楊曉星，李少斌①，陳天恩，謝朝暉

(1.長(zhǎng)江大學(xué)生命科學(xué)院，湖北 荊州 434000；2.河南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河南 開封 475000；3.河南城建學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，河南 平頂山 467000)

濕地是世界上生物多樣性最豐富的區(qū)域，也是重要的生態(tài)系統(tǒng)。保護(hù)濕地不僅是可持續(xù)發(fā)展的本質(zhì)，是中國(guó)履行《關(guān)于特別是作為水禽棲息地的國(guó)際重要濕地公約》的義務(wù)，也是生態(tài)文明建設(shè)的核心工作[1]。生物多樣性指地球上所有植物、動(dòng)物和微生物及其所擁有的基因，各物種之間及物種與生境之間相互作用所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過(guò)程，包括物種內(nèi)部、物種之間和生態(tài)系統(tǒng)多樣性[2]。生物多樣性監(jiān)測(cè)是一種既監(jiān)測(cè)生物之間發(fā)生的變化又評(píng)估其保護(hù)成效的有效方法，并且能夠?yàn)橹贫ㄅc生物多樣性保護(hù)相關(guān)的行動(dòng)計(jì)劃和管理措施提供重要依據(jù)[3]。鳥類物種多樣性是鳥類與其他生物及環(huán)境相互作用形成的生態(tài)組合，能夠表征鳥類群落組成結(jié)構(gòu)和鳥類棲息地環(huán)境優(yōu)劣，對(duì)于了解生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要意義[4]。鳥類是濕地生態(tài)系統(tǒng)不可或缺的組成部分，具有物種保護(hù)、生態(tài)修復(fù)等獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)工程效應(yīng)[5]。由于鳥類生態(tài)位寬廣，對(duì)生態(tài)因子變化敏感，故其是檢測(cè)環(huán)境質(zhì)量的生物指示物種[6]。鳥類的物種組成在一定程度上反映了鳥類棲息地環(huán)境的綜合利用情況[7]。

白龜湖自然保護(hù)區(qū)雖然每年開展調(diào)查記錄，但沒(méi)有系統(tǒng)整理鳥類數(shù)據(jù)，因此，有關(guān)該濕地保護(hù)區(qū)的報(bào)道[8]較少，已有研究多針對(duì)白龜湖植物群落景觀[9]、白龜湖水污染現(xiàn)狀[10]等，以及周邊地區(qū)，如白鷺洲城市濕地公園土壤重金屬元素特征[11]等。筆者通過(guò)實(shí)地調(diào)查和文獻(xiàn)資料調(diào)研對(duì)保護(hù)區(qū)鳥類名錄進(jìn)行整理和更新，以期為保護(hù)區(qū)生物多樣性保護(hù)管理提供基礎(chǔ)資料，進(jìn)一步充實(shí)白龜湖區(qū)域鳥類分布數(shù)據(jù)，同時(shí)定量分析其物種組成、多樣性指數(shù)等，從而為制定生物多樣性保護(hù)與管理策略提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

白龜湖自然保護(hù)區(qū)位于平頂山市區(qū)中心西南約6 km處，地理坐標(biāo)為北緯33°42′14″～33°46′16″、東經(jīng)113°02′31″～113°14′45″，地處淮河流域沙潁河水系沙河支流上，由庫(kù)區(qū)河汊、河灘濕地組成[12]。保護(hù)區(qū)總面積為7 790 hm2，東西長(zhǎng)為20.9 km，南北跨度為7.4 km。保護(hù)區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。雨水充沛，日照充足，熱量資源豐富，在季風(fēng)影響下，春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽，冬季干寒；冬夏季長(zhǎng)，春秋季短，四季分明。光、熱、水資源比較豐富，氣候溫和，雨熱同期，有利于多種植物生長(zhǎng)。年平均氣溫為14.9 ℃，極端最高溫度為43.4 ℃，極端最低溫度為-19.7 ℃，年均降水量為650～800 mm，無(wú)霜期為214 d[13]。保護(hù)區(qū)內(nèi)共有維管束植物84科213屬420種，約占全省植物總數(shù)的9.4%，豐富的森林資源為鳥類提供了充足的食物來(lái)源和良好的棲息環(huán)境[13]。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

