陜西洋縣朱鹮河流棲息地生境修復研究

趙紅斌

佟 昕

韓露露

慶保平

曾鍵文

朱鹮被列入國家一級保護動物、IUCN瀕危(E)物種名錄。長期以來，全球氣候變暖和干旱造成大面積冬水田和濕地干涸，人類對湖泊、河流等濕地的開發利用導致朱鹮分布區內濕地面積縮小，可供朱鹮利用的覓食地，尤其是冬季覓食地越來越少，是導致朱鹮瀕危的主要原因[1]。保護朱鹮對保護鳥類多樣性、物種基因庫甚至整體生態系統都具有重要意義。

1 朱鹮河流棲息地的保護需求

朱鹮屬涉禽，其棲息地的河流生境質量至關重要，探尋并構建朱鹮棲息地河流生境修復方法是保護朱鹮的重要步驟。洋縣縣域內河流密布，屬長江流域漢江水系，共計流域面積2 841km2。其中，流域面積超過20km2的河流有43條。漢江主要支流湑水河、溢水河、儻水河、金水河、酉水河是朱鹮的主要覓食地，利用ArcGIS軟件進行水文分析，得到洋縣5條主要河流的流域范圍(圖1)。

圖1 洋縣主要河流流域范圍

朱鹮在洋縣被發現以來，其營巢點以1 000m海拔以上的淺山區為主，該區域人為干擾較少，而20世紀90年代起隨著當地居民保護意識的提高，以及對林木的恢復，朱鹮開始向花園鄉所在的丘陵段轉移。目前，朱鹮的3個生理時期(營巢、游蕩、越冬)均逐漸向低海拔漢江洋縣區域轉移[2]。

基于王超等[2]對洋縣歷年朱鹮夜棲地的調查數據，繪制了2012、2019年朱鹮夜棲地的地點分布圖(圖2)。臨近縣城和鄉村的漢江及其支流周邊朱鹮的分布明顯增多，主要集中在洋縣平原區河流村莊或水庫附近，特別是大量新增的夜棲點距離河流大體不超過2km。距離河流較近，說明朱鹮種群夜棲選址和覓食活動都對河流有較高的需求。從總體數量上來看，洋縣野生朱鹮種群的數量從2012年的1 090只增長到目前的3 000多只，雖然數量逐步增加，但洋縣分布的夜宿地和夜宿朱鹮的增長率均有一定程度的下降(Δ夜宿地＝-6.3%，Δ朱鹮＝-23.5%)[2]。

圖2 2012、2019年朱鹮夜棲點分布

漢江及其支流作為洋縣朱鹮主要的覓食地之一，河流濕地生境因子的生態質量直接關系到朱鹮的生存質量，提高河流濕地生境因子質量是保護朱鹮棲息地的重要內容。

2 朱鹮河流棲息地景觀感知與景觀診斷

利用實地調研、適宜性評價、景觀格局指數3個方面分析研究朱鹮河流棲息地的生境問題，分別對棲息地的適宜性、景觀結構和質量進行分析，并對其生境問題進行總結。

2.1 洋縣河流生境實地調研分析

對洋縣部分朱鹮棲息地進行實地調研，調研點位主要在朱鹮夜棲地較為集中的漢江溢水河和儻水河支流區域。此區域為洋縣中低海拔地區，是朱鹮游蕩期和越冬期的主要活動地區。朱鹮16個長期穩定的夜棲點位，大多集中于此[2]。此區域也是人類活動的主要區域，包括洋州鎮、戚氏鎮、龍亭鎮、槐樹關鎮、黃安鎮、謝村鎮和黃家營鎮等。通過實地調研發現，朱鹮河流棲息地存在以下共性觀感問題：1)漢江縣城段的人類活動對于朱鹮覓食活動會產生較大干擾，道路兩側休憩娛樂活動空間對朱鹮產生驚擾；2)近年來受采砂挖沙影響，部分河段的河床結構遭到破壞，陡坡或硬質駁岸且平直的岸線也使河流形態單一，有農耕占用駁岸的現象，灘涂濕地面積減少；3)受生活垃圾的影響，縣城段河流水質下降；4)河流周邊夜棲林地結構單一，多為成片經濟林。另外，高大夜棲樹存在砍伐的現象，難以滿足朱鹮營巢樹種的高度需求，以及朱鹮飛行活動所需植被群落的上下木層次結構。以上問題均對朱鹮生存產生影響(圖3)。

