北京濕地遷徙期水鳥年際變化規(guī)律研究

范盈盈 蔡 益 付建平 袁佐平 關(guān)雪燕 趙欣如,3*

(1 中國觀鳥會(huì)，北京 100097；2 北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院，北京100871；3 北京師范大學(xué)教務(wù)部，北京 100875)

水鳥在濕地生態(tài)系統(tǒng)中扮演著十分重要的角色，對(duì)濕地水鳥的長期監(jiān)測(cè)有助于了解生態(tài)系統(tǒng)的變化趨勢(shì)。國內(nèi)對(duì)于鳥類監(jiān)測(cè)的起步較晚，在水鳥監(jiān)測(cè)方面，目前對(duì)中國沿海地區(qū)濕地水鳥種群變化的研究較多，主要集中在黃渤海區(qū)域 (Wetlands International,2012; Amano et al,2010; Yang et al, 2011)和長江三角洲 (Tian et al, 2008; Ma et al, 2009; Cao et al, 2008)等地區(qū)。對(duì)于非沿海的北京地區(qū)，鳥類資源以零星的調(diào)查為主 (趙欣如等, 1996; 隋金玲等, 2006; 聞丞等, 2014)。

自2003年秋季起，中國觀鳥會(huì)在春秋兩季鳥類遷徙期開展北京地區(qū)重要濕地鳥類種群監(jiān)測(cè)研究，分析了鳥類種群數(shù)量變化趨勢(shì)及影響因素，為地區(qū)性的遷徙水鳥保育提供科學(xué)依據(jù)。此外，野生水鳥可攜帶禽流感病毒，也是該病毒傳播的重要途徑之一 (張鐵樓等,2009)，北京地區(qū)濕地遷徙水鳥年際變化規(guī)律的分析，可為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)期的戰(zhàn)略性防控提供科學(xué)建議。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1研究區(qū)概況

北京市地處東亞大陸東岸(115°24′～117°30′ E，39°38′～41°05′ N)，是水鳥遷徙的重要能量補(bǔ)充驛站和棲息地 (張鐵樓等, 2009)。根據(jù)濕地國際(Wetlands International)2014年底發(fā)布的數(shù)據(jù)，北京現(xiàn)有濕地總面積500 km2，占北京市總面積的3%左右，其中天然濕地150 km2，人工濕地350 km2。北京的濕地分布在全市各個(gè)區(qū)縣，主要有河流、湖泊、水庫、坑塘和稻田等。北京境內(nèi)有大小河流200余條，分屬于海河流域的大清河、永定河、北運(yùn)河、薊運(yùn)河和潮白河5個(gè)水系；湖泊30余個(gè)，以城市公園濕地為主；大小水庫共計(jì)85座，水域總面積208.75 km2；坑塘和稻田濕地大多分布在距離河流、水庫、水渠等水源較近的區(qū)域。北京的濕地為眾多水鳥提供了棲息地，使得北京地區(qū)水鳥的種類十分豐富。根據(jù)中國觀鳥會(huì)2014年發(fā)布的未出版名錄，北京地區(qū)已記錄的水鳥共160種，占我國水鳥種類總數(shù)的50%以上。其中，分布最廣、數(shù)量最多的有綠頭鴨 (Anas platyrhynchos)、斑嘴鴨 (Anas zonorhyncha)、豆雁 (Anser fabalis)等，并且多數(shù)種類已被列入保護(hù)動(dòng)物名錄，包括國家Ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物6種，國家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物14種。

1.2 研究方法

1.2.1 鳥類調(diào)查自2003年秋季至2017年秋季，每年春季3月下旬及秋季10月下旬的周末兩天，經(jīng)過培訓(xùn)的志愿者在北京界內(nèi)共計(jì)30個(gè)濕地樣地開展?jié)竦伉B類同步調(diào)查，包括河流、水庫、濕地公園、城市公園等自然濕地和人工濕地 (圖1 )。鳥類同步調(diào)查志愿者使用中國觀鳥會(huì)提供的統(tǒng)一表格，采用樣線調(diào)查法計(jì)數(shù)觀察鳥類種類和數(shù)量。觀察工具主要為萊卡單筒望遠(yuǎn)鏡和施華洛世奇等高規(guī)格雙筒望遠(yuǎn)鏡，并在觀察中使用數(shù)碼長焦相機(jī)進(jìn)行記錄。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理獲取調(diào)查數(shù)據(jù)后，首先篩選并匯總水鳥數(shù)據(jù)，按照物種和年份進(jìn)行數(shù)據(jù)整理。鳥類的分類和名稱參照《中國鳥類分類與分布名錄 (第三版)》(鄭光美, 2017)。

(1)種群尺度的分析。統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣地每種水鳥春季、秋季的記錄只次和北京地區(qū)的遇見率。遇見率=有記錄的次數(shù)/總調(diào)查次數(shù)×100%。利用類泊松回歸模型 (Potts et al, 2006)對(duì)遇見率≥80%的鳥種進(jìn)行種群數(shù)量年際變動(dòng)趨勢(shì)分析。