2019年12月至2021年12月采用樣線法和樣點(diǎn)法分別進(jìn)行鳥類多樣性觀測(cè)，共設(shè)置5條樣線和20個(gè)樣點(diǎn)(實(shí)際樣點(diǎn)和樣線未重合，圖1)。

圖1 白龜湖自然保護(hù)區(qū)鳥類調(diào)查樣線分布

調(diào)查時(shí)間為每年12月或1月，每個(gè)越冬期至少2次，分別進(jìn)行樣線和樣點(diǎn)調(diào)查[14]。選擇無(wú)風(fēng)晴朗天氣調(diào)查，調(diào)查時(shí)間一般為6:00—10:00和17:00—19:00，以8倍、12倍雙筒望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察為主，以鳴叫聲和攝影為輔，行走速度約為1.5 km·h-1。樣點(diǎn)法主要采用單筒望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察并記錄鳥類種類和數(shù)量，每個(gè)樣點(diǎn)調(diào)查時(shí)間為15～30 min，樣線長(zhǎng)及起始點(diǎn)經(jīng)緯度和海拔高度以及樣點(diǎn)經(jīng)緯度和海拔高度用GPS 測(cè)定。記錄樣線兩側(cè)及樣點(diǎn)可視范圍內(nèi)鳥類種類、數(shù)量和分布生境，參照 BIBBY等[15]的 “標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)”法，對(duì)從樣線內(nèi)向兩側(cè)飛出的鳥類予以記錄，對(duì)從兩側(cè)飛入的鳥類則不記錄，與行進(jìn)同方向飛行的鳥類將不予重復(fù)記錄。不確定鳥類用數(shù)碼相機(jī)拍照，結(jié)合《中國(guó)鳥類觀察手冊(cè)》[16]和 《鳥類行為圖鑒》[17]進(jìn)行鑒定，鳥類分類系統(tǒng)依據(jù)《中國(guó)鳥類分類與分布名錄》[18]，鳥類紅色名錄瀕危等級(jí)判定根據(jù)世界自然保護(hù)聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄網(wǎng)站(2021年3月發(fā)布)(http:∥www.iucnredlist.org)，鳥類保護(hù)級(jí)別(2021年2月發(fā)布)和國(guó)家保護(hù)的有益的或者有重要經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究?jī)r(jià)值的陸生野生動(dòng)物名錄(2000年8月發(fā)布)根據(jù)國(guó)家林業(yè)和草原局網(wǎng)站(http:∥www.forestry.gov.cn)確定，河南省重點(diǎn)保護(hù)鳥類(2018年3月發(fā)布)根據(jù)河南省林業(yè)局網(wǎng)站(http:∥lyj.henan.gov.cn/)確定。

2.2 生境類型劃分

根據(jù)白龜湖自然保護(hù)區(qū)土地利用現(xiàn)狀及樣線布設(shè)情況，將鳥類生境分為湖泊、河流河汊、石灘灘涂、公園、鄉(xiāng)村農(nóng)田和人工林灌叢6種類型。

2.3 數(shù)據(jù)分析

2.3.1鳥類種類統(tǒng)計(jì)

基于此次調(diào)查，以早期記錄和文獻(xiàn)資料(已發(fā)表論文、統(tǒng)計(jì)報(bào)告)作為補(bǔ)充[8,19]，統(tǒng)計(jì)白龜湖分布的鳥類種類，編制物種名錄。

2.3.2優(yōu)勢(shì)度分析

不同群落鳥類優(yōu)勢(shì)種、常見(jiàn)種按照 Berger-Parker 法[20]確定：P=Ni/N，其中，Ni為物種i在該群落中的個(gè)體數(shù)量；N為群落中全部鳥類個(gè)體數(shù)；當(dāng)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)P≥10%時(shí)，定為優(yōu)勢(shì)種；當(dāng)1%≤P<10%時(shí)，定為常見(jiàn)種；當(dāng)0.1%≤P<1%時(shí)，定為稀有種；當(dāng)P<0.1%時(shí)，定為罕見(jiàn)種。

