中國西北地區(qū)水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)與空缺分析

李一辰 王春曉

（1 寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，中國科學(xué)院生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)觀測與模擬重點實驗室，北京 100101；3 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

濕地是陸地系統(tǒng)與水生系統(tǒng)過渡帶的獨特生態(tài)系統(tǒng)(濕地國際, 1998)，對維持區(qū)域生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)定具有重要意義，為水鳥生存提供了必要的棲息空間和食物資源(Xia et al,2017)。隨著氣候變化與人類活動的影響，水鳥棲息地出現(xiàn)破碎化、生境質(zhì)量退化及水鳥數(shù)量下降等一系列問題(陳慶, 2018)，加強(qiáng)濕地水鳥保護(hù)對維持生物多樣性穩(wěn)定及促進(jìn)區(qū)域生態(tài)平衡等方面具有重要作用(安樹青等, 2019)。

建立包括保護(hù)區(qū)和濕地公園在內(nèi)的保護(hù)地體系是保護(hù)濕地水鳥最有效的途徑(Ma et al, 2019)，由于人力物力資源有限，在實際保護(hù)工作中難以涵蓋所有物種及保護(hù)地(孔石, 2015)，識別保護(hù)優(yōu)先區(qū)、分析保護(hù)空缺對保護(hù)生物多樣性十分有效(雷光春等, 2017)。目前識別水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)的方式有很多，實地調(diào)研及樣點樣線觀測可以準(zhǔn)確監(jiān)測到小區(qū)域尺度的水鳥種群與多樣性特征(許秀等, 2014;趙格日樂圖等, 2018; 馬強(qiáng), 2017)；公民科學(xué)數(shù)據(jù)能從宏觀上對水鳥保護(hù)熱點區(qū)域進(jìn)行識別，已被很多國內(nèi)外學(xué)者使用(Sn?ll et al, 2011; Valiela et al, 2007)。我國結(jié)合重要鳥區(qū)標(biāo)準(zhǔn)(Important Bird Areas, IBAs)和國際重要濕地標(biāo)準(zhǔn)，從大數(shù)據(jù)角度確定水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)的研究主要集中在沿海及水鳥多樣性豐富的內(nèi)陸濕地(曾南京等, 2018;Bai et al, 2015)，為西北地區(qū)水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)識別提供了重要參考。

西北地區(qū)是全球鳥類遷徙的關(guān)鍵區(qū)域，在全球9 條遷徙路線中，有3 條遷徙路線涵蓋該區(qū)域。西北地區(qū)位于中亞遷徙線的核心，也是西亞北非遷徙線和東亞—澳大利西亞遷徙線的重要節(jié)點(EAAFP;https://www.eaaflyway.net/)， 水 鳥 多 樣 性 豐富，成為了許多鳥類重要的繁殖、越冬及停歇地(Schielzeth et al, 2008)。本文對5 種來源的水鳥調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制和數(shù)據(jù)清洗，結(jié)合IBAs 和國際重要濕地標(biāo)準(zhǔn)，識別西北地區(qū)水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)，對這些優(yōu)先區(qū)域進(jìn)行重要性排序，分析保護(hù)空缺區(qū)域，重點回答在哪里保護(hù)、保護(hù)多少的問題，以期對西北地區(qū)水鳥生物多樣性保護(hù)、新一輪的國家公園體系建設(shè)提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理

1.1 研究區(qū)概況

西北地區(qū)包括陜西省、青海省、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)及新疆維吾爾自治區(qū)，濕地面積1 430.14 萬hm2，占中國濕地總面積的26.68%，其中青海省濕地面積814.36 萬hm2，列全國第一(國家林業(yè)局, 2014)。豐富的濕地資源為候鳥提供了良好的生境條件，有多條遷徙路線經(jīng)過西北地區(qū)，是遷徙的重要補(bǔ)給站(圖1)。

1.2 數(shù)據(jù)采集與處理

本文利用公民科學(xué)數(shù)據(jù)對水鳥數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理，包括美國康奈爾大學(xué)鳥類實驗室eBird 數(shù)據(jù)庫(https://ebird.org/home)、全球生物多樣性信息網(wǎng)絡(luò)(GBIF; http://www.gbifchina.org/)、中國觀鳥記錄中心(http://www.birdreport.cn/)、中國觀鳥網(wǎng)(http://www.chinabirdnet.org/) 及21篇文獻(xiàn)中的水鳥調(diào)查數(shù)據(jù)。

