黑龍江興凱湖春季遷徙水鳥類多樣性研究與保護

李天芳，劉化金，劉宇霖，楊培宇，李國富，尹偉平

(1.黑龍江省林業(yè)廳，哈爾濱 150010； 2.黑龍江興凱湖國家級自然保護區(qū)，黑龍江 密山 158300；3.黑龍江中央站國家級自然保護區(qū)，黑龍江 嫩江 161400)

黑龍江興凱湖春季遷徙水鳥類多樣性研究與保護

李天芳1，劉化金2，劉宇霖2，楊培宇2，李國富3，尹偉平3

(1.黑龍江省林業(yè)廳，哈爾濱 150010； 2.黑龍江興凱湖國家級自然保護區(qū)，黑龍江 密山 158300；3.黑龍江中央站國家級自然保護區(qū)，黑龍江 嫩江 161400)

2014—2016年，每年的3月和4月，對興凱湖保護區(qū)鳥類多樣性進行調(diào)查。共記錄到鳥類6目12科56種，共計387 357只。其中雁鴨類的種類和數(shù)量最多，共記錄到31種364 405只，占記錄鳥類數(shù)量的94.07%。對本區(qū)鳥類多樣性進行研究，結(jié)果表明：本區(qū)鳥類目的多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)分別為1.5833、0.6173和0.2500；科的多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)分別為1.6849、0.4186、0.3304；種的多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)分別為2.5514、0.1983和0.1086。從不同年份進行鳥類物種多樣性分析，2015年鳥類多樣性指數(shù)最高，為2.5561，2016年多樣性指數(shù)最低，為2.3465。2015年鳥類均勻性指數(shù)最高，為0.2129，2014年均勻性指數(shù)最低，為0.2029。2016年鳥類優(yōu)勢度指數(shù)最高，為0.1585，2015年優(yōu)勢度指數(shù)最低，為0.0951。本研究為保護區(qū)今后的鳥類相關(guān)保護及科研管理提供了科學依據(jù)。

興凱湖自然保護區(qū)；春季；遷徙水鳥；多樣性；研究；保護

生物多樣性(biological diversity)是指在一定的時間或者一定的區(qū)域內(nèi)所有生物物種及遺傳變異和生態(tài)系統(tǒng)的總稱，同時也是生物物種與環(huán)境之間形成的復合體及與此相關(guān)的生態(tài)過程的總和[1，2]。其中，生物是指區(qū)域內(nèi)所有的動物、植物及微生物的總體。生物多樣性主要分為三個層次，即遺傳多樣性(Genetic diversity)、物種多樣性(Species diversity)和生態(tài)系統(tǒng)多樣性(Ecosystem diversity)。其中，物種多樣性是生物多樣性的關(guān)鍵部分，遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性是生物多樣性的重要組成部分[3]。

國際上關(guān)于鳥類多樣性的研究始于20世紀50年代左右，起步略早于我國。國內(nèi)于20世紀80年代中期開始了對鳥類多樣性的各個角度的研究，包括鳥類群落組成及其特征、鳥類群落的時間格局、鳥類群落的空間動態(tài)及鳥類生態(tài)位等。目前，國內(nèi)鳥類多樣性研究主要集中在鳥類區(qū)系組成及居留類型研究，不同季節(jié)及不同生境鳥類種群類別的變化規(guī)律，鳥類物種的繁殖、分布、遷徙及群落演替規(guī)律，以及人類活動對鳥類群落結(jié)構(gòu)的影響等4個方面[4]。本文通過對興凱湖自然保護區(qū)春季鳥類多樣性研究，不僅對該保護區(qū)遷徙鳥類進行記錄，也為保護區(qū)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、鳥類棲息地保護及恢復等方面提供科學依據(jù)。

