河南新鄉(xiāng)黃河濕地鳥類國家級自然保護區(qū)生境適宜性評價研究

徐文茜　張文君　魏新玲　呂海成　白玉娜

【摘 要】河南新鄉(xiāng)黃河濕地國家級自然保護區(qū)是中原地區(qū)重要的鳥類自然保護區(qū)，本文以河南新鄉(xiāng)黃河濕地國家級自然保護區(qū)為研究區(qū)域，對該保護區(qū)進行了越冬水鳥生境的專項調(diào)查。通過定量化分析越冬水鳥生境的影響因子，結(jié)合1990年，2000年和2014年保護區(qū)的景觀類型圖，采用生境適宜性模型（HSI）對新鄉(xiāng)黃河濕地保護區(qū)水鳥生境適宜性的時空變化格局進行了預(yù)測和分析。

【關(guān)鍵詞】新鄉(xiāng)黃河濕地自然保護區(qū);景觀格局動態(tài)變化;生境適宜性

中圖分類號： TU984.18文獻標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）27-0070-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.27.030

【Abstract】The Yellow River wetland national nature reserve in xinxiang，henan province is an important bird nature reserve in the central plains of China.This paper takes the Yellow River wetland national nature reserve in xinxiang， henan province as the research area to carry out a special investigation on the habitat of waterbirds.Through the quantitative analysis of the impact factors of overwintering waterbird habitat，combined with the landscape type map of the reserve in 1990，2000 and 2014，the habitat suitability model（HSI）was used to predict and analyze the spatial and temporal variation pattern of the habitat suitability of waterbird in xinxiang Yellow River wetland reserve.

【Key words】Xinxiang yellow river wetland nature reserve;Landscape pattern dynamic change;Habitat suitability

0 引言

濕地具有多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，是目前地球上最重要的生態(tài)系統(tǒng)類型之一[1]。然而，近年來，由于人類活動（例如，盲目開發(fā)濕地）對濕地產(chǎn)生了巨大的影響，導(dǎo)致全球的濕地發(fā)生了明顯的變化。濕地面積的減少以及景觀的破碎化，導(dǎo)致各種以濕地為主要生境的物種的種類及數(shù)量大量減少，甚至滅絕[2]。

生境適宜度指數(shù)（habitat suitability index，HSI）模型是由美國漁業(yè)與野生動物局開發(fā)的，該模型通過已有的生態(tài)學(xué)理論，構(gòu)建了野生動物與生境變量之間的函數(shù)關(guān)系[3]。近些年來，HSI模型對于用于大量的評價野生動物生境的影響[4]，目前，國內(nèi)外學(xué)者通過運用HIS模型，對多種動物的生境進行評價[5-7]。

本文通過實際調(diào)查，探究生境變化對鳥類群落的影響，通過分析一定時間范圍內(nèi)景觀格局的動態(tài)變化特征，結(jié)合水鳥生境質(zhì)量變化趨勢以及水鳥的種群動態(tài)變化特征，從而研究人類干擾和環(huán)境變化等對水鳥生境的影響，并以此為依據(jù)，提出相應(yīng)的保護策略。

1 越冬水鳥棲息地生境因子的測定

本研究的調(diào)查時間選在2014年10月、2015年11～12月，對保護區(qū)水鳥的種類、水鳥生境以及水鳥的生境要素類型等做出調(diào)查研究。該調(diào)查共選取了全線17個調(diào)查點進行觀測，調(diào)查內(nèi)容主要包括：調(diào)查路線的起始點、觀測點距觀察越冬水鳥種群的距離、觀測到的水鳥種群的種類、只數(shù)、生境類型、樣地周邊的植被和干擾情況、觀察點、水鳥分布點、巢址點、植被和水位調(diào)查等內(nèi)容。其中保護區(qū)的保護區(qū)通過調(diào)查確定為農(nóng)用地、林地、居民點、溝渠、坑塘、黃河、灘地、湖泊這8種景觀類型。

2 研究區(qū)鳥類生境適宜性評價

2.1 研究區(qū)生境影響因子的提取

2.1.1 干擾程度（V1）

干擾程度是指人類活動對濕地保護區(qū)的影響程度，該研究主要從調(diào)查地的植被構(gòu)成，道路情況，農(nóng)用地和建設(shè)用地距離濕地的遠近，對不同的景觀類型進行權(quán)重賦值，賦值范圍從0-1，以此對研究區(qū)的水鳥生境做出定量化評價。干擾程度越大的生境賦值越小，反之賦值越大。其中，農(nóng)用地、林地、居民點等遭受人類干擾程度較大，原始植被基本被破壞，定義為重干擾區(qū)，賦值為0;溝渠、坑塘等景觀類型屬于人工濕地的范疇，其植被發(fā)生較大變化，人類活動對其產(chǎn)生的為中等程度的影響，定義為中度干擾區(qū)，賦值為0.5;黃河、灘地屬于天然濕地，常年季節(jié)性積水，是多數(shù)淺灘水鳥覓食和棲息的場所，然而近年來，該區(qū)域在一定程度上受到了人類活動的影響，定義為人類干擾較輕的輕度干擾區(qū)，賦值為0.75;一些天然水域類型例如湖泊、黃河等，遠離人類活動的干擾，仍然保持天然狀態(tài)，自然生境相對較完好，因此屬于重點保護的區(qū)域，干擾程度最輕，賦值為1。

