

19、, 鸻鷸類水鳥在光灘、堿蓬、米草和鹽田中均有分布, 鷺類在各生境中均有分布, 鷗類集中分布在光灘上, 琵鷺類分布在堿蓬和鹽田, 其他水鳥集中分布在堿蓬中, 雁鴨類在堿蓬、蘆葦、米草和鹽田中均有分布 (圖5a, 5b) ;在圍墾區(qū), 蘆葦水鳥多度最大, 其次為魚塘, 農(nóng)田最小 (圖4, 圖5b) 。鸛類幾乎沒有分布, 鶴類主要利用農(nóng)田, 鸻鷸類集中分布在光灘和魚塘, 鷺類在各生境中均有分布, 鷗類集中分布在光灘且數(shù)量大幅減少, 琵鷺類分布在蘆葦和魚塘, 其他水鳥利用的生境更為廣泛, 主要有蘆葦、農(nóng)田和魚塘, 雁鴨類主要分布在蘆葦和魚塘 (圖5a, 5b) 。圖3 圍填海造成的不同土地利用類型對水

20、鳥Shannon-Wiener指數(shù)的影響Fig.3 Effects of different land use type caused by reclama-tion on Shannon-Wiener index of waterbirds圖4 圍填海對水鳥空間分布的影響Fig.4 Effect of reclamation on the distribution of waterbirds4 討論4.1 圍填海對水鳥群落結構的影響圍填海將改變水鳥的種類組成, 而對水鳥的數(shù)量和種類數(shù)無顯著影響, 其中對雁鴨類種類數(shù)和數(shù)量的增加影響尤為顯著, 這與劉吉平等18發(fā)現(xiàn)適當?shù)膰鷫ㄊ沟盟B生境多樣化,

21、 有利于生境泛性水鳥數(shù)量的增加的結果一致。雁鴨類作為生境泛性鳥類19, 往往偏好于養(yǎng)殖塘和蘆葦生境, 這也是圍墾地區(qū)雁鴨類水鳥種類、數(shù)量增加的主要原因。有研究表明圍墾后的養(yǎng)殖塘內水位較深、水源清潔、植被茂密, 不僅能為雁鴨類、鷺類等水鳥提供豐富的食物, 更能提供隱蔽的環(huán)境, 減少被天敵發(fā)現(xiàn)的幾率19。雖然適當?shù)膰鷫ㄓ欣谏车亩鄻踊? 但是這種改變往往不適宜生境專性鳥類的生存。鸻鷸類作為生境專性鳥類20, 圍墾后常不適應于新生境而導致種類和數(shù)量減少21, 這與本研究中圍墾對鸻鷸類水鳥種類數(shù)量無顯著影響結果不一致, 因為在本研究中圍墾后存在大面積的光灘供鸻鷸類棲息覓食。此外, 對于依賴于自然濕地

22、的鶴類和鸛類, 自然生境面積下降是導致其數(shù)量驟減的主要原因22。鶴類、鸛類體型較大, 對食物和棲息地空間范圍的需求更大, 圍填海后其棲息地空間往往變小從而導致其數(shù)量下降23。有研究表明在崇明東灘, 白頭鶴 (G.monacha) 由于圍填海的影響不能獲得充足的食物和棲息環(huán)境而出現(xiàn)數(shù)量下降甚至種群消失的趨勢24。圍填海使得魚塘和蘆葦水鳥的多樣性增加, 推測可能的原因是圍墾后魚塘和蘆葦生境交錯, 使得該區(qū)域內生境多樣化, 這與劉吉平等18發(fā)現(xiàn)局部小生境的異質化有利于提高鳥類群落多樣性的結果一致。而對于圍墾后的鹽田、農(nóng)田、光灘生境, 由于曬鹽、養(yǎng)鹵蟲、種植、挖蛤等人類活動, 導致生境內水鳥多樣性降低

