崇明东滩盐沼植被变化对滩涂湿地促淤消浪功能的影响

30年来在海平面上升、人类围垦、自然保护、外来物种入侵等自然与人为作用共同影响下,崇明东滩盐沼植被群落结构发生了巨大变化。基于长江口四期遥感影像解译结果,得到盐沼植被群落结构变化,结合对盐沼植被促淤消浪功能已有研究成果,量化崇明东滩盐沼植被促淤消浪功能潜力及其变化。研究表明:1980、1990、2000和2010年崇明东滩芦苇、互花米草、藨草群落面积比例分别为23∶0∶77、73∶0∶27、33∶9∶58、34∶34∶32,同期总植被覆盖面积分别为51、83、37、44 km2。30年来滩涂湿地促淤消浪能力均有下降,1990—2000年变化最大。其中,植被黏附悬浮颗粒物量分别为1976、4645、2192、4695 t;沉积量分别为960、1579、195、286万m3;常规波高情况下堤外没有足够植被保护的岸段长度分别为5、0、7、6 km;风暴潮情况下堤外没有足够植被保护的岸段长度分别为19、5、26、20 km。因此保护堤外盐沼植被对消浪促淤,特别是抵御风暴潮等恶劣气候灾害的影响具有重要意义。     

崇明东滩冬季水鸟的种类和生境偏好

20 0 2年 11月～ 2 0 0 3年 1月对崇明东滩自然保护区的越冬水鸟在 5种生境类型的分布、数量分别做了 2 0 0 0m× 10 0m的样带调查。共观察到水鸟 4 9种 ,整个群落个体总数 345 0 4只。其中低潮盐藻光滩带有鸟类37种 ,占水鸟个体总数的 39% ;海三棱草外带有 19种 ,占 6 % ;海三棱草内带有 10种 ,占 5 % ;堤外芦苇带有 4种 ,占 3% ;堤内鱼塘 -芦苇区有 37种 ,占 4 7%。这一结果证实了把围垦地转变为鱼塘 -芦苇湿地的生态恢复行动的合理性 ,因为最大的越冬水鸟物种多样性和个体多度出现在这种湿地中。     

东亚-澳大利亚迁徙路线上鸻形目水鸟适宜生境变化:以崇明东滩迁徙停歇地为例

崇明东滩湿地是鸻形目水鸟东亚-澳大利亚迁徙路线上的重要迁徙停歇地。本文借助Landsat ETM+遥感影像对研究地区2000—2010年鸻形目水鸟适宜生境(海三棱藨草和滩涂湿地)的变化进行动态监测,并借助FRAGSTATS景观指数对适宜生境的景观特征进行分析。结果表明,鸻形目水鸟的适宜生境的总面积为10305.52 hm2,仅次于深水区湿地(15918.66 hm2)。海三棱藨草和滩涂湿地的总面积在2000—2006年缓慢增加(从10448.2hm2增加到10696.5 hm2)。海三棱藨草和滩涂湿地面积的增加主要由深水区湿地转化而来,而其面积的减少主要被芦苇和互花米草湿地所取代。与2000年相比,海三棱藨草和滩涂湿地的景观异质性和破碎程度在2010年趋于增加(2000—2006年趋于增加,2006—2010年趋于下降)。在整个景观尺度上,所有湿地的异质性和破碎程度在2000—2006年趋于增加,而在2006—2010年趋于下降。从景观特征来看,研究地区鸻形目水鸟适宜生境的质量(生境组成/要素配置、复杂性、连接性和异质性等)在2000—2006年趋于下降,而在2006—2010年趋于增加。本文结果有助于指导湿地修复与营造策略的制定,以更好地实现在长江河口湿地保护迁徙鸻形目水鸟。     

崇明东滩湿地高等植被演替特征

研究了崇明东滩湿地植被演替过程中生态特征以及重要值、地上部分生物量、植被地上部分氮含量以及氮容量的季节性变化.结果表明：随着高程的升高,演替早期的代表物种海三棱藨草（Scirpus mariqueter）的重要值逐渐减小,互花米草（Spartina alterniflora）和芦苇（Phragmites australis）的重要值增大.演替过程中植物的生物多样性逐渐增加.3种植物地上部分生物量在生长季节内（3—10月）均呈单峰变化,一般在夏季（7、8月）生物量最大.3种植物地上部分氮含量在生长季节内均呈降低趋势,氮容量在生长季节内呈单峰变化.估算每年崇明东滩保护区内芦苇地上部分蓄积的氮为383.4 t,互花米草为39.3 t,海三棱藨草为50.5 t.     

