极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响.pdf

第 卷第 期 年 月生态学报 .:/.基金项目:国家自然科学基金项目()收稿日期:网络出版日期:通讯作者 .:.:./.李凌晨周立志程磊姚简宋昀微.极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响.生态学报():.():.极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响李凌晨周立志程 磊姚 简宋昀微 安徽大学资源与环境工程学院合肥 湿地生态保护与修复安徽省重点实验室(安徽大学)合肥 安徽升金湖湿地生态学国家长期科研基地池州 安徽升金湖国家级自然保护区管理处池州 摘要:水鸟是湿地生境质量的重要指示性动物类群可敏感地反映湿地环境变化 浅水通江湖泊消落带具有复杂多样的生境和丰富的食物资源是水鸟特别是越冬水鸟的重要聚集区其食物资源的丰富度和可获得性受水文节律影响 在极端洪水作用下消落带生境变化对越冬水鸟群落结构及其多样性的影响是一个值得关注的水鸟及湿地生态学问题 选择了具有典型消落带生境的升金湖作为研究区域对 年(正常水位)和 年(异常水位)两个越冬季水鸟的数量、种类进行调查统计分析了消落带的生境变化情况对越冬水鸟群落结构的影响 年越冬期记录到水鸟(.)只()隶属 目 科 种 年越冬期记录到水鸟(.)只()隶属 目 科 种 整个越冬季消落带的水鸟种类略增但数量减少 年游禽中的优势种为豆雁 年游禽中的优势种增加为豆雁和斑嘴鸭但涉禽中的优势种由白琵鹭、反嘴鹬、凤头麦鸡转变为苍鹭、大白鹭和反嘴鹬 洪水导致的草滩水域混合区生境面积减小使湿生植物退化可能是导致以豆雁为主的食苔草水鸟数量大幅度减少的重要原因因湖水延迟消退裸露的泥滩面积大幅度下降可能致使食底栖动物水鸟数量减少湖泊水位上升和消落带水域面积的增加加大了食鱼水鸟的捕食难度导致数量锐减提供植物种子的生境缺少使觅食种子的斑嘴鸭和绿翅鸭数量明显下降沉水植物的适宜生境面积下降直接影响到食地下茎的水鸟分布并致其数量减少 研究结果有利于理解升金湖消落带生态系统的健康状况为越冬水鸟的保护和湿地的管理提供基础资料关键词:越冬水鸟栖息地取食集团消落带空间分布升金湖 :.:/.()().().().().:水鸟是湿地生态系统中重要的组成部分是食物链较高营养级的重要功能群对环境改变十分敏感因此被认为是湿地生境质量的重要指示性物种 湖泊消落带是指水体与陆地之间的交错过渡带其对整个湖泊生态系统的物质交换等生态过程以及水鸟群落多样性的维持具有十分重要的作用 浅水通江湖泊水文节律决定其食物资源的丰富度和可获得性消落带具有复杂多样的生境和丰富的食物资源是水鸟特别是越冬水鸟重要的栖息地 湖泊消落带对于外部条件变化和干扰极为敏感许多因素的变化都会导致消落带内的生境产生改变(如水文温度海拔高度)进而影响消落带生物群落的种类与数量的动态变化 在极端洪水作用下湖泊异常水文节律所引起的消落带生境变化对越冬水鸟群落结构及其多样性的影响是一个值得关注的水鸟与湿地生态学问题升金湖位于长江中下游是永久性天然闸控浅水通江湖泊具有典型的消落带 其季节性的水文变化为水鸟提供了丰富的食物资源、觅食生境等活动场所 因秋冬季湖泊水位的下降升金湖消落带的生境也相应地发生改变最为明显的就是草滩和泥滩大面积暴露 消落带中植物块茎生长的泥滩和浅水区是白头鹤()、小天鹅()等水鸟觅食活动的集中区裸露的草滩为雁鸭提供觅食场所深水区是类和鸥类所偏好的深水觅食区 湖泊水位波动幅度的大小对消落带内生境产生不同程度的影响如水位波动幅度较大的湖泊比水位波动幅度小的湖泊具有异质性程度更高的消落带基质滩涂区域含有更低的植物覆盖率 因此适宜的水文条件是维持湖泊消落带生态系统健康的重要保障也是维持水鸟适宜生境的前提条件 年夏季长江流域发生了强降雨降雨量比同期多年平均值增加 升金湖的水位最高达到.