中國西北地區水鳥保護優先區與空缺分析

李一辰 王春曉

（1 寧夏大學資源環境學院，寧夏 銀川 750021；2 中國科學院地理科學與資源研究所，中國科學院生態系統網絡觀測與模擬重點實驗室，北京 100101；3 中國科學院大學，北京 100049）

濕地是陸地系統與水生系統過渡帶的獨特生態系統(濕地國際, 1998)，對維持區域生物多樣性和生態系統功能穩定具有重要意義，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，水鳥棲息地出現破碎化、生境質量退化及水鳥數量下降等一系列問題(陳慶, 2018)，加強濕地水鳥保護對維持生物多樣性穩定及促進區域生態平衡等方面具有重要作用(安樹青等, 2019)。

建立包括保護區和濕地公園在內的保護地體系是保護濕地水鳥最有效的途徑(Ma et al, 2019)，由于人力物力資源有限，在實際保護工作中難以涵蓋所有物種及保護地(孔石, 2015)，識別保護優先區、分析保護空缺對保護生物多樣性十分有效(雷光春等, 2017)。目前識別水鳥保護優先區的方式有很多，實地調研及樣點樣線觀測可以準確監測到小區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, 2017)；公民科學數據能從宏觀上對水鳥保護熱點區域進行識別，已被很多國內外學者使用(Sn?ll et al, 2011; Valiela et al, 2007)。我國結合重要鳥區標準(Important Bird Areas, IBAs)和國際重要濕地標準，從大數據角度確定水鳥保護優先區的研究主要集中在沿海及水鳥多樣性豐富的內陸濕地(曾南京等, 2018;Bai et al, 2015)，為西北地區水鳥保護優先區識別提供了重要參考。

西北地區是全球鳥類遷徙的關鍵區域，在全球9 條遷徙路線中，有3 條遷徙路線涵蓋該區域。西北地區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 種來源的水鳥調查數據進行質量控制和數據清洗，結合IBAs 和國際重要濕地標準，識別西北地區水鳥保護優先區，對這些優先區域進行重要性排序，分析保護空缺區域，重點回答在哪里保護、保護多少的問題，以期對西北地區水鳥生物多樣性保護、新一輪的國家公園體系建設提供決策依據。

1 研究區概況與數據處理

1.1 研究區概況

西北地區包括陜西省、青海省、甘肅省、寧夏回族自治區及新疆維吾爾自治區，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，有多條遷徙路線經過西北地區，是遷徙的重要補給站(圖1)。

1.2 數據采集與處理

本文利用公民科學數據對水鳥數據進行收集整理，包括美國康奈爾大學鳥類實驗室eBird 數據庫(https://ebird.org/home)、全球生物多樣性信息網絡(GBIF; http://www.gbifchina.org/)、中國觀鳥記錄中心(http://www.birdreport.cn/)、中國觀鳥網(http://www.chinabirdnet.org/) 及21篇文獻中的水鳥調查數據。

由于公民科學數據的不確定性，數據可能出現偏差，本文用谷歌地圖對經緯度進行驗證，以地名中心點規范經緯度坐標，提高數據的準確度。對數據進行質量控制和格式化記錄，包括物種名稱、地名、經緯度、調查日期及種群數量。為調查近幾年水鳥保護優先區變化情況，基于Chan 等(2009)對中國水鳥保護區的調查，篩選出2009 年后的水鳥調查數據以探究西北地區水鳥保護優先區變化。

2 研究方法

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

2.1 保護優先區選擇標準

本文采用以下標準識別水鳥保護優先區：

標準1(IBAs 標準A1)：瀕危物種大量出現的地點。即該地點有大量的瀕危物種(數量超過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)。

標準2(IBAs 標準A4)：某一鳥類數量在該種群中占比較大的地點。即該地點定期或可預測地擁有大于等于全球評估種群數量(Wetlands International, 2020) 的1% 的 一 個 或 多 個 物種(Donald et al, 2019; Ramsar Convention Secretariat, 2010)。

標準3(國際重要濕地標準)：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量的物種，標準臨界值為20 000 只，根據西北地區鳥類物種數量情況，參照東亞-澳大利西亞遷徙線標準，劃定另一閾值為5 000 只以判斷西北地區需要提供保護措施的重要濕地(雷光春等,2017; https://www.eaaflyway.net/)。

若某一地點滿足以上任何一個標準，認為該地點具有水鳥保護意義，列為水鳥保護優先區。

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

2.2 保護優先區重要性排序

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

式中：ni表示調查地點第i 種水鳥的種群數量，N表示全球或整個遷徙線內第i 種水鳥的種群數量，S表示調查地點的物種數。I值越高，則該地點的保護優先級越高。

2.3 保護空缺分析

結合西北地區各濕地自然保護區進行位置的檢查修正，將前文確定的水鳥保護優先區與2009 年Chan 等(2009)的結果進行對比，分析沒有出現在2009 年確定的重要鳥區名單中的區域，并將其確定為保護空缺地點。

