鄱阳湖枯水期延长背景下越冬水鸟群落结构、丰富度及其空间分布格局

鄱阳湖是我国最大的淡水湖,也是具有国际意义的候鸟越冬地.本研究于2015和2016年越冬期对鄱阳湖越冬水鸟的群落结构、丰富度和空间分布进行了系统的调查,分别记录到水鸟494033和388017只,隶属于6目13科68种.雁形目和鸻形目鸟类种类最多,其次是鹳形目和鹤形目;从生态型来看,游禽32种,涉禽36种.雁鸭类相对丰富度最高,是鄱阳湖越冬水鸟的优势类群,其次是鸻形目鸟类,而2015和2016年鹤形目鸟类数量仅占当年总数量的2.6%和1.4%.在鄱阳湖湿地的不同区域,越冬水鸟种类组成差异较大.从空间分布来看,越冬水鸟主要集中在鄱阳湖自然保护区、九江湿地和南昌湿地.开展鄱阳湖越冬水鸟的种群数量调查,摸清越冬水鸟群落结构和种群丰富度现状,对于有针对性地开展越冬水鸟保护具有重要意义.     

基于越冬水鸟生境模拟的拟建鄱阳湖水利枢纽生态控制水位探讨

长江及鄱阳湖水系上游水库群运用后鄱阳湖枯季水文节律出现新的变化,为应对新的枯水情势,鄱阳湖水利枢纽作为一个选项被提出,如何确定其适宜的调控水位才能维持鄱阳湖湿地生态系统健康是其中的重点与难点.本文选择鹤类、小天鹅、鸿雁等食植物块茎水鸟作为鄱阳湖湿地生态系统的指示物种,基于EFDC水动力学模型和生境适宜度曲线构建了鄱阳湖越冬水鸟生境数值模拟模型;从食物资源与取食可及性两个方面,分苦草(Vallisneria natans)生长期和水鸟越冬期两个时段,以水深作为关键生境因子,对近10年鄱阳湖苦草及水鸟取食潜在生境面积变化进行了连续模拟;揭示了鄱阳湖苦草及水鸟取食潜在生境面积随水位的变化规律并构建了定量响应函数:苦草潜在生境面积随水位呈单峰型变化,在星子站水位为14.8 m时达到最大,约为1703 km2;越冬水鸟取食潜在生境面积随水位呈三段式变化,最大和最小面积分别约为564和476 km2,相应星子站水位分别为11.73和9.56 m.在此基础上,针对拟建的鄱阳湖水利枢纽工程,基于不同调度分期内生境保护目标的差异确定了符合天然水位波动特征的生态水位动态调控方案:下闸蓄水期内水位宜控制在16 m以下,后续根据越冬水鸟迁入情况逐步下降以增加取食生境面积,在12月次年1月的越冬水鸟数量峰值期水位宜控制在12.5 m以下,后续根据来水情况逐步过渡至江湖连通期的自然状态.成果从保护越冬水鸟食物资源与取食可及性两个方面提出了鄱阳湖水利枢纽生态水位的动态调控阈值,为江湖新水沙条件下鄱阳湖湿地生态系统保育提供了量化依据.     