2.1.2 食物豐富度（V2）

濕地水鳥的食物一般來源于植物種類較多，結(jié)構(gòu)層次較復(fù)雜且水文條件較好的場所。因此，食物豐富度主要根據(jù)研究區(qū)景觀的植被類型、生物多樣性、植被的層級結(jié)構(gòu)的多樣性以及水深、積水程度等來進行權(quán)重的賦值。產(chǎn)生食物條件越貧乏的生境賦值越小，反之賦值越大。根據(jù)對研究區(qū)實際情況的考查，林地和居民點等建設(shè)用地植被較少，積水程度較小，幾乎不能成為保護區(qū)水鳥覓食的場所，因此是越冬水鳥的食物重度貧乏區(qū)，賦值為0;農(nóng)田中存在有一定的水田，能夠生長各種谷物以及水鳥可以食用的嫩芽等，可以給越冬水鳥提供大量的食物，但是由于受人類干擾影響較大，所以一定程度上阻礙水鳥的覓食行為，因此賦值為0.5;灘地以及溝渠等景觀類型常年季節(jié)性積水，且植被生長較為茂盛，能夠為越冬水鳥提供豐富的食物來源，賦值為0.75;黃河、湖泊、坑塘等天然濕地生境其植被類型和數(shù)量豐富，有大量的水生動物及植物，且遠離人類干擾，食物豐富度較大，取值為1。

2.1.3 積水情況（V3）

水分條件對于濕地水鳥而言異常重要，水分條件的多少決定了越冬水鳥的食物條件，同時，水分條件也決定了濕地生境的植被條件，決定了水鳥的棲息條件[8]。因此，景觀類型的積水情況也極大地影響了越冬水鳥的生境適宜性。通過實際調(diào)查，對個景觀類型的水深及積水情況進行量測、分析，以及考慮其植被覆蓋類型等條件，將保護區(qū)水鳥生境類型的積水情況分為四個等級，積水程度越高，賦值越大，反之越小。其中，林地、居民點等建設(shè)用地常年干燥，多為人類活動的場所，取值為0.25;農(nóng)田的含水量較低，但是地表有水，積水量較少，對于越冬水鳥的棲息而言較不適宜，取值為0.5;溝渠、坑塘、灘地等景觀類型屬于季節(jié)性積水等級，積水程度主要受氣候影響，夏季降水量較多，因此較為集中，其他季節(jié)降水量少，較為干燥，季節(jié)性的積水不利于越冬水鳥的長期棲息，因此賦值為0.75;黃河、湖泊常年積水，并且遠離人類干擾，是最適宜越冬水鳥棲息的生境類型，故賦值為1。

2.1.4 植被覆蓋度（V4）

植被的覆蓋程度是影響越冬水鳥生境的重要因素，一方面植物類型和數(shù)量的多少能夠反映出為越冬水鳥提供食物的情況，另一方面植被覆蓋率以及植被的結(jié)構(gòu)的多樣性能夠為越冬水鳥提供相應(yīng)的隱蔽條件，因此對于水鳥生境適宜性的評價具有重要意義。通過實際調(diào)查，發(fā)現(xiàn)，居民點等建設(shè)用地基本沒有植被覆蓋，且受人類干擾強烈，賦值為0;農(nóng)田、林地等雖有一定的植被覆蓋，但受人類干擾較嚴重，不適宜水鳥棲息，賦值為0.5;黃河、溝渠和坑塘具有一定的積水條件，且受人類干擾較小，植被類型較為豐富，是越冬水鳥生境的較適宜類型，取值為0.75;黃河濕地保護區(qū)的水鳥一般會選擇一些水域周邊的植被群落如蘆葦、香蒲，或者是距離人類活動較遠的明水水面作為休憩地，主要是灘地景觀，植被較豐富，適宜水鳥的棲息，因此賦值為1。