1 研究地概況

興凱湖國家級自然保護區(qū)位于黑龍江省密山市東南部，三江平原南部區(qū)域，中俄邊境地區(qū)。地理坐標為E131°58′30″～133°07′30″，N45°01′00″～45°31′30″。保護區(qū)總面積222 488 hm2，主要保護對象為丹頂鶴、東方白鸛等珍禽及濕地生態(tài)系統(tǒng)。保護區(qū)海拔40～116 m，屬于中溫帶大陸季風氣候，四季分明，雨量充沛，年均降水654 mm，年平均氣溫3℃，年均日照時數(shù)2 574 h，活動積溫2 250℃，無霜期為147 d，水面封凍期為180 d。興凱湖是東北亞地區(qū)最大的水體，總面積達4 380 km2，我國部分為1 240 km2，為東北亞最大的濕地分布區(qū)。在維系東北亞地區(qū)生態(tài)環(huán)境及保護生物多樣性方面起著重要作用。

本區(qū)野生動植物資源十分豐富。共記錄有高等植物53目104科450種；分布有多種國家級重點保護植物，如興凱湖松(Pinussylveslris)、胡桃楸(Juglansmandshurica)、水曲柳(Fraxinusmandschurica)、黃檗(Phellodendronamurense)、紫椴(Tiliaamurensis)、野大豆(Glycinesoja)等。保護區(qū)共記錄有脊椎動物6綱33目74科328種，記錄有國家級重點保護動物45種，如丹頂鶴(Grusjaponensis)、東方白鸛(Ciconiaboyciana)、白鶴(Grusleucogeranus)、中華秋沙鴨(Mergussquamatus)、白尾海雕(Haliaeetusalbicilla)、白枕鶴(Grusvipio)、小天鵝(Cygnusclumbianus)、鴛鴦(Aixgalericulata)等。本區(qū)也是東北亞地區(qū)最重要的鳥類遷徙通道和繁殖棲息地，每年在此遷徙和棲息的水鳥達100多萬只。

2 研究方法

2.1 野外調(diào)查

2014—2016年每年的3—4月，在興凱湖自然保護區(qū)龍王廟、白泡子、新開流、湖西、當壁鎮(zhèn)、鳳凰德等地設(shè)置了8個遷徙水鳥監(jiān)測點，對春季遷徙水鳥進行監(jiān)測。利用8～10倍雙筒望遠鏡和40倍單筒望遠鏡進行鳥類觀測，對數(shù)量較少的鳥類進行直接計數(shù)法計數(shù)，對數(shù)量較多的鳥類進行塊狀估數(shù)法和直接計數(shù)法相結(jié)合的方法計數(shù)。遇到不易識別或陌生的種類進行拍照后參照工具書進行檢索。鳥類識別參照工具書《東北鳥類圖鑒》[5]及《中國鳥類野外手冊》[6]。

2.2 數(shù)據(jù)處理

在生物群落多樣性的調(diào)查中，分析多樣性的方法體系分為群落內(nèi)多樣性和群落間多樣性兩種[7]，在鳥類多樣性調(diào)查分析中，常用的方法為統(tǒng)計種的相對多度分布的Preston的對數(shù)正態(tài)分布及統(tǒng)計多樣性指數(shù)的Simpson’s Index 和Shannon-Weiner Index方法[8，9]。將野外調(diào)查所得數(shù)據(jù)錄入計算機，利用計算機軟件對物種多樣性進行分析：

群落中物種多樣性分析采用Shannon-Weiner的多樣性指數(shù)公式：

群落中物種優(yōu)勢度指數(shù)：

其中，H′為群落中物種多樣性指數(shù)；C為種群優(yōu)勢度指數(shù)；S為調(diào)查記錄的鳥類種類數(shù)；pi為群落中第i種鳥的個體數(shù)占群體中總個體數(shù)的比值。

群落中物種均勻性指數(shù)分析采用Pielou均勻性指數(shù)公式：

J=H′/Hmax

Hmax=lnS

其中，J為群落的均勻性指數(shù)；Hmax為在最大均勻性條件下的種多樣性值；S：群落中物種數(shù)。

群落中優(yōu)勢種指數(shù)公式：Ti=Ni/N

其中，Ti為群落中優(yōu)勢種指數(shù)；Ni為群落中第i個物種的個數(shù)；N為群落中物種總個數(shù)。當Ti≥10%時，該物種為極優(yōu)勢種，當10%>Ti≥1%時，該物種為優(yōu)勢種，當1%>Ti≥0.1%時，該物種為常見種，當0.1%>Ti≥0.01%時，該物種為稀有種，當0.01%>Ti時，該物種為偶見種。

