内蒙古查干淖尔湿地夏季鸟类组成和变化趋势*
2020-03-04陈丽霞付建平杨亮亮丁长青
陈丽霞 付建平 陆 军 杨亮亮 丁长青
(1. 北京林业大学生态与自然保护区学院 北京 100083; 2. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局和草原森林保护重点实验室 全国鸟类环志中心 北京 100091; 3. 北京观鸟会 北京 100029)
查干淖尔流域位于内蒙古浑善达克沙地中北部,流域内大小湖泊及河流在浑善达克沙地内网状分布,形成了典型的沙地-湿地镶嵌的生态系统,湖水面积达100 km2以上,是内蒙古第四大淡水湖泊,属于我国北方典型草原区的湿地,已被列入《亚洲湿地名录》(Scott, 1989)。历史上,赵肯堂等(1981)于20世纪60年代在锡林郭勒草原西部地区采集过鸟类标本,记录整个锡林郭勒草原地区有15目33科129种鸟类。此后,直至1998年,杨贵生等(2000)对此湿地进行了短期的鸟类初步调查,共记录到13目23科38属56种鸟类。2000年5—6月、9月, 2002年6月、9—10月,杨贵生等(2005)对该湿地的鸟类区系做了初步分析,涉及14目31科116种鸟类。上述历史数据显示,查干淖尔及其周边地区是内蒙古重要的鸟类栖息地。
虽然查干淖尔湿地已被列入中国大陆重要自然栖息地——重点鸟区(important bird area,IBA No.084)(Chanetal., 2009),但仍缺乏长期系统的调查工作。而且,近年来随着全球气候变化及人类活动的干扰,查干淖尔湖从最初的一个大湖到20世纪60年代末分为东西2个湖泊并继续萎缩,直至2002 年查干淖尔湖西湖完全干枯,使水域面积减少了2/3以上,从而使得盐碱地不断增加,草地与林地有所增加(白音达来等, 2008; Chunetal., 2011)。栖息地类型的变化可能影响鸟类群落的组成。为全面反映查干淖尔湿地夏季鸟类的组成及数量变化趋势,笔者于2009—2014年对查干淖尔湿地的夏季鸟类种类、数量以及变化进行了调查,希望通过研究和分析该湿地夏季鸟类组成和多样性的变化,提出对该湿地进行保护和监测的科学建议。
1 材料与方法
1.1 研究区域
查干淖尔湿地(43°25′—43°28′N,114°59′—115°02′E)位于内蒙古锡林郭勒盟阿巴嘎旗西南部,浑善达克沙地的北部边缘,海拔1 020 m,属中温带半干旱大陆性气候区,全年干旱、寒冷,冬季漫长,夏季短促,年均气温0.6 ℃,年均日照时数3 100 h; 年均降水量243 mm,多集中于每年的7、8月份; 年均蒸发量1 956 mm; 无霜期125 天,冰封期150天左右; 平均风速3.5 m· s-1(杨贵生等, 2005)。查干淖尔湖由大小2个湖组成,面积为110 km2(李容全,1990)。由于连年干旱以及流入西湖的河流被人为拦截,现查干淖尔西湖(大湖)己经干涸,80 km2的干湖盆全是白茫茫的盐碱粉末,仅剩东湖(小湖)面积33 km2,平均水深仅约2.5 m,湖水呈碱性,属于碳酸盐I型钠质水(白音达来等, 2008; Chunetal., 2011)。查干淖尔湖拥有十分丰富的浮游动植物及底栖生物资源,复杂多样的生态环境、充足的食物和有利的隐蔽条件,为鸟类的栖息和繁殖提供了适宜的环境,是候鸟迁徙的重要驿站(郑水平等, 2001)。
1.2 调查方法
2009—2014年每年8月份调查2次,每次持续3~4天,2次之间间隔1周,每次2人调查,调查时间从早上8: 00开始,以1.5~2 km·h-1的速度沿固定路线调查,即沿着查干淖尔小湖东—湖南—湖西沿大坝往北—居民住所—高格斯太河牛样河口湿地—渔村—查干淖尔大湖北岸中部—查干淖尔大湖南线—查干淖尔镇西侧小湖的线路对查干淖尔湖以及周边鸟类进行统计。采用双筒望远镜(SWAROVSKI, 8,5×42)和20~60倍单筒望远镜(SWAROVSKI)观察并记录路线两侧看到或听到的鸟种及数量; 水鸟数量记录采用定点计数的方法对鸟类进行统计,即在查干淖尔湖设置6个观察点,在每个点的观察计数时间约为20 min,观察半径为2 km,以湖心岛、湖岸网箱设施等作为地标,避免在不同观察点对相同水域的鸟类重复进行计数。