2.2 建立越冬水鳥生境適宜性模型

依據(jù)前文中所得的四個變量V1、V2、V3和V4，構(gòu)建HSI模型為[9]：

根據(jù)以上模型的計算結(jié)果，當(dāng)HSI值為0.8～1時，為適宜生境，HSI值為0.6～0.8時，為次適宜生境;HIS值為0.4～0.6時，為微適宜生境;HSI指數(shù)值為0～0.4時，為非適宜生境。通過計算出各景觀類型的HIS值，根據(jù)對各景觀類型的賦值，利用所構(gòu)建HSI模型對保護區(qū)景觀類型圖中的不同景觀類型進行適宜性計算，根據(jù)模型計算結(jié)果，對保護區(qū)各景觀類型進行生境適宜性評價的再分類，從而得到保護區(qū)各景觀類型的生境適宜性評價結(jié)果。

2.3 越冬水鳥生境適宜性評價

本文主要采用1990年、2000年和2014年保護區(qū)的Landsat影像，利用ArcGIS 10.0對其進行監(jiān)督分類，通過HSI模型對保護區(qū)生境適宜性進行評價，得到每個景觀類型的生境適宜度值，然后根據(jù)計算結(jié)果進行再分類，生成生境適宜性評價圖（見圖1）。通過對不同類型的生境進行統(tǒng)計，從而得到了不同年份不同類型生境所占比例如圖2所示。

通過研究區(qū)1990～2014年保護區(qū)的生境適宜性面積標(biāo)紅的結(jié)果顯示，該研究區(qū)適宜生境所占據(jù)的比例很少，較適宜生境和微適宜生境次之，非適宜生境所占比例最多，證明保護區(qū)總體的生境適宜性水平不高，只有少數(shù)天然濕地環(huán)境適宜水鳥的棲息，而大多數(shù)環(huán)境仍然為不適宜水鳥生存的景觀類型。此外，從歷年來生境適宜性面積的變化顯示，從1990年到2014年，適宜生境、較適宜生境的面積正在逐步減少，微適宜生境的面積先減少后增加，非適宜生境的面積持續(xù)增加，且從1990年到2000年的增加幅度最大，2000年到2014年間，其增加幅度較小。證明從1990年到2000年間，由于人口的顯著增加，農(nóng)田、建設(shè)用地等的面積明顯增加，2000年后，受政策制度的影響，人口數(shù)量增加速率減小，因此非適宜生境增加速率也因此放緩。

3 結(jié)論

根據(jù)野外實際調(diào)查結(jié)果，結(jié)合研究區(qū)歷年來的景觀分類圖，對新鄉(xiāng)黃河濕地自然保護區(qū)1990～2014年間，越冬水鳥的生境因子條件變化以及每個生境單元的生境適宜性進行評價，最終得出以下結(jié)論：

通過HIS模型對各景觀類型進行評價表明。該研究區(qū)越冬水鳥的適宜生境面積較少，所占比例較小，非適宜生境的面積占據(jù)比例較大，保護區(qū)整體生境適宜性水平較低。

研究期間，受人為干擾的影響，農(nóng)田、居民點林地等不適宜水鳥生境的面積增加，而灘地、溝渠、湖泊等受人為干擾較輕的生境面積大幅度下降，保護區(qū)生境適宜性程度從1990年至2014年間呈下降趨勢。

【參考文獻】

[1]Kokaly R F，Despain D G，Clark R N，Livo K E.Mapping vegetation in Yellowstone National Park using spectral feature analysis of AVIRIS data.Remote Sensing of Environment，2003， 84（3）：437-456.

[2]劉紅玉，呂憲國，張世奎，等.三江平原流域濕地景觀破碎化過程研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2005，16（2）：289-295.

[3]Morrison M L，Marcot B G， Mannan R W.Wildlife-Habitat Relationships：Concepts and Applications[M].Madison：University of W is consin Press.1998.

[4]Radeloff V C，Pidgeon AM，Hostert P.Habitat population modeling of roe deer using an interactive geographic information system[J].Ecological Modelling，1999，114：287-304.

[5]劉紅玉，李兆富，白云芳.撓力河流域東方白鶴生境質(zhì)量變化景觀模擬[J].生態(tài)學(xué)報，2006，26（12）：4007-4012.

[6]李佳，李言闊，繆瀘君，等.江西桃紅嶺國家級自然保護區(qū)梅花鹿生境適宜性評價[J].生態(tài)學(xué)報，2014，34（5）：1274-1283.

[7]王志強，陳志超，郝成元.基于HSI模型的扎龍國家級自然保護區(qū)丹頂鶴繁殖生境適宜性評價[J].濕地科學(xué)，2009，3（7）：197-201.

[8]朱明暢，曹銘昌，汪正祥，等.黃河三角洲自然保護區(qū)水禽生境適宜性模糊綜合評價[J].華中師范大學(xué)學(xué)報，2015，49（2）：287-294.

[9]吳昊.洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)特征與水禽生境適宜性評價研究[D].湖南師范大學(xué)，2010.