廣東省惠州市建成區(qū)濕地鳥類多樣性及保護熱點區(qū)域分析*

段智釗 牛曉楠 熊晴帆 黃志文李雙霜 劉 微 歐陽晟

（1. 希言自然資源科技（廣州）有限公司，廣東 廣州 510300；2. 惠州市林業(yè)科學研究所，廣東 惠州 516001；3. 廣東珠海淇澳-擔桿島省級自然保護區(qū)管理處，廣東 珠海 519008；4. 廣東省科學院 動物研究所，廣東 廣州 510260；5. 東北林業(yè)大學野生動物與自然保護地學院，黑龍江 哈爾濱 150040）

全球生物多樣性衰退趨勢未能得到有效遏制，維護生物多樣性可持續(xù)發(fā)展已成為全球共同目標。濕地鳥類是濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對維持濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要作用[1]，但由于迅速城市化，自1960 年代以來，全球大量自然濕地被改造成建設(shè)用地[2]，導致了自然濕地的減少和鳥類多樣性的衰退[3-4]，對濕地鳥類的保護帶來了巨大壓力。

近年來GIS 等技術(shù)日益廣泛地用于動物地理分布格局的研究[5]，是保護生物多樣性行之有效的方法之一，特別是基于GIS 的GAP 分析技術(shù)在生物多樣性保護研究中具有明顯優(yōu)勢，是當前確定生物多樣性保護決策中對多樣性空間格局及熱點區(qū)域進行評估最為直觀有效的方法，同時也是快速概觀生物多樣性集中要素的分布和保護狀態(tài)的一種方法[6-7]。被應(yīng)用于黑頂奇鹛Heterophasia capistrata、中華秋沙鴨Mergus squamatus、褐馬雞Crossoptilon mantchuricum、遺鷗Larus relictus、花尾榛雞Bonasa bonasia、蓑羽鶴Anthropoides virgo等鳥類的研究中[8-10]。

廣東省惠州市是全球候鳥“東亞—澳大利亞”遷徒路線上的越冬地和中轉(zhuǎn)站，在保護全球鳥類多樣性上具有不可替代的作用。為進一步加強惠州市建成區(qū)濕地鳥類多樣性的保護，我們于2019年完成了惠州市建成區(qū)濕地鳥類多樣性調(diào)查，在此基礎(chǔ)上通過GIS 建立物種生境模型，利用GAP分析方法確定鳥類多樣性分布格局和保護熱點區(qū)域，并提出相應(yīng)的濕地鳥類保護建議，為科學制定惠州市建成區(qū)濕地鳥類管理計劃提供科學參考。

1 研究地概況與方法

1.1 研究地概況

惠州市位于廣東省東南部，是粵港澳大灣區(qū)中心城市之一，陸地面積1.12 萬 hm2，海域面積4 520 hm2。其擁有山水林田湖海等資源優(yōu)勢，成為了粵港澳大灣區(qū)這個城市群里的生態(tài)擔當?；葜菔薪?jīng)過多年發(fā)展形成建成區(qū)（惠城區(qū)、惠陽區(qū)、仲愷區(qū)和大亞灣區(qū)），其地勢東北高、西南低，北部多山地，中部和沿道海地帶多橫積小平原，東、西部為丘陵臺地。屬南亞熱帶海洋性季風氣候，廣東省三大水系之一的東江和西枝江橫貫建成區(qū)。年平均氣溫22℃，年平均日照時數(shù)2 023 h，日照率46%，年降雨量1 700～2 300 mm。受地帶性氣候影響，熱帶、亞熱帶成分占優(yōu)勢，而溫帶成分對建成區(qū)有一定的影響，顯示出南亞熱帶常綠闊葉季雨林植物區(qū)系的性質(zhì)與特點。主要優(yōu)勢喬木有馬尾松Pinus massoniana、金合歡Acacia farnesiana、龍眼Dimocarpus longan、荔枝Litchi chinensis、木荷Schima superba等，草本層有芒萁Dicranopteris dichotoma、刺芒野古草Arundinella setosa、 白茅Imperata cylindrica、 黃茅Heteropogon contortus、筆管草Equisetum debile等。