圖3 洋縣朱鹮棲息地調研河流生境現狀問題照片

2.2 朱鹮河流棲息地適宜性分析

基于朱鹮3個生理時期會轉移至低海拔區域的情況，建立起此區域棲息地適宜性評價。通過朱鹮重要行為活動、文獻綜述及衛片解譯識別，篩選出朱鹮棲息地評價指標，依據層次分析法構建朱鹮棲息地適宜性評價結構模型[3]，分別從覓食地類型、濕地面積、濕地水質和城鎮(人為干擾)4個方面進行評價，采用專家打分法對3個時期各棲息地評價指標進行賦值[3]。就歷年洋縣丘陵平原區河流流域范圍對朱鹮棲息地進行適宜度評價(圖4)。

圖4 朱鹮河流棲息地中低海拔區域適宜性評價

根據適宜性分析可知，漢江洋縣段及4條主要支流：1)在繁殖期、游蕩期內高海拔丘陵區河道周邊適宜度較高，原因是在繁殖期內朱鹮以尋找營巢樹種為主，丘陵區的人類干擾程度較低，營巢樹種和適宜覓食的濕地資源豐富，因此其適宜度較高；2)游蕩期溫度適宜，朱鹮往返于覓食地和夜棲地之間頻率較高，平原區、丘陵區河道內濕地眾多、食物豐富，但適宜度均為適中；3)越冬期水田覓食地匱乏，朱鹮的覓食地以水庫和河流為主，平原區域河流適宜度不高，且大部分區域由于水田資源匱乏，整體適宜度較低；4)夜棲點較為集中的漢江及支流儻水河區域在3個時期適宜度均較低，究其原因為植物豐富度低、營巢樹種較少、濕地水質不佳、濕地面積較小且破碎度指數高、人為干擾較大，影響朱鹮在生境斑塊內覓食、停歇。

2.3 朱鹮河流棲息地景觀格局分析

采用景觀格局指數分析法，在水平上對洋縣主要河流中低海拔區域分析其景觀類型斑塊和景觀破碎度的變化情況，選取的指數有斑塊密度指數(PD)、斑塊聚集度(AI)、斑塊數量(NP)、最大斑塊占景觀面積的比例(LPI)和景觀面積比(PLAND)[4]。

利用FRAGSTATS軟件對洋縣2002—2018年的地物解譯圖進行分析，從各地物景觀格局指數變化(表1)來看：水體、濕地灘涂、農田和建設用地的相關指數有較大變化。其中，濕地灘涂、建設用地景觀面積比指數持續增加，混交林帶和側柏林帶不斷減少；大部分地物的斑塊數量和斑塊密度指數持續增加，各地物的斑塊聚集度均持續下降；而農田和濕地灘涂的最大斑塊占景觀面積的比例大幅度減小(圖5)。

表1 2002—2018年各地物景觀格局指數

圖5 洋縣5條主要河流歷年地物解譯圖

根據景觀格局分析可知：1)朱鹮河流棲息地中水體、濕地灘涂和農田占比明顯增多，但優勢斑塊面積減少，且各地物的形狀復雜性增強、聚合度下降，呈現出景觀破碎度加劇的狀態，結構完整性遭到了破壞，功能產生一定程度退化；2)建設用地面積不斷增多，且規模不斷擴大、密度趨高，建設用地對朱鹮的生存空間造成了侵占，朱鹮活動的空間逐漸減少；3)河流周邊冷杉林、混交林及側柏林平均斑塊面積減小、斑塊密度不大、破碎度指數趨高，影響朱鹮的擴散、繁殖和遷徙等，從而造成朱鹮增長速率下降。

3 朱鹮河流棲息地生境修復方法

臨近洋縣縣城北側儻水河長度8km的流域是朱鹮游蕩期和越冬期穩定的夜棲點，且數量較多，是兼顧生態修復功能和人與自然和諧共存的最佳結合點。本文針對以上問題從3個尺度——河流尺度、河道尺度和河段尺度提出儻水河棲息地生境修復方法[5]。