2.3.3多樣性指數(shù)

鳥類多樣性測(cè)度采用 Shannon-Wiener 指數(shù)(H)、Pielou 均勻度指數(shù)(J)、Simpson 指數(shù)(D)和 Margalef 指數(shù)(M)[21]。

(1)

J=H/Hmax，

(2)

(3)

M=(S-1)/lnN。

(4)

式(1)～(4)中，S為鳥類種數(shù)；Pi為物種i個(gè)體數(shù)占所有物種個(gè)體總數(shù)的比例；Hmax為最大的物種多樣性指數(shù)；N為個(gè)體總數(shù)。

2.3.4群落相似性

采用 Jaccard 相似性系數(shù)(CJ)[22]判定不同生境中鳥類群落相似性，其計(jì)算公式為

CJ=c/(a+b-c)，

(5)

S?rensen相似性系數(shù)(CS)[22]計(jì)算公式為

CS=2c/(a+b)。

(6)

式(5)～(6)中，CJ和CS分別為群落 A 與群落 B 的Jaccard相似性系數(shù)和S?rensen相似性系數(shù)；a、b分別為群落 A、B物種數(shù)；c為群落 A、B中共有物種數(shù)；CJ和CS數(shù)值越大，表明群落組成成分就越相似。

3 結(jié)果與分析

3.1 物種組成

圖2 白龜湖自然保護(hù)區(qū)各科鳥類個(gè)體數(shù)

3.2 生境間鳥類組成特征分析

從區(qū)系分布來(lái)看，湖泊生境、河流河汊生境、石灘灘涂生境、公園生境、鄉(xiāng)村農(nóng)田生境、人工灌木叢生境和全區(qū)廣布種物種數(shù)分別為21、20、10、9、15、12和51種，7種生境類型古北界物種數(shù)分別為16、11、6、10、12、7和34種，7種生境類型東洋界物種數(shù)分別為1、3、1、6、3、2和9種。全區(qū)和各生境(除公園生境外)水平上均以廣布種為主，其比例均達(dá)到50%以上；古北界物種在鄉(xiāng)村農(nóng)田、公園和湖泊生境中占比均達(dá)到40%左右，河流河汊生境最低，為32%；東洋界物種在公園生境中占比約為25%，在湖泊生境中最低，僅為3%。另外，古北界物種占比在各生境中都遠(yuǎn)超東洋界物種。

從居留型來(lái)看，湖泊生境、河流河汊生境、石灘灘涂生境、公園生境、鄉(xiāng)村農(nóng)田生境、人工灌木叢生境和全區(qū)冬候鳥物種數(shù)分別為20、14、7、4、8、6和30種，7種生境類型夏候鳥物種數(shù)分別為6、5、2、0、1、1和9種，7種生境類型留鳥物種數(shù)分別為3、7、1、14、13、10和26種，7種生境類型旅鳥物種數(shù)分別為9、8、7、7、8、4和29種。人工灌木叢、鄉(xiāng)村農(nóng)田和公園中留鳥占比最高，均達(dá)到40%以上；夏候鳥在各生境中占比都最低；在石灘灘涂、河流河汊和湖泊生境中冬候鳥占比最高，均達(dá)到40%以上。就全區(qū)而言，冬候鳥和留鳥占比基本相同(圖3)。

圖3 白龜湖自然保護(hù)區(qū)不同生境中鳥類分布型和居留型特征

3.3 生境間鳥類優(yōu)勢(shì)種分析

就全區(qū)而言，優(yōu)勢(shì)種1 種，為白骨頂(Fulicaatra)；常見(jiàn)種 13種，包括羅紋鴨和綠頭鴨(Anasplatyrhynchos)等；稀有種 41種，包括赤頸鴨(Marecapenelope)和針尾鴨(Anasacuta)等；罕見(jiàn)種39種，包括白額雁(Anseralbifrons)和小天鵝等。