1.2 方法

1.2.1 調(diào)查方法 建成區(qū)有濕地4 類8 型，其中自然形成的河流濕地、湖泊濕地、近海與海岸濕地3 類包括永久性河流、永久性淡水湖、沙石海岸、紅樹林、河口水域、巖石海岸6 型，人工濕地1 類包括庫塘、水產(chǎn)養(yǎng)殖場2 型。采用公里網(wǎng)格法，將建成區(qū)劃分為 5 km×5 km 的網(wǎng)格共63 個。選擇其中的29 個樣方（占網(wǎng)格總數(shù)的46.03%）作為調(diào)查樣方（圖1），包括河流濕地樣方7 個，湖泊濕地樣方1 個，近海與海岸濕地樣方3 個、人工濕地樣方18 個（表1）。在每個調(diào)查樣方內(nèi)設(shè)置1 條4 km 長的樣線。

表1 調(diào)查樣方概況Table1 Overview of monitoring sample

序號Serial number樣方Sample name 13區(qū)域Region濕地類Wetland濕地型Wetland type淡水河2 14西枝江2（東）15良湖16河流濕地永久性河流雙流溪水庫17畬禾坑水庫18魚龍灣水庫19沙田水庫20長流坑水庫21黃洞水庫22大坑保護區(qū)23白云嶂保護區(qū)24雞心石保護區(qū)25仲愷區(qū)惠陽區(qū)人工濕地庫塘湖泊濕地永久性淡水湖潼湖26人工濕地庫塘觀洞水庫27大亞灣區(qū)近海與海岸濕地沙石海岸曾棚角28紅樹林、河口水域白壽灣29巖石海岸楊屋

圖1 樣方分布位置示意圖Fig.1 Schematic diagram of the distribution location of quadrats

我們在2019 年采用樣線法進行調(diào)查。按季度進行（3—5 月為春季，6—8 月為夏季，9—11 月為秋季，12 月—翌年2 月為冬季），每季度調(diào)查1 次，共4 次，每次調(diào)查不少于15 天，每天調(diào)查時間為7:00—10:00 時和15:00—18:00 時。以2.0 km/h 的速度步行，利用Kowa 雙筒望遠鏡（BD42-8XD）進行觀察，同時輔以鳴聲辨認，記錄樣線兩側(cè)各100 m 內(nèi)所見到的鳥類種類和個體數(shù)量。野外鑒定參考《中國鳥類野外手冊》[11]，分類系統(tǒng)、居留型和區(qū)系參考《中國鳥類分布與分布名錄》[12]。

1.2.2 環(huán)境數(shù)據(jù)處理 土地利用數(shù)據(jù)（空間分辨率為90 m）來源于地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn/），植被數(shù)據(jù)來源于中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn/）。通過柵格裁剪出研究區(qū)區(qū)域，并做Albers 地圖投影。

式中，H′為物種多樣性指數(shù)；s為物種數(shù)，Pi為物種i的個體數(shù)與所有物種個體總數(shù)的比值。

式中，J′為均勻度指數(shù)；H′為多樣性指數(shù)；Hmax為多樣性指數(shù)的最大值（log2s）。

（2）鳥類豐富度分布格局預(yù)測 運用Arc-GIS10.02 軟件，綜合考慮建成區(qū)的植被、重要瀕危物種適宜生境分布、土地所有權(quán)和自然保護地等方面組成的生境適宜性單元，利用地理信息系統(tǒng)進行空間分析，找出不同植被類型、單個重要物種分布與保護區(qū)之間的間隙[15]。如果物種實際分布在某個生境條件組合，那么沒有實際調(diào)查的所有類似組合生境均可成為物種潛在的分布區(qū)域[16]。

