基于生境单元制图法提升鸟类多样性的湿地营造策略——以徐州九里湖湿地为例

杜长沛，鞠旻佳

（徐州工程学院，江苏 徐州 221000）

湿地扮演生态平衡守护者的角色，通过过滤水质、减缓洪水、储存淡水和吸收二氧化碳，维持生态系统的健康。同时，湿地作为自然界的生态交汇点，还为鸟类提供栖息地和生存的必需资源。但是，随着城市不断扩张，受土地开发、基础设施建设等人类活动影响，部分湿地出现破碎化、水污染等问题，导致野生动植物失去栖息和繁衍的场所。为了最大限度地减少人类活动对湿地的不利影响，实现城市和湿地的可持续发展，有必要运用生境单元制图法，探寻湿地生态系统的营造策略，改善湿地生态环境。

九里湖位于江苏省徐州市，湿地面积为166.49 hm2，该地区曾经是煤矿开采的活跃区域，长期的地下煤矿开采活动导致煤矿巷道坍塌和地表下沉。九里湖湿地受到采煤塌陷影响，但湿地水域广阔，周围植被环绕，它是鸟类在迁徙季节栖息和觅食的重要地点。在城市化背景下，九里湖湿地面临生态保护和可持续发展的挑战。城市化的不断推进导致湿地面临水质污染、生态系统破碎化以及旅游开发压力等问题，部分野生动植物失去栖息地。

1 数据与方法

1.1 数据采集与处理

研究数据主要有两个来源，一是卫星遥感影像，二是实地调查。数据采集后，要进行处理，明确鸟类栖息分布的主要环境影响因子。

1.1.1 卫星遥感影像

本研究采用2022年9月获取的高分二号遥感影像，其空间分辨率为0.95 m。这一遥感影像提供极为详细的地表信息，使人能够准确地分析湿地鸟类栖息地，为研究提供可靠的基础数据。

1.1.2 实地调查

一是鸟类调查。本研究所用的鸟类数据是经过实地调查得到的。从2022年1月开始到2022年12月结束，每个月进行4 次实地调查。调查时，小组成员匀速地步行在湿地的主路上，使用双筒望远镜观察并记录沿途出现的鸟类名称、数量、分布生境特征及生存模式[1]。同时，根据栖息、捕食、运动等行为特点，鸟类可大致归为4 类，即鸣禽、涉禽、游禽和攀禽。二是植被调查。调查方法以样方法为主，在九里湖湿地中设置10 个平面尺寸为100 m×100 m 的样方，对样方内的植被垂直结构进行重点记录。同时，结合样线法、样点法，对样方内的植物种类及数量进行记录。

1.1.3 影响因子的选择

选择影响因子时，要综合考虑鸟类的特点，了解不同鸟类对生境要求的差异。植被的水平结构与垂直结构均对鸟类分布与生境内鸟类丰富度产生决定性影响。同时，要考虑风景园林的基本生境要素，如水体、植物、建筑等。这些要素构成的地表景观覆盖区在鸟类栖息地分类体系中被归为不同的生境类型，两者在分类体系上部分重合。经综合考虑，本研究以鸟类栖息地生境单元为框架，以开敞绿地、半开敞绿地、半闭合绿地、闭合绿地、水体、水生植物覆盖区、驳岸、建筑、场地及设施为鸟类栖息分布的主要环境影响因子。

1.2 研究方法

1.2.1 生境单元制图

（1）生境单元制图分类系统建立。本研究通过对徐州市区高分二号卫星遥感影像进行初步处理，结合九里湖实地绿地特征，为生境单元制图构建一套融入影响因子的4 级生态单元分类系统，如表1所示。首先，按照土地覆盖类型将研究区划分为灰色空间、绿色空间及蓝色空间。灰色空间主要基于硬质覆盖面积划分。绿色空间按照植被结构特征划分为4 个等级[2]。第一级基于植被的水平结构。第二级基于乔灌木冠幅比例，将其划分为4 个类型，即开敞绿地、半开敞绿地、半闭合绿地和闭合绿地。第三级依照林地垂直结构特征进行划分。第四级主要集中于林木和草地类型进行划分。林木分为阔叶林、针叶林和针阔混交林。草地则分为不修剪草和修剪短草。最后，蓝色空间按照水域类别进行划分，其中包括水体、水生植物覆盖区以及驳岸。