(2)群落尺度的分析。在延慶野鴨湖國家濕地公園 (以下簡(jiǎn)稱野鴨湖)、沙河水庫、圓明園遺址公園 (以下簡(jiǎn)稱圓明園)3個(gè)樣地進(jìn)行鳥類群落尺度的分析。分別統(tǒng)計(jì)鳥類群落豐富度Shannon-Wiener指數(shù)(H)、Pielou均勻度指數(shù)(E)和Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)，進(jìn)行生物多樣性指數(shù)的比較。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用Microsoft Excel 2019軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 水鳥種類組成

2003年秋季至2017年秋季遷徙期 (每年3月下旬及10月下旬)的北京地區(qū)共記錄水鳥7目14科89種120 744只次。其中，??目4種 (占所有種數(shù)的4.5%)，鵜形目11種 (占12.4%)，鰹鳥目1種 (占1.1%)，鸛形目2種 (占2.2%)，雁形目33種 (占37.1%)，鶴形目6種 (占6.7%)，鸻形目32種 (占36.0%)。從保護(hù)等級(jí)來看，國家Ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物4種，為黑鸛 (Ciconia nigra)、東方白鸛 (Ciconia boyciana)、遺鷗 (Ichthyaetus relictus)和白鶴 (Grus leucogeranus)；國家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物11種，包括角?? (Podiceps auritus)、白鵜鶘 (Pelecanus onocrotalus)、白琵鷺 (Platalea leucorodia)、大 天 鵝 (Cygnus cygnus)、小 天鵝 (Cygnus columbianus)、疣鼻天鵝 (Cygnus olor)、白額 雁 (Anser albifrons)、鴛 鴦 (Aix galericulata)、灰鶴 (Grus grus)、白枕鶴 (Grus vipio)、小青腳鷸 (Tringa guttifer)。

2.2 不同年份水鳥種類的季節(jié)變化

2004—2017年春季濕地鳥類同步調(diào)查共記錄到水鳥75種，71 987只次；2003—2017年秋季濕地鳥類同步調(diào)查共記錄水鳥77種，48 757只次。從圖2可以看出，除個(gè)別年份 (2004年、2010年、2014年、2017年)外，春季水鳥的種數(shù)和數(shù)量均高于秋季。從種類來看，春季水鳥的年際間波動(dòng)較秋季小，保持在30～50種的范圍內(nèi)；從數(shù)量上看，春秋兩季的變動(dòng)均較大。其中，春季累計(jì)記錄到數(shù)量最多的水鳥有綠頭鴨、灰鶴、鳳頭麥雞 (Vanellus vanellus)、斑頭秋沙鴨 (Mergellus albellus)；秋季累計(jì)記錄到數(shù)量最多的水鳥有綠頭鴨、綠翅鴨 (Anas crecca)、白 骨 頂 (Fulica atra)、小?? (Tachybaptus ruficollis)。春季的常見鳥種 (遇見率不低于80%)有25種，偶見鳥種 (遇見率不高于20%)有20種；秋季的常見鳥種有14種，偶見鳥種有33種。常見鳥種春秋兩季的遇見率見表1。

2.3 常見水鳥種群數(shù)量年際變化

利用類泊松回歸模型對(duì)常見鳥種進(jìn)行種群數(shù)量年際變動(dòng)趨勢(shì)分析，包括春季的25種和秋季的14種 (表1)。春季數(shù)量趨勢(shì)呈顯著變化的物種僅鴛鴦1種，其春季種群數(shù)量呈顯著上升趨勢(shì)。其余物種在2004—2017年春季的數(shù)量均無顯著變化趨勢(shì)。鴛鴦屬于國家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物，記錄廣泛但數(shù)量普遍稀少。鴛鴦曾被認(rèn)為是在北京地區(qū)的旅鳥，但近年來在紫竹院、圓明園、懷沙河、懷九河、白河等地都發(fā)現(xiàn)了其繁殖群體，部分個(gè)體成為北京地區(qū)的留鳥 (張正旺, 2007)。充足的食物和適宜的巢洞是保證鴛鴦生存的重要因素。鴛鴦數(shù)量的上升說明了其在北京地區(qū)的適應(yīng)性及其生存環(huán)境的條件尚可。秋季數(shù)量呈顯著變化的物種有5種，其余鳥種2003—2017年秋季的數(shù)量均無顯著變化。其中數(shù)量顯著上升的物種有鳳頭??(Podiceps cristatus)、白骨頂、紅嘴鷗 (Chroicocephalus ridibundus)；種群數(shù)量顯著下降的物種有斑頭秋沙鴨、綠翅鴨。