具體過程為：利用ArcGIS10.02 軟件將建成區(qū)劃分為1 km×1 km 的等面積網(wǎng)格，將衛(wèi)星形象圖與數(shù)字化植被圖相疊加，得到每個網(wǎng)格對應(yīng)的物種生境類型，用1 和0 分別表示該網(wǎng)格下是否出現(xiàn)在該生境，得到數(shù)字化物種分布范圍圖。在表格里進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，將每種鳥類可能會出現(xiàn)的網(wǎng)格進行賦值，出現(xiàn)為1，否則為0，之后疊加計算即可知道每個網(wǎng)格中出現(xiàn)過的鳥類種數(shù)，從而獲得整個建成區(qū)的鳥類豐富度分布格局[18]。

2 結(jié)果與分析

2.1 物種組成

共調(diào)查記錄到鳥類14 目42 科136 種，其中以雀形目為主，有23 科73 種，占所調(diào)查鳥類種數(shù)的60.29%；鸛形目次之，占28.54%。136 種鳥類中，有水鳥7 目11 科39 種，個體數(shù)量占全部鳥類總數(shù)量的34.49%，鸛形目占比最多，為28.54%（表 2）。

表2 物種組成Table2 Species composition

2.2 居留型與地理分布

2.2.1 居留型 136 種鳥類中，有留鳥77 種，占種類總數(shù)的56.62%；冬候鳥47 種，占種類總數(shù)的34.56%；夏候鳥10 種，占種類總數(shù)的7.35%；旅鳥2 種，占種類總數(shù)的1.47%（圖2）。

圖2 鳥類居留型Fig.2 Resident types of birds

2.2.2 地理分布 136 種鳥類中，有東洋界76 種，占種類總數(shù)的55.88%；古北界47 種，占種類總數(shù)的34.56%；廣布種13 種，占種類總數(shù)的9.56%（圖3）。

圖3 鳥類地理分布Fig.3 Geographical distribution of birds

2.3 珍稀瀕危物種

136 種鳥類中，有國家重點保護物種12 種，分別為：鴻雁Anser cygnoid、褐翅鴉鵑Centropus sinensis、小鴉鵑C. bengalensis、水雉Hydrophasianus chirurgus、黃嘴白鷺Egretta etilophotes、蛇雕Spilomis eheela、松雀鷹Accipiter virgatus、白胸翡翠Halcyon smymensis、紅隼Falco tifinunculus、游隼F. peregrinus、畫眉Gavmlax canorus、紅嘴相思鳥Leiothrix lutea。

（CITES）附錄I、附錄II 物種4 種，分別為：紅隼、游隼、畫眉、紅嘴相思鳥。

2.4 不同濕地類型的鳥類組成

4 種濕地類型中，物種豐富度由高到低依次為人工濕地（109）＞河流濕地（88）＞近海濕地（57）＞湖泊濕地（39）；多樣性指數(shù)由高到低依次為河流濕地（1.50）＞人工濕地（1.49）＞近海濕地（1.30）＞湖泊濕地（0.80）。均勻度指數(shù)由高到低依次為河流濕地（0.33）＞人工濕地（0.32）＞近海濕地（0.32）＞湖泊濕地（0.22）（表3）。

表3 不同濕地類型鳥類群落多樣性Table 3 Bird diversity index of different wetland

2.5 豐富度空間格局

建成區(qū)鳥類豐富度最高的區(qū)域在北部的招元水庫和七坑水庫，其次為西部的白云嶂水庫和長流坑水庫，低豐富度區(qū)域主要分布在中部的城市周邊，南部鳥類豐富度雖然不高，但其臨海，有大量的紅樹林及河口水域，以水鳥為主，尤其鷺鳥居多（圖4a）。

建成區(qū)珍稀瀕危鳥類豐富度分布格局分析結(jié)果顯示，南部分布格局基本一致，其他分布格局差異性都比較明顯，差異化最大是北部招元水庫和中西部的潼湖（圖4b,c）。

圖4 惠州建成區(qū)鳥類豐富度空間分布格局Fig.4 Spatial distribution pattern of bird richness in built-up areas of Huizhou

2.6 多樣性熱點區(qū)域

全部鳥類的熱點區(qū)域集中在建成區(qū)的北部、西部和中西部，冷點區(qū)域沿建成區(qū)中部向四周擴散（圖5a）。珍稀瀕危鳥類熱點區(qū)域里北部、西部差異性最為明顯（圖5b,c）。