江苏沿江湖泊湿地越冬水鸟多样性及其影响因素

长江及其中下游湖泊湿地组成了独特的江-河复合型生态系统,孕育了极高的生物多样性,是全球生物多样性研究的热点区域之一.该区域是东亚-澳大利西亚迁徙通道上最重要的水鸟越冬地之一,每年冬季有超过百万只水鸟在此越冬,因此,分析相关因素对越冬水鸟多样性的影响对维持其越冬安全具有重要意义.然而,目前相关研究多集中在如鄱阳湖、洞庭湖、升金湖等部分国家级保护区内,对经济较发达的江苏省沿江区域湖泊湿地水鸟多样性的研究仍不多见.本研究选择江苏长江沿江10处代表性湖泊湿地,于2018—2020年冬开展越冬水鸟调查,同时结合环境和人为因素,分析其对区域越冬水鸟多样性的影响.3次调查共记录到越冬水鸟42种109998只,隶属于6目9科.按地理区系划分,古北界16种,广布种15种,古北界-东洋界9种,东洋界2种;按生态类群划分,有游禽22种,涉禽20种.在10处湖泊湿地中,石臼湖水鸟物种数和数量均最多,金牛湖水鸟物种数和数量均为最低;Shannon-Wiener和Inverse-Simpson多样性指数最高的为石臼湖,最低分别为长荡湖和昆承湖.β多样性结果表明石臼湖水鸟群落与其它湿地相似性最低,长荡湖次之.β多样性分解分析结果显示,区域β多样性主要形成机制为物种替换.石臼湖对区域β多样性的相对贡献显著高于其它湖泊湿地,其次是长荡湖,相对贡献最低的是尚湖.线性模型结果表明：越冬水鸟丰富度与湿地总面积呈正相关,与缓冲区植被和水体面积呈负相关.人均GDP与越冬水鸟丰富度呈显著负相关.越冬水鸟物种数与湖泊湿地面积呈正相关,与人均GDP呈负相关.水鸟多样性指数受面积和人均GDP影响均不显著.江苏沿江地区是我国经济最发达的区域之一,对其越冬水鸟多样性及其影响因素开展研究进而提出相关保护建议,如持续开展越冬水鸟监测,及时发现保护空缺,提高对湿地周边区域土地利用状况的关注度等.本研究结果不仅为本地区越冬水鸟保护工作提供依据,同时也为上游经济相对薄弱但发展较快的地区开展相关保护工作提供参照.     

冬季安徽菜子湖水位变化对主要湿地类型及冬候鸟生境的影响

“引江济淮”工程调度运行后,水位抬升将影响越冬候鸟适宜生境（泥滩地和草本沼泽）的出露,并进而影响湿地植物和底栖生物出露程度,对越冬候鸟的栖息环境和食物可及性产生不利影响,尤其是影响到挖掘啄取集团和浅水取食集团的越冬水鸟.基于安徽菜子湖不同水位对应的遥感影像解译结果,分析了水位变化对菜子湖泥滩地和草本沼泽出露的影响,并构建了菜子湖主要湿地类型的面积对水位响应的函数关系.结果表明：候鸟越冬期菜子湖泥滩地和草本沼泽面积与水位均呈极显著负相关.当水位到达8.1和8.6 m时,菜子湖将分别减少约16.8%和10.0%以及30.4%和22.2%的泥滩地和草本沼泽.1956-2015年候鸟越冬期各月水位的变化趋势及水位大于8.1 m的机率分析表明,工程调度运行会对菜子湖生态水文过程产生一定影响.结果可为模拟不同水位对菜子湖主要湿地类型及面积的影响提供依据,并从工程的角度为菜子湖水位优化调度提供科学依据.但由于数据缺乏,未全面阐述湿地类型面积和生境的关系,研究存在一定的局限性.建议加强菜子湖候鸟越冬期生境适应性调度研究及生态环境监测,进一步掌握菜子湖越冬候鸟适宜生境及重要越冬水鸟种群数量和分布格局对水位变化的响应,用科学实验和生态环境监测数据来加强菜子湖水位优化调度.     

东洞庭湖4种濒危鹤类近30年种群动态及栖息地景观格局变化

东洞庭湖是4种濒危鹤类：白头鹤（Grus monacha）、白枕鹤（G.vipio）、白鹤（G.leucogeranus）和灰鹤（G.grus）的越冬地,但尚无东洞庭湖越冬鹤类种群动态及栖息地变化的系统研究.本研究调查收集了近30年来东洞庭湖4种鹤类的种群状况,并选取相应越冬季的东洞庭湖卫星图片,提取不同时期东洞庭湖湿地景观格局数据,分析鹤类种群动态与湿地景观格局之间的关联.结果表明：近30年来,东洞庭湖4种濒危鹤类种群数量均呈不同程度的下降.目前4种鹤类集中分布于采桑湖、丁字堤一带,灰鹤种群数量尚维持有二百余只,而白头鹤、白枕鹤和白鹤仅有不足10只的零星分布.1999-2000年后东洞庭湖水域及泥滩面积迅速下降并快速破碎化是导致鹤类种群下降的重要原因.未来应从保护及恢复东洞庭湖鹤类栖息地入手,加大鹤类保护,逐渐恢复东洞庭湖鹤类种群.     

