南洞庭湖湿地及湿地鸟类研究

南洞庭湖湿地及湿地鸟类研究

南河湿地是中国南方最大的淡水湿地，也是地球上最具特色的湿地类型。是我国列入“国际重要湿地名录”的七处湿地之一,我国的多种珍惜水禽以此为栖息地,1997年经湖南省人民政府批准建立的省级自然保护区,2002年被批准加入了湿地公约《国际重要湿地名录》,确定为国际湿地自然生态保护区。国内外曾有许多专家教授开展了南洞庭湖湿地及湿地鸟类研究,国际鹤类基金会主席乔治·阿其波博士根据他从北极圈到赤道的考察情况,充分肯定南洞庭湖自然保护区湿地鸟类,认为南洞庭湖是世界上鹤类最多、最完整的体系。日本池内俊(1997)在对南洞庭湖考察中,测算出南洞庭湖的小白额雁30000多只,远远超出世界纪载的18000只。邓学键,王斌(2000)对南洞庭湖冬季鸟类群落结构及多样性进行了研究,并得出了详细数据报告。迄今为止,尚没有对影响近代南洞庭湖湿地鸟类区系变化的主要环境因素,湿地鸟类的群落结构及其生态类群多样性的变化趋势与特点,以及多样性分析及保护对策等进行系统性的研究。因此,作者于2005年5月至2007年4月间开展对南洞庭湖湿地鸟类资源调查,摸清该地湿地鸟类生存现状、类型、分布,分析其湿地鸟类群落结构及多样性,以及退田还湖对当地的环境及生物多样性的影响,从而为研究洞庭湖的鸟类资源及生态环境提供科学依据。1南结构湖泊特征南洞庭湖湿地位于东经112°18′15″～112°56′15″,北纬28°36′15″～29°03′45″,地处我国第二大淡水湖泊-洞庭湖西南,有湘江、资水和长江三口及沅、澧水汇流注入,总面积1680km2r。南洞庭湖是一个蓄水过水性湖泊,具有水浸皆湖、水落为洲的地貌特征。湖洲地面海拔高度为29～33.5m,常年水位为29～32m,历史最高洪峰水位(1998年)为38.09m,冬枯极限水位为26.58～27.2m。湖泊最深处在洪水季节为4.2～10.03m,在枯水季节为1.18～1.8m,冬季一般0.45～1m,产生很多湖汊。南洞庭湖区属华中地区亚热带湿润型气候,阳光充足,雨量充沛。日照和无霜期都比较长,年平均降雨l300～l400mm,年降雨日数为140～150d,年平均气温接近l7℃,1月份平均温度4.0～4.5℃,7月份平均温度29～29.5℃。2学习方法2.1观察方法及工具采用定期直接目测法、固定样带法和样点法在南洞庭湖万子湖、漉湖、沅江、廖潭口等地不同生境的不同类型于鸟类繁殖季(5-7月)和越冬季(12月-翌年2月)定点观察,选择天气晴朗、风力小的时间,每天早晨6∶00～10∶00,下午15∶00～19∶00,调查中2～3人为一组。样带法以1.5km/h的行走速度观察记录两侧50m内的鸟类种类和数量;样点法以0.5km为半径,观察固定范围内的鸟类种类和数量。观察工具采用TSN-824M-20×80单筒和10X双筒望远镜,以及摄像机,对于重点保护鸟类用GPS进行定位,每个季度调查10～20d。结合不同环境、不同种类,采用截距法和绝对数量法协同调查。2.2统计方法根据鸟类的种类和数量记录,计算调查境内鸟类的密度、物种多样性(H)、均匀度指数(E),其计算公式如下:(1)d为优势种的回收期RB=dD⋅nDRB=dD⋅nD其中:RB为频率指数;d为遇见该种鸟类的天数;n为遇见该种鸟类总数量;D为工作总天数。RB>10时为优势种;1<RB≤10时为普通种;RB≤1时为稀有种。(2)多样性指数物种多样性指数按Shannon-Wiener指数公式:H=-∑PilogPi其中:H为群落的多样性指数;Pi为样品中属于第i种的个体比例,即物种I的个体数与所有物种的总个体之比。