付貴權(quán),趙志紅,楊劍平,房以好,張建偉,李德品,肖 文?
(1.大理學(xué)院東喜瑪拉雅資源與環(huán)境研究所,云南大理 671003;2.大理市洱海保護(hù)管理局,云南大理 671000)
水生植物是水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分和主要的初級(jí)生產(chǎn)者之一,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的流動(dòng)起著調(diào)控作用〔1-5〕。水生植物的消退或過(guò)量生長(zhǎng)都不利于生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)〔6〕,為了使水生植物能更好地維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定,需對(duì)水生植物實(shí)施有效的管護(hù)〔7-9〕,水生植物的去除即是管護(hù)的主要手段之一。水生植物的去除可維持其群落的穩(wěn)定性,增加氮磷的去除量〔10-11〕;也有利于植物物種的再生,增加植物物種的多樣性〔12-13〕。鳥(niǎo)類(lèi)是濕地生態(tài)系統(tǒng)中最活躍、最引人注目的組成部分,并且在濕地能量流動(dòng)和維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定方面起著舉足輕重的作用,濕地環(huán)境的變化將直接影響鳥(niǎo)類(lèi)的生存與種群的發(fā)展,植被更是鳥(niǎo)類(lèi)分布和多度的第一影響因子〔14-16〕,熊李虎等〔17〕的研究表明蘆葦收割減少了震旦鴉雀的食物資源從而改變了震旦鴉雀的分布,然而關(guān)于水生植物的去除對(duì)水鳥(niǎo)多樣性影響的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為了減少因洱海湖濱帶及淺水區(qū)域的水生植物腐爛對(duì)洱海氮磷污染的影響,每年11月下旬至12月份,相關(guān)部門(mén)對(duì)洱海湖濱帶及淺水區(qū)域的水生植物進(jìn)行去除。本研究選取了洱海水生植物去除強(qiáng)度較大且水鳥(niǎo)多樣性豐富的2個(gè)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè),收集了有關(guān)水鳥(niǎo)種類(lèi)、數(shù)量等數(shù)據(jù),初步探討了洱海水生植物的去除對(duì)水鳥(niǎo)多樣性的影響,研究結(jié)果可在今后洱海水生植物管護(hù)過(guò)程中為水鳥(niǎo)多樣性的保護(hù)提供依據(jù)。
洱海是云南第二大高原淡水湖泊,位于大理州境內(nèi),東經(jīng)100°05′~100°18′,北緯25°36′~25°58′,屬瀾滄江-湄公河水系〔18-19〕;洱海流域地處瀾滄江、金沙江和元江三大水系的分水嶺地帶,屬中亞熱帶西南高原季風(fēng)氣候帶,年平均氣溫為15.5℃〔20〕。研究地位于洱海北部的羅時(shí)江人工濕地(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“人工濕地”)和沙坪灣天然濕地(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“天然濕地”),見(jiàn)圖1。其中人工濕地面積72.11 hm2,主要植物有喜旱蓮子草Alternanthera philoxeroides、菰Zizania latifolia、 蘆 葦Phragmites australis、 睡 蓮Nymphaea alba和滿(mǎn)江紅Azolla imbricata等;天然濕地面積73.79 hm2,主要植物有四角刻葉菱Trapa incisa、菰Zizania latifolia和金魚(yú)藻Ceratophyllum demersum等。
2.1 數(shù)據(jù)收集方法 2010年11月1日至2011年1月2日,采用直接計(jì)數(shù)法收集人工濕地和天然濕地的水鳥(niǎo)數(shù)據(jù)。調(diào)查時(shí),用Acuter單筒望遠(yuǎn)鏡(20-60×80)結(jié)合Bresser雙筒望遠(yuǎn)鏡(10×50)記錄水鳥(niǎo)的種類(lèi)、數(shù)量、棲息生境,被驚飛或在天空盤(pán)旋3 min以上的水鳥(niǎo)也一并記錄在內(nèi)。調(diào)查時(shí)段為8∶00~18∶00,2人一組依次調(diào)查天然濕地和人工濕地的水鳥(niǎo),調(diào)查順序也依次循環(huán)交替,每周1次,共計(jì)9次,為減少因天氣造成的偏差,盡量避開(kāi)大風(fēng)或陰雨天氣。有關(guān)的生境面積,采用目測(cè)法估算得到。
2.2 數(shù)據(jù)處理方法 根據(jù)水生植物清除工作的進(jìn)展,將調(diào)查時(shí)間分為前(2010年11月1日-11月21日)、中(2010年11月22日-12月12日)和后(2010年12月13日-2011年1月2日)3個(gè)時(shí)期;每個(gè)時(shí)期分別收集了3次數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)處理時(shí),分別把每個(gè)時(shí)期的3次數(shù)據(jù)相加。根據(jù)研究地水生植物的高度和蓋度,將生境劃分為明水生境(水生植被覆蓋率≤5%)、蘆葦生境(高出水面30 cm且覆蓋率≥30%)和水草生境(除去上述兩種生境)3種類(lèi)型。