(年 月 日黄湓闸闸上水位)比 年最高水位上升了.到了秋冬季升金湖水位依旧比往年同期高出许多 这一异常的湖泊水文节律给升金湖消落带生境带来了巨大的变化对于需要在非繁殖期寻找足够食物资源的水鸟来说这是一个巨大的挑战 因此需要加强升金湖消落带越冬水鸟多样性监测及时掌握越冬水鸟的变化情况同时需要深入研究消落带生境变化对水鸟群落结构的影响以便采取积生 态 学 报 卷:/.极水鸟资源保护应对措施本研究通过野外调查掌握升金湖极端与非极端洪水作用下的消落带越冬水鸟特征研究消落带越冬水鸟的空间分布格局、群落多样性和取食集团的变化进一步探究消落带生境变化对水鸟群落结构、物种多样性和取食集团的影响 本研究有利于揭示越冬水鸟对环境因子变化的响应和生态适应机制并且有助于理解升金湖消落带生态系统的健康状况为越冬水鸟的保护和湿地的管理提供基础资料 材料与方法.研究区概况升金湖()是长江右岸的永久性天然浅水通江湖泊位于安徽池州市境内(图)湖区的地形多样湖盆的形状和水流的方向将湖分为三个部分:上湖中湖和下湖上湖承接张溪河等来水唐田河流入中湖湖水经下湖从黄盆闸流入长江 该地区是亚热带湿润气候年平均气温为.月平均气温为.在冬季湖区温度低于 的天数较少湖面有少量结冰而无全湖冰封期 年平均降雨量为 冬季降雨少 每年夏季八月是湖泊丰水期此后水位逐渐下降冬季在 月进入枯水期水位在翌年的 月恢复上涨 冬季湖泊水位较低裸露出大面积的滩涂为越冬鸟类提供良好的栖息觅食生境 湖区的主要植被有挺水植物如芦苇()、菰()和香蒲()浮水植被包括菱()和芡()沉水植被主要包括刺苦草()、马来眼子菜()、黑藻()等 这些植物在冬季死亡枯萎植被留下的果实、块茎等营养体以及底栖动物为越冬水鸟提供丰富的可供利用的食物资源升金湖位于东亚澳大利西亚水鸟迁徙路线上每年 月初迁徙水鸟陆续迁来次年 月末陆续迁离根据调查每年在这里聚集的水鸟超过 只约占长江中下游流域珍稀水鸟总数的 记录到的全球濒危物种有白鹤()、白头鹤、黑鹳()、东方白鹳()、鸿雁()和小白额雁()同时也是小天鹅和豆雁()在东亚澳大利西亚水鸟迁徙路线上最重要的越冬地拥有该迁徙路线上 的种群数量 作为安徽省内以越冬珍稀水鸟为主要保护对象的国家级自然湿地该湖于 年建立升金湖省级自然保护区 年建立国家级自然保护区并于 年被列入国际重要湿地名录 保护区总面积.核心区.占保护区总面积的.缓冲区面积.占保护区总面积的.实验区.占保护区总面积的.本研究区域为湖泊的消落带(消落区或水位波动区)是由于周期性水位波动而在湖泊周围形成的最高水位和最低水位之间的区域受夏季洪水的影响升金湖秋冬季水文动态有所改变 年越冬季水位变化十分明显特别是越冬前期水位较高且水位下降速度快随后水位又因人为控闸骤然下降(图)而未经历过夏季洪水的 年越冬季水位较为平稳与之相比 年越冬季升金湖水鸟的栖息地可能会对越冬水鸟产生不利影响.越冬水鸟数据获取本文根据具体研究区地形、地貌和鸟类集群情况在升金湖消落带共选择 个样点对升金湖水鸟群落进行调查(图)每个样点观测范围为半径约 的区域观测时间至少为 在调查时间上分别于未发生洪水的 年和发生洪水后的 年两个越冬季(即当年的 月份至次年 月份)进行水鸟调查每月中下旬调查一次每次 由于两年越冬季 月份的调查日期相近且调查日湖泊水位相当可排除调查时间和水位这两种可能会影响对比的干扰因素则针对水鸟群落状况及空间分布进行分析具体调查时间为 年 月 日以及 年 月 日 调查人员分为两队每队 名人员在固定样点进行监测 调查时尽可能避免恶劣天气一般从:开始:结束随机选择观测时间以避免时差影响水鸟数据以识别物种并获得准确的计数 在观察过程中用单筒望远镜(期 李凌晨 等:极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响:/.