夏、冬季水鸟对天津北大港万亩鱼塘栖息地的利用

邵晓龙，陈 晨，魏 巍，王凤琴

（1.天津市环境保护科学研究院，天津300191；2.天津自然博物馆，天津300201）

自然湿地具有净化水源、调节气候、维持生物多样性等生态服务功能，也是水禽赖以生存的繁殖地、越冬地和迁徙中转站.随着近年来自然湿地退化和丧失的不断加剧，人工湿地对水鸟的栖息起到越来越重要的作用[1].研究表明[2-6]，尽管人工湿地不具备自然湿地全部的生态功能，但通过实施有效的管理措施，水产养殖塘、水稻田、盐田等人工湿地均能够为水鸟提供适宜的栖息生境.水鸟的栖息地利用受到许多环境因素的影响，如水域面积、水位深度、食物资源及其可获取程度、植被特征、相邻栖息地可达性以及人类活动干扰等都可能影响水鸟对栖息地的利用[2-6].万亩鱼塘作为北大港湿地的候鸟集中停歇区，是东亚至澳大利亚候鸟迁徙的必经之地，也是天津北大港生态红线中的重要组成部分.为了解夏、冬季水鸟对万亩鱼塘栖息地的利用程度，2011—2014年5、6和12月份，本课题组连续对北大港湿地万亩鱼塘开展了水鸟调查，分析水鸟的群落多样性、栖息地的景观特征以及影响水鸟栖息地利用的环境因子.以期为协调万亩鱼塘的水产养殖活动和水鸟栖息地的保护提供基础资料和理论依据.

1 研究区域概况

独流减河位于天津市区南侧，是大清河主要入海尾闾河道，河道从静海县开始，流经静海、西青、大港3个区县，至海口防洪闸，全长67 km.万亩鱼塘位于天津独流减河北大港段，属于北大港湿地自然保护区实验区的一部分，总面积6.25 km2.

2 研究方法

2.1 调查方法

2011年—2014年，采用样点和样线相结合的方法，选取万亩鱼塘东、南、西、北4个样点，具体位置如图1所示.在每个观测点处停留约15～20 min，且围绕万亩鱼塘1周，每次调查的长度约40 km，采用分区直数法进行统计.全年调查3次，主要集中在5、6和12月份.用8倍和20倍的双筒望远镜巡视水面，用40倍的单筒望远镜仔细辨认种类，用长焦相机拍照，拍摄资料带回室内进行鉴定核对.鸟类分类系统见参考文献[7].

图1 研究区域位置及样点示意图Fig.1 Diagram of situation of research area and sam pling points

2.2 鸟类多样性的分析方法

本研究采用4个指数进行物种多样性的分析，即Margale指数测度鸟类的物种丰富度、Shannon-Wiener指数测度鸟类的物种多样性、Simpson指数测度优势度、Pielou指数测度均匀度[8-12].

（1）Margale丰富度指数：反映群落的物种丰富度，指一个群落或环境中物种数目的多寡，是表示生物群聚中种类丰富程度的指数.计算公式为：

式中：Ma为丰富度指数；N为所在群落中观测到的所有物种的个体数之和；S为所在群落的总物种数.

（2）Shannon-Wiener指数：基于物种数量反映群落的种类多样性，群落中生物种类增多代表了群落的复杂程度增高，即H′值越大，群落所含的信息量越大.

式中：H′为多样性指数；Pi为物种i的个体数占群落中全部鸟类个体数的比例；S为组成群落的鸟类物种数.

（3）Simpson优势度指数：

式中：D为辛普森指数；Pi为物种i的个体数占群落中全部鸟类个体数的比例；S为组成群落的鸟类物种数.

（4）Pielou均匀度指数：

式中：J为均匀度指数；H′为多样性指数；H′max是群落中物种多样性的最大值；S为所在群落的总物种数.

2.3 数据处理方法

采用SPSS17.0软件和Excel 2010软件进行数据处理、统计与鸟类物种多样性的计算分析.在Erdas Imagine 9.1平台和ArcGIS 10.0平台上完成栖息生境景观格局的数据处理与统计分析.选取研究区域2011—2014年冬季的4期高空间分辨率遥感影像，在Erdas 9.1中通过辐射校正和几何校正后，运用ArcGIS10.0软件提取万亩鱼塘冬季的景观格局信息，统计水域面积.