對(duì)水鳥(niǎo)群落多樣性的計(jì)算采用Shannon-Wiener指數(shù)H,對(duì)均勻度的計(jì)算采用Pielou指數(shù)J,計(jì)算公式分別為:H=-∑PilnPi,J=H/Hmax=H/lnS;其中Pi為第i種水鳥(niǎo)個(gè)體數(shù)占所有水鳥(niǎo)個(gè)體總數(shù)的百分比,Hmax為H的最大值,S為群落中水鳥(niǎo)種類(lèi)數(shù)〔21〕。
3.1 水鳥(niǎo)生境的變化 為防止因秋季水生植物枯萎分解對(duì)洱海水體造成的污染,相關(guān)部門(mén)于每年秋季采取人工打撈的方式對(duì)洱海湖濱帶、浮水植物密集的海灣區(qū)域開(kāi)展清除工作。研究區(qū)清除的植物主要為四角刻葉菱、金魚(yú)藻、喜旱蓮子草、菰和蘆葦。水生植物去除后,人工濕地和天然濕地的水草生境比例分別由50%和80%減少到35%和5%,相應(yīng)地明水生境由10%分別增加到了30%和85%,蘆葦生境所占比變化不明顯,見(jiàn)圖2。
3.2 水鳥(niǎo)多樣性及密度的變化 本次調(diào)查共記錄到水鳥(niǎo)46種,其中人工濕地35種,天然濕地27種(附表I)。水生植物清除后,天然濕地的物種種類(lèi)、密度、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均下降,而人工濕地水鳥(niǎo)的種類(lèi)和密度則是增加的,但多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)是下降的,見(jiàn)表1。
表1 水生植物去除前中后人工濕地與天然濕地水鳥(niǎo)多樣性比較
3.3 不同時(shí)期最豐富的3種水鳥(niǎo) 人工濕地中,不同時(shí)期(水草去除前、去除期、去除后)最豐富的3種水鳥(niǎo)為黑水雞、白眼潛鴨和小??,且黑水雞在水草去除期和去除后數(shù)量劇增,約占總數(shù)量的60%,見(jiàn)圖3。
天然濕地中,不同時(shí)期最豐富的3種水鳥(niǎo)為黑水雞、骨頂雞和小??,水草去除期和水草去除后,單個(gè)物種數(shù)量所占比例亦較大,但沒(méi)有人工濕地的明顯,見(jiàn)圖4。
圖4 不同時(shí)期人天然濕地最豐富的3種水鳥(niǎo)所占比例
4.1 影響水鳥(niǎo)多樣性的因素 水生植物去除后,研究區(qū)域內(nèi)天然濕地鳥(niǎo)類(lèi)物種數(shù)、多樣性等指標(biāo)均呈下降趨勢(shì)。這與Erwin〔22〕、趙平等〔23〕、葛振鳴等〔24〕和唐劍等〔25〕的研究結(jié)果一致。水鳥(niǎo)主要是以水草、藻類(lèi)等植物性食物和水生昆蟲(chóng)、貝類(lèi)、魚(yú)類(lèi)等動(dòng)物性食物為食〔26-27〕。相關(guān)研究亦表明,浮游動(dòng)物的多樣性隨著水生植物生物量的減少而減少〔28〕。研究區(qū)域內(nèi)天然濕地水草由80%劇降至5%,見(jiàn)圖2,使得水鳥(niǎo)的食物或食物載體減少,這可能是致使天然濕地鳥(niǎo)類(lèi)物種數(shù)、多樣性等降低的最主要原因。這在臨近區(qū)域的人工濕地中得到了較好的佐證,如人工濕地的水草去除強(qiáng)度較低,去除后水草生境還保留了相對(duì)較高的比例,占總生境的35%,具有較大的承載量,因此這是在水草去除后人工濕地的水鳥(niǎo)種類(lèi)及數(shù)量呈現(xiàn)增多的原因。
較水草去除前,水草去除期和水草去除后人工濕地的水鳥(niǎo)物種數(shù)、密度均呈增加的趨勢(shì),但其水鳥(niǎo)多樣性、均勻度指標(biāo)則是下降的。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是諸如黑水雞的單個(gè)物種在水草去除過(guò)程中和水草去除后其數(shù)量急劇增多所致,見(jiàn)圖3。
4.2 保護(hù)建議 為了在洱海水生植物管護(hù)的同時(shí),減少對(duì)水鳥(niǎo)直接或間接(水草去除對(duì)水鳥(niǎo)食物量的影響)的干擾,對(duì)今后水草清理工作提出相關(guān)的建議。
第一,就人工濕地來(lái)說(shuō),建議適當(dāng)增加蘆葦生境的寬度,形成一道“隔離墻”,減少人為干擾對(duì)水鳥(niǎo)的影響,為水鳥(niǎo)的棲息和覓食提供適宜的場(chǎng)所。
第二,就天然濕地來(lái)說(shuō),建議適當(dāng)增加湖濱帶面積,增大挺水植物的覆蓋率,為水鳥(niǎo)提供更多的食物和隱蔽場(chǎng)所。
第三,去除水生植物時(shí),建議分批次、分區(qū)域進(jìn)行,并把已經(jīng)去除的水生植物徹底清理掉,防止二次污染,為了最大限度地減少人為活動(dòng)對(duì)水鳥(niǎo)的干擾,建議去除水生植物時(shí)盡量避開(kāi)越冬水鳥(niǎo)遷徙的高峰期,可以考慮把水生植物的去除時(shí)間提前到8月份。
在論文的數(shù)據(jù)處理及撰寫(xiě)過(guò)程中得到了黃志旁、馬馳、費(fèi)漢欖等老師和宋金易慧、李進(jìn)發(fā)、李廷野等同學(xué)的幫助,在此一并致以誠(chéng)摯的謝意。
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