(3)多样性指数均匀度指数按Pielou指数公式:E=HHmax,Hmax=HlnSE=ΗΗmax,Ηmax=ΗlnS其中:E为均匀度指标,H为群落的多样性指数,Hmax为最大多样性指数,S为物种数。根据原始的调查数据,采用Excel数据库制表编程和上述的统计方法,分别进行物种多样性指数、均匀度指数等统计分析,研究湿地生境变化与鸟类群落结构的量化关系。3结果与分析3.1鸟类群落的组成和特点3.1.1鸭科鸟类的分布本次调查南洞庭湖湿地境内有鸟类164种,隶属16目42科96属,其中雀形目、雁形目鸟类共61种,占鸟类总种数的38%,尤以鸭科鸟类最多。属于国家Ⅰ级保护种类6种,国家Ⅱ级保护种类29种(占总种数的21.3%),国家“三”有鸟类84种(占51.2%),国际湿地公约规定的鸟类有31种(占18.9%),濒危野生动植物种国际贸易公约规定的鸟类有26种(占15.85%),中日候鸟保护协议规定的鸟类有82种(占50%),中澳候鸟保护协议规定的鸟类有31种(占18.9%)。3.1.2冬季鸟类主体分布南洞庭湖湿地鸟类中冬候鸟84种(占总种数的51.22%),夏候鸟30种(占18.29%),留鸟38种(占23.17%),旅鸟12种(占7.32%)(图1)。结果表明,该湿地以冬季鸟类占主体,留鸟和冬候鸟计122种,占该区鸟类的74.39%。因为鸟类一般的分布规律是北方留鸟少,夏候鸟多;南方留鸟多,夏候鸟少。在我国北方多为旅鸟和夏候鸟,而在南方则多为留鸟和冬候鸟。南洞庭湖湿地处于候鸟越冬地,因此旅鸟和夏候鸟所占比例均较少,而与之相对的是留鸟和冬候鸟较多,这说明该湿地自然保护区环境较好,适于鸟类越冬。3.1.3南瞳鸟类与南湖湿地的关系本次调查纪录的164种鸟类中,古北界种类87种(占53%,另有新北界种类1种),东洋界种类43种(占26%),广布种33种(占20%)(图2)。结果表明,该保护区鸟类区系成分复杂,古北界、东洋界种类相互渗透,但还是以古北界种类占优势。这种情况与湖南省的动物地理区划(即属于古北界与东洋界的交界处,具有明显的过渡性,但以东洋种占优势)不一致,其原因是该保护区为湿地环境,冬候鸟较多,而冬候鸟多为古北种。由此可知,南洞庭湖湿地是冬候鸟或旅鸟的栖息或停息地,因此古北界种类占鸟类总种数近一半。这也反映了南洞庭湖湿地所处的地理位置和自然生态环境条件是我国候鸟类迁徙的重要场所。3.1.4涉畜禽猪我国鸟类6个生活型在南洞庭湖湿地自然保护区都有分布(图3)。目前已发现有游禽40种(占总种数的24.89%),涉禽61种(占37.20%);陆禽类6种(占3.66%),猛禽类13种(占7.93%),攀禽类13种(占7.93%),鸣禽31种(占18.90%),它们分布在群落中各个不同层次,栖息于不同生境,它们还是生态系统中食物链中的重要环节,也是南洞庭湖湿地自然保护区鸟类的一个重要群体,该区物种多样性重要的体现者之一。3.2水生鸟类群落的时间结构3.2.1水鸟组成中的水鸟保护区内水禽资源尤为丰富,在记录到的164种鸟类中,水禽108种,占整个鸟类群落的66%。水禽中以鸭科和鹬科为优势种,分别为30种和19种。由图4可见,南洞庭湖水鸟物种数在周年内尤以12～2月最多,3月下旬最少。3.2.2水生鸟类及水鸟水鸟总数周年动态见图5。全年水鸟种类和数量均是冬季较多,夏季较少,特别是数量波动有明显的冬季高峰期和夏季低谷期,季节差异非常显著。这与南洞庭湖湿地所处的地理位置和自然生态环境条件相联系的。由于该湿地水域面积宽广,湿生植物生长茂盛,地势较为平坦,水中的双壳类、甲壳类、小鱼浮游生物等极其丰富,为候鸟提供停歇、觅食、补充营养的良好场所。