鄱阳湖小天鹅越冬种群数量动态与空间分布格局

2003-2015年,本研究采用地面同步调查法开展了鄱阳湖越冬小天鹅种群监测,分析了鄱阳湖小天鹅越冬种群数量动态和空间分布格局.结果表明13年来鄱阳湖越冬小天鹅平均数量为69417±31309只,虽然种群数量的年际波动较大,但是并无明显的变化趋势.2004年冬季记录到最小种群数量27016只,2013年冬季记录到最大种群数量115710只.每年冬季小天鹅在鄱阳湖呈聚集型空间分布格局,大湖池、珠湖和大汊湖是越冬小天鹅主要活动区.自然保护区系统涵盖了小天鹅重要的越冬湖泊,50.1%±38.2%的越冬小天鹅分布在保护区内.小天鹅在保护区内和保护区外湖泊中的数量并无显著差异,但是小天鹅对保护区外湖泊的利用频次显著高于对保护区内湖泊的利用频次.     

长江中下游升金湖湿地越冬鸭属(Anas)鸟类群落结构和行为特征

升金湖是长江中下游地区典型的浅水通江湖泊,是东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线上水鸟重要的越冬地. 2017年11月-2018年3月,以该湖泊越冬鸭属(Anas)鸟类为研究对象,对其在芦苇湿地、芡实塘、退耕还湿和水生植被恢复湿地4种湿地生境中的群落结构、行为特征及其环境影响因素进行了研究. 结果表明,升金湖分布有10种越冬鸭属鸟类,斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)、绿翅鸭(A. crecca)和绿头鸭(A. platyrhynchos)为该属鸟类群落的优势种. 鸭属鸟类群落在越冬前期种类和数量最多,在整个越冬期,鸭属鸟类在芦苇湿地中种数、数量、密度和多样性指数最高. 在水生植物盖度高、人为活动弱的芦苇湿地,鸭类的主要行为是休息;在食物资源丰富、人为活动强的芡实塘和退耕还湿湿地,其主要行为是觅食和警戒. 鸭属鸟类群落种数、数量、密度和多样性指数与湿地的面积、水域面积、水生植物盖度呈正相关,与干扰度和水深呈负相关. 觅食时间与气温和沉水植物的盖度呈正相关,与水深和干扰度呈负相关,警戒时间与干扰度呈正相关,与挺水植物的盖度呈负相关. 各种恢复类型的湿地生境成为越冬鸭属鸟类的重要栖息地,因此恢复多种湿地栖息地对于越冬水鸟的保护具有重要意义.     

三峡水库枯水期补水调度对洞庭湖越冬白鹤(Grus leucogeranus)摄食栖息地的影响

摄食栖息地面积是反映越冬水鸟生存空间的直接指标,三峡水库运行后洞庭湖枯水期水文节律出现新的变化,给越冬水鸟摄食栖息地造成的影响尚不明确.为定量描述三峡水库枯水期不同出库流量对洞庭湖越冬水鸟摄食栖息地的影响,以洞庭湖典型的珍稀越冬水鸟——白鹤(Grus leucogeranus)为指示性候鸟,以白鹤摄食对栖息地水深需求作为关键生态因子,建立白鹤摄食对水深需求的栖息地适宜度模型.构建涵盖长江干流、三口河系、洞庭湖及其四水尾闾河段的江湖一体化耦合水动力模型,实现栖息地水动力分布特征的精确模拟.在此基础上耦合栖息地适宜度模型和水动力模型,建立了面向白鹤摄食对三峡水库出库流量需求的物理栖息地模型,量化不同出库流量对应的白鹤摄食栖息地加权可利用面积,定量分析水库运行对白鹤摄食栖息地面积的影响.结果表明:1月中旬三峡水库不同出库流量下洞庭湖白鹤潜在摄食栖息地面积保持稳定并随出库流量的增加呈增大趋势,维持在101.40~121.84 km²之间,其中东洞庭湖摄食栖息地面积在7.49~9.86 km²之间,南洞庭湖(含横岭湖)摄食栖息地面积在47.37~60.34 km²之间,西洞庭湖摄食栖息地面积在46.54~51.64 km²之间.不同湖区摄食栖息地面积随着三峡水库出库流量的增加均呈增大的趋势,说明三峡水库枯水期补水调度对于维持栖息地面积具有重要作用.较三峡水库运行前相比,白鹤摄食栖息地面积最大增加20.44 km²,对应的增幅为20.16%.成果明晰了三峡水库运行对洞庭湖白鹤摄食栖息地面积的影响规律,可为通过三峡水库补水调度改善洞庭湖越冬水鸟摄食栖息地生境提供理论基础.     