物種相似度采用Sorenson相似性指數(shù)：

S=2c/(a+b)

其中，S為相似度指數(shù)，c為兩個群落共有的物種數(shù)。a和b分別為群落A和群落B的物種數(shù)。

3 結(jié)果及分析

3.1 種類及數(shù)量分析

圖1 興凱湖自然保護區(qū)鳥類各目種數(shù)組成Fig.1 The species constitution of Order in Xingkai Lake Nature Reserve

圖2 興凱湖自然保護區(qū)鳥類各目數(shù)量組成Fig.2 The numerical constitution of Order in Xingkai Lake Nature Reserve

從鳥類數(shù)量組成上分析，2014—2016年春季鳥類總數(shù)量排在前十位的依次為綠頭鴨、鳳頭潛鴨、鵲鴨、針尾鴨、花臉鴨、羅紋鴨、綠翅鴨、斑嘴鴨、赤膀鴨、斑背潛鴨。每年春季均穩(wěn)居前十位的物種有8種，分別為：綠頭鴨、鳳頭潛鴨、鵲鴨、針尾鴨、羅紋鴨、綠翅鴨、斑嘴鴨、赤膀鴨，說明不同年份春季鳥類物種變化不明顯。

本次調(diào)查共記錄到國家重點保護鳥類9種2 465只，如東方白鸛(Ciconiaboyciana)、大天鵝(Cygnuscygnus)等；黑龍江省重點保護種類13種48 871只，如大白鷺、鴻雁等；列入IUCN世界鳥類紅皮書的鳥類14種55 073只，如，中華秋沙鴨，白枕鶴(Grusvipio)；列入CITES附錄鳥類12種98 436只，如灰鶴(Grusgrus)、丹頂鶴(Grusjaponensis)。

從留居類型看，所有記錄到的鳥類中，夏候鳥36種，占記錄鳥類種類的64.29%，旅鳥16種，占記錄鳥類種類的28.57%，迷鳥4種，占記錄鳥類種類的7.14%。從區(qū)系特征看，本區(qū)記錄到的水鳥包括古北種35種，占監(jiān)測鳥類種數(shù)的62.50%；廣布種21種，占監(jiān)測鳥類種數(shù)的37.50%；沒有東洋種分布。

3.2 鳥類目、科、種多樣性分析

從2014—2016年春季共記錄到鳥類6目12科56種387 357只；其中2014年春季記錄到鳥類5目8科47種141 857只，2015年春季記錄到鳥類6目12科50種163 611只，2016年共記錄到鳥類6目11科43種81 889只。

Shannon-Winner指數(shù)是對物種多樣性的二元特征的有力描述，可以用來估計不同時期鳥類種群和數(shù)量的差異水平。利用多樣性指數(shù)和均勻性指數(shù)從目多樣性、科多樣性及種多樣性三個層次對興凱湖自然保護區(qū)同一季節(jié)不同年份的鳥類多樣性進行分析，興凱湖鳥類目多樣性指數(shù)為1.5833，均勻性指數(shù)為0.6173，優(yōu)勢度指數(shù)為0.2500。其中2016年鳥類多樣性指數(shù)最高，為1.6417，2014年鳥類均勻性指數(shù)最高，為0.7500，2015年鳥類優(yōu)勢度指數(shù)最高，為0.2500(表1)。

表1 黑龍江興凱湖自然保護區(qū)鳥類目多樣性統(tǒng)計表Tab.1 The Order diversity in deferent years in Xingkai Lake Nature Reserve

興凱湖鳥類科多樣性指數(shù)為1.6849，均勻性指數(shù)為0.4186，優(yōu)勢度指數(shù)為0.3304。其中2016年鳥類多樣性指數(shù)和鳥類均勻性指數(shù)最高，分別為1.7564和0.4670，2014年鳥類優(yōu)勢度指數(shù)最高，為0.4314(表2)。