湖水退后丰富的鱼、蚌、虫、虾,留存于湖洲滩中,成为杂食性候鸟如鹤类、雁鸭类等以植物为主要食物的候鸟食源。春、秋两季则是水鸟迁徙频繁,群落组成变动较大的季节。候鸟春季较集中在3月份迁徙,秋季迁徙比较分散,因此相比之下春季种类变化较大,秋季变化相对较少。冬季鹤鹳类、天鹅集中在2月底北迁,雁类在3月中旬,小白额雁、白额雁在3月中下旬进行北迁。越冬前后期鸟类数量较为集中,越冬中期数量较为分散,这是因为越冬中期湖区气温低,草滩草大量枯死,水中的双壳类、甲壳类、小鱼浮游生物等大大减少,导致候鸟食物缺乏,从而大部分水鸟分散到湖周边的居民区。3.3nnon-wiearrpielau南洞庭湖湿地鸟类群落多样性指数(Shannon-Wiener)为3.9910,均匀性指数(Pielou)为0.5424,不同季节其指数表现出一定的差异。3.3.1湿地环境对鸟类栖息地的影响在南洞庭湖湿地夏季调查中共发现湿地鸟类68种,统计得出夏季鸟类多样性指数为3.8144,高于武陵源(1.5480)、千家峒(1.4871)、八大公山(1.5839),因为武陵源、千家峒、八大公山3个地区是陆地环境,可见湿地环境是鸟类的重要栖息地,保护湿地远比保护陆地对保护鸟类更显重要,同时高于海南东寨港红树林湿地(2.3240)、广东内伶仃岛(2.4860)(表1),因为南洞庭湖属冲积而成的混合型湿地生态系统,土壤肥沃,水草丰盛,鱼虾成群,食料充足,成为多种鸟类的重要栖息地,即种类资源丰富。南洞庭湖湿地夏季鸟类的Pielou均匀性指数是0.6266,低于武陵源(0.7960)、千家峒(0.7667)、八大公山(0.8395)、海南东寨港红树林湿地(0.6770)、广东内伶仃岛(0.8440),这是因为湿地鸟类易受到人类因素的干扰,种类数量分布不均匀,群落稳定性较弱。3.3.2栖息地生境多样性南洞庭湖湿地冬季调查中共发现湿地鸟类132种,经统计得出冬季鸟类的多样性指数为3.8818。高于目平湖(2.6433),上海郊区(2.8097)、海南东寨港红树林湿地(3.0870)、杭州湿地(3.0500)(表2),因为南洞庭湖栖息地生境多样化程度较高,在冬季,湖水枯落,湖洲浅滩外露,能为鸟类特别是水鸟提供了丰富的食物来源和良好的栖息环境,因而鸟类多样性较高。南洞庭湖湿地冬季鸟类的Pielou均匀性指数是0.5494,低于目平湖(0.7264)、上海郊区(0.6569)、海南东寨港红树林湿地(0.7420)、杭州湿地(0.9600),说明种类和数量分布不均匀,主要是在南洞庭湖湿地冬季越冬的水禽受到人类的干扰,集中分布在湖区芦苇、草滩沼泽和浅水水域,而大面积的深水水域、稀树灌丛和农田地区因生境相对单一,缺少生物多样性所致。3.4群落多样性与均匀性的比较3.4.1南结构湿地鸟类多样性在南洞庭湖湿地夏季调查中共发现湿地鸟类68种,经统计发现夏季鸟类多样性指数为3.8144,均匀性指教为0.6266;在冬季调查中共发现湿地鸟类132种,多样性指数为3.8818,均匀性指教为0.5494(表3)。由表3可能看出,夏冬两季鸟类多样性指数非常接近,这说明南洞庭湖的自然资源和物种资源相对丰富,生态系统尚处于较为良好且稳定的状态,而成为多种水禽优越的栖息地和繁殖场所。从均匀性指数来看,夏季高于冬季,这可能是因迁来南洞庭湖越冬的鸟类受到人为干扰,多集中分布在草滩沼泽,种类数量分布不均匀所至。为此,我们应该呼吁各界人士做好鸟类保护工作。3.4.2夏冬季节湿地鸟类群落多样性剖测为了对南洞庭湖湿地鸟类群落的多样性动态有全面的了解,将Shannon-Wiener多样性指数剖析为H=H鸊鷉目十H鹈形目+H鹳形目+H雁形目+H隼形目+H鸡形目+H鹤形目+H鸻形目+H欧形目+H鸽形目+H鸮形目+H鹃形目+H雨燕目+H佛法僧目+H裂形目+H雀形目,现将夏冬季节湿地鸟类群落多样性剖析值列于表4。