鸟类分类系统依从《中国鸟类分类与分布名录(第3版)》(郑光美, 2017),鸟类居留型的确定亦参考此文献及内蒙古查干淖尔已有的文献资料(杨贵生等, 2000; 2005; 聂延秋, 2011),以内蒙古查干淖尔湿地鸟类调查数据为主,同时参考附近地区,如浑善达克周边等生境相似地区的鸟类居留情况(赵肯堂等,1981; 那顺得力格尔等, 2011; 陈劲等, 2011)。气象因子数据来自全国气象数据网,筛选阿巴嘎旗气象站2009—2014年8月份调查日期内的每天的日平均气温、最高气温等8项气象因子,取每个气象因子当年调查期间的平均数进行分析。
1.3 数据分析
鸟类的物种多样性采用Shannon-Wiener多样性指数H表示,H=-∑PilnPi,式中Pi为物种i的个体数占全部物种总个体数的比值; 均匀度采用Pielou均匀度指数J表示,J=H/Hmax,式中H为实际观察到的物种多样性,Hmax为最大的物种多样性,Hmax=lnS,S为物种数; 优势度用D表示,D=∑(Pi)2; 相似性指数采用Sorenson 指数公式:CS=2j/(a+b),式中,j为2个群落共有种数,a、b分别为群落A、B的物种数。相对数量、数量等级划分采用 Berger-Parker 优势度指数(I)测定法,分为优势种、常见种、偶见种3个等级,计算公式为I=ni/N,式中,ni为物种i的个体数量,N为全部物种的总个体数量。优势种I≥0.01; 常见种0.001≤I<0.01; 稀有种I<0.001。调查数据利用SPSS和Excel软件进行相关的统计分析,不同年份的丰富度、多样性指数、均匀度指数等使用R语言的卡方检验,年际变化的趋势,以年为自变量,鸟类群落各参数依次作为因变量,进行一般线性回归分析,拟合结果P<0.05时,即认为有显著性年际变化趋势。
2 结果与分析
2.1 鸟类组成
调查期间,共观察记录到鸟类18目37科171种,其中鸻形目鸟种数最多,多样性最高; 雀形目鸟类的鸟种数与多样性指数次之,雁形目鸟种数为22种(表1)。非雀形目鸟类121种(占70.76%),其中水鸟99种(占57.89%),主要以鸻形目、雁形目与鹈形目为主。国家Ⅰ级重点保护物种2种(占1.17%),白鹤(Grusleucogeranus)与遗鸥(Larusrelictus),国家Ⅱ级重点保护物种23种(占13.45%)。青头潜鸭(Aythyabaeri)与白鹤被IUCN 红皮书列入极危(CR)物种,东方白鹳(Ciconiaboyciana)、猎隼(Falcocherrug)和大杓鹬(Numeniusmadagascariensis)被列入濒危(EN)物种,角(Podicepsauritus)、卷羽鹈鹕(Pelecanuscrispus)、鸿雁(Ansercygnoides)、红头潜鸭(A.ferina)、乌雕(Aquilaclanga)、白枕鹤(G.vipio)和遗鸥7种鸟被列入易危(VU)物种,白眼潜鸭(A.nyroca)、半蹼鹬(Limnodromussemipalmatus)和斑尾塍鹬(Limosalapponica)等10种鸟被列为近危(NT)物种。列入中美、中澳、中俄、中韩和中日迁徙鸟类名录的鸟类分别有73、44、156、126和92种。按居留类型划分,有夏候鸟99种,旅鸟53种,留鸟16种,迷鸟2种,冬候鸟1种,各居留类型物种百分比见图1。按生态类型划分,有涉禽58种,鸣禽50种,游禽41种,猛禽13种,攀禽5种,陆禽4种,各生态类型物种百分比见图2。
表1 查干淖尔各目鸟类种数、数量以及多样性Tab. 1 Number of species and diversity of birds at Qagan Nur
图1 各居留型物种数百分比Fig.1 Percentage of bird species by the residential pattern
图2 各生态型种数百分比Fig.2 Percentage of bird species by the ecological pattern
2.2 鸟类多样性、优势种与常见种的年度变化