图 升金湖消落带区域水鸟监测样点.:洲河:烂稻陈:神山咀:联合:新胜圩:舍甘:白莲圩:杨峨头:西湖:赤岸:小路咀:姜坝:沙山:坦埠圩:刘家汊:毕村:龙家咀:八百丈:三千亩:燕窝:缸窑:外排样点 属于上湖样点 属于中湖样点 属于下湖 )和双筒望远镜(.)扫描整个可见区域并使用 接收机进行样点定位(中国)采用直接计数的方法记录水鸟的数量、种类和生境类型根据越冬水鸟的觅食习性将升金湖消落带越冬水鸟群落分为 个取食集团:食鱼水鸟集团:主要取食深水或浅水中的鱼虾 食苔草水鸟集团:主要取食莎草和禾本科植物的嫩叶 食种子水鸟集团:主要取食植物种子以及一些嫩叶和鱼虾 食底栖动物水鸟集团:主要取食泥滩、甲壳类中的水生昆虫和软体动物 食地下茎水鸟集团:主要取食水生或陆生块茎 对于在不同栖息地觅食的物种在分组时我们使用其主要的食物进行分组(表)表 升金湖越冬水鸟取食集团 取食集团 代表物种 食鱼水鸟 ()苍鹭()东方白鹳()食苔草水鸟 ()豆雁()白额雁()食种子水鸟 ()斑嘴鸭()绿头鸭()食底栖动物水鸟 ()反嘴鹬()鹤鹬()食地下茎水鸟 ()小天鹅()白头鹤().生境变量数据获取在实地考察和前人研究的基础上本研究选取 个生境变量包括:水域面积、泥滩面积、草滩面积、泥滩草滩混合区生境面积、水域草滩混合区生境面积、水域泥滩混合区生境面积 根据调查日期和遥感影像质量选择距离调查日期较近的哨兵 号影像可从欧洲空间局(:/生 态 学 报 卷:/./)下载 本研究选取的两幅影像日期分别为 年 月 日(闸上水位:.空间分辨率:)和 年 月 日(闸上水位:.空间分辨率:)由于定义消落带区域为升金湖最低水位线与最高水位线之间的区域 根据黄湓闸水位数据资料选取丰水期和枯水期的哨兵 号无云影像作为确定消落带区域最小边界和最大边界的数据源最小边界影像日期为 年 月 日(闸上水位:.空间分辨率:)最大边界影像日期为 年 月 日(闸上水位:.空间分辨率:)水位信息来源于安徽水文遥测信息网(:/./黄湓闸闸上图)选用升金湖消落带区域的草滩、泥滩、水域等土地类型变化信息结合研究区域的矢量图层使用 软件和 软件进行遥感影像预处理 在对区域影像预处理后以最大似然法进行区域影像的监督分类并以监督分类结果为参考利用人工目视解译并辅之以野外调查进行精度验证精确度较高均达 以上可以作为研究使用.数据分析与处理使用 多样性指数(以“”表示)和 优势度指数(以“”表示)衡量越冬水鸟的生物多样性 公式如下:式中 表示第 个物种的序列号表示第 个物种在物种总数中的百分比 均匀度指数(以“”表示)计算为:式中为最大物种多样性优势种为 的水鸟平均值表示为平均值标准差()结果与分析.消落带越冬水鸟群落种类与数量的变化 年和 年两个越冬季在消落带记录到越冬水鸟.(表示调查次数)只隶属 目 科 种(表)其中 年越冬季升金湖消落带观察到.()只属 目 科 种在 年越冬季观察到 目 科 种总数量为.()只 两个越冬季的优势物种均为雁形目鸭科的豆雁 在两个越冬季所记录到的 个物种中有 种被列入了 红色名录其中极危物种()有青头潜鸭()和白鹤濒危物种()有东方白鹳 种易危物种():鸿雁、小白额雁()、白头鹤、白枕鹤()和红头潜鸭()以及 种近危物种():白腰杓鹬()、斑尾塍鹬()、白眼潜鸭()、罗纹鸭()和凤头麦鸡()年越冬季的水鸟以雁形目种类最多其次为鸻形目雁形目包含了 科 种均为雁鸭类鸻形目有 科 种分别为反嘴鹬科、鸻科、鹬科和水雉科鹈形目种类最少仅有鸬鹚科 种 年越冬季最多的水鸟同样是雁形目鸟类有 科 种主要为雁鸭类其次为鸻形目共 科 种包括反嘴鹬科鸻科和鹬科未观测到水雉科水鸟与 年越冬季相同的是 年越冬季种类最少的也是鹈形目即 科 种此外仅在 年越冬季记录到的水鸟有中凤头潜鸭()、白眼潜鸭、赤颈鸭()、雪雁()、斑尾塍鹬、水雉()仅在 年越冬季记录到的水鸟有草鹭()、灰雁()、赤膀鸭()、白枕鹤、灰头麦鸡()、灰鸻 期 李凌晨 等:极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响:/.