3 结果与分析

3.1 鸟类群落组成

2011—2014 年的5、6和12月份，连续对北大港湿地万亩鱼塘进行水鸟观测，经鉴定，累计记录水鸟53种59 153只，如表1所示.其中，夏季共记录水鸟45种，冬季共记录水鸟22种.万亩鱼塘水鸟群落结构组成在不同年份、不同季节存在差异.2011年夏季记录到11科17属26种，冬季4科6属6种；2012年夏季记录到10科20属29种，冬季7科7属7种；2013年夏季记录到10科15属22种，冬季5科8属11种；2014夏季记录到12科21属25种，冬季6科10属17种.在数量上，从2011年到2014年，水鸟数量逐年增加，2011年总数不到2 000只，2014年则接近30 000只.

表1 万亩鱼塘夏冬季水鸟群落的数量特征Tab.1 Quantitative characters of water birds community at Wanmu ponds in the summer and winter

分析不同季节万亩鱼塘水鸟群落的种类组成，结果如图2所示.

图2 万亩鱼塘水鸟群落的种类组成Fig.2 Speciesstructure of waterbirds community at Wanmu ponds

由图2（a）可以看出，从2011年到2013年，万亩鱼塘夏季的水鸟群落中，鸻形目的种类最多，其次是鸥形目和雁行目；2014年夏季鸥形目种类略高于鸻形目，其他类群的鸟类相对较少.

图2（b）显示，雁形目除了在2012年冬季种类较少外，其他3个年度的冬季雁行目的种类都显著高于其他类群，尤其是2014年.

3.2 物种多样性的时间动态特征

通过计算，2011年至2014年北大港湿地万亩鱼塘夏季水鸟的种类数、Shannon-Wiener指数、Margale指数、Simpson指数均明显高于冬季，如表2所示.该结果说明调查区域夏季水鸟群落在科、属、物种水平上均有较高的多样性.随着栖息地生态环境因子的良性变化，万亩鱼塘冬季水鸟的多样性显著增加.

表2 万亩鱼塘鸟类群落的多样性指数Tab.2 Diversity index of waterbirds community at W anmu ponds

比较不同年份之间水鸟的多样性，2011年调查区域鸟类多样性指数为1.673，到2014年多样性指数为1.761，表明4年来万亩鱼塘水鸟多样性有显著的增加.比较夏、冬两季水鸟的多样性，夏季多样性均高于冬季，夏季水鸟多样性指数由2011年的2.104增长到2014年的2.322.比较2011年至2014年水鸟的物种丰富度，2011年调查区域鸟类的丰富度指数为2.252，到2014年丰富度指数为2.133，略有下降，但冬季水鸟的物种丰富度显著增加，由2011年的1.181增长到2014年的1.612.

3.3 栖息地景观格局特征

水是吸引鸟类栖息的重要环境因子.2011—2014年冬季，北大港万亩鱼塘水域面积呈增加趋势.2011年为4.11 km2，占鱼塘总面积的65.8%；2012年为4.92 km2，占 78.7%；2013 年为 5.47 km2，占 87.5%；2014 年为5.38 km2，占86.1%.由于水域面积的增加，喜好栖息于开阔水域的游禽类也逐年增加，记录到的雁鸭类由2011年的3种增加到2014年的16种.同时，万亩鱼塘较深处水位保持在2 m左右，浅滩处水深为0.3～0.4 m，适宜多种候鸟在此栖息，万亩鱼塘中的鱼、虾、水草以及各类微生物丰富，能够满足候鸟觅食，使其成为北大港湿地冬季鸟类重要的栖息地.

4 讨论与结论

人工湿地生境对于区域鸟类多样性保护具有重要作用.天津北大港万亩鱼塘是水鸟的重要栖息地.水鸟夏季的多样性指数较冬季高，与万亩鱼塘部分芦苇区域为鸻鹬类和夏季繁殖鸟类提供了良好的栖息环境有关.由于万亩鱼塘的水域面积和水深度的增加，冬季水鸟的多样性指数也逐年增大.研究夏、冬季万亩鱼塘水鸟群落特征与生境因子的关系，结果表明，水域面积和水深是影响水鸟栖息地利用的关键因子.雁鸭类喜好栖息于水位高、开阔水面和植被稀疏的生境条件，鸻鹬类喜好栖息于水位低、裸露浅滩的生境条件.通过对水鸟栖息地主要影响因子的有效管理，养殖塘人工湿地能够在产生水产养殖经济效益的同时发挥其生态功能，为鸟类提供良好的栖息生境.

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