3 結果與分析

3.1 水鳥調查數據預處理結果

在數據質量控制后，得到了不重復的19 905 條水鳥記錄：Bird Report 記錄11 105 條，eBird 記錄1 461 條，中國觀鳥網記錄4 298 條，GBIF 記錄2 155 條、已發表文獻記錄885 條。對現有記錄地點進行坐標修正后，統計到本文數據共有212個水鳥調查點。

3.2 保護優先區及優先級排序

在212 個水鳥調查點中，6 個地點符合標準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于陜西省，黑頸鶴的最大種群數量記錄于青海湖濕地。結合2009 年Chan(2009)等的調查結果，綜合得到西北地區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 個地點滿足標準2，朱鹮、黑鸛等33 種水鳥的種群數量超全球評估種群數量的1%；滿足標準3 的有7 個地點：紅堿淖濕地、青海湖濕地、三江源自然保護區、蘇干湖濕地、阿爾金山自然保護區、青格達湖以及蘑菇湖。

圖2 保護優先區(a)滿足的標準，(b)不可替代性指數Fig.2 (a) Fulfilled criteria; (b) Irreplace ability index of the conservation priority areas

表2 保護優先區不可替代性Table 2 Irreplaceability index of conservation priority areas

根據3 個標準，確立48 個地點為西北地區水鳥保護優先區(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”進行計算，依次列舉出前10 個“不可替代性指數”較高的地區(表2)，其中漢中朱鹮自然保護區、青海湖濕地等8 個地點已列為自然保護區。“不可替代性指數”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”值超過100(圖2b)，有較高的保護意義，陜西漢中朱鹮自然保護區的“不可替代性指數”最高(361.58)，其次為青海湖濕地(245.47)，新疆阿爾金山自然保護區和陜西合陽黃河濕地自然保護區的值也較高。與2009 年的調查(Chan et al,2009)相比，本文確定的48 個水鳥保護優先區中新增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 保護狀態與空缺

目前西北地區共有國家級濕地自然保護區14個，省級/自治區級濕地自然保護區26 個(國家林業局, 2015)。48 個水鳥保護優先區中，國家級自然保護區17 個(含部分非濕地自然保護區)，省級/自治區級自然保護區5 個，濕地公園9 個，未受保護地17 個(占比35.42%)。未受保護地點中新疆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)。西北地區濕地公園相較于自然保護區來說保護力度相對較小，需要引起重視。

4 討論

目前采用全球IBAs 劃定標準及《濕地公約》國際重要濕地標準識別某區域濕地水鳥保護優先區的方法被廣泛使用(Bai et al, 2015; Sn?ll et al, 2011)，但對西北地區的研究很少(胡洵瑀等,2020)。Zhang 等(2017)利用水鳥調查數據劃定了中國水鳥重要保護地，在西北地區確定了59 個有保護意義的地點，超過半數地點與本文確定的優先區位置相同。相較2009 年的水鳥保護調查結果(Chan et al, 2009)，新增的32 個保護優先區對中亞遷徙線、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。新增地點超過半數位于新疆，此外陜西新增的水鳥保護優先區也較多。

本文確定的48 個保護優先區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、黑鸛等種群數量可觀的物種。

通過空缺分析發現濕地生物多樣性現狀與保護不匹配問題明顯，48 個水鳥保護優先區中17 個地點未受到保護，部分調查地點生境仍受威脅(孟羽嘉, 2020; 汪迎春等, 2020)，這可能與自然保護區生態質量下降等因素有關(Ma et al, 2019)。Zhang 等(2017)的研究指出西北地區除現有國家級自然保護區外需要引起保護重視的區域面積較大，需采取生態恢復重建等措施加以改善(安樹青等,2019)，主管部門應重視未受保護地點，深入調查其生物多樣性以掌握濕地生態環境。

本文采用的公民科學數據及方法，一定程度上依賴于公共平臺獲得的觀鳥數據，數據準確性及完整性有一定局限，而濕地生態的監測調查對管理者來說至關重要(陳慶, 2018)。由于人口密度小、經濟欠發達、生態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查研究相比，西北地區水鳥調查監測能力不足，影響了人們對其重要性的認識，也一定程度上低估了西北地區水鳥保護優先區和空缺區數量。西北地區應調動更多鳥類保護組織、觀鳥愛好者、公民科學家等參加水鳥調查和監測，提升濕地與水鳥監測調查能力，完善水鳥信息共享平臺，為西北濕地水鳥保護提供科學數據和決策參考。

5 結論

通過公民科學數據，利用IBAs 標準及國際重要濕地標準，識別西北地區水鳥保護優先區，分析保護空缺。212 個調查地點中有48 個水鳥保護優先區，為19種全球受威脅物種及33種符合全球物種估計1%標準的鳥類提供了賴以生存的環境；有17 個地點未受到保護，存在明顯的保護空缺，需要主管部門關注未受保護地區，積極開展水鳥調查監測。

致謝：本文在中國科學院生態系統網絡觀測與模擬重點實驗室于秀波研究員團隊支持下完成，感謝保爾森基金會和老牛基金會資助的“濕地與水鳥數據庫”項目所提供的水鳥調查數據。