夏、冬季水鳥對天津北大港萬畝魚塘棲息地的利用

邵曉龍，陳 晨，魏 巍，王鳳琴

（1.天津市環境保護科學研究院，天津300191；2.天津自然博物館，天津300201）

自然濕地具有凈化水源、調節氣候、維持生物多樣性等生態服務功能，也是水禽賴以生存的繁殖地、越冬地和遷徙中轉站.隨著近年來自然濕地退化和喪失的不斷加劇，人工濕地對水鳥的棲息起到越來越重要的作用[1].研究表明[2-6]，盡管人工濕地不具備自然濕地全部的生態功能，但通過實施有效的管理措施，水產養殖塘、水稻田、鹽田等人工濕地均能夠為水鳥提供適宜的棲息生境.水鳥的棲息地利用受到許多環境因素的影響，如水域面積、水位深度、食物資源及其可獲取程度、植被特征、相鄰棲息地可達性以及人類活動干擾等都可能影響水鳥對棲息地的利用[2-6].萬畝魚塘作為北大港濕地的候鳥集中停歇區，是東亞至澳大利亞候鳥遷徙的必經之地，也是天津北大港生態紅線中的重要組成部分.為了解夏、冬季水鳥對萬畝魚塘棲息地的利用程度，2011—2014年5、6和12月份，本課題組連續對北大港濕地萬畝魚塘開展了水鳥調查，分析水鳥的群落多樣性、棲息地的景觀特征以及影響水鳥棲息地利用的環境因子.以期為協調萬畝魚塘的水產養殖活動和水鳥棲息地的保護提供基礎資料和理論依據.

1 研究區域概況

獨流減河位于天津市區南側，是大清河主要入海尾閭河道，河道從靜海縣開始，流經靜海、西青、大港3個區縣，至海口防洪閘，全長67 km.萬畝魚塘位于天津獨流減河北大港段，屬于北大港濕地自然保護區實驗區的一部分，總面積6.25 km2.

2 研究方法

2.1 調查方法

2011年—2014年，采用樣點和樣線相結合的方法，選取萬畝魚塘東、南、西、北4個樣點，具體位置如圖1所示.在每個觀測點處停留約15～20 min，且圍繞萬畝魚塘1周，每次調查的長度約40 km，采用分區直數法進行統計.全年調查3次，主要集中在5、6和12月份.用8倍和20倍的雙筒望遠鏡巡視水面，用40倍的單筒望遠鏡仔細辨認種類，用長焦相機拍照，拍攝資料帶回室內進行鑒定核對.鳥類分類系統見參考文獻[7].

圖1 研究區域位置及樣點示意圖Fig.1 Diagram of situation of research area and sam pling points

2.2 鳥類多樣性的分析方法

本研究采用4個指數進行物種多樣性的分析，即Margale指數測度鳥類的物種豐富度、Shannon-Wiener指數測度鳥類的物種多樣性、Simpson指數測度優勢度、Pielou指數測度均勻度[8-12].

（1）Margale豐富度指數：反映群落的物種豐富度，指一個群落或環境中物種數目的多寡，是表示生物群聚中種類豐富程度的指數.計算公式為：

式中：Ma為豐富度指數；N為所在群落中觀測到的所有物種的個體數之和；S為所在群落的總物種數.

（2）Shannon-Wiener指數：基于物種數量反映群落的種類多樣性，群落中生物種類增多代表了群落的復雜程度增高，即H′值越大，群落所含的信息量越大.

式中：H′為多樣性指數；Pi為物種i的個體數占群落中全部鳥類個體數的比例；S為組成群落的鳥類物種數.

（3）Simpson優勢度指數：

式中：D為辛普森指數；Pi為物種i的個體數占群落中全部鳥類個體數的比例；S為組成群落的鳥類物種數.

（4）Pielou均勻度指數：

式中：J為均勻度指數；H′為多樣性指數；H′max是群落中物種多樣性的最大值；S為所在群落的總物種數.

2.3 數據處理方法

采用SPSS17.0軟件和Excel 2010軟件進行數據處理、統計與鳥類物種多樣性的計算分析.在Erdas Imagine 9.1平臺和ArcGIS 10.0平臺上完成棲息生境景觀格局的數據處理與統計分析.選取研究區域2011—2014年冬季的4期高空間分辨率遙感影像，在Erdas 9.1中通過輻射校正和幾何校正后，運用ArcGIS10.0軟件提取萬畝魚塘冬季的景觀格局信息，統計水域面積.