基于长时间序列水位数据的长江下游菜子湖候鸟越冬期水位特征

湖泊生态水位过程对维持湖泊生态系统结构、过程和功能的完整性具有重要意义,也是当今湖泊科学领域面临的重要科学问题.基于菜子湖湖区水位站(车富岭水位站) 1956-2018年日水位资料,采用pettitt突变检验法分析水位的突变性特征.结合年保证率法得到菜子湖车富岭水位站低水位值,并在此基础上分析了低水位发生时间及历时、候鸟越冬期水位变化速率及其生态水位的区间阈值.主要结论有:菜子湖车富岭水位站1956-2018年年均水位无显著突变.菜子湖车富岭水位站低水位发生时间均值为年内的344 d,年际标准差为27 d,低水位的年均历时为69 d,标准差为49 d,有6年(1978、1997、2015-2018年)未发生低水位事件.菜子湖候鸟越冬期水位变化速率的均值为-0.009 m/d,年均值为-0.034～0.009 m/d,日均值为-0.051～0.016 m/d.菜子湖低水位发生时间的区间阈值为332～351 d,历时的区间阈值为33～98 d,变化速率的区间阈值为-0.070～0.020 m/d.加强菜子湖候鸟越冬期湿地生境保护适应性调度试验研究及生态环境监测,为菜子湖输水水位优化控制和菜子湖湿地生态保护提供科学依据.     

鄱阳湖国家级自然保护区食块茎鸟类种群数量与水位的关系

以4种食块茎鸟类———白鹤(Grus leucogeranus)、白枕鹤(Grus vipio)、鸿雁(Anser cygnoides)、小天鹅(Cygnus columbianus)为研究对象,分析越冬候鸟种群数量与鄱阳湖保护区内湖泊水位变化的关系.2003 2007年越冬季节,采用直接计数法调查鸟类的种群数量,通过非参数回归分析鸟类种群数量与水位之间的关系.结果表明,虽然4种食块茎鸟类的种群数量最高值分布在不同水位,但峰值水位差异较小,且种群数量与水位关系的总体趋势呈现一致性.随着保护区内湖泊水位的下降,鸟类种群数量呈现先增长后减少的倒V字形趋势.在水位由16.0 m降至14.8 m(吴淞高程)的过程中,鸟类种群数量随着湖泊水位下降逐步增加达到最高峰;在水位由14.8 m降至13.5 m的过程中,鸟类种群数量随着水位下降而减少.当鄱阳湖水位处于14.5~15.5 m之间时,食块茎鸟类的种群数量较高,其种群数量最高点出现在水位14.8 m左右.2003 2005年3个年度鸟类种群数量与水位的关系相似,呈现出先增多后减少的单峰趋势,峰值水位均位于14.75~14.90 m之间,2006和2007年平均水位升高,鸟类种群数量分布的峰值水位也高于前3年,峰值水位出现在15.25 m附近.由于受到良好保护,大湖池和沙湖鸟类种群数量与水位的关系稳定,而梅西湖未呈现出有规律的变化趋势.研究表明在本研究区域中,水位在14.5~15.5 m之间4种食块茎鸟类的种群数量较高,该研究结果对鄱阳湖国家级自然保护区水位管控具有指导意义.     