全部鳥類的保護熱點區(qū)域與珍稀瀕危鳥類的保護熱點區(qū)域在分布上存在明顯差異。熱點區(qū)域主要分布在人工濕地，冷點區(qū)域主要分布在河流濕地，無顯著區(qū)域主要在湖泊濕地，近海濕地擁有大面積的紅樹林和灘涂，是越冬水鳥棲息和覓食的主要場所，水鳥多樣性豐富，以濕地水鳥為主。其中人工濕地和湖泊濕地以鷺鳥類為主，河流濕地和近海濕地以鸻鷸類為主。

3 討論

我們調(diào)查記錄到惠州市建成區(qū)濕地鳥類共136種，惠州市已知鳥類有299 種[18]，相比之下，建成區(qū)只有惠州市五分之一的面積，卻幾乎占據(jù)惠州市二分之一的種類，說明建成區(qū)在鳥類保護上具有重要地位，這主要與建成區(qū)自然生態(tài)環(huán)境條件和所處的地理位置有關(guān)。一方面，惠州市地處南亞熱帶，河流和濕地分布廣泛，建成區(qū)有西枝江、東江等永久性河流，還有潼湖等通江湖泊，豐富的濕地植物群落和海岸紅樹林成為了鳥類的適宜棲息地；另一方面，惠州市建成區(qū)位于全球候鳥“東亞—澳大利亞”遷徒路線上的越冬地和中轉(zhuǎn)站。這使得建成區(qū)在保護全球鳥類多樣性上具有不可替代的作用。

我們的研究結(jié)果表明，河流、湖泊、水田、水庫等是濕地鳥類主要利用的生境類型，在維持濕地鳥類多樣性具有重要作用。

盡管惠州市是粵港澳大灣區(qū)新興的工業(yè)化城市，但城市生態(tài)承載能力還保持在較高的水平，然而隨著粵港澳大灣區(qū)城市群開發(fā)建設(shè)的快速推進，開發(fā)用地、圍海養(yǎng)殖、填海造地等工程項目的建設(shè)，將加快天然濕地的萎縮從而使得濕地鳥類棲息地面臨破碎化的風險，這將對濕地鳥類的分布模式、種群密度、群落結(jié)構(gòu)、配對成功率、巢址選擇和巢成功率等產(chǎn)生不同程度的影響[19]。加強建成區(qū)濕地鳥類多樣性豐富度高的區(qū)域和保護熱點區(qū)域的保護是遏制濕地鳥類多樣性衰退的重要措施。

已有研究成果表明植物群落與鳥類密度及多樣性有一定關(guān)聯(lián)性[20]，惠州市建成區(qū)北部和西部生境完好，是鳥類豐富度最高的區(qū)域，同時也是保護熱點區(qū)域，盡管建成區(qū)已建有的8 個自然保護區(qū)、4 個濕地公園和4 個森林公園可以為鳥類提供重要的棲息場所，但鳥類豐富度高的區(qū)域和保護熱點區(qū)域并未全部納入自然保護地。設(shè)立自然保護區(qū)是保護生物多樣性的有效途徑[21]，因此，建議將這些區(qū)域納入自然保護地體系，以實現(xiàn)濕地鳥類的有效保護。此外，在建成區(qū)保護熱點的區(qū)域里，城市建設(shè)使北部和西部濕地鳥類棲息地呈現(xiàn)孤島狀，破碎化現(xiàn)象較為嚴重（圖4、圖5），在一定程度上限制了兩地鳥類間的正常交流，不利于濕地鳥類多樣性的保護，為此，建議構(gòu)建濕地鳥類生態(tài)廊道，聯(lián)通北部和西部地區(qū)，以更好的發(fā)揮北部和西部鳥類多樣性保護的作用。

圖5 惠州建成區(qū)鳥類多樣性熱點區(qū)域Fig.5 Hotspot of bird diversity in Huizhou built-up area