表1 調(diào)查涉及的北京濕地常見水鳥春秋兩季遇見率Table 1 Encounter rates of common waterbirds at the study wetlands in Beijing during spring and autumn

除以上6種水鳥的種群數(shù)量變化顯著外，超過一半的物種都沒有顯示出顯著的數(shù)量變化趨勢(shì)。一方面，每個(gè)季度的調(diào)查時(shí)間集中在兩天內(nèi)完成，可能個(gè)別年份錯(cuò)過某些物種的遷徙過境，另一方面，也可能部分水鳥物種的數(shù)量變化不規(guī)律或數(shù)量太少，因而沒有呈現(xiàn)出顯著的增減趨勢(shì)。例如春季的常見鳥種白腰草鷸 (Tringa ochropus)和黑鸛，最多的單次數(shù)量記錄不超過20只次，難以反映出真實(shí)的年際變化趨勢(shì)。

2.4 不同類型濕地的水鳥多樣性

通過統(tǒng)計(jì)2003—2017年野鴨湖、沙河水庫、圓明園春秋兩季濕地水鳥群落的豐富度、均勻度和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，比較不同類型濕地的水鳥群落特點(diǎn)。從表2可以看出，3個(gè)濕地中水鳥豐富度指數(shù)最高的是野鴨湖，春季為1.91±0.29，秋季為1.45±0.52；沙河水庫次之，春季為1.27±0.56，秋季為1.05±0.43 ；圓明園最小，春季為1.17±0.26，秋季為0.90±0.29。并且春季的Shannon-Wiener豐富度指數(shù)(H)均高于秋季。結(jié)合Pielou均勻度指數(shù)(E)和Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)來看，野鴨湖的水鳥群落均勻度指數(shù)高而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)小，沙河水庫與之相反，均勻度指數(shù)低而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)高，圓明園則介于兩者之間。

表2 3個(gè)代表性濕地鳥類多樣性指數(shù)的年際平均值與標(biāo)準(zhǔn)差Table 2 Mean and standard deviation of biodiversity index of the waterbird community for three example wetland areas in spring and autumn between 2003—2017

3 討論

北京作為東亞-澳大利西亞鳥類遷徙路線 (East Asian-Australasian flyway, EAAF)的中轉(zhuǎn)驛站，為多種遷徙水鳥提供了中途停歇地和食物補(bǔ)給站。本研究首次對(duì)北京地區(qū)重要濕地鳥類遷徙季節(jié)的長期 (2003年秋季至2017年秋季)水鳥監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果顯示：春季水鳥的種類和數(shù)量均高于秋季，表明北京地區(qū)濕地水鳥生物多樣性春季高于秋季，且年際之間無明顯變化趨勢(shì)。多種水鳥的春季種群數(shù)量多于秋季，如斑頭秋沙鴨、蒼鷺 (Ardea cinerea)、大天鵝、鳳頭麥雞、灰鶴、普通秋沙鴨 (Mergus merganser)、鵲鴨 (Bucephala clangula)等，原因可能是部分水鳥的春季和秋季遷徙路線不完全一致，并且春季是鳥類繁殖期，在此期間水鳥數(shù)量明顯增加，并且相較于秋季，北京春季的生態(tài)環(huán)境可能更適于水鳥的棲息。

從生物多樣性指數(shù)和生境調(diào)查結(jié)果可以看出，在水域開闊、挺水植物豐富、人工干預(yù)較少的區(qū)域觀測(cè)到水鳥的豐富度和均勻度指數(shù)較大，生物多樣性較高，如延慶野鴨湖國家濕地公園。而在水域開闊但挺水植物缺乏或人工開發(fā)程度較高的區(qū)域，如圓明園遺址公園和沙河水庫，觀測(cè)到水鳥的優(yōu)勢(shì)度較大，水鳥群落成分單一，生物多樣性較低。已有研究結(jié)果顯示，北京西北部的延慶縣是春季水鳥遷徙在北京的主要停歇地和繁殖地，原因在于其生態(tài)環(huán)境好，水源充足，地形、地貌及植被分布狀況適合野生水鳥的棲息與繁殖，且人為干擾較少 (張鐵樓等, 2009)。

本研究由中國觀鳥會(huì)部分專業(yè)工作人員和經(jīng)培訓(xùn)的志愿者調(diào)查完成。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2018年秋季，共有300余名志愿者參加了本項(xiàng)目的部分?jǐn)?shù)據(jù)采集工作，共計(jì)1 000多人次，能積累如此長期且連續(xù)的數(shù)據(jù)十分不易，對(duì)于所得數(shù)據(jù)生物學(xué)意義的研究也十分必要。此項(xiàng)基礎(chǔ)調(diào)查工作不僅有利于對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境與生物多樣性的監(jiān)測(cè)，也能作為一個(gè)可供參考的范本，推動(dòng)我國公眾科學(xué)的發(fā)展，吸引與激發(fā)更多志愿者參與到生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與建設(shè)之中。