表1 生境单元制图分类系统

（2）生境单元制图步骤。将高分二号卫星遥感影像导入ENVI-IDL 软件中，对影像进行辐射定标、大气校正等操作后，对湿地各地块进行边界裁剪，作为后续制图基础及分析底图[3]。生境单元制图分为两大步骤。第一步为初步制图。将处理好的遥感影像导入ArcGIS 软件，并将其与分辨率更高的卫星影像进行校对，修正误差，随后根据分类边界绘制出生境单元图谱[4]。第二步为补充制图，即通过实地调研中所记录的树种及拍摄的照片对植被结构特征进行人工校正，形成最终的生境单元图谱。通过生境单元制图法对湿地的生境情况进行空间图示化和数据量化[5]，最终将生境单元制图结果导入Fragstas 4.2 软件中计算并获取湿地的景观结构数据[6]。

1.2.2 场地生境类型与鸟类多样性的相关性检验

一是景观多样性指数。景观多样性指数可以反映景观类型的多少和各景观类型占比的变化。当景观由单一类型构成时，其景观是均质的，景观多样性指数则为0；当各景观类型占比一样时，景观多样性指数最大；当各景观类型占比有差异时，结果相反，差异越大，则指数越小。根据前文中用Fragstats 4.2 软件获取的样地生境类型详细划分和其占比，采用式（1）计算景观多样性指数[7]。二是鸟类多样性指数。本研究使用格里森指数分析鸟类多样性，根据式（2）计算鸟类多样性指数[8]。三是相关性检验。对各样地景观类型与景观多样性指数和鸟类多样性指数进行相关性分析，分析工具为SPSS 23.0 软件[9]。

式中：H为景观多样性指数；Pi为第i种景观类型面积占样地面积的比例；m为样地内景观类型总数；DIVB为鸟类多样性指数；S为样地内常见鸟类数量；A为样地面积。

2 结果与分析

2.1 湿地生境单元制图与生境组成分析

九里湖湿地生境单元制图及鸟类分布如图1所示，各样地生境结构组成及多样性指数如表2所示。分析发现，这些生境单元在九里湖湿地生态系统中扮演不同的角色，为各种鸟类提供适宜的栖息地和资源。一级单元组成中，蓝色空间占比最大，它是九里湖湿地生态系统的核心部分。其次是绿色空间，占比最小的是灰色空间。蓝色空间的二级单元组成中，水体和水生植物覆盖区为涉禽、游禽提供丰富的食物和栖息地。同时，驳岸也是重要的栖息地，特别是软质驳岸，它们常常是许多涉禽觅食和筑巢的地方。在绿色空间的二级单元组成中，开敞绿地通常是鸟类觅食和休息的场所。半开敞绿地和半闭合绿地在九里湖湿地绿色空间中占比最大，为鸟类提供更多的遮蔽和繁殖场所，适合各种湿地鸟类筑巢和栖息。闭合绿地通常是最密集的植被区域，为鸟类提供丰富的遮蔽和巢穴选择。此外，灰色空间的二级单元组成中，建筑、场地及设施虽然能为部分鸟类的觅食和栖息提供便利，但也会对很多鸟类的栖息造成干扰。

图1 九里湖湿地生境单元制图及鸟类分布

表2 各样地生境结构组成及多样性指数

2.2 湿地植被调查情况分析

在湿地植被的调查过程中，对选取的10 个样方内的植物进行详细记录。在抽样调查中，共记录67 种植物，其中包括32 种乔木、15 种灌木、10 种地被植物、6 种挺水植物以及4 种浮水植物。多样的植物组合反映湿地生态系统的复杂性和丰富性。

2.3 鸟类空间分布与多样性的数据分析

在九里湖湿地调研过程中，共记录30 种较为常见的鸟类，数量共计541 只。通过鸟类调研与生境制图情况的叠加，得出鸟类在湿地生境中的空间分布情况，如图1所示。结果显示，适应湿地环境的杂食性鸟类占有较大数量优势，如灰喜鹊等。山斑鸠等鸟类在湿地的开阔地区觅食和活动，如开放的草地和岩石区域。棕背伯劳、黑脸噪鹛等鸟类在九里湖湿地内广泛分布，因为它们具有多样化的食物来源，包括昆虫、小型哺乳动物和植物种子。白头鹎、银喉长尾山雀等树栖鸟类主要分布在湿地周边的植被层次丰富的树林和灌丛中，它们在树冠层内寻找食物和建巢。黄眉柳莺等少数鸟类在湿地边缘区域内寻找食物和筑巢。麻雀、八哥等鸟类善于适应城市环境，常常在人工结构上筑巢。罗纹鸭、黑水鸡等水禽类鸟类通常在九里湖湿地的湖泊和水域中心区域出现，它们在水中觅食和栖息，湖泊岸边也是它们的重要栖息地。

