鄱阳湖越冬白鹤空间分布格局

廖宝雄，刘观华

江西鄱阳湖国家级自然保护区管理局，南昌 330038

引言

鄱阳湖作为中国最大的淡水湖，面积广阔，夏冬水位变化大，是亚洲最大的水鸟越冬地之一，不仅水鸟数量大，而且种类多样，是白鹤、东方白鹳(Ciconia boyciana)、小天鹅 (Cygnus columbianus) 等珍稀濒危种重要的越冬栖息地。鄱阳湖越冬水鸟种群分布状况在世界生物多样性保护上有着极为重要的意义，一直倍受国内外环保组织及科研机构的关注。为了解和掌握珍稀水鸟 (如白鹤、东方白鹳、小天鹅等)在鄱阳湖的数量、分布、栖息生境的最新情况，为相关职能部门制定保护管理对策提供参考依据，江西鄱阳湖国家级自然保护区 (下称鄱阳湖保护区) 在越冬期联合江西鄱阳湖南矶湿地国家级保护区 (以下简称南矶湿地保护区)、都昌省级候鸟自然保护区 (以下简称都昌保护区) 共同开展了鄱阳湖越冬水鸟同步监测，对整个鄱阳湖区及鄱阳湖北部的赤湖和赛城湖内的水鸟进行了监测。[1]

本研究整理分析了 2014年12月18日和 2016年12月18日鄱阳湖越冬水鸟同步监测统计到的白鹤数据。借助 GIS 技术进行了空间自相关性 (Moran I) 分析和高/低聚类 (Getis-Ord General G) 分析，旨在分析近年来鄱阳湖越冬白鹤的空间分布特征及其变化情况，为进一步研究和保护鄱阳湖越冬白鹤提供参考。

1 监测地自然概况

鄱阳湖是我国第一大淡水湖，位于长江中下游，江西北部。其南北长约 173km，东西宽约74km。丰水期湖泊面积约为 3900km2，冬季枯水期多年平均面积为 1290 km2。[2]是江西境内五大主要河流 (赣江、抚河、信江、饶河、修水) 的汇集地，湖水经湖口注入长江。鄱阳湖水位的变化受到五大河流与长江的双重影响，是一个过水型、吞吐型、季节性湖泊，湖区洪、枯季最大水位落差可达 15m。鄱阳湖湿地属于洪水期淹没、枯水期显露的一年四季往复变化的低湿地。[3]鄱阳湖鸟类资源非常丰富，是白鹤全球最主要的越冬地。

2 监测方法

2014年12月18日、2016年12月18日在鄱阳湖及九江的赤湖和赛城湖开展了鄱阳湖越冬水鸟同步监测。监测区域涉及新建、进贤、永修、星子、都昌、九江、庐山、共青城、湖口、余干、鄱阳、彭泽等区县。由 13 个监测小组分别同时进行，每组成员中都有参加过多次野外水鸟监测的队员，对于鸟类识别和计数有着丰富的经验。

野外观察的工具使用 CarlZeiss 单筒望远镜 (20-60倍) 和 Nikon 双筒望远镜 (50x10倍)。采用定点观察法，遇到数量较少的物种采用直接计数法计数数量较大则采用集团计数法统计。要求详细记录物种类型、种群数量、生境类型和观察点的经纬度信息。对于相对偶见物种或因距离较远、逆光等原因造成识别困难者，一般由同组队员对照图谱共同斟酌。若仍难以确定，归入未识别种类。进行成幼比取样时，只对距离较近能够清晰辨识的群体作为取样对象，记录群体的种群数量和幼鸟数量。水鸟的栖息分布情况利用 GIS软件进行处理和分析 (图1)。

3 越冬白鹤空间分布格局

3.1 越冬白鹤种群数量

图1 数据处理流程Fig.1 Data Processing Flow

2014年12月监测到白鹤 3872 只，2016年12月监测到白鹤 984 只。2016年12月较 2014年12月种群规模偏小，2016年12月规模达到 75 只及以上的种群为 3 个，而 2014年12月为 9 个；2016年12月较 2014年12月分布范围更广 (图2)。

3.2 越冬白鹤种群数量的空间自相关性和集聚特征

地理学第一定律认为，空间事物之间是普遍联系的，且空间上接近的事物联系更紧密。Moran’s I 指数是测度全局空间自相关程度的空间统计指标，其取值范围为 [–1，1]，其绝对值越大表示空间自相关程度越强。在给定显著性水平下，当Moran’s I>0 时，表示存在正的空间自相关性，空间单元观测值呈集中分布；Moran’s I<0 时，表示存在负的空间自相关性，空间单元观测值呈离散分布；Moran’s I=0 时，表示不存在空间自相关性，空间单元观测值呈随机分布。[4–5]