基于鹤群数量和活动时间的白头鹤越冬生境分级

崇明东滩作为国家级鸟类自然保护区,是国家重点保护鸟类白头鹤(Grus moracha)重要的越冬栖息地,但近年来由于人类活动加剧以及外来物种互花米草(Spartina alterniflora)影响,白头鹤种群的越冬适宜生境也随之变化,给白头鹤种群的保护及区域环境保护带来严峻挑战。本文从4种重要的生境因子(覆被类型、植被盖度、淹水深度、大堤距离)着手,研究了环境变量对鹤群行为方式的影响,并且利用鹤群数量以及鹤群活动时间作为参比标准对环境因子的适宜性进行量化。结果表明:白头鹤在崇明东滩的适宜越冬生境面积为697 hm2,次适宜生境面积为469 hm2,微适宜生境面积为282 hm2,非适生境面积352 hm2,白头鹤适宜生境和非适生境面积占区域总面积的38.7%和19.6%,其余生境超过区域总面积40%。白头鹤在崇明东滩堤外的潜在适宜生境面积比重较大,这为扩展鹤群的适宜生境面积提供了可能。文章提出了关于白头鹤种群保护及扩大鹤群适宜生境面积的措施及办法:在次适宜和微适宜生境区投放饵料以扩大其适宜生境面积,同时加大对本土物种海三棱藨草(Scirpus mariqueter)的恢复力度。     

崇明东滩南部盐沼植被空间分布及影响因素分析

崇明东滩南部滩面高程、土壤盐度在空间上呈明显的梯度变化规律。高程整体西高东低、北高南低, 盐度东北高、西南低, 两者共同限制着盐沼植物在空间上的分布。该文围绕崇明东滩南部主要植被类群及其空间分布, 探讨了土壤盐度、潮滩高程两大环境因子与植物种群分布的对应关系。基于2013年夏、秋季植被空间网格采样和空间插值, 分析了东滩南部植物的空间分布现状, 发现不同植物类群在高程和土壤盐度上存在极显著的差异(p < 0.01)。高程差异: 莎草科类群主要分布于高程区间2.93-4.07 m的低潮滩, 禾本科主要集中分布在高程3.13-4.31 m的中、高潮滩; 盐度差异: 海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)优势种群植被覆盖区表层30 cm的平均土壤盐度为(3.2 ± 0.6) g·kg^-1, 显著高于其他类群植物分布区的平均土壤盐度(2.0 ± 0.3) g·kg^-1 (p < 0.01)。崇明东滩湿地生态系统的关键种兼先锋种——海三棱藨草, 分布高程介于2.53-3.97 m, 而互花米草能适应海三棱藨草80%的高程区间, 两者在高程上存在竞争关系。统计数据显示, 研究区域中近90%的海三棱藨草分布在研究区东北部, 土壤盐度范围为1.6-4.5 g·kg^-1, 海三棱藨草、互花米草能较好地适应该空间内的盐度胁迫, 两种植物在此交替出现。但是在高程和土壤盐度的综合作用下, 互花米草的生长状况更好, 因此该区的海三棱藨草很可能会被互花米草逐步取代。对各类群植被分布和优势面积的研究发现, 海三棱藨草总分布面积为294 hm², 优势群落面积120 hm², 海三棱藨草仅占莎草科植物总优势面积的15.7%, 占研究区总面积的6.9%, 在6种主要植物(芦苇(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、互花米草、糙叶薹草(Carex scabrifolia)、藨草(Scirpus triqueter)、海三棱藨草)中比重最小, 这给保护区内海三棱藨草种群的恢复和保护带来极大的挑战。     