表2 黑龍江興凱湖自然保護區(qū)鳥類科多樣性統(tǒng)計表Tab.2 The Family diversity in deferent years in Xingkai Lake Nature Reserve

興凱湖鳥類物種多樣性指數(shù)為2.5514，均勻性指數(shù)為0.1983，優(yōu)勢度指數(shù)為0.1086。其中2015年鳥類多樣性指數(shù)和均勻性指數(shù)最高，分別為2.5561和0.2129，2016年鳥類優(yōu)勢度指數(shù)最高，為0.1585(表3)。

表3 黑龍江興凱湖自然保護區(qū)鳥類物種多樣性統(tǒng)計表Tab.3 The species diversity in deferent years in Xingkai Lake Nature Reserve

3.3 不同年份鳥類種類比較

Sorenson相似性指數(shù)(表4)顯示不同年份鳥類相似性最高的為2014—2015年鳥類相似性指數(shù)(0.8866)，最低的為2014—2016年鳥類相似性指數(shù)(0.8000)。相似性指數(shù)越高，說明兩年中鳥類種類變化越小，由此說明兩年中經(jīng)該保護區(qū)遷徙的鳥類種類相對一致，沒有呈現(xiàn)明顯的變化；2014—2016鳥類相似度最低，且2014年在該保護區(qū)共記錄到鳥類47種，2016年共記錄到鳥類44種，但是兩年共同記錄到的鳥類只有36種，說明在2014年和2016年中興凱湖保護區(qū)的鳥類變化較明顯；在2014—2016年中，2015年記錄到的鳥類種類最多為51種，較2014年鳥類種類有所提升，記錄中類較2014年多4種，但2016年記錄到的鳥類種類較2015年下降7種，但2014年與2015年鳥類種類的相似性最高。

表4 不同年份鳥類群落之間的關(guān)系Tab.4 The comparison of bird community in different years

4 討論

興凱湖國家級自然保護區(qū)位于黑龍江省東南部密山市境內(nèi)，保護區(qū)西起檔壁鎮(zhèn)的白棱河口，北鄰穆棱河，區(qū)內(nèi)草甸、沼澤、湖泊和森林共同組成了一個完整而復雜的濕地生態(tài)系統(tǒng)，保護區(qū)內(nèi)物種多樣性十分豐富，幾乎容納了三江平原的所有重要物種。獨特而多元化的生境類型成為鳥類棲息場所的絕佳選擇，這里不僅是很多鳥類的理想繁殖地，也是眾多遷徙鳥類旅途中不可缺少的停棲地。

本次調(diào)查共記錄到鳥類6目12科56種，共計387 357只。從所記錄到的鳥類種類來看，雁形目鳥類種類最多，共記錄31種，占記錄鳥類種數(shù)的55.36%；其次為鸻形目，共記錄鳥類14種，占記錄鳥類種數(shù)的25.00%。興凱湖保護區(qū)地處東北亞鳥類遷徙的重要通道上[10]，每年春、秋季遷徙經(jīng)過此地的雁鴨類多集成大群，最大的一群數(shù)量可達數(shù)萬只以上，小的集群數(shù)量也有幾千只，以致野外記錄到的鳥類中雁形目鳥類種類以及數(shù)量所占的比例最大。在所記錄的鳥類中雁鴨類數(shù)量最多，共記錄到364 405只，占所記錄鳥類總數(shù)量的94.07%，雁形目鴨科鳥類成為保護區(qū)每年記錄的優(yōu)勢物種，且種群數(shù)量相對穩(wěn)定[11]。而鸻形目鳥類在春、秋季節(jié)的遷徙方式與雁鴨類鳥類存在相似之處，多集成大群遷徙、活動，記錄的種群數(shù)量也較大，這與某種鳥類的活動規(guī)律及方式密切相關(guān)。