由于公民科學(xué)數(shù)據(jù)的不確定性，數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)偏差，本文用谷歌地圖對經(jīng)緯度進(jìn)行驗證，以地名中心點規(guī)范經(jīng)緯度坐標(biāo)，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。對數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制和格式化記錄，包括物種名稱、地名、經(jīng)緯度、調(diào)查日期及種群數(shù)量。為調(diào)查近幾年水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)變化情況，基于Chan 等(2009)對中國水鳥保護(hù)區(qū)的調(diào)查，篩選出2009 年后的水鳥調(diào)查數(shù)據(jù)以探究西北地區(qū)水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)變化。

2 研究方法

圖1 西北地區(qū)鳥類遷徙路線及水鳥調(diào)查點Fig.1 Bird migration routes and waterbird survey sites in northwest China

2.1 保護(hù)優(yōu)先區(qū)選擇標(biāo)準(zhǔn)

本文采用以下標(biāo)準(zhǔn)識別水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)：

標(biāo)準(zhǔn)1(IBAs 標(biāo)準(zhǔn)A1)：瀕危物種大量出現(xiàn)的地點。即該地點有大量的瀕危物種(數(shù)量超過30 種)，瀕危物種指被IUCN 紅色名錄(IUCN, 2019)列為極度瀕危(Critically Endangered,CR)、瀕危(Endangered,EN)或易危(Vulnerable,VU)的物種(Donald et al,2019; Ramsar Convention Secretariat, 2010)。

標(biāo)準(zhǔn)2(IBAs 標(biāo)準(zhǔn)A4)：某一鳥類數(shù)量在該種群中占比較大的地點。即該地點定期或可預(yù)測地?fù)碛写笥诘扔谌蛟u估種群數(shù)量(Wetlands International, 2020) 的1% 的 一 個 或 多 個 物種(Donald et al, 2019; Ramsar Convention Secretariat, 2010)。

標(biāo)準(zhǔn)3(國際重要濕地標(biāo)準(zhǔn))：擁有一個水鳥物種大量聚集的地點(Ramsar Convention Secretariat, 2010)。即該地點擁有超過臨界值數(shù)量的物種，標(biāo)準(zhǔn)臨界值為20 000 只，根據(jù)西北地區(qū)鳥類物種數(shù)量情況，參照東亞-澳大利西亞遷徙線標(biāo)準(zhǔn)，劃定另一閾值為5 000 只以判斷西北地區(qū)需要提供保護(hù)措施的重要濕地(雷光春等,2017; https://www.eaaflyway.net/)。

若某一地點滿足以上任何一個標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為該地點具有水鳥保護(hù)意義，列為水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)。

表1 中國西北地區(qū)IUCN 紅色名錄受威脅物種及種群最大數(shù)量Table 1 Maximum number of threatened species and population in IUCN red list of northwest China

2.2 保護(hù)優(yōu)先區(qū)重要性排序

基于確定的水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)，使用“不可替代性指數(shù)”(Xia et al, 2017)分析其優(yōu)先級大小見公式(1)：

式中：ni表示調(diào)查地點第i 種水鳥的種群數(shù)量，N表示全球或整個遷徙線內(nèi)第i 種水鳥的種群數(shù)量，S表示調(diào)查地點的物種數(shù)。I值越高，則該地點的保護(hù)優(yōu)先級越高。

2.3 保護(hù)空缺分析

結(jié)合西北地區(qū)各濕地自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行位置的檢查修正，將前文確定的水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)與2009 年Chan 等(2009)的結(jié)果進(jìn)行對比，分析沒有出現(xiàn)在2009 年確定的重要鳥區(qū)名單中的區(qū)域，并將其確定為保護(hù)空缺地點。

3 結(jié)果與分析

3.1 水鳥調(diào)查數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果

在數(shù)據(jù)質(zhì)量控制后，得到了不重復(fù)的19 905 條水鳥記錄：Bird Report 記錄11 105 條，eBird 記錄1 461 條，中國觀鳥網(wǎng)記錄4 298 條，GBIF 記錄2 155 條、已發(fā)表文獻(xiàn)記錄885 條。對現(xiàn)有記錄地點進(jìn)行坐標(biāo)修正后，統(tǒng)計到本文數(shù)據(jù)共有212個水鳥調(diào)查點。

