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湿地是世界上生产力最高、生物多样性最丰富的生态系统之一,是水鸟赖以生存的主要生境。但同时湿地也是受到人类破坏和威胁最严重的生态系统。在全球自然湿地的丧失和退化不可逆转的情况下,人工湿地的功能和作用越来越受到生态学者关注。正确评价人工湿地能否替代自然湿地成为水鸟的适宜生境已成为一个重要的保护学问题。位于长江河口的崇明东滩是国际重要湿地,为东亚水鸟迁徙中重要的途停歇地和越冬地。近五十年来,由于社会经济的快速发展,导致人们对土地的更多需求,大量的自然滩涂湿地被围垦,其中很大一部分转变为养殖塘、稻田和水库等人工湿地。本研究的目的就是要全面评价三种人工湿地在该地区水鸟保护中的价值和作用,并提出保护和管理建议。围绕上述目的,本文进行了三个方面的研究。首先,比较了养殖塘、水库、稻田和自然滩涂湿地间雁鸭类、鸻鹬类及整个水鸟群落的物种丰富度、密度和行为组成上的差异;然后,以养殖塘为例,研究了不同生境因子对养殖塘区越冬水鸟分布的影响;最后,对养殖塘区水位与越冬水鸟的关系进行了单独研究和谈讨。研究的主要结论如下:
1、不同类型湿地所维持的水鸟群落在组成上有差异,而同种湿地类型为不同类群水鸟提供的生境资源也不尽相同。就水鸟保护而言,养殖塘是最重要、最有价值的人工湿地生境。因为在所有湿地类型中,除鸻鹬类的密度外,雁鸭类、鸻鹬类和整个水鸟群落丰富度和密度的最大值都出现在养殖塘区。另外,有10种水鸟只在养殖塘区被发现。行为组成比例研究表明,养殖塘区不仅能为雁鸭类和鸻鹬类提供回避人为干扰和潮水的临时栖息场所,也能作为它们潜在的觅食场所。
水库也是另一类相对重要的人工湿地类型。水库区鸻鹬类的密度是所有湿地类型中最高的,雁鸭类的丰富度和密度也远大于自然滩涂。2种水鸟只在水库区被发现。行为研究表明:水库既能为雁鸭类提供休息和隐蔽条件,也能提供食物资源;但对于鸻鹬类而言,水库主要是用于回避人为干扰和潮水的临时栖息场所,因为鸻鹬类在其中的觅食行为比例显著低于滩涂。
现有利用模式下,稻田基本上不被水鸟所利用,水鸟丰富度和密度均是三种人工湿地类型中的最低值,水位可能是主要的限制因子。研究认为,虽然雁鸭类在白天很少利用自然滩涂湿地,但作为鸻鹬类的主要觅食场所,滩涂湿地仍有不可替代的作用和地位。此外,有9种水鸟只在滩涂湿地中被记录到。
2、在33个养殖塘样方中统计到36种、31572只越冬水鸟,其中包括10种雁鸭类和12种鸻鹬类。同时,13个养殖塘生境因子被测量,包括4个斑块变量(养殖塘面积、养殖塘面积周长比、养殖塘挺水植物面积百分比和养殖塘沉水植物面积百分比)和9个景观变量(建筑物、挺水植物和总湿地在半径为1km和0.5km两个尺度上以及0.25km宽缓冲区内的面积百分比)。结果表明:不同水鸟类群对养殖塘生境特征的反应有明显差异。Person相关性分析显示,鸻鹬类丰富度和多度与每个养殖塘的斑块和景观特征没有显著的线性相关关系,这表明越冬期间鸻鹬类在养殖塘区的分布受上述养殖塘生境变量的影响很小。与此相反,雁鸭类丰富度和多度与所有斑块变量及大多数景观变量(5个)都有显著的线性正相关关系,这表明雁鸭类在养殖塘区的分布不仅受到养殖塘自身特征的影响有微生境质量要求,同样也受到养殖塘周围的生境特征的影响。这一结论暗示雁鸭类可能对生境破碎化反应剧烈。相似的结果也表现在整个水鸟群落变量与养殖塘生境变量的相关性上。进一步用逐步多元回归法(stepwisemultipleregressions)分析了影响养殖塘越冬水鸟群落特征的主要生境因子。结果显示:影响养殖塘中越冬雁鸭类丰富度的主要生境变量是养殖塘内挺水植物和沉水植物的面积百分比,而雁鸭类密度、群落丰富度和群落多度主要受养殖塘中沉水植物面积百分比的决定。
3、对三不同水位段(水位段Ⅰ:0cm~10cm;水位段Ⅱ:10cm~20cm;水位段Ⅲ:≥20cm)间水鸟物种丰富度和密度进行了比较。结果表明:除雁鸭类密度最大值出现水位段Ⅲ外,雁鸭类丰富度、鸻鹬丰富度、群落丰富度、鸻鹬类密度和群落密度的最大值都在水位段Ⅱ,而且雁鸭类丰富度、群落丰富度和鸻鹬密度都显著(p<0.05)大于其他水位段。雁鸭类密度虽然最高值在水位段Ⅲ,但与水位段Ⅱ之间并无显著差异。以上结论说明,在该地区越冬的水鸟群落而言,最适水位在10~20cm之间,低于或高于该水位段,都不利于维持最丰富而多样的越冬水鸟群落。虽然水鸟群落变量的最小值在其他两个水位段,但不同类群的水鸟对高水位段(Ⅰ)和低水位段(Ⅲ)的反应却不同。其中,低水位对雁鸭类丰富度和密度限制作用显著,而高水位对鸻鹬类不利,尤其会导致鸻鹬类密度的显著下降;对整个越冬水鸟群落而言,低水位会导致群落丰富度和密度都下降,但只对群落丰富度有明显影响。值得注意的是鸻鹬类丰富度和群落密度在3个水位段间都无显著差异。
冬季,养殖塘区的水位都是逐月下降,而且月间水位差异显著。当养殖塘区平均水位位于最适水位段时(12月中旬),越冬水鸟丰富度和密度均值也达到最大值。但不同类群水鸟的群落特征变量的月间变化并不一致。从11月下旬到1月中旬,养殖塘区平均水位从高水位段(≥20cm)逐步降至低水位段(0cm~10cm)时,雁鸭类、鸻鹬类和整个水鸟群落物种丰富度不会有明显的变化,而雁鸭类和群落的密度会在从最适水位段降低到低水位段时出现明显的降低。值得注意的是,月间鸻鹬类密度变化与水位变化间没有确定的规律。在冬季的末期vi(2月),由于区域内的养殖塘都被排干,雁鸭类就不再选择养殖塘作为越冬生境。综上所述,本研究认为,在现有水位管理模式,养殖塘区不能在整个冬季为越冬水鸟(尤其是雁鸭类)提供适宜的生存条件。
基于以上研究结果,为更好的发挥各种类型湿地在崇明东滩地区水鸟保护中的作用,对该地区湿地生境提出以下保护和管理建议:加强现有滩涂湿地的保护;增加养殖塘中沉水植物和挺水植物的种植面积;在冬季后期及时向养殖塘内注水,增加蓄水养殖塘的数量和面积;增加水库水位的变动;水稻收割后,保持稻田处于淹水状态。