在河流尺度上對河流整體性進行優化，保護其整體性和連通性，構建河流尺度的生境網絡，有效連接河道兩側散落的中小型生境，由生態步石或生態廊道連接起大量孤立破碎生境，利于景觀多樣性環境的形成，產生豐富多樣的覓食地生境；在河道尺度上對適宜度較低的典型區域進行重點修復，構建朱鹮生存適宜度較高的核心斑塊；在河段尺度上針對河流要素進行修復，提升生境質量，從而形成一套完整的朱鹮河流棲息地保護修復策略和方法。

3.1 保護儻水河河流整體性和連通性

3.1.1 修復和恢復河道與周邊沿河空間的多向連通性

建議拆除儻水河不必要的攔河閘壩，減少水工構筑物的建設；營造緩坡型跌水，避免對原態水文的干擾；增設砌石溢流堰，在不阻斷水生生物遷徙的前提下，增加水體的深度變化；增設仿生過魚設施，提高河道過魚率[6]。總之，修復河道及周邊空間的連通性，提升河流生境質量，提高朱鹮覓食空間質量和食物豐富度。

3.1.2 保持河流蜿蜒度

在儻水河上形成淺灘-深潭序列、邊灘、心灘、跌水等，增加灘涂濕地，增加河床表面積及河道內環境，有利于加快有機物的氧化作用，促進硝化作用和脫氮作用，增強水體的自凈能力；同時有利于形成水體中不同流速和生境，使附著在河床上的生物數量大大增加，增加水生生物多樣性[7]，為朱鹮提供更多的覓食地。總之，保持河流蜿蜒、泥土淤積，形成更多的灘涂濕地，以適宜朱鹮覓食休憩。

3.2 在多個孤立的棲息地之間構筑廊道，形成網絡式生態格局

在對整體棲息地保護的基礎上，找出適宜度較低的棲息地及廊道，加強核心棲息地之間的空間聯系，形成網絡式生態保護格局，提高河流棲息地的保護效率。

3.2.1 儻水河橫斷面修復

針對河道橫斷面進行局部調整，在滿足設計洪峰流量和平攤流量的基礎上，形成多樣化的斷面形態，對河道現狀低于河底標高的部分予以保留；同時在河道滿足行洪要求的條件下，可向外擴展淺挖土方，形成淺灘濕地(圖6)。

圖6 儻水河橫斷面修復示意

朱鹮覓食河流與人為干擾嚴重區域之間設置一定寬度的緩沖林帶，阻隔一定的干擾。根據周邊用地性質不同，確定干擾較小區域，需保證寬度至少為25m的緩沖林帶。干擾較大區域，需保證寬度至少為40m的緩沖林帶[8]。結合朱鹮生理習性將緩沖林帶從距河流由近到遠，分為4個區。一區：低矮草本濕生植物區，方便朱鹮覓食停留；二區：不受干擾的原生林區，保護河岸與水環境；三區：林地管理區，從地表徑流中截留泥沙和養分；四區：草本濾帶區，分散徑流和泥沙(圖7)。

圖7 河流修復方法——種植緩沖林帶

3.2.2 儻水河縱斷面修復

恢復河流深潭-淺灘序列，根據水力學原理來確定，按照彎道出現頻率成對設計，即一個彎曲段配有一對深潭與淺灘(圖8)。調整水岸線：消除直線型水岸形式，水岸的寬度不能為等值，水岸坡度應當為變值，最大不超過1:3；調整水岸地面高程，形成高低起伏的地面特征；創造或保留邊緣區的異質性條件，如沙地、陡坡和石灘等；參考盛行風向、日照與方位創造出多種微氣候環境；設置一系列池塘以恢復生境與物種的多樣性(圖9)。