不同年份查干淖尔夏季鸟类组成和多样性各有不同(表2),线性回归分析显示,鸟类目数(F=9.97,df=4,P=0.034)与科数(F=14.95,df=4,P=0.018)逐年显著增加, 2014年鸟类目数最多(18目),科数也最多(34科)。2013年夏季鸟种数最多(125种), 2009年夏季鸟种数最少(75种), 2011年鸟类多样性指数最高(3.25),均匀度最高(0.70),但是优势度在所调查的年份间是最低的(0.07); 2010年鸟类优势度最高(0.19),而多样性指数最低(2.61),均匀度最低(0.56)。各年之间的物种目数、科数、种数、数量、多样性指数、均匀度指数以及优势度指数用卡方检验,结果表明不同年份间的物种数(χ2=13.01,P=0.023)、鸟种数量(χ2=8 755.45,P<0.001)和多样性指数(χ2=13.75,P=0.018)存在显著性差异,而物种目数、科数、均匀度指数以及优势度指数差异并不显著。
查干淖尔湿地不同年度鸟类优势种、常见种和稀有种组成见表3,在不同年份,优势种、常见种和稀有种组成有所变化,各年度都记录到的鸟种一共涉及47种。根据数量等级划分,在各年度都为优势种的鸟种有3种: 即红嘴鸥(Larusridibundus)、崖沙燕(Ripariariparia)和麻雀(Passermontanus); 在各年度都为常见种的鸟种有6种: 即凤头(P.cristatus)、普通鸬鹚(Phalacrocoraxcarbo)、赤膀鸭(Anasstrepera)、鹤鹬(Tringaerythropus)、红脚鹬(T.totanus)和戴胜(Upupaepops); 各年度都为稀有种的鸟种有3种,白腹鹞(Circusspilonotus)、白枕鹤和白腰草鹬(T.ochropus)。家燕(Hirundorustica)与黑尾塍鹬(Limosalimosa)2012年为常见种,其余5年为优势种; 白琵鹭(Platalealeucorodia)与普通雨燕(Apusapus)2009年为常见种,其余5年为优势种,赤麻鸭(Tadornaferruginea)2011年为常见种,其余5年均为优势种; 凤头麦鸡(Vanellusvanellus)2013年为常见种,其余5年为优势种。
表2 查干淖尔鸟类目、科、种、数量以及多样性的年度变化Tab.2 Diversity variation of birds among years in summer at Qagan Nur from 2009 to 2014
表3 查干淖尔不同年度夏季鸟类优势种、常见种和稀有种组成①Tab.3 Composition of dominate,typical and rare species of the summer birds in different years at Qagan Nur
①表中数值为种数,括号内为占各类型鸟种数比例。The data of the table mean the number of species, the proportion of species in all types are in brackets.
2.3 鸟类居留型与生态类型的年度变化
总体上,6年来在查干淖尔湿地所记录到的夏候鸟种数最多,占总鸟类种数的57.89%; 其次是旅鸟,占总种数的30.99%(图1)。各年度间,鸟类居留型组成在种数上有所变化,但都是夏候鸟和旅鸟居多,留鸟较少,偶有迷鸟和冬候鸟(图3a),同时线性回归分析显示,夏候鸟种数逐年显著增多(F=10.04,df=4,P=0.034); 经卡方检验结果显示,夏候鸟、旅鸟、留鸟的种数在各年度间无显著性差异(P>0.05),而其所占当年鸟种数百分比和个体数百分比在各年度间有显著差异(P<0.05),夏候鸟与旅鸟种数百分比和个体数量有所下降,留鸟种数百分比与个体数百分比逐年增加(图3a、3b)。
生态类型上,6年间所记录到的涉禽种数最多,占总鸟类种数的33.92%; 其次是鸣禽,占总种数的29.24%; 再次是游禽,总种数的23.98%(图2)。卡方检验显示,各年度间,除了鸣禽的种数存在显著性差异(χ2=13.29,P=0.021),其他生态型的鸟种数各年度差异不显著; 但是各生态类型的鸟个体数占当年鸟总数量百分比在各年间存在极显著性差异(P<0.001)。线性回归分析显示,鸣禽(F=11.92,df=4,P=0.026)与攀禽(F=42.67,df=4,P=0.003)的种数逐年显著增加,而猛禽(F=8.727,df=4,P=0.042)的种数逐年显著减少。涉禽与游禽的种数以及个体数百分比虽然没有显著性差异,但有下降的趋势(图4a),尤其是2012年后,涉禽与游禽的个体数百分比明显下降,而鸣禽的个体数百分比明显增加(图4b)。
2.4 不同年度间鸟类相似性指数