崇明东滩春季鸟类群落特征

2003年春季对崇明东滩潮间带不同生境的鸟类群落进行了调查,共记录到鸟类64种,隶属7目15科。崇明东滩潮间带春季鸟类平均密度为14.60只/hm2,鸟类多样性指数2.08、均匀度指数0.49、优势度指数0.22。芦苇带、海三棱草带和盐渍藻类带是东滩潮间带典型的生境,各生境的鸟类种类、密度和多样性差异较大。其中芦苇带25种,平均密度2.56只/hm2;海三棱草带有48种,平均密度15.38只/hm2;盐渍藻类带36种,平均密度21.04只/hm2。3种生境中盐渍藻类带鸟类的生物多样性最高,海三棱草带最低。研究表明,滩涂围垦、人类活动干扰、互花米草的入侵是影响鸟类在东滩栖息的主要因素。     

互花米草与海三棱藨草的生长特征和相对竞争能力

外来物种互花米草(Spartinaalterniflora)已对我国特有种海三棱藨草 (Scirpusmariqueter)发生了竞争取代。作者通过在长江口崇明东滩湿地取样和盆栽竞争实验,比较了二者的主要生长特征和种间相对竞争能力。结果表明:无论是先锋种群还是成熟种群,互花米草的高度、盖度、地上生物量、地下生物量和平均每花序种子数都显著大于海三棱藨草;海三棱藨草的密度和单位面积结实枝条数显著大于互花米草。两种植物成熟种群的单位面积种子产量和种子的萌发率没有显著差异。种内竞争和种间竞争显著降低了两种植物的平均每株产生的无性小株数、结实株数、地上生物量和地下球茎数(海三棱藨草产生球茎),互花米草的种间竞争能力 (相对邻里效应指数 )显著大于海三棱藨草。互花米草在生长上的优势可能导致其在种间竞争上的优势,从而使互花米草能够在海三棱藨草群落中成功入侵。     

崇明东滩鸟类栖息地优化区海三棱藨草野外恢复实践

中国滨海盐沼湿地受损严重，人工修复策略已成为保护滨海生境的主要措施之一。本研究探讨了在长江口上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区，互花米草控制和鸟类栖息地优化工程项目内空白生境的本土盐沼植物高效恢复技术。通过野外小试和中试试验，分析了长江口盐沼湿地建群种海三棱藨草恢复过程中繁殖体种类和移植方式对恢复效率的影响，并评估了不同恢复策略的恢复成本和效率。结果表明：1)海三棱藨草球茎苗耐淹性较强，适用于环境异质性较高的优化区；2)在4种恢复海三棱藨草群落的处理中，最经济高效的处理为无泥低密度球茎苗的移植方式，其每公顷的投入成本约为10100元。相较之下，无泥高密度、带泥低密度及带泥高密度的处理每公顷所需成本分别为41100、30000和120100元；3)经过近5年的努力，海三棱藨草群落在崇明东滩优化区C3区域覆盖度已超过60%,是相对成功的大规模野外恢复示范。本研究可为大规模滨海盐沼植物的恢复工程提供依据及支撑。     

遥感与GIS支持下的崇明东滩迁徙鸟类生境适宜性分析

崇明东滩鸟类自然保护区位于长江入海口,是国际迁徙鸟类重要的栖息地.受自然和社会因素影响,该地区鸟类栖息环境正处于快速变化.研究采用面向对象的图像分割方法提取鸟类生境适宜性多边形评价单元,根据近年来野外调查数据分析了影响迁徙鸟类生存的地类、植被、潮沟、底栖生物等关键环境因素,建立了鸟类与关键环境影响因素的定性定量关系.在此基础上利用GIS空间分析方法和技术,进行了崇明东滩鸟类保护区内主要四大鸟类种群雁鸭类、鸻鹬类、鹭类以及鸥类的生境适宜性分析.结果表明:(1)崇明东滩迁徙鸟类生境较适宜的面积占保护区总面积40%左右;(2)光滩区域、与光滩邻近的海三棱藨草带以及潮沟地带是鸟类生境适宜性较好的地理区域;(3)基于面向对象的遥感分析技术和GIS空间分析技术,能有效且简便地对生态环境处于快速动态变化中的物种生境适宜性进行快速、客观准确的分析评价,其结果可为崇明东滩鸟类种群及其生存环境规划、保护和管理提供基础科学依据.     