()、白腰杓鹬、泽鹬()表 升金湖消落带越冬水鸟及取食集团组成 种类两个越冬季水鸟数量/只 越冬季越冬季 年 月.年 月.保护等级取食集团一目(一)科 小 .食鱼水鸟凤头 .食鱼水鸟二鹈形目(二)鸬鹚科 普通鸬鹚 .食鱼水鸟三鹳形目(三)鹭科 苍鹭 .食鱼水鸟草鹭 .食鱼水鸟大白鹭 .食鱼水鸟中白鹭 .食鱼水鸟白鹭 .食鱼水鸟池鹭 .食鱼水鸟夜鹭 .(四)鹳科 东方白鹳 .濒危食鱼水鸟(五)鹮科 白琵鹭 .食底栖动物水鸟四雁形目(六)鸭科 小天鹅 .食块茎水鸟鸿雁 .易危食块茎水鸟豆雁 .食苔草水鸟白额雁 .食苔草水鸟小白额雁 .易危食苔草水鸟灰雁 .食苔草水鸟雪雁 .食苔草水鸟赤麻鸭 .食种子水鸟翘鼻麻鸭 .食种子水鸟赤颈鸭 .食种子水鸟罗纹鸭 .近危食种子水鸟赤膀鸭 .食种子水鸟绿翅鸭 .食种子水鸟绿头鸭 .食种子水鸟斑嘴鸭 .食种子水鸟针尾鸭 .食种子水鸟琵嘴鸭 .食种子水鸟红头潜鸭 .易危食种子水鸟生 态 学 报 卷:/.续表种类两个越冬季水鸟数量/只 越冬季越冬季 年 月.年 月.保护等级取食集团青头潜鸭 .极危食种子水鸟白眼潜鸭 .近危食种子水鸟凤头潜鸭 .食种子水鸟普通秋沙鸭 .食鱼水鸟五鹤形目(七)鹤科 白鹤 .极危食块茎水鸟白枕鹤 .易危食块茎水鸟灰鹤 .食块茎水鸟白头鹤 .易危食块茎水鸟(八)秧鸡科 黑水鸡 .食种子水鸟白骨顶 .食种子水鸟六鸻形目(九)水雉科 水雉 .食底栖动物水鸟(十)反嘴鹬科 反嘴鹬 .食底栖动物水鸟(十一)鸻科 凤头麦鸡 .近危食底栖动物水鸟灰头麦鸡 .食底栖动物水鸟灰鸻 .食底栖动物水鸟金眶鸻 .食底栖动物水鸟环颈鸻 .食底栖动物水鸟(十二)鹬科 扇尾沙锥 .食底栖动物水鸟斑尾塍鹬 .近危食底栖动物水鸟白腰杓鹬 .近危食底栖动物水鸟鹤鹬 .食底栖动物水鸟泽鹬 .食底栖动物水鸟青脚鹬 .食底栖动物水鸟白腰草鹬 .食底栖动物水鸟林鹬 .食底栖动物水鸟矶鹬 .食底栖动物水鸟黑腹滨鹬 .食底栖动物水鸟七鸥形目(十三)鸥科 银鸥 .食鱼水鸟红嘴鸥 .食鱼水鸟 、分别为国家级、级重点保护野生动物物种极危、濒危、易危、近危分别表示 物种濒危等级分类系统依据中国鸟类分布与分类名录(第二版)(郑光美)年越冬季调查共记录到消落带游禽(.)只()隶属 目 科 种包括 期 李凌晨 等:极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响:/.科、鸬鹚科、鸭科和鸥科优势种为豆雁涉禽(.)只()目 科 种包括括鹳形目、鹤形目、鸻形目(除科、鸬鹚科、鸭科和鸥科外)优势种为白琵鹭()、反嘴鹬()和凤头麦鸡 年越冬季调查共记录到游禽(.)只()隶属 目 科 种包括的科、目均与 年相同优势种为豆雁和斑嘴鸭()涉禽(.)只()隶属 目 科 种包含科、目与上一越冬季相同优势种为苍鹭()、大白鹭()和反嘴鹬 图 升金湖 年与 年越冬季水位变化趋势与水鸟总数动态变化.因极端洪水 年越冬期水位波动趋势较大整个越冬期水鸟总数动态变化明显(图)年越冬期不仅在 月份水鸟总数少于 年越冬期其他月份水鸟数量均有不同程度的下降 年 月后水位趋于平稳水鸟数量也趋于稳定.