鄱阳湖越冬水鸟物种多样性格局及生境适宜性评价

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sun200208
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鄱阳湖是中国最大的淡水湖,是东亚-澳大利西亚鸟类迁徙路线上最为重要的越冬地,更是生物多样性热点地区,分布有各种濒危水鸟,主要为鹤类、鹳类、雁鸭类、鸻鹬类为主的各类水鸟。因此,精准掌握越冬水鸟群落结构、时空格局及其景观影响、生境适宜性等信息将有助于鄱阳湖流域越冬水鸟及其栖息地的科学管理乃至世界水鸟的保护。鄱阳湖流域位于长江中下游,是该区域重要的经济带,成为江西省建设生态强省的重要生态支柱。因此,江西省针对水鸟开展了一系列的保护与管理工作,比如点鸟奖湖、国际观鸟节、社区共管等,但鸟类的种群数量和时空波动仍然很大,这与水鸟的国际动态一致。在这种情况下,关于鸟类群落多样性、时空格局、景观影响、生境适宜性、湖岛效应等方面的研究成果,能为江西省在鸟类资源及其栖息地方面的科学监测、生态保护、经济发展等方面提供具有针对性的科学借鉴,将能为人与自然和谐提供最大力度的生态建议。2016-2020年的水鸟越冬稳定期,以鄱阳湖流域内的两个国家级自然保护区(鄱阳湖保护区、南矶保护区)和一个省级自然保护区(都昌保护区)作为研究地,以三个保护区中的42个子湖作为具体的观测区,以鸟类野外观测中经典的定点观察法、样点法、样线法等作为外业数据收集方法,以物种丰富度指数、香农维纳多样性指数、辛普森多样性指数、希尔系数、生境适宜性指数、最大似然估计、归一化水分差指数、归一化植被指数、数字高程模型、层次分析法、随机指数、一致性指数、土地利用变化评价法等作为数据处理方法,谷歌地球引擎云平台、遥感影像数据等软件作为数据分析处理的平台,对该区域越冬水鸟的群落结构(包括群落基本组成、群落相似度、时间差异、空间差异)、时空格局及景观影响(以大型越冬水鸟为研究对象)、生境适宜性(以大型雁形目鸟类为研究对象)、湖岛效应进行了研究。研究旨在提供鄱阳湖三个代表性区域越冬水鸟的群落结构现状,评估大型越冬水鸟时空格局和鄱阳湖景观尺度的影响,进而评价鄱阳湖流域最优势的越冬水鸟雁形目的栖息地适宜性,并评价越冬水鸟针对子湖的岛屿效应。研究结果表明:(1)越冬水鸟群落结构研究期间,共观察到越冬水鸟9目13科58种,雁形目、鸻形目鸟种居多(48.28%);区系组成以古北种为主(72.41%),其次是东洋种(17.24%);居留型以冬候鸟占绝对优势(81.03%),其次是留鸟(18.97%);极危、易危鸟种约占10.34%。南矶保护区和鄱阳湖保护区鸟类群落相似度较高(88%),表现在雁形目(86%)、鸻形目(86%)、??目(85%)、佛法僧目(85%)方面。整个研究区域尺度,越冬水鸟物种多样性存在年度尺度上的时间差异,2019年的物种多样性最高,2018年最低;保护区尺度,物种多样性也存在不同年度间的差异。越冬水鸟物种丰富度、物种多样性存在保护区尺度上的空间差异,均为南矶保护区最高、都昌保护区最低;不同年度内,三个保护区的物种多样性也存在空间差异;物种多样性还存在子湖差异,鄱阳湖保护区的大湖池最高,其次是南矶保护区的白沙湖。(2)大型越冬水鸟的时空格局及景观影响大型鸟类是鸟类群落及其栖息环境的旗舰种。本研究中的大型水鸟有雁类(小天鹅、鸿雁、白额雁、豆雁、灰雁、小白额雁)、鹤类(白鹤、白枕鹤、灰鹤、白头鹤)、鹳类(东方白鹳、黑鹳)、白琵鹭。本章选取研究区域内占优势的大型水鸟研究时空格局及其景观影响。研究表明:这些大型越冬水鸟的时空格局存在差异。时间格局方面,大型越冬水鸟在整个研究区域尺度、不同保护区尺度、不同子湖尺度多个层次均存在年度差异。空间格局方面,大型越冬水鸟存在保护区尺度、子湖尺度的差异。