23、。有研究表明圍墾后開發(fā)成的經(jīng)濟效益帶常因人為干擾大而不適合水鳥生存8。此外, 研究區(qū)內鹽田、農(nóng)田等生境往往存在著抗生素、有機污染物、氮磷營養(yǎng)鹽和重金屬等外界污染源25,26,27, 水鳥攝取這些區(qū)域內的食物后, 有害物質富集, 生理機能下降導致死亡28。圖5 不同土地利用類型對水鳥群落組成的影響Fig.5 Effects of different land use types on the community composition of waterbirds4.2 圍填海對水鳥空間分布的影響圍填海對水鳥空間分布的影響與圍生境的可利用性29,30和人為干擾大小31有關。在未圍墾區(qū), 鸛類主要分

24、布在堿蓬和米草等自然生境中, 而在圍墾區(qū), 鸛類幾乎沒有分布, 這與Park等32發(fā)現(xiàn)鸛類傾向于選擇植被較高、隱蔽條件較好、人為干擾少的環(huán)境的結果相一致, 可見圍填海的進行對于鸛類的生存極為不利。未圍墾區(qū)內鶴類主要利用堿蓬、蘆葦、米草生境, 而在圍墾區(qū)沒有堿蓬和米草生境, 鶴類將農(nóng)田作為補充生境, 已有研究表明鶴類中的某些種類已適應于人工濕地33, 但是農(nóng)田的人為干擾遠大于堿蓬、米草等自然生境, 這將對鶴類的生存造成嚴重威脅34。由于核心區(qū)的開發(fā)利用強度遠遠小于北緩沖區(qū)35, 導致相同生境條件下, 位于核心區(qū)的生境的水鳥多度高于北緩沖區(qū), 這與Rogers36發(fā)現(xiàn)人為干擾越少的生境, 水鳥選擇

25、棲息覓食的幾率越大相一致。核心區(qū)的灘涂未開發(fā)利用, 人為干擾較小, 所以大多鸻鷸類水鳥在此棲息覓食37。有研究表明鸻鷸類水鳥中鸻屬 (Charadrius) 、濱鷸屬 (Charadriiformes) 和杓鷸屬 (Numenius) 通常在灘涂上取食, 只有在高潮期才會飛落在魚塘和鹽田中可利用的灘涂上棲息38,39,40, 而反嘴鷸 (Recurvirostra avosetta) 、黑翅長腳鷸 (Himantopus himantopus) 、鶴鷸 (Tringa erythropus) 、澤鷸 (T.stagnatilis) 等偏好于淺水環(huán)境41, 圍墾區(qū)的光灘和魚塘恰好提供了這樣的環(huán)境

26、, 所以鸻鷸類水鳥在光灘和魚塘中有較多分布。但是未圍墾區(qū)鸻鷸類水鳥可利用的生境更加多樣, 在圍墾區(qū)僅能利用光灘、魚塘生境, 可見圍填海的進行使得鸻鷸類水鳥的生態(tài)位變窄。雁鴨類偏好于魚塘24, 在北緩沖區(qū)的魚塘由于人為干擾過大, 使得水鳥幾乎無分布42, 而核心區(qū)魚塘附近的蘆葦、堿蓬提供了隱蔽環(huán)境, 加上人為干擾少, 所以雁鴨類水鳥集中分布在圍墾區(qū)的魚塘和蘆葦生境。5 結論圍填海對水鳥的種類組成影響較大, 圍墾區(qū)雁鴨類水鳥的種類數(shù)量明顯高于未圍墾區(qū)。圍填海造成的土地利用類型的改變降低了光灘和鹽田的水鳥多樣性, 增加了蘆葦和魚塘的水鳥多樣性。圍墾后的生境不適合鸛類的生存;鶴類水鳥生境多樣性降低,

27、由原先的堿蓬、米草等自然濕地轉變?yōu)檗r(nóng)田等人工濕地43;圍墾后未被開發(fā)利用的灘涂往往是鸻鷸類集中分布的區(qū)域, 只有在高潮期鸻鷸類才會選擇魚塘、鹽田生境的裸露灘涂棲息;圍墾開發(fā)的魚塘、蘆葦中, 雁鴨類分布較多, 但不適合鸻鷸類水鳥覓食棲息。附表附表參考文獻:1 HALPERN B S, WALBRIGE S, SELKOE K A, et al.Aglobal map of human impact on marine ecosystemsJ.Science, 2008 (319) :948-952.2 MENG Weiqing, HU Beibei, HE Mengxuan, et al.Tem

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