越冬水鸟取食集团的变化水鸟群落的组成在取食集团水平表现出明显的变化但两个越冬季 月份各取食集团的优势物种均为豆雁 年 月记录到食鱼水鸟共有 种、只其中普通鸬鹚()数量占比最多食苔草水鸟主要为豆雁和白额雁()种总数共 只食种子水鸟主要为鸭类共 种、只其中斑嘴鸭的数量最多食底栖动物水鸟共有 种、只白琵鹭的数量最多食地下茎水鸟共有 种、只小天鹅的数量最多 年 月记录到食鱼水鸟共有 种、只普通鸬鹚与苍鹭的数量最多食苔草水鸟依旧为豆雁和白额雁 种、共 只食种子水鸟共 种、只斑嘴鸭的数量最多食底栖动物水鸟共有 种、只数量最多的水鸟种类是反嘴鹬食地下茎水鸟共有 种、只数量最多的仍是小天鹅取食集团的 多样性指数变化在 年 月表现为食鱼水鸟食种子水鸟食底栖动物水鸟食地下茎水鸟食苔草水鸟而在 年 月表现为食鱼水鸟食底栖动物水鸟食种子水鸟食地下茎水鸟食苔草水鸟(表)个取食集团的水鸟数量在 年 月均有不同程度的下降其中食鱼水鸟数量在 年 月减少了近主要原因为普通鸬鹚和小()数量的减少食苔草水鸟数量仅为 年 月数量的.主要是豆雁数量的大幅度锐减所导致食种子水鸟数量减少了.主要是斑嘴鸭和绿翅鸭()的减少食底栖动物水鸟数量相差不大物种数增加 种因此多样性增加数量最多的水鸟由白琵鹭变为了反嘴鹬食地下茎水鸟主要变化为:小天鹅数量下降了约.年 月仅记录到两只鸿雁表 升金湖 年与 年 月份研究区域水鸟取食集团多样性 取食集团 水鸟物种数 水鸟数量/只/.指数 食鱼水鸟 .食苔草水鸟 .食种子水鸟 .食底栖动物水鸟 .食地下茎水鸟 .生 态 学 报 卷:/.食鱼水鸟在空间上的主要分布区域由下湖的燕窝、缸窑转变为 年 月中湖的刘家汊和下湖的龙家咀、缸窑分布区域的转移偏向中湖食苔草水鸟在 年 月的主要分布区域位于上湖东侧的杨峨头、西湖的草滩以及中湖赤岸处的泥滩中而在 年 月主要分布于上湖杨峨头和下湖外排的浅水区域食种子水鸟由升金湖下湖龙家咀的深水区和燕窝的圩区转变为下湖的缸窑食底栖动物水鸟在 年 月主要分布于升金湖西侧消落带和下湖燕窝地在 年 月主要分布在中湖食地下茎水鸟主要分布在升金湖的上湖东侧和西侧以及下湖的燕窝、缸窑等地而在 年 月主要分布在上湖东侧且中湖和下湖区域几乎无分布(图)图 升金湖 年与 年 月份不同水鸟取食集团空间分布图.图中每个饼状图的大小以及数字表示每个样点的水鸟数量/只各研究样点位置见图 期 李凌晨 等:极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响:/.年 月记录到白鹤 只其中 只位于上湖西侧的草滩生境中 只位于下湖南侧的浅水区而 年 月未记录到白鹤 年 月记录到白头鹤 只全部位于上湖东侧大部分位于草滩生境中分布较为集中而 年 月仅记录到 只白头鹤并且其分布在上湖和中湖较为分散在下湖的龙家咀处观测到 只 年 月观测到鸿雁 只超过 的鸿雁分布在上湖东侧的西湖与豆雁混群在草滩中觅食与栖息 年 月仅观测到 只鸿雁 年 月在杨峨头记录到 只东方白鹳但是在 年 月共记录到 只东方白鹳主要分布在中湖(水域中集群觅食)少数分布在下湖的龙家咀处(表)表 升金湖 年与 年 月受胁水鸟的分布/只 观测地点白鹤 白头鹤 鸿雁 东方白鹳 烂稻陈神山咀联合新胜圩舌甘白莲圩杨峨头西湖赤岸沙山毕村龙家咀三千亩燕窝缸窑.越冬水鸟栖息生境的变化及多样性空间差异经过遥感解译以及实地调查进一步将升金湖消落带分为草滩、泥滩、水域、草滩水域混合区、泥滩水域混合区和草滩泥滩混合区 种生境类型(图)对比分析了 年 月和 年 月升金湖消落带的生境状况:年 月消落带内水域面积达到.泥滩面积.草滩面积.草滩水域混合区面积.泥滩水域混合区面积.草滩泥滩混合区面积.年 月水域面积为.泥滩面积.草滩面积.草滩水域混合区面积.泥滩水域混合区面积.草滩泥滩混合区面积.受强降雨影响使得 年升金湖退水时间滞后在同一时期 种生境的面积产生巨大变化将实地调查的水鸟数据按分布生境划分分析得出 种生境中 个水鸟集团的种类和数量变化情况(表)年 月水鸟分布在纯水域生境的种类最多主要为食鱼水鸟和食种子水鸟分布在草滩水域混合区生境的数量最多主要为食苔草水鸟 年 月水鸟分布在泥滩生境的种类最多主要为食底栖动物水鸟和食种子水鸟分布在泥滩水域混合区生境的数量最多主要为食苔草水鸟 种鸟类集团在 种生境中的种类和数量变化为:食鱼水鸟分布在水域的种类和数量均最多食苔草水鸟在各生境的种类分布比较平均但在泥滩生境和草滩水域混合区分布的数量明显减少食种子水鸟主要在含水域生境分布但有部分水鸟转向草滩和泥滩生境食底栖动物水鸟在泥滩的种类明显增多在水域分布的数量明显减少食块茎水鸟在水域分布的种类和数量均明显减少(表)生 态 学 报 卷:/.