对鄱阳湖越冬白鹤种群数量的全局空间自相关程度的测算结果见表1。2014年，Moran’s I 指数为0.08，Z 值为 1.72，显著性水平 P 小于0.10，即白鹤种群数量在空间上呈现集中分布；2016年，Moran’s I 指数为 –0.08，Z 值为 –0.65，显著性水平 P 大于0.50，即白鹤种群数量在空间上呈现随机分布。

高/低聚类 (Getis-Ord General G) 工具可针对指定的研究区域测量高值或低值的密度。如果 z 值为正数，表明高值将在研究区域中聚类，如果 z 值为负数，则表明低值将在研究区域中聚类。需要注意，高值和低值同时聚类时，它们倾向于彼此相互抵消。

图2 鄱阳湖越冬白鹤空间分布情况Fig.2 Spatial Distribution of White crane in Poyang Lake

鄱阳湖越冬白鹤种群数量的高低聚类测算结果见表2。2014年，General G 指数为 0.08，Z 值为 2.10，显著性水平 P 小于 0.05，呈现高聚类特征；2016年，General G 指数为 0.05，Z 值为 0.43，显著性水平P 大于 0.66，呈现随机模式。

4 结论和讨论

鄱阳湖越冬白鹤空间分布图，结合鄱阳湖越冬白鹤种群数量的全局空间自相关性测算结果 (表1)和高低聚类测算结果 (表2) 表明：① 2016年白鹤种群的空间分布范围较2014年更广；② 2014年白鹤种群数量在空间上呈现集中分布，且呈现较强的高聚类特征；③ 2016年白鹤种群数量在空间上呈现随机分布。

鄱阳湖越冬白鹤种群数量 2014年和 2016年的空间分布范围和集聚特征发生了变化，具体地讲，2016年白鹤种群分布面积较 2014年更大；2014年白鹤种群所在的区域较为一致，相互之间的距离较短，其中规模较大的种群更加明显，聚类程度更高，相互之间的距离更短；而 2016年没有显著性特征，即较大种群和较大种群之间的距离有近有远，较小种群和较小种群之间的距离有近有远，较大种群和较小种群之间的距离也有近有远，分布都较为分散和均匀。

表1 空间自相关性测算结果Table 1 Spatial autocorrelation measurement

表2 高/低聚类测算结果Table 2 High/low clustering estimation

鄱阳湖是世界上重要的白鹤越冬栖息地，从区域上看白鹤越冬主要集中在鄱阳湖国家级自然保护区[6]。从垂直生境来看白鹤主要在水深 5cm 至 45cm 的水域中活动[7]。食物资源是水鸟选择栖息地的主要因素之一[8]。

研究表明气候会对种群的动态产生较强的影响，气候一方面会影响白鹤食物资源，另一方面会影响白鹤个体 (比如受伤、死亡等)，从而影响白鹤种群数量。[9–11]2016年12月鄱阳湖越冬白鹤数量较 2014年12月明显偏少，可能主要是气候影响所致，此次研究监测结果与李言阔[11]等基于气温因子建立的鄱阳湖国家级自然保护区白鹤最大总群数量预测模型预测白鹤数量在2016年会出现一个低谷相符。

另外，两个越冬期水位的差异也会对白鹤种群数量及其分布的变动有一定影响[6，8，12-14]，水文节律通过水文特征变化影响越冬水鸟食物资源和栖息地特征来影响湿地水鸟[8，14]，水位越高水陆过渡带 (候鸟栖息地)面积越小[6]。胡振鹏等[6，13–14]的研究认为食物丰富性和适宜水深是控制白鹤种群数量及其分布的最重要因素。水比较深时仅见到岸边有白鹤觅食停歇，如果食物缺乏或难以掘取，白鹤将飞往其它地点觅食。[6]2016年12月鄱阳湖越冬白鹤种群较 2014年12月分布区域更广、更偏向随机分布，可能与监测时鄱阳湖水位明显不同有关，2016年冬鄱阳湖 (星子站) 水位明显比 2014年冬水位[15–17]偏高，导致 2016年冬白鹤适宜觅食地面积减小和分散，进而导致白鹤分散到不同地点觅食。

当前对白鹤的研究已有不少，但还是很难较为准确预测白鹤的数量及空间分布，需要继续深入研究，为更有效地开展白鹤保护工作提供科学依据。