3.2 保護(hù)優(yōu)先區(qū)及優(yōu)先級排序

在212 個水鳥調(diào)查點中，6 個地點符合標(biāo)準(zhǔn)1，有至少1 種IUCN 紅色名錄受威脅物種，確定了5 種受威脅物種，其中丹頂鶴、朱鹮、遺鷗、黃嘴白鷺的最大種群記錄出現(xiàn)于陜西省，黑頸鶴的最大種群數(shù)量記錄于青海湖濕地。結(jié)合2009 年Chan(2009)等的調(diào)查結(jié)果，綜合得到西北地區(qū)19 種受威脅物種，包括極危(CR)物種青頭潛鴨，丹頂鶴等6種瀕危(EN)物種和遺鷗等12 種易危(VU)物種(表1)；48 個地點滿足標(biāo)準(zhǔn)2，朱鹮、黑鸛等33 種水鳥的種群數(shù)量超全球評估種群數(shù)量的1%；滿足標(biāo)準(zhǔn)3 的有7 個地點：紅堿淖濕地、青海湖濕地、三江源自然保護(hù)區(qū)、蘇干湖濕地、阿爾金山自然保護(hù)區(qū)、青格達(dá)湖以及蘑菇湖。

圖2 保護(hù)優(yōu)先區(qū)(a)滿足的標(biāo)準(zhǔn)，(b)不可替代性指數(shù)Fig.2 (a) Fulfilled criteria; (b) Irreplace ability index of the conservation priority areas

表2 保護(hù)優(yōu)先區(qū)不可替代性Table 2 Irreplaceability index of conservation priority areas

根據(jù)3 個標(biāo)準(zhǔn)，確立48 個地點為西北地區(qū)水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)(圖2a)，其中新疆24 個(50%)，陜西13 個，甘肅5 個，青海4 個，寧夏2 個。使用“不可替代性指數(shù)”進(jìn)行計算，依次列舉出前10 個“不可替代性指數(shù)”較高的地區(qū)(表2)，其中漢中朱鹮自然保護(hù)區(qū)、青海湖濕地等8 個地點已列為自然保護(hù)區(qū)。“不可替代性指數(shù)”代表水鳥棲息地的重要性值，值越高則該地水鳥多樣性越豐富，需要受保護(hù)程度越高(Xia et al, 2017)。48個地點中4個地點的“不可替代性指數(shù)”值超過100(圖2b)，有較高的保護(hù)意義，陜西漢中朱鹮自然保護(hù)區(qū)的“不可替代性指數(shù)”最高(361.58)，其次為青海湖濕地(245.47)，新疆阿爾金山自然保護(hù)區(qū)和陜西合陽黃河濕地自然保護(hù)區(qū)的值也較高。與2009 年的調(diào)查(Chan et al,2009)相比，本文確定的48 個水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)中新增32 個：新疆19 個(占比59.38%)，陜西8 個，甘肅2 個，青海寧夏各新增1 個。

3.3 保護(hù)狀態(tài)與空缺

目前西北地區(qū)共有國家級濕地自然保護(hù)區(qū)14個，省級/自治區(qū)級濕地自然保護(hù)區(qū)26 個(國家林業(yè)局, 2015)。48 個水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)中，國家級自然保護(hù)區(qū)17 個(含部分非濕地自然保護(hù)區(qū))，省級/自治區(qū)級自然保護(hù)區(qū)5 個，濕地公園9 個，未受保護(hù)地17 個(占比35.42%)。未受保護(hù)地點中新疆11 個，主要集中在新疆中部北部濕地，陜西4 個，主要分布于陜西南部，甘肅2個(表3)。西北地區(qū)濕地公園相較于自然保護(hù)區(qū)來說保護(hù)力度相對較小，需要引起重視。