在不同年份，多樣性指數(shù)最高的為2015年，為2.5561，2015年所記錄到的163 611只鳥隸屬于50種，是所觀察的三年中鳥類種類最多的一年，均勻性指數(shù)最高的為2015年，為0.2129，在所記錄到的50種鳥類中，各種鳥的數(shù)量相對較均衡，分布較均勻，所以2015年鳥類物種的優(yōu)勢度最小，為0.0951。在所調(diào)查的三年中鳥類多樣性指數(shù)均在2.3465以上，均勻度指數(shù)均在0.2029以上，在不同年份鳥類種群相似度比較分析中，相似度最低的2014—2016年鳥類種群相似度指數(shù)為0.8000，表明興凱湖自然保護區(qū)內(nèi)鳥類種類群落有較高的穩(wěn)定性。

5 保護建議

為保護好現(xiàn)有的濕地資源、珍稀水禽及棲息地，恢復生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，應(yīng)加大濕地保護力度，提高自然保護區(qū)的管理水平。第一，停止蠶食行為，加大濕地恢復力度。由于政策原因，20世紀90年代末，保護區(qū)核心區(qū)相繼建立了3個家庭農(nóng)場，有近3 000 hm2的濕地被開墾，濕地被大面積破壞，嚴重影響了生態(tài)平衡，特別是水禽的棲息。第二，實施水禽保護計劃。興凱湖是水鳥遷徙的咽喉要道，每年均有數(shù)十萬只水禽在此停棲、繁殖。但是，由于人為干擾不斷增大，使水禽的棲息繁殖受到較大的影響。因此，要為水鳥提供一個安全、安靜的棲息環(huán)境。制定有效的水鳥保護計劃。第三，加強法制管理，加強《野生動物保護法》的宣傳和實施，提高全民法律意識，嚴厲打擊捕鳥、破壞鳥類棲息地行為，使鳥類保護成為全民的自覺行動。第四，加強宣傳教育，通過“愛鳥周”、“興凱湖節(jié)”、“興凱湖愛鳥節(jié)”等活動，宣傳鳥類保護知識，使愛鳥護鳥成為人們的自覺行動。第五，開展與俄興凱湖國家級自然保護區(qū)的共同保護。興凱湖是中俄界湖，要加強兩國間的共同保護，加強合作研究和交流，共同保護好水禽資源。

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Study on migratory waterbird diversity in spring in Xingkai Lake Nation Natural Reserve of Heilongjiang province

LI Tian-fang1, LIU Hua-jin2, LIU Yu-lin2, YANG Pei-yu2, LI Guo-fu3, YIN Wei-ping3

(1.Forestry Bureau of Heilongjiang Province, Harbin 150010, China; 2.Xingkai Lake Nation Natural Reserve, Mishan 158300, China; 3.Zhongyangzhan Nation Natural Reserve of Heilongjiang Province, Nenjiang 161400, China)

The bird diversity was surveyed on March and April from 2014 to 2016 in Xinkai Lake National Nature of Heilongjiang province. The total number of 387 357 birds was belonged to 6 orders, 12 families and 56 species. The most of them was Anatidae which included 31 species 364 405 birds, and it was 94.07% of total birds. The biodiversity was analyzed by Shannon-Wiener index. The diversity index, uniformity index and richness index was 2.5514, 0.1983and 0.1086 respectively. The diversity of order, family and difference years was compared. The results showed: the order diversity index, uniformity index and richness index were 1.5833, 0.6173 and 0.2500; the family diversity index, uniformity index and richness index were 1.6849, 0.4186 and 0.3304. The highest diversity index was 2015, it was 2.5561; the lowest diversity index was 2016, it was 2.3465. The highest uniformity index was 2015, it was 0.2129; the lowest uniformity index was 2014, it was 0.2029. The highest richness index was 2016, it was 0.1585; the lowest richness index was 2015, it was 0.0951. This study provides a scientific basis for the protection and habitats management of the birds in future.

Xingkai Lake National Nature Reserve; Spring; Migratory waterbird; Diversity; Research; Reserve

2017-04-15

黑龍江省自然科學基金“基于空間分析的興凱湖東方白鸛種群恢復研究”(201517)

李天芳(1981-)，女，工程師。

Q958

A

1674-8646(2017)12-0002-05