從不同生境來(lái)看，湖泊生境優(yōu)勢(shì)種1種，為白骨頂；河流河汊生境優(yōu)勢(shì)種3種，包括小(Tachybaptusruficollis)、白骨頂和普通鸕鶿(Phalacrocoraxcarbo)；石灘灘涂生境優(yōu)勢(shì)種2 種，包括白骨頂和紅嘴鷗(Chroicocephalusridibundus)；公園生境優(yōu)勢(shì)種2種，包括喜鵲(Picapica)和麻雀(Passermontanus)；鄉(xiāng)村農(nóng)田生境優(yōu)勢(shì)種3種，包括豆雁(Anserfabali)、喜鵲和麻雀；人工灌木叢生境優(yōu)勢(shì)種4 種，包括黃腹山雀(Pardaliparusvenustulus)、白頭鵯(Pycnonotussinensis)、喜鵲和麻雀。

3.4 生境間鳥類多樣性特征

白龜湖自然保護(hù)區(qū)鳥類群落結(jié)構(gòu)中Shannon-Wiener 指數(shù)(H)為3.71，Pielou 均勻度指數(shù)(J)為0.57，Simpson 指數(shù)(D)為0.84，Margalef 指數(shù)(M)為9.73(表1)。

表1 白龜湖自然保護(hù)區(qū)不同生境鳥類多樣性

不同生境類型中，Shannon-Wiener 指數(shù)呈現(xiàn)出在鄉(xiāng)村農(nóng)田和人工灌木叢生境中較高。不同生境中物種Simpson指數(shù)變化與Shannon-Wiener 指數(shù)基本一致，亦呈現(xiàn)出在鄉(xiāng)村農(nóng)田和人工灌木叢生境中較高，在河流河汊和石灘灘涂生境中較低。從Pielou均勻度指數(shù)來(lái)看，各生境中分布都較均勻，其中，人工灌木叢生境中Pielou均勻度指數(shù)最高。從豐富度指數(shù)來(lái)看，以湖泊生境為最高，以石灘灘涂生境為最低，河流河汊、公園、鄉(xiāng)村農(nóng)田和人工灌木叢生境居中(圖4)。

圖4 白龜湖自然保護(hù)區(qū)不同生境鳥類多樣性指數(shù)

3.5 生境間鳥類群落異質(zhì)性分析

分別基于Jaccard 相似性系數(shù)和S?rensen相似性系數(shù)對(duì)各生境間鳥類群落異質(zhì)性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，就Jaccard 相似性系數(shù)而言，河流河汊和湖泊生境最高，其次為公園和人工灌木叢生境。而就S?rensen相似性系數(shù)而言，以公園和人工灌木叢生境為最高，其次為鄉(xiāng)村農(nóng)田和公園生境。兩者均以公園和人工灌木叢生境為較高(表2)。

表2 白龜湖自然保護(hù)區(qū)不同生境鳥類群落相似性

4 討論

白龜湖自然保護(hù)區(qū)是河南省生物多樣性分布的重要地帶之一，但是關(guān)于該地鳥類多樣性資料較少[8]。筆者調(diào)查結(jié)果表明雀形目為優(yōu)勢(shì)種，其次，雁形目鴨科相較之前種類有較大變化(增加16種)，其原因可能是前期自然保護(hù)區(qū)初步建成，水域生態(tài)環(huán)境不穩(wěn)定，對(duì)保護(hù)區(qū)的持續(xù)監(jiān)測(cè)管理使得環(huán)境適宜鳥類棲息生存，從而提高生物多樣性。此外，筆者調(diào)查首次在該保護(hù)區(qū)內(nèi)記錄到國(guó)家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物青頭潛鴨和中華秋沙鴨，同時(shí)記錄到11種國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物。目前，河南省是已發(fā)現(xiàn)的青頭潛鴨的主要棲息地與繁殖地之一[23]，其通常選擇水域較開闊的區(qū)域，對(duì)隱蔽條件的選擇要求不高，比較容易被發(fā)現(xiàn)。此次在濕地公園內(nèi)發(fā)現(xiàn)18只青頭潛鴨，需要對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)期記錄觀察，從而實(shí)施更加全面的保護(hù)。中華秋沙鴨作為環(huán)境指示物種，對(duì)生態(tài)環(huán)境要求極為苛刻，只有水質(zhì)優(yōu)良、無(wú)污染、食物豐富、人類活動(dòng)少的河段才會(huì)被它們選為棲息地。此次在濕地中發(fā)現(xiàn)并記錄到3只中華秋沙鴨，表明白龜湖自然保護(hù)區(qū)內(nèi)水質(zhì)條件不斷提升，環(huán)境質(zhì)量不斷改善。