圖8 河流修復方法——恢復深潭-淺灘序列

圖9 儻水河縱斷面修復示意

3.3 針對河段尺度上的各要素進行修復提升

根據調研得出的河流生境質量問題，針對各要素進行修復提升。

3.3.1 駁岸軟化

對防洪要求較低的河流進行駁岸軟化，依據洪水脈沖理論，增加河流橫向的“源-匯”生態過程，增加河流消落帶的生物多樣性、能量及物質流動。具體方法：可利用植物梢料或植物纖維墊技術形成較為生態自然的生態護坡；駁岸植物需具有一定的開闊度，秋季定時收割，以方便朱鹮起飛降落；水生植物梯度配置，按植物不同的需水量進行種植(圖10)，增加適宜朱鹮活動的場所和食物豐富度。

圖10 河流修復方法——駁岸軟化

3.3.2 增加淺水區域

淺水與松軟的土壤更適宜朱鹮喙插入泥土進行覓食，較小的坡度更適合朱鹮長時間的停留活動。具體方法：水深＜25cm，坡度小于10°；淺水區域挺水植物占總淺水區域的1/3，保證開闊度；盡可能地創造可供調節的蓄水區域；種植低地草、莎草、香蒲、蘆葦及沉水植物；增加永久性池塘，并結合地形設計保持池塘蓄水(圖11)，增加適宜朱鹮覓食的空間[9]。

圖11 河流修復方法——增加淺水區域

3.3.3 構建河岸林帶廊道

在人為干擾較小的地區可構建完整的河岸林帶，即可建立朱鹮遷移生物通道，也可成為朱鹮臨時棲息點，為朱鹮的覓食活動提供保護。具體方法：廊道寬度宜設置為50～80m[10]；喬木的選擇需滿足朱鹮短時間停歇甚至夜棲、營巢的功能。

3.3.4 增加綠島

在河道較寬闊的區域根據地形增加綠島，在增加覓食地的同時，為朱鹮提供臨時停留區域，避免人為干擾。具體方法：為增加朱鹮棲息環境可建設綠島，形狀應當不規則；綠島地面高程不等，應高于水面1～1.8m；島的邊坡坡度1:4～1:10；島的表面覆蓋細粒或中等顆粒的沙石；島上植物種植應有所控制，使其不至將島面完全覆蓋；還可設計一些木樁群，選擇半徑為0.1m的木樁，按照河道每100m布置一個，沿河岸帶兩側交錯布置[6](圖12)。

圖12 河流修復方法——增加綠島

3.3.5 恢復植物群落

優化植物群落結構，結合水岸特征，進行合理分區搭配，提高食物豐富度。具體方法：優先選用抗逆性較強的鄉土樹種，構建具有鄉土特色的植物群落；根據場地與河道所處的距離，形成“陸域植物-水陸交錯帶植物-水生植物”模式；水生植物形成由深到淺的沉水植物-浮葉植物-挺水植物-濕生植物序列；水陸交錯帶根據水深分別選擇耐水性不同的植物。

3.3.6 設置阻流石

為魚類提供繁殖場所和遷徙通道，提高朱鹮食物豐富度。具體方法：設置阻流石3～7個為一組，交錯固定在河床上；保證至少有1/3的石塊沒入河床中，并將其放置于水流渠道中心一半的位置上；將木材穿插堆放在河流之上，設置魚巢，每100m設置一個魚巢系統；每個魚巢系統長度5～8m，左右交錯布置在河岸兩邊[6](圖13)。

圖13 河流修復方法——設置阻流石

4 結語

朱鹮種群數量歷年增長且逐漸擴散，但呈現出增長率降低的現象。隨著對朱鹮保護工作的不斷深入，對河流棲息地的保護與修復也越發重要。本文分析了朱鹮河流棲息地局地各種生境問題，結合河流流域不同的尺度提出朱鹮河流棲息地生境修復方法：在流域尺度上保護河流整體性和連通性；在河道尺度上建立孤立棲息地之間的廊道，形成網絡式生態格局；在河段尺度上針對關鍵區域的各生境要素進行修復提升。力求營造多樣化的河流橫、縱斷面形式，形成具有生物多樣性的深潭-淺灘濕地序列及良好的植物空間結構，并改善中小尺度的河流生境因子質量(駁岸、綠島、淺水灣、阻流石、植物群落等)，營造出適宜度較高的朱鹮棲息地，為鳥類棲息地生境修復拓寬了思路與方法。

注：文中圖片均由作者繪制。