4 討論

目前采用全球IBAs 劃定標(biāo)準(zhǔn)及《濕地公約》國際重要濕地標(biāo)準(zhǔn)識別某區(qū)域濕地水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)的方法被廣泛使用(Bai et al, 2015; Sn?ll et al, 2011)，但對西北地區(qū)的研究很少(胡洵瑀等,2020)。Zhang 等(2017)利用水鳥調(diào)查數(shù)據(jù)劃定了中國水鳥重要保護(hù)地，在西北地區(qū)確定了59 個有保護(hù)意義的地點，超過半數(shù)地點與本文確定的優(yōu)先區(qū)位置相同。相較2009 年的水鳥保護(hù)調(diào)查結(jié)果(Chan et al, 2009)，新增的32 個保護(hù)優(yōu)先區(qū)對中亞遷徙線、西亞北非遷徙線以及東亞-澳大利西亞遷徙線的水鳥棲息尤為重要。新增地點超過半數(shù)位于新疆，此外陜西新增的水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)也較多。

本文確定的48 個保護(hù)優(yōu)先區(qū)主要集中在新疆中部、北部及陜西南部，新疆是中亞遷徙線的主要停留地，陜西是東亞-澳大利西亞遷徙線的重要停歇點(EAAFP; https://www.eaaflyway.net/)， 為 鳥類的生存棲息提供了有利環(huán)境。這些地點中有丹頂鶴、朱鹮等瀕危物種，也有大天鵝、黑鸛等種群數(shù)量可觀的物種。

通過空缺分析發(fā)現(xiàn)濕地生物多樣性現(xiàn)狀與保護(hù)不匹配問題明顯，48 個水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)中17 個地點未受到保護(hù)，部分調(diào)查地點生境仍受威脅(孟羽嘉, 2020; 汪迎春等, 2020)，這可能與自然保護(hù)區(qū)生態(tài)質(zhì)量下降等因素有關(guān)(Ma et al, 2019)。Zhang 等(2017)的研究指出西北地區(qū)除現(xiàn)有國家級自然保護(hù)區(qū)外需要引起保護(hù)重視的區(qū)域面積較大，需采取生態(tài)恢復(fù)重建等措施加以改善(安樹青等,2019)，主管部門應(yīng)重視未受保護(hù)地點，深入調(diào)查其生物多樣性以掌握濕地生態(tài)環(huán)境。

本文采用的公民科學(xué)數(shù)據(jù)及方法，一定程度上依賴于公共平臺獲得的觀鳥數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性及完整性有一定局限，而濕地生態(tài)的監(jiān)測調(diào)查對管理者來說至關(guān)重要(陳慶, 2018)。由于人口密度小、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、生態(tài)公益組織和觀鳥愛好者不多等問題，與沿海及長江中下游的水鳥調(diào)查研究相比，西北地區(qū)水鳥調(diào)查監(jiān)測能力不足，影響了人們對其重要性的認(rèn)識，也一定程度上低估了西北地區(qū)水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)和空缺區(qū)數(shù)量。西北地區(qū)應(yīng)調(diào)動更多鳥類保護(hù)組織、觀鳥愛好者、公民科學(xué)家等參加水鳥調(diào)查和監(jiān)測，提升濕地與水鳥監(jiān)測調(diào)查能力，完善水鳥信息共享平臺，為西北濕地水鳥保護(hù)提供科學(xué)數(shù)據(jù)和決策參考。

5 結(jié)論

通過公民科學(xué)數(shù)據(jù)，利用IBAs 標(biāo)準(zhǔn)及國際重要濕地標(biāo)準(zhǔn)，識別西北地區(qū)水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)，分析保護(hù)空缺。212 個調(diào)查地點中有48 個水鳥保護(hù)優(yōu)先區(qū)，為19種全球受威脅物種及33種符合全球物種估計1%標(biāo)準(zhǔn)的鳥類提供了賴以生存的環(huán)境；有17 個地點未受到保護(hù)，存在明顯的保護(hù)空缺，需要主管部門關(guān)注未受保護(hù)地區(qū)，積極開展水鳥調(diào)查監(jiān)測。

致謝：本文在中國科學(xué)院生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)觀測與模擬重點實驗室于秀波研究員團(tuán)隊支持下完成，感謝保爾森基金會和老牛基金會資助的“濕地與水鳥數(shù)據(jù)庫”項目所提供的水鳥調(diào)查數(shù)據(jù)。