據(jù)調(diào)查，全區(qū)Pielou均勻度指數(shù)為0.57，該值較低，原因可能為白龜湖自然保護(hù)區(qū)免費(fèi)對(duì)廣大群眾開放，公園內(nèi)人類活動(dòng)較多，為一些鳥類，尤其是伴人種類如麻雀等提供了適宜的棲息地。該保護(hù)區(qū)鳥類數(shù)量雖然較多，但由于伴人種類麻雀為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種，導(dǎo)致鳥類多樣性降低，均勻度指數(shù)也較低[24]。Simpson 指數(shù)和Shannon-Wiener 指數(shù)都表明該區(qū)域物種多樣性較豐富。Margalef 指數(shù)大小與各生境中鳥類個(gè)體總數(shù)的高低變化一致[25]，當(dāng)Margalef指數(shù)大于6時(shí)表示環(huán)境良好，水域清潔[26]。

不同生境中， Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)最高的都是鄉(xiāng)村農(nóng)田生境，表明其生物多樣性較高。鄉(xiāng)村農(nóng)田生境中由于人類活動(dòng)，具有充足的水源以及種植的谷物、蔬菜、水果等豐富的食物資源，能滿足喜鵲、麻雀等鳥類的食物需求，并為它們的繁殖棲息及安全越冬提供重要基礎(chǔ)[27]。此外，農(nóng)耕區(qū)受人為活動(dòng)等因素影響，生境異質(zhì)性變化明顯能夠支持更高的鳥類多樣性[28]。人工灌木叢生境多為人工栽種管理而成的保護(hù)區(qū)，且其生境內(nèi)有大量昆蟲和草籽，為白頭鵯、喜鵲等提供了良好的覓食場(chǎng)所，因此，其均勻度指數(shù)最高[29]。湖泊生境內(nèi)層次結(jié)構(gòu)分明，喬木層、灌木層以及水生植物都可為鳥類提供較好的隱蔽環(huán)境和較為豐富的食物資源，因此鳥類豐富度最高[30]。

研究發(fā)現(xiàn)，人類幸福感和生物多樣性之間存在正相關(guān)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)參觀花園后人們的心理健康指標(biāo)與植物和鳥類多樣性有關(guān)。除此以外，通過(guò)與具有較低生物多樣性的公園相比較發(fā)現(xiàn)，人類在鳥類多樣性較高的或者鳥類棲息地種類較多的公園更快樂(lè)，幸福指數(shù)提高[31]。白龜湖自然保護(hù)區(qū)共有維管束植物84科213屬420種，約占全省植物總種數(shù)的9.4%[10-12]。DING等[32]研究表明鳥類群落結(jié)構(gòu)與棲息地植被生長(zhǎng)之間存在顯著正相關(guān)，即生態(tài)系統(tǒng)多樣性決定鳥類群落多樣性，因此，保護(hù)區(qū)適宜鳥類生活，保護(hù)區(qū)生物多樣性得到提高。

在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，人類對(duì)濕地公園造成一定干擾，比如旅游、鍛煉，以及健身娛樂(lè)活動(dòng)時(shí)使用的音響等。人工安放的照明燈和霓虹燈會(huì)造成光污染。研究發(fā)現(xiàn)，光污染或者噪聲污染會(huì)吸引或者阻止鳥類的出現(xiàn)，有確鑿的科學(xué)證據(jù)表明夜間人造光對(duì)許多物種產(chǎn)生負(fù)面影響，包括兩棲動(dòng)物、鳥類、哺乳動(dòng)物、昆蟲，甚至植物[33]。同時(shí)，噪音污染還會(huì)影響鳥類的行為和健康，降低它們的繁殖成功率[34]。因此，建議公園管理人員加強(qiáng)濕地資源保護(hù)科普宣教工作，提高居民的生態(tài)保護(hù)意識(shí)。