Sorenson相似性指数结果显示(表4),查干淖尔湿地每2年间夏季鸟类相似性指数都超过60%, 2011年与其他年份的鸟类相似性指数都达到了0.75以上,尤其是与2014年鸟类相似性指数最高,高达0.772; 2009年与其他年份的鸟类相似性相对较低,均为超过0.7,与2013年的鸟类相似性指数最低,为0.611。
图3 各居留型物种数百分比(a)个体数百分比(b)的年度变化Fig.3 Variation of percentage of bird species (a) and bird individuals(b) by the residential pattern from 2009 to 2014
图4 各生态型物种数百分比(a)和个体数量百分比(b)的年度变化Fig.4 Variation of percentage of bird species (a) and bird individuals (b)by the ecological pattern from 2009 to 2014
表4 查干淖尔各年度夏季鸟类相似性指数Tab.4 Similarity index of birds in different years in Qagan Nur in summer
2.5 气象因子与各年度夏季鸟类的相关性
对查干淖尔湿地每年调查期间的日照时数、平均风速、日降水、平均气压、平均气温、最高气温、最低气温以及相对湿地8项气象因子与各年夏季鸟类群落特征进行相关性分析(表5),结果显示,鸟类科数与最低气温呈显著正相关; 多样性指数和均匀度指数与最低气温呈极显著正相关,优势度指数与最低气温呈极显著负相关; 夏候鸟种数与最高气温呈显著负相关,与相对湿度呈极显著正相关; 游禽相对数量百分比与相对湿度呈显著正相关; 游禽种数与平均气温呈显著负相关。
表5 查干淖尔湿地夏季鸟类群落特征与气象因子相关性①Tab.5 Correlation between birds community and meteorological factor in Qagan Nur in summer
①*:P<0.05;**:P<0.01 (Pearson correlation).
3 讨论
3.1 夏季鸟类组成特点
查干淖尔湿地夏候鸟与旅鸟有152种(占鸟类总种数的88.89%),因此本研究区夏季鸟类组成以夏候鸟和旅鸟为主,留鸟较少,偶有迷鸟和冬候鸟的鸟类种类组成特点,这与内蒙古桦木沟、阿鲁科尔沁沙地和额尔古纳夏季鸟类组成的研究结果一致(许青等, 2014; 杨贵生等, 2003; 张书理等, 2007)。查干淖尔湖有大面积的沼泽湿地,有很多水鸟和其他鸟类在此繁殖与栖息,本次研究记录到水鸟99种(占57.89%),雀形目鸟类50种(占29.24%),非雀形目鸟类121种(占70.76%),其中不乏国家Ⅰ级、Ⅱ级重点保护物种和列入到IUCN 红皮书的极危(CR)、濒危(EN)和易危(VU)物种,也有不少物种列入中美、中澳、中俄、中韩和中日迁徙鸟类名录,表明查干淖尔湿地是候鸟重要的繁殖地与迁徙停歇地。
3.2 与2002年前调查结果的比较
1998年5月和2000年5—6月、9月、2002年6月、9—10月,查干淖尔湿地共记录到鸟类116种,隶属13目,31科(杨贵生等, 2005; 杨贵生等, 2000)。与前2次调查的总鸟种相比,本次调查多了鸽形目、鸮形目与佛法僧目; 有7种在前2次调查时为常见种,5种为少见种,但在本次调查中未见,即豆雁(A.fabalis)、罗纹鸭(A.falcata)、红胸秋沙鸭(Mergusserrator)、白头鹞(C.aeruginosus)、黑嘴鸥(L.saundersi)、栗鹀(Emberizarutila)、小鹀(E.pusilla),疣鼻天鹅(Cygnusolor)、斑头雁(A.indicus)、白眉鸭(A.querquedula)、大鸨(Otistarda)、灰瓣蹼鹬(Phalaropusfulicarius),这些物种的消失,可能是调查时间的差异,像豆雁、白头鹞等鸟类在本地为过境鸟,笔者8月份调查时还没有迁过来,另一原因可能与调查区域以及查干淖尔湿地及周边生境变化有关。本次调查结果有73种鸟类是2002年前的调查未发现的,其中雀形目(鸣禽)增加了26种,占增加鸟种数的35.62%; 水鸟(游禽与涉禽)增加了38种,占增加鸟种数的52.05%,说明查干淖尔湿地的鸟种数比以前多了,可能是由于2002年后,查干淖尔湖水面积的缩小导致沼泽面积的增大,栖息地从单一的湖水明面生境向湖水明面与沼泽地相结合的多样生境,更有利于水鸟栖息,从而涉禽与游禽种类增加。