Combining the management of water level regimes and plant structures for waterbird habitat provision in wetlands

The survival of waterbirds depends heavily on habitat, particularly aquatic plants. For each kind of aquatic plant, there are specific water level regime requirements to meet its germination and growth. Previous studies usually focused on the use of water level management to achieve protection and restoration of aquatic plants. However, the water level regimes in many wetlands have been greatly changed and their ecological objectives usually cannot be achieved by water level management alone. Accordingly, this study combined water level management and artificial planting for waterbird habitat provision in wetlands. The Hongze Lake National Wetland Nature Reserve was taken as the research area. In this study, we considered the needs of waterbirds for nesting and foraging, and determined the aquatic plant species to be planted. According to the seasonal water level requirements of these plants, we simulated the plantable areas of different aquatic plants under different water level regimes. We then further optimized the water level regimes according to the needs of waterbirds, and determined the optimal water level management scheme. In addition, we formulated planting principles, explored the planting structure under each water level regime, so that the plant structure can better serve the waterbirds. The results showed that the current water level regime of Hongze Lake is not consistent with the growth rhythm of aquatic plants. Because of the human regulation, the water level of the wetland is high in winter and low in summer, which is contrary to the requirements of aquatic plant growth. A combination of water level regimes and plant structure management, however, could effectively expand the area for waterbird habitat. The results of this study will help wetland managers to make informed decisions about how to restore the waterbird habitat in other similar regulated wetlands.     

长江下游沿江湿地升金湖越冬水鸟觅食集团结构及生态位特征

集团结构和生态位特征是量化动物群落组织过程的重要指标,鸟类集团结构及其食物资源分割的分析对于理解群落中不同鸟种生态适应性具有重要意义.越冬水鸟集团结构和生态位特征取决于食物资源的丰富度和可获得性.本文通过对升金湖越冬水鸟的觅食生境和觅食行为的观察,对水鸟群落的集团结构进行划分,采用Levins指数和Pianka指数计算生态位宽度和生态位重叠度.结果表明,升金湖越冬水鸟可被划分为4个觅食集团,即G1浅水啄食集团、G2草滩啄食集团、G3广食性集团和G4深水潜水觅食集团.在浅水和中水区的觅食集团物种组成比深水区的水鸟集团丰富.G3广食性集团的生态位宽度远高于其余3个特化集团.比较而言,所有水鸟物种的觅食行为均较特化,但在觅食生境方面却较宽化.同一集团内物种间的生态位重叠远高于集团间的生态位重叠.G3广食性集团内物种的生态位重叠度低于其它特化集团内物种的生态位重叠度.研究结果表明,升金湖越冬水鸟群落集团结构主要受食物资源空间配置及其可利用性的影响.水鸟群落结构和生态位特征的信息对监测升金湖湿地的质量和制定有效的湿地保护策略都具有重要意义.     

Environmental flow assessment in a lake-marsh system with reverse seasonal hydrological patterns

Environmental flow (e-flow) assessment is essential for the ecological protection and restoration of lake-marsh systems. Previous studies on e-flow assessment for lake-marsh systems focused on lake-marsh systems with natural seasonal hydrological patterns (i.e., low water level in winter and high water level in summer). However, they have not considered lake-marsh systems with reverse seasonal hydrological patterns (i.e., high water level in winter and low water level in summer). The reverse seasonal hydrological patterns impose seriously negative impacts on waterbirds, because the hydrological patterns could lead to limited plant germination in spring and massive plant death in summer, leaving few plants available as food for waterbirds in winter, and could consequently reduce the sheltering and forageable areas for waterbirds. This study took Hongze Lake Wetland National Nature Reserve in China as the study area. Based on the habitat requirements of waterbirds, the sheltering and forageable areas for waterbirds under different water-depth and aquatic plant distribution scenarios were calculated. By exploring the impacts of reverse seasonal hydrological processes on waterbird habitats, we determined the necessary e-flows for lake-marsh systems with reverse seasonal hydrological patterns to meet the needs of waterbird habitat. The results showed that the water level of Hongze Lake should be controlled to 13.0–13.1 m in March, 12.5–12.6 m in July, and 12.9–13.0 m in October, which can meet the needs of waterbirds for both shelter and foraging.     