2.4 相关性检验分析

首先对表2 数据进行正态性检验，以确保数据满足相关性检验的要求。接着，进行相关性分析，结果如表3所示。根据相关性分析结果，在规定面积的样地中，微生境的丰富程度与吸引的鸟类数量正相关，即微生境越丰富，吸引的鸟类也越多。其中，与鸟类多样性指数相关性最高的是半闭合绿地，闭合绿地和半开敞绿地次之，最低的是开敞绿地，表明开敞绿地对鸟类的招引能力较差。灌木覆盖在湿地中具有关键作用，因为灌木茂密的地区通常意味着更为复杂的植被结构。这种复杂的植被结构通常吸引更多的鸟类，因为多样性的植被提供更多的栖息和觅食机会。水体类型的面积占比仅与鸟类多样性指数相关，这就印证水环境与鸟类多样性呈正相关。湿生生境越丰富，服务面积越大，越能在相应服务面积内吸引更多鸟类。开敞绿地、闭合绿地2 个指标与鸟类多样性指数显著正相关。

表3 相关性检验

3 湿地生态系统的营造策略

九里湖湿地要加强保护，做好生态恢复和生境营造，为鸟类提供食物来源和栖息环境。鸟类栖息地生境可分为两大类，即陆地生境和湿地生境。陆地生境包括密林区、疏林区和开阔草原区，而湿地生境则包括湖泊区、浅沼泽区和河流区。这些生境为不同鸟类提供各自所需的栖息环境和资源。本研究以鸟类栖息地生境单元为框架，融入9 个鸟类栖息地的影响因子。同时，找出3 个针对鸟类活动的影响因子，即水环境因子、植物因子和人为干扰因子，以反映鸟类对不同栖息地的需求与喜好，并进行科学规划。在生境营造过程中，要针对3 个主要的鸟类影响因子，调整湿地生态系统的营造策略。

3.1 水环境因子——水体形态、水体深度、驳岸形态与滨水缓冲带

3.1.1 打造多样化水体形态，构建良好的岛屿生境

首先，建立一些面积较大的岛屿，同时在其周边建立一些大小不等的小岛屿，以充当不同鸟类、鱼类迁移的踏脚石。其次，岛屿应该具有内部生境，向外空间延展较小，水岸线较长。这有助于减少人为干扰，创造更多水岸栖息地，并为鱼类尤其是幼鱼提供良好的隐蔽条件。最后，岸线设计需要考虑岛屿的凹凸变化。在冲刷较弱的区域，可以打造凸形浅滩，这些地方适合水鸟活动和休息。而在冲刷较强的区域，可以打造水深约1.5 m 的凹形水湾，可以为鱼类提供栖息环境，从而为水鸟提供更多觅食机会。

3.1.2 打造不同水深的水域环境，满足不同鸟类的觅食和筑巢需求

首先，打造水深0.0～0.3 m 的浅滩区，该区域为季节性淹没区域，通常会生长丰富的挺水植物和沼生植物，它们不仅能为鸟类提供觅食场所，还有助于净化水质。其次，打造水深0.3～1.0 m 的浅水区，该区域有丰富的植物和鱼类资源。这种环境为鸟类提供丰富的觅食机会，同时也为鸟巢的建筑提供适宜条件。最后，打造水深1.0～2.0 m 的深水区，植被以浮叶植物和沉水植物为主，其表层有较多的浮游生物，为鱼类提供食物，是游禽的主要觅食和栖息场所[10]。这些不同水深的区域共同构成湿地生态系统，维护生物多样性和生态平衡。

3.1.3 打造自然式滨水驳岸，营造良好的水岸空间，丰富鸟类多样性

湿地驳岸线分为自然式驳岸和亲水参与式驳岸两大类。自然式驳岸包括自然草坡驳岸、水岸林地驳岸、自然山石驳岸和沙滩砾石驳岸。亲水参与式驳岸则包括生态石笼驳岸、观水挑台驳岸和人工硬质驳岸。研究表明，采用自然材料和方法建造驳岸，减少人工硬质结构的干预，驳岸的自然化程度越高，越有利于产生更加丰富的生物多样性。因此，主要设计理念是使用自然材料和方法来塑造湖岸边界，以降低人为干预的影响，同时创造更自然的水陆过渡形式。