表 与 年 月份越冬季升金湖消落带不同生境水鸟分布 生境类型 类别食底栖动物水鸟食块茎水鸟 食苔草水鸟 食鱼水鸟 食种子水鸟 合计草滩种类数/数量/只/水域种类数/数量/只/草滩泥滩混合区种类数/数量/只/泥滩种类数/数量/只/泥滩水域混合区种类数 数量/只草滩水域混合区种类数 数量/只升金湖不同湖区消落带越冬水鸟物种组成变化较大(表):年 月升金湖上湖消落带水鸟物种数最多为 种 年 月升金湖下湖消落带水鸟物种数最多为 种 从空间分布上比较两个越冬季的水鸟主要都集中在上湖消落带在中湖消落带分布的数量最少 年 月升金湖不同湖区水鸟 多样性指数大小关系为下湖上湖中湖 年 月则为下湖中湖上湖均为下湖消落带最高分别为.和.但 指数最低由中湖转变为上湖(表)两年的 指数与 指数的变化情况相同 但在 年 月 均匀度指数在下湖消落带最高为.在 年 月转变为中湖消落带最高为.(表)表 与 年 月份升金湖消落带不同湖区水鸟多样性指数 多样性上湖 中湖 下湖 年 月.年 月.年 月.年 月.年 月.年 月.物种数 数量/只多样性指数 .优势度指数 .均匀度指数 .讨论.消落带生境变化与水鸟食物资源升金湖消落带是水鸟越冬的重要场所消落带区域生态十分敏感其受湖泊水位变化的影响十分显著 年的强降雨是使水位异常的原因之一研究结果显示 年越冬季升金湖水位异于正常水位(图)并严重影响到消落带生境(水域、草滩和泥滩)的变化 因极端洪水致使的水位异常也导致了水鸟总数的大幅度下降 在 年越冬季前期水位保持在较高水平湖水消退时间滞后于 月开始湖水退去使得水位逐渐降低与 年同期基本持平 此时大面积的泥滩暴露湿生草本植物也开始生长草滩面积逐渐增加 复杂多样的生境为水鸟提供丰富的食物资源和栖息地 期 李凌晨 等:极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响:/.水域是消落带区域重要的组成部分水域中的动物和植物为越冬水鸟提供丰富的食物资源和食物种类并减少了干扰竞争 消落带中的水域生境是多种游禽和涉禽的重要觅食地本研究也监测到大部分食鱼水鸟、食种子水鸟以及少部分雁类在水域中栖息和觅食 研究表明水域面积在研究期间变化趋势较为明显两个越冬季相比 年水域面积较大且湖水较深大部分河岸生境也被淹没无法为部分水鸟特别是游禽和涉禽提供栖息地这可能是 年越冬水鸟数量较少的原因裸露的泥滩是食底栖动物水鸟的最佳觅食地以底栖动物为食的水鸟从小型的金眶鸻()和环颈鸻()到大型白琵鹭经常在湖泊边缘附近觅食包括裸露的泥滩以及浅水和滩涂的混合区域 它们主要取食软体昆虫、甲壳类和腹足类动物而泥滩和浅水区域正是这些生物集中的地方 同时浅水和泥滩的混合区也聚集着大量鱼虾使得湿地生产力更高 年以鸻形目为主的食底栖动物水鸟种类的增加可能是泥滩浅水面积增加导致的结果草滩区域包含了生长在浅滩的草洲、生长旺盛的水生植被以及乔木灌木草滩区域因其植被物种高度异质性可能是水鸟物种丰富度和密度最高的生境这种高度的生境异质性可能为多种水鸟提供了广泛而丰富的食物资源同时也为其提供了栖息地和避难所 有研究表明白头鹤主要喜爱在草滩觅食取食植物的地下部分(块茎、球茎、根等)同时草滩中丰富的苔草也为雁形目水鸟提供良好的食物资源 草滩区域的复杂性可以很好的反映出不同食性越冬水鸟的觅食偏好 在两个越冬季中均为雁形目的水鸟数量最多这与草滩生境的贡献密不可分.消落带生境变化对不同水鸟取食集团的影响对比两个越冬季 月份升金湖消落带的水鸟总数 年 月水鸟数量下降了.