由表4可知,夏季鸟类中,对多样性贡献最大的类群是雀形目的鸟类,其次是鹳形目、雁形目、鸽形目和鹤形目,其他的对多样性的贡献相对较少。冬季鸟类群落中对多样性贡献最大的是雁形目鸟类,其次是鸻形目、鹳形目和雀形目,其他的鸟类对多样性的贡献相对较小。3.4.3南瞳碳鸟类在湿地生境中的群落分布根据南洞庭湖湿地的自然地理环境和植被类型,将其划分为4种生境类型,即浅水域、草滩沼泽、芦苇地、垸圩丘陵区生境(表5)。本次调查研究即是在上述4种不同的生境中进行的抽样调查,在全面了解南洞庭湖湿地鸟类群落结构的同时,进一步了解不同生境中鸟类的群落特征及变化规律。由表5可知,对于南洞庭湖湿地夏季鸟类,从Shannon-Wiener多样性指数来看,H草>H垸>H浅>H芦。从Pielou均匀性指数来看,J草>J垸>J芦>J水。夏季鸟类群落在草滩沼泽和垸圩丘陵区生境中物种数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均较高,这主要是因为夏季芦苇和浅水域在雨季被大水淹没,出现大面积深水水域,而防洪大堤内外种植了大量杨树,稀树灌丛和丘陵居民区生境相对来说食物充足,而夏季鸟类群落以雀形目为主。对于南洞庭湖湿地冬季鸟类,从Shannon-Wiener多样性指数来看,H草>H芦>H浅>H垸。从Pielou均匀性指数来看,J草>J芦>J浅>J垸。冬季水域和芦苇、草滩沼泽生境鸟类群落的物种丰富度、多样性和均匀性较垸圩丘陵区生境高,因为垸圩丘陵因生境相对单一,隐蔽性差,食物缺乏,易受到人类因素的干扰,而草滩沼泽、芦苇和浅水水域发育良好,又有较丰富的水草,能为湿地鸟类提供较丰富的食物。4鸟类群落的季节分布本次共调查鸟类164种,隶属16目42科96属,其中国家Ⅰ级保护种类6种,国家Ⅱ级保护的鸟类29种;“三”有鸟类有84种,国际湿地公约规定的鸟类有31种,濒危野生动植物种国际贸易公约规定的鸟类有6种,中日候鸟保护协议规定的鸟类有82种,中澳候鸟保护协议规定的鸟类有31种。古北界种类87种(另有新北界种类1种,有可能是旅经此地),东洋界种类43种,广布种33种.冬候鸟或旅鸟96种,留鸟38种,夏候鸟30种。我国鸟类6个生活型在南洞庭湖湿地自然保护区都有分布,栖息于不同生境,它们是生态系统中食物链中的重要环节,是南洞庭湖湿地自然保护区鸟类的一个重要群体,是该保护区物种多样性重要的体现者之一。保护区内水禽资源尤为丰富,在记录到的164种鸟类中,水禽108种,占整个鸟类群落的66%。全年水鸟种类和数量均是冬季较多,夏季较少,特别是数量波动有明显的冬季高峰期和夏季低谷期,季节差异非常显著,这与南洞庭湖湿地所处的地理位置和自然生态环境条件相联系的。冬季鸟类群落中,其中普通鸬鹚(Phalacrocoraxcarbo)、白琵鹭(Platalealeucorodia)、苍鹭(Ardeacinerearectirostris)、反嘴鹬(Recurvirostraavosetta)、黑腹滨鹬(Calidrisalpina)、环颈鸻(Charadriusalexandrinusdealbatus)、斑嘴鸭(Anaspoecilorhyncha)、花脸鸭(Anasformosa)、罗纹鸭(Anasfalcata)、白额雁(Anseralbifrons)、小白额雁(Ansererythropus)等成为所处水域鸟类群落的优势种。经统计研究,发现南洞庭湖湿地鸟类群落多样性指数(Shannon-Wiener)为