针对这些时空差异,本研究通过景观生境连接度指数(分离度指数、聚集度指数)、蔓延度指数、香农威纳指数、辛普森指数等指标进行了景观对大型越冬水鸟时空格局的影响分析,聚集度指数、蔓延度指数、香农威纳指数、辛普森指数对大型越冬水鸟的时空分布表现出正相关,这些景观特征能促动大型越冬水鸟的时空分布;而分离度指数对大型越冬水鸟的时空分布表现为负相关,景观分离度能抑制大型越冬水鸟的时空分布。(3)越冬水鸟的生境适宜性分析-以常见雁类鸟类为例同域分布的物种有着相似的生态位选择。为了对鄱阳湖越冬水鸟开展科学的保护,越冬水鸟生境适宜性方面的知识非常必要。在本研究中,选择了常见雁类这一大型越冬旗舰水鸟作为代表,对研究区域的栖息地适宜性进行了分析。研究使用了分辨率为30米的陆地卫星图像和其他辅助数据,并使用不同的软件对卫星图像进行预处理、分类,以及绘制栖息地适宜性图。为了验证越冬水鸟在整个鄱阳湖流域的栖息地适宜性研究结果,选择了三个自然保护区的42个子湖作为雁类越冬栖息地的训练(验证)区。土地覆盖类型分为植被、泥滩、水和沙。生境适宜度被分为四类:最适宜生境、适宜生境、一般生境和不适宜生境。在四个生境适宜度等级中,最适宜生境在不同研究年份间呈逐年微递增趋势,范围为1589-1607 km2,约占整个鄱阳湖流域的42%左右,主要分布在鄱阳湖流域的中部和南部。适宜生境呈逐年下降趋势,面积在580-600 km2之间,约占整个鄱阳湖流域的15.00%左右,主要镶嵌分布在最适宜生境中。一般生境面积相对稳定,在1110-1120 km2之间,约占整个鄱阳湖流域的30.00%左右,主要分布在鄱阳湖流域北部边缘地区和东部地区。不适宜生境的面积较少约490 km2,不到整个鄱阳湖流域的13.00%左右。(4)鄱阳湖越冬水鸟的湖岛效应鄱阳湖越冬水鸟的湖岛效应明显。越冬水鸟的物种丰富度与子湖面积呈显著正相关(r=67.55,P<0.01),子湖面积与栖息地类型丰富度呈显著正相关(r=64.25,P<0.01)。鄱阳湖子湖越冬水鸟的物种多样性周转成分(βsim=0.464)大于嵌套成分(βnes=0.364),且各子湖鸟类物种组成不同。子湖面积、生境类型丰富度与镶嵌等级呈显著正相关(r=-0.644,P<0.01 and r=-0.646,P<0.01),验证了选择灭绝假说和生境镶嵌假说。马影湖的β多样性贡献最高(0.062),大汊湖的β多样性贡献最低(0.007)。基于研究结果,针对鄱阳湖流域越冬水鸟及其栖息环境,提出了管护建议,如下:(1)雁类(小天鹅、鸿雁、白额雁、豆雁、灰雁、小白额雁)、鹤类(白鹤、白枕鹤、灰鹤、白头鹤)、鹳类(东方白鹳、黑鹳)和白琵鹭应给与更多的监测;(2)都昌保护区需要更多的关注,应该给与更多的财力支持和政策支撑;(3)一些子湖应该给与更多的关注,比如鄱阳湖保护区的大湖池;(4)鄱阳湖流域的中部和南部是越冬水鸟资源分布的主要区域,应该加强资源管理、公共教育;(5)鄱阳湖流域的北部边缘和东部开展一些湿地恢复项目,为越冬水鸟提供更大面积的栖息地。上述研究结果给出了鄱阳湖越冬期鸟类群落结构特征、大型越冬水鸟的时空格局及景观效应、常见雁类的生境适宜性及空间分布、湖岛效应等信息,这对于鄱阳湖越冬水鸟物种的管理、大型越冬水鸟的保护提供了最新的科学借鉴,有助于在鄱阳湖流域及各个保护区内未来的管护工作中制定更为具体的管护行动和长远方案,为世界鸟类尤其是大型濒危鸟类的保护提供理论支撑。同样,根据研究结果,建议今后从以下几个方面进行更多的研究:(1)研究鄱阳湖各子湖泊水位与越冬水鸟的关系;(2)长期监测各种越冬水鸟的时空分布;(3)建立越冬水鸟的分布和种群变化模型,以预测越冬水鸟的情况。
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