不同水鸟集团的鸟类数量都呈现出不同比例的减少湖水退水时间的延迟引起剧烈的栖息地面积变化是影响水鸟数量和物种丰富度的重要因素 其中食苔草水鸟数量下降最为庞大主要是豆雁数量的急剧减少而食地下茎水鸟数量下降的比例最大达到.主要是小天鹅数量减少所导致 这些水鸟主要在草滩取食而湖泊的高水位淹没了它们大面积的栖息地 在水鸟群落水平虽然水鸟总数量有大幅度下降但食鱼水鸟和食底栖动物水鸟的多样性却有所增加另外两个越冬季的物种丰富度基本无太大变化 导致这种现象的可能原因是 年越冬季每种鸟类的数量具有很高的均匀性不同种类的越冬水鸟有相似的栖息地选择另外升金湖水鸟保护措施的实施也是原因之一生境变化的影响本质上反映了物种对其生活史的功能需求如觅食、繁殖和防御由于特定的形态、觅食生境和获取食物的方法每种取食集团水鸟的栖息地利用效率是不同的 与其他国际重要湿地越冬水鸟一样升金湖消落带水鸟群落都是高度可变的这种可变性在取食集团水平得到了实现 在水鸟取食集团水平生境变化可能对不同取食集团的水鸟产生不同的影响从而导致五个取食集团水鸟的数量变化食苔草水鸟主要以豆雁为主在 年 月所监测到的豆雁数量仅为 年 月的.在本研究中 年 月草滩生境面积有所增加但草滩发育并不成熟且草滩泥滩混合区和草滩水域混合区面积均下降 虽然有研究表明草滩面积与豆雁的关系呈强烈的正相关但豆雁主要取食湿生植物的嫩叶湿生植物主要分布于草滩水域混合区其面积的下降导致豆雁真正可利用的觅食生境减少从而数量锐减食底栖动物水鸟主要以鸻鹬类为主在 年 月监测到白琵鹭的数量最多在 年 月转变为反嘴鹬数量最多整体上食底栖动物水鸟数量略有减少 许多研究表明鸻鹬类倾向栖息在湿润的泥滩生境中在枯水期水位降低泥滩裸露面积增大该区域的底栖生物较为丰富能够为食底栖动物水鸟提供充足的食物 年越冬季湖水消退延迟 月份消落带大部分被水域覆盖使消落带出现较多泥滩水域混合的生境而裸露的潮湿泥滩面积减少可能导致底栖动物没有一个稳定的生存环境不利于水生昆虫和软体动物的生存从而导致食底栖动物水鸟的食物资源匮乏另外泥滩水域混合生境不利于鸻鹬类水鸟探索食物因其更喜爱在泥滩的基质硬度较低的地方发生觅食行为这可能都是致使食底栖动物水鸟数量减少生 态 学 报 卷:/.的原因水域中鱼类资源丰富对于食鱼水鸟至关重要 研究期间由于较高水位的维持水域面积变化较为明显但过高的水位和过于庞大的水域面积似乎不利于部分食鱼水鸟在消落带栖息 湖泊水域面积的增加使湖泊连通性加强鱼类的活动空间不受制约分布较为分散这影响了食鱼水鸟的觅食成功率 食鱼水鸟的食物资源获取困难从而导致食鱼水鸟数量减少 但对于部分迁移能力较强的水鸟(如东方白鹳)影响不大由于体型较大活动不受限制主要在水域生境觅食因此在 年 月监测到 只东方白鹳而在 年 月仅监测到 只食种子水鸟大多数是鸭科水鸟它们主要以浮水植物种子、嫩茎叶芽为食因此偏好在生长着浮水植物的水域或有植物种子的泥滩觅食与栖息 在 年 月食种子水鸟下降了.主要是斑嘴鸭和绿翅鸭的减少 草滩水域混合区生境与草滩泥滩混合区生境面积的减少可能是其数量下降的重要原因对于食地下茎水鸟而言草滩中的植物或者沉水植物的块茎为其提供丰富的食物资源 但因符合沉水植物生长的生境发生改变使其数量锐减进而草滩水域混合区生境下降这直接影响到食地下茎水鸟的分布并致其数量减少 如白头鹤数量仅为 年 月的一半甚至白鹤、鸿雁在 年同期并未被监测到.