鄱阳湖越冬雁类时空分布特征及热点区域识别

鄱阳湖是东亚-澳大利西亚迁徙路线上重要的水鸟越冬栖息地,雁类是迁徙路线上的优势种群。然而,近年来迁徙路线上的雁类种群数量有所下降,识别越冬地雁类时空分布特征,确定分布热点区域是科学、精准保护的前提。本研究利用2018—2021年越冬期在鄱阳湖区域开展的共58次水鸟调查数据,提取了基于时间序列的白额雁(Anser albifrons)、豆雁(Anser fabalis)、鸿雁(Anser cygnoid)的分布数据,分析了3种雁类在越冬地的种群动态、时间和空间分布动态,评估了鄱阳湖各子湖的重要性,确定了雁类分布热点区域。研究结果表明,3种雁类在越冬地的种群数量表现出一定的年际波动,雁类种群总数量维持在27.9万~44.8万只;不同雁类迁徙的时间节律存在差异,本次地面调查数据显示白额雁、豆雁、鸿雁分别是在10月初至11月初、11月中旬、12月中旬到达鄱阳湖,其中鸿雁到达最晚;高峰期集中在11月底至次年2月初,持续时间约为100天;3种雁类分别在2月中旬、2月底和3月中旬开始迁离鄱阳湖。3种雁类空间分布范围有所差异,豆雁分布范围最广,白额雁分布相对集中,高峰期雁类的分布范围最大,对子湖的利用强度也最大。从空间分布特征来看,大湖池和大汊湖重要性最高,鄱阳湖保护区是雁类利用强度最高的区域,其次是都昌保护区。此外,雁类,特别是鸿雁,对保护区以外的子湖利用强度也较高。本研究对精准刻画鄱阳湖越冬雁类时空分布范围、针对性地开展栖息地保护和修复、加强子湖保护和管理具有重要意义。     

Precipitation and hydrological variations and related associations with large‐scale circulation in the Poyang Lake basin,China

Long streamflow series and precipitation data are analysed in this study with aim to investigate changing properties of precipitation and associated impacts on hydrological processes of the Poyang Lake basin. Underlying causes behind the precipitation variations are also explored based on the analysis of the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) and the National Center for Atmospheric Research (NCAR) reanalysis data. Besides, water intrusion from the Yangtze River to the Poyang Lake basin is studied. The results indicate that (1) seasonal transitions of precipitation are observed, showing increasing precipitation in winter, slight increase and even decrease of precipitation in summer; (2) analysis of water vapour circulation indicates decreasing/increasing water vapour flux in summer/winter; in winter, water vapour flux tends to be from the Pacific. Altered water vapour flux is the major cause behind the altered precipitation changes across the Poyang Lake basin and (3) occurrence of water intrusion from the Yangtze River to the Poyang Lake basin is heavily influenced by hydrological processes of the Poyang Lake basin. Effects of the hydrological processes from the middle Yangtze River on the occurrence of water intrusion events are not significant. The results of this study indicate that floods and droughts should share the same concerns from the scholars and policy makers. Besides, the altered hydrological circulation and associated seasonal transition of precipitation drive us to face new challenges in terms of conservations of wetlands and ecological environment under the changing climate. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

2022年第3期封面

鄱阳湖南矶湿地. 丰富的沉水植被、洲滩植物使鄱阳湖湿地成为白鹤、小天鹅等濒危鸟类重要的越冬地,众多鸟类来此觅食也加速了湿地植物参与到生态系统的物质和能量循环（摄影：林剑声）.     

鄱阳湖水位变化对候鸟栖息地的影响

鄱阳湖越冬候鸟保护最重要的环节是保护栖息地,候鸟栖息地的面积和空间分布随水位过程而变化.在分析认定鄱阳湖湿地景观分类中水陆过渡带及其上下摆动区(稀疏草滩区和浅水区)为越冬候鸟主要栖息地的基础上,选择不同水位的遥感影像资料,经解译定量分析不同水位水陆过渡带面积及其空间分布,从而分析不同水位条件对候鸟柄息地的影响.进而分析...