3.1.4 打造滨水缓冲带，满足鸟类生活需求

滨水缓冲带为鸟类提供觅食和其他活动的场所，其应包括浅草湿地、高草湿地和岸上植物组团。通常，滨水缓冲带的宽度在60～200 m[11]。整体上，乔木密度较低，灌草密度较高，乔木、灌木、挺水植物的比例控制在1∶3∶6 左右。同时，结合自然置石和散置原木，帮助鸟类停歇和起飞降落，保护鸟类[12]。

3.2 植物因子——植物种类与植被结构

3.2.1 合理选择植物种类，保障鸟类觅食和筑巢需求

选择合适的植物尤为关键，有助于鸟类栖息和繁衍[13]。芦苇和蒲苇等水域湿生植物可以为鸟类提供良好的隐蔽环境，而一些能够结出肉质果实的植物可为植食型鸟类和水中鱼虾提供食物。陆生植物，尤其是高大的落叶阔叶植物，不仅为鸟类提供筑巢场所，还在夏天为它们提供遮阳和隐藏的空间，在冬季保证充足的阳光。此外，选择挂果时间长且属于浆果类、坚果类和肉质核果类的树种，吸引野生鸟类前来觅食。

3.2.2 优化垂直结构植物群落，提高植被覆盖度，打造适宜鸟类栖息的环境

根据鸟类对生境中通风、光照和林下活动空间的偏好，通过对植被结构的控制[14]，得到垂直植物搭配模式。底层可以选择一些低矮的植物，如草本植物和灌木，为鸟类提供觅食和筑巢的空间。中层可以选择一些中等高度的植物，如灌木和矮乔木，为鸟类提供栖息和遮蔽的场所。顶层可以选择一些高大的乔木，为鸟类提供巢穴和觅食的地方。此外，植被的密度和覆盖度也是影响鸟类栖息的重要因素。一些疏松的植被可以为鸟类提供足够的活动和觅食空间，而过于密集的植被则会限制鸟类的活动。因此，合理调整植被的密度和覆盖度，可以为鸟类提供舒适的栖息环境[15]。

3.3 人为干扰因子——惊飞距离

城市绿地是人类与鸟类共同生存的空间，在这个共享的环境中，人类活动会对生存于此的鸟类产生影响，这种影响可以分为积极影响和消极影响。积极影响主要表现在人类提供的食物和人工巢穴，有助于鸟类在北方寒冷的冬季度过食物短缺和资源匮乏的时期，还在繁殖季节提供相对安全的繁殖环境。而消极影响表现在对鸟类的自由取食、筑巢和其他活动产生干扰，尤其是人类的接近和干扰会导致鸟类的惊飞距离增加[16]。当人类靠近鸟类栖息地时，鸟类会感到恐惧并迅速飞离，这使得它们难以正常觅食、繁殖和休息。长期以来，这种干扰对鸟类的生存和繁衍产生负面影响。城市噪声也对鸟类的健康和行为产生不利影响。

为了减少消极影响，对于各种级别的道路，应对相关路段的开放时长进行管理。在主干道及场地区域内，可采用多种植物设置宽约30 m 的植物隔离区，植物的高度应不少于5 m。挑选高大的乔木作为屏障，而下层植物则利用枝叶为鸟类创造隐秘的栖息地。场地观鸟设施使用接近自然的建筑材料，包括赏鸟廊、赏鸟塔、赏鸟屋、赏鸟栈道和观测点等，同时利用观鸟设施进行收音和遮挡，减少人为干扰。

4 结论

本研究以徐州九里湖湿地为例，通过融入生境单元制图法，深入了解鸟类在不同湿地生境中的分布及其对特定生境的偏好，然后提出湿地生态系统的营造策略，以提升湿地鸟类多样性，促进湿地生态系统的可持续发展。未来要深入研究湿地生境和鸟类多样性的关系，以制定更加有效的保护措施。总之，要加强研究和跨学科合作，合理应用生境单元制图法，正确处理湿地生境与鸟类多样性的关系，以保护生态环境，实现可持续发展。