消落带生境变化对越冬水鸟多样性空间分布的影响两个越冬季相比越冬水鸟的空间分布变化较为明显 从水鸟数量上来看越冬水鸟都是主要分布于上湖消落带在中湖消落带分布最少 年 月升金湖上湖消落带不仅面积庞大且生境类型种类丰富草滩、泥滩和浅水均有分布且分布较为均匀可以给予水鸟更多的生境进行选择而中湖消落带面积较小生境类型少基本是草滩水域混合区生境因此大部分水鸟选择在上湖消落带觅食栖息 年 月上湖消落带主要为泥滩水域混合区生境和草滩生境虽然生境类型减少但这两种生境吸引了大量的食苔草水鸟和食底栖动物水鸟因此成为水鸟分布最多的区域中湖消落带因湖泊的持续高水位并且围湖的大坝使湖水不能迅速退去进而泥滩生境暴露不了因此水鸟便迁往其他区域下湖消落带水域面积较多吸引大量食鱼水鸟和食种子水鸟这些水鸟主要分布在外排、缸窑和枫墩 下湖消落带地形复杂且湖汊较多因此湖水可以流入湖汊以降低水深为水鸟提供觅食栖息地尤其是食种子水鸟 食种子水鸟主要以鸭科为主下湖消落带水鸟种类较多以及水鸟 多样性指数和 优势度指数较高可能也与之有关 而 年 月上湖消落带 多样性指数最低可能是因为烂稻陈和神山咀都未监测到水鸟 年 月这两个地区的生境均为草滩水域混合区和泥滩水域混区且湖水较深 最高 均匀度指数的湖区转变主要还是因为下湖水位较高水位较高会导致湖水高速流动以及水域浑浊等不利条件使水鸟在下湖消落带觅食成功率降低两个越冬季的 月份珍稀鸟类的空间分布具有较大的变化 白鹤、白头鹤和鸿雁均属于食地下块茎水鸟在 年 月三种受胁水鸟的数量均有下降主要原因可能是洪水未及时退去导致其觅食生境发生改变 白头鹤虽然数量下降但其分布地点明显增多可能是其没有找到长期生存适宜生境相反的是在 年 月的消落带并未观测到鸿雁踪迹可能是鸿雁适宜的觅食生境丧失所致本研究的水鸟调查中发现了部分雁类在消落带区域以外的稻田中觅食和栖息 东方白鹳主要取食鱼类水域中鱼类丰富是食鱼鸟类的主要觅食地因此水域对于东方白鹳至关重要 而湖泊持续的高水位使升金湖消落带产生大面积的水域生境这十分有利于东方白鹳觅食栖息因此在 年 月监测到东方白鹳的数量上升分布地点也相对增加 基于越冬水鸟多样性的湖泊管理建议升金湖湿地是东亚澳大利西亚迁徙路线上重要的水鸟越冬地和中途停歇地其消落带区域受水位的影响较大异常的水位波动使生境发生剧烈变化进一步影响了越冬水鸟的群落结构和空间分布 了解和认识 期 李凌晨 等:极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响:/.生境变化对水鸟栖息地利用的影响状况有利于人类开展水鸟栖息地保护与恢复措施 极端洪水导致湖泊持续高水位且退水滞后因此要制定合理的湖泊水位调控方案 对于升金湖上湖消落带的堤坝制定控水方案使得消落带的生境有序出露提高越冬水鸟对栖息地的有效使用湖泊周围的稻田和人工鱼塘在收获时建议农民预留适量水稻和鱼虾以备升金湖泥滩和草滩被淹没时或者水域面积较小时食苔草水鸟、食鱼和食种子水鸟替代的觅食生境 由于多数受胁水鸟分布在升金湖上湖消落带建议减少该区域的人为干扰设立警示牌加强教育以期减少人类对水鸟的影响参考文献():.:.():.():.:.():.:.():.黄杰 李晓玲 王雪松 杨进 黄成名.三峡库区不同消落带下中华蚊母树群落特征及其与土壤环境因子的关系.植物生态学报():.():.().():.():.陈锦云 周立志.安徽沿江浅水湖泊越冬水鸟群落的集团结构.生态学报 ():.():.邴建平 邓鹏鑫 徐高洪 贾建伟.年长江中下游干流高洪水位特点及成因分析.水利水电快报 ():.():.:.():.叶飞.三峡库区消落带土壤氮循环关键过程微生物群落特征研究.重庆:中国科学院大学(中国科学院重庆绿色智能技术研究院).涂建军 陈治谏 陈国阶 李德清.三峡库区消落带土地整理利用以重庆市开县为例.山地学报 ():.刁承泰 黄京鸿.三峡水库水位涨落带土地资源的初步研究.长江流域资源与环境():.():.():.:.:.:.():.:.郑光美.中国鸟类分布与分类名录(第二版).北京:科学出版社.生 态 学 报 卷:/.王晓荣 程瑞梅 肖文发 潘磊 曾立雄.三峡库区消落带水淹初期主要优势草本植物生态位变化特征.长江流域资源与环境 ():.():.():.:.():.陈薇 周立志 王维晴 宋昀微 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