除了水鸟增多,鸣禽、猛禽、陆禽、攀禽也比以前有所增加,这与查干淖尔湖地区近些年采用围栏封育、种草造林、轮牧划区、季节性休牧等方式恢复生态环境有关(盖志毅等, 2008; 李媛媛等, 2010)。在这次调查中新记录到的一些鸟种,如角、卷羽鹈鹕、彩鹮(Plegadisfalcinellus)、白鹭(Egrettagarzetiubeia)、鸳鸯(Aixgalericulata)、牛背鹭(Bubulcusibis)、青头潜鸭、白眼潜鸭、红颈瓣蹼鹬(Phalaropuslobatus)、普通翠鸟(Alcedoatthis)、白腰朱顶雀(Carduelisflammea)等数量均很少,且基本上都为偶见种,主要是由于调查强度大,持续时间长(6年),使得这些偶见种被记录到的机会大大增加。
3.3 夏季鸟类生态类型、优势种与常见种变化分析
Whittaker(1982)认为,群落相似性指数达到60%时,群落具有较高的相似性,6年来,查干淖尔湿地每2年间夏季鸟类相似性指数都超过60%,说明其夏季鸟类相似性指数比较高,主要原因是每年调查的时间基本稳定,都是在8月上中旬,故鸟类组成比较相似。
水域影响水鸟的分布,水体面积及裸露浅滩面积决定着水鸟的种类和数量,面积越大,容纳的水鸟就越多(罗子君等, 2012)。近年来,查干淖尔湖面的缩减,湖泊、沼泽持续减少,盐碱地不断增加,且随着内蒙古暖干化气候的持续发生,使得沼泽地将很快干涸,进而沙化,沙化对游禽与涉禽的群落多样性的维持非常不利,所以在2009—2014年间,涉禽与游禽的种数与数量有下降趋势(图5a、b)。2008年开始,当地政府与北京现代、“亚洲生态和平”等NGO组织合作,组织志愿者在干涸的查干淖尔湿地周边大规模种植碱蓬固沙植被,加上国家“围封禁牧,退耕还林还草”政策,使得湖盆上重新覆盖次级植被,草地、林地逐年增加, 2007—2013年6年间,查干淖尔湖湿地周边的植被成恢复态势(岳丹, 2015),导致2009—2014年间,鸣禽的个体相对数量所占百分比明显增加。
2009—2014年,6年间不同年份的优势种、常见种和稀有种的鸟种组成并不相同,有些鸟种从稀有种逐渐向常见种甚至优势种转化,如翘鼻麻鸭, 2010年为常见种, 2011年后每年均为优势种,主要原因是2011年查干淖尔湖大湖里有了少量蓄水,使得大湖的鸟种和数量显著增加,碱蓬的种植成活在水边为游禽涉禽提供了栖息环境和食物。有些鸟种从优势种变成常见种甚至稀有种,如黄头鹡鸰, 2009年为优势种, 2010—2011年为常见种, 2012—2013为稀有种。Inger 等(2015)在欧洲对鸟类进行了30年监测,结果表明欧洲鸟类的总体多度和生物量下降是由常见物种多度和生物量下降引起的。常见种通常发挥着重要的生态功能,但是其种群数量的下降容易被低估和忽视,即使优势种和常见种的种群数量有很小比例的下降,通常也会导致个体数和生物量的绝对值大量下降,从而显著破坏生态系统的结构、功能和服务价值(Gastonetal., 2008; Gregoryetal., 2010),由此可见,笔者应该建立长期的鸟类监测系统,并根据监测结果及时制定鸟类保护策略。
4 结论
基于本次的野外调查研究,得出以下结论:
1)查干淖尔湿地鸟类资源丰富,为鸟类提供了优良的栖息环境,本研究中共记录到鸟类18目37科171种,鸻形目鸟种数最多,多样性最高; 雀形目鸟类的鸟种数与多样性指数次之; 居留型主要以夏候鸟和旅鸟为主,生态型主要由涉禽、鸣禽、游禽以及猛禽为主。
2)6年来,随着湖泊萎缩,盐碱地、草地与林地不断增加,导致涉禽与游禽的种数与数量有下降趋势,鸣禽数量有所增加,气象因子与各年间鸟类组成有相关性。
3)针对以上问题,提出以下保护建议: ①减少湿地周边的人为干预,使鸟类有一个良好的栖息环境,在鸟类繁殖迁徙季节应保持湿地水位相对稳定,繁殖季节为在苇蒲地繁殖的鸟类提供筑巢环境及隐蔽场所; ②在保护鸟类的过程中,重视水域保护的同时也应顾及草地等其他生境类型的保护; ③应该建立长期的鸟类监测系统,并根据监测结果及时制定鸟类保护策略; ④查干淖尔湿地已被列入中国的重点鸟区(IBA)(Chanetal., 2009),应建立以保护鸟类为主的自然保护区,以利于对鸟类及其栖息地更有效的保护。