3 結果與分析

3.1 鳥類群落組成

2011—2014 年的5、6和12月份，連續對北大港濕地萬畝魚塘進行水鳥觀測，經鑒定，累計記錄水鳥53種59 153只，如表1所示.其中，夏季共記錄水鳥45種，冬季共記錄水鳥22種.萬畝魚塘水鳥群落結構組成在不同年份、不同季節存在差異.2011年夏季記錄到11科17屬26種，冬季4科6屬6種；2012年夏季記錄到10科20屬29種，冬季7科7屬7種；2013年夏季記錄到10科15屬22種，冬季5科8屬11種；2014夏季記錄到12科21屬25種，冬季6科10屬17種.在數量上，從2011年到2014年，水鳥數量逐年增加，2011年總數不到2 000只，2014年則接近30 000只.

表1 萬畝魚塘夏冬季水鳥群落的數量特征Tab.1 Quantitative characters of water birds community at Wanmu ponds in the summer and winter

分析不同季節萬畝魚塘水鳥群落的種類組成，結果如圖2所示.

圖2 萬畝魚塘水鳥群落的種類組成Fig.2 Speciesstructure of waterbirds community at Wanmu ponds

由圖2（a）可以看出，從2011年到2013年，萬畝魚塘夏季的水鳥群落中，鸻形目的種類最多，其次是鷗形目和雁行目；2014年夏季鷗形目種類略高于鸻形目，其他類群的鳥類相對較少.

圖2（b）顯示，雁形目除了在2012年冬季種類較少外，其他3個年度的冬季雁行目的種類都顯著高于其他類群，尤其是2014年.

3.2 物種多樣性的時間動態特征

通過計算，2011年至2014年北大港濕地萬畝魚塘夏季水鳥的種類數、Shannon-Wiener指數、Margale指數、Simpson指數均明顯高于冬季，如表2所示.該結果說明調查區域夏季水鳥群落在科、屬、物種水平上均有較高的多樣性.隨著棲息地生態環境因子的良性變化，萬畝魚塘冬季水鳥的多樣性顯著增加.

表2 萬畝魚塘鳥類群落的多樣性指數Tab.2 Diversity index of waterbirds community at W anmu ponds

比較不同年份之間水鳥的多樣性，2011年調查區域鳥類多樣性指數為1.673，到2014年多樣性指數為1.761，表明4年來萬畝魚塘水鳥多樣性有顯著的增加.比較夏、冬兩季水鳥的多樣性，夏季多樣性均高于冬季，夏季水鳥多樣性指數由2011年的2.104增長到2014年的2.322.比較2011年至2014年水鳥的物種豐富度，2011年調查區域鳥類的豐富度指數為2.252，到2014年豐富度指數為2.133，略有下降，但冬季水鳥的物種豐富度顯著增加，由2011年的1.181增長到2014年的1.612.

3.3 棲息地景觀格局特征

水是吸引鳥類棲息的重要環境因子.2011—2014年冬季，北大港萬畝魚塘水域面積呈增加趨勢.2011年為4.11 km2，占魚塘總面積的65.8%；2012年為4.92 km2，占 78.7%；2013 年為 5.47 km2，占 87.5%；2014 年為5.38 km2，占86.1%.由于水域面積的增加，喜好棲息于開闊水域的游禽類也逐年增加，記錄到的雁鴨類由2011年的3種增加到2014年的16種.同時，萬畝魚塘較深處水位保持在2 m左右，淺灘處水深為0.3～0.4 m，適宜多種候鳥在此棲息，萬畝魚塘中的魚、蝦、水草以及各類微生物豐富，能夠滿足候鳥覓食，使其成為北大港濕地冬季鳥類重要的棲息地.

4 討論與結論

人工濕地生境對于區域鳥類多樣性保護具有重要作用.天津北大港萬畝魚塘是水鳥的重要棲息地.水鳥夏季的多樣性指數較冬季高，與萬畝魚塘部分蘆葦區域為鸻鷸類和夏季繁殖鳥類提供了良好的棲息環境有關.由于萬畝魚塘的水域面積和水深度的增加，冬季水鳥的多樣性指數也逐年增大.研究夏、冬季萬畝魚塘水鳥群落特征與生境因子的關系，結果表明，水域面積和水深是影響水鳥棲息地利用的關鍵因子.雁鴨類喜好棲息于水位高、開闊水面和植被稀疏的生境條件，鸻鷸類喜好棲息于水位低、裸露淺灘的生境條件.通過對水鳥棲息地主要影響因子的有效管理，養殖塘人工濕地能夠在產生水產養殖經濟效益的同時發揮其生態功能，為鳥類提供良好的棲息生境.

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