崇明东滩抛荒鱼塘的自然演替过程对水鸟群落的影响

人工湿地抛荒的现象普遍存在,但针对抛荒后的自然演替过程对水鸟群落影响的研究较少.于2007、2008、2011年对崇明东滩自然抛荒的人工鱼塘水鸟群落展开调查,探究抛荒后的自然演替过程对水鸟群落结构及不同水鸟类群的影响.3a累计观察到水鸟59种12819只,隶属6目12科.其中抛荒前最多,共53种11001只;抛荒第1年22种1673只;抛荒第4年最少,9种145只.鱼塘抛荒后水鸟种类和数量下降剧烈,物种多样性先上升再下降,均匀度逐年上升,优势度先下降再上升.方差分析结果表明,5个群落特征都存在极显著年度差异(P1＜0.01;P2＜0.01;P3＜0.01;P4=0.003;P5＜0.01).非参数检验结果表明,不同类群水鸟的种类和数量逐年下降趋势明显,且年际差异极显著.即抛荒后的自然演替过程对水鸟群落产生了不利影响.建议采取人工管理措施防止旱化,增加环境异质性,恢复水鸟群落多样性.     

崇明东滩鸟类栖息地优化区越冬水鸟的栖息地利用及影响因子

阐明水鸟栖息地利用与环境因子的关系有助于制定针对性的水鸟保护对策。本研究在2012~2013年冬季对崇明东滩鸟类栖息地优化区内越冬水鸟的种类、数量以及6种环境因子(植被面积比例、裸地面积比例、水深、地形变异、栖息地结构多样性和干扰)进行调查,以了解水鸟对人工湿地的栖息地利用及其影响因子。野外调查共记录到水鸟24种9 018只,其中优势种为斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)和绿头鸭(A.platyrhynchos);栖息地优化区内水鸟休息的个体数量占总数量的79.2%,这表明优化区是大多数水鸟的休息地,而小(Tachybaptus ruficollis)、白骨顶(Fulica atra)、黑水鸡(Gallinula chloropus)、白琵鹭(Platalea leucorodia)和黑脸琵鹭(P.minor)的觅食个体数量超过60%,说明优化区也为这些鸟类提供了觅食地。逐步回归分析表明,裸地面积比例是影响越冬水鸟种类分布的最主要因子;尽管游禽在地形变异较大、植被面积比例较低的区域数量较多,但在休息时游禽更偏好于裸地面积比例较高的区域,而涉禽休息时偏好于地形变异较大的区域。为增加栖息地优化区内的水鸟多样性,建议在优化区内种植水鸟可食的沉水植物以增加水鸟的食物资源,同时增加裸地面积比例和地形变异程度,更好地为水鸟提供栖息地。     

冬季水鸟对崇明东滩水产养殖塘的利用

自然湿地的丧失和退化给依赖湿地生存的水鸟带来了严重威胁,人工湿地作为水鸟栖息地的功能日益受到关注.水产养殖塘是人工湿地的重要类型之一.通过研究崇明东滩水产养殖塘冬季水鸟群落组成及其栖息地特征,发现大面积养殖塘比小面积养殖塘吸引更多种类和更高密度的水鸟.养殖塘在放水前水位较高时吸引更多游禽栖息,而在放水后水位较低时吸引更多涉禽;在放水过程中,养殖塘中水鸟的种类最多,密度最大.另外,在放水的不同时期,不同的环境因子对水鸟群落的影响不同:放水之前,养殖塘水面面积和平均水深是水鸟种类和数量的主要影响因子,其中游禽种类和数量受水面面积影响较大,涉禽种类和数量受平均水深影响较大;放水过程中,裸地面积、芦苇面积、干扰程度、平均水深和水深变异对水鸟、游禽和涉禽的种类和数量起主要作用;放水之后,水深变异对水鸟种类和数量的影响较大,而影响游禽种类和数量的主要因子是水面面积,影响涉禽种类和数量的主要因子是水深变异.研究表明,通过对影响水鸟栖息地利用的主要因子的有效管理,养殖塘在提供经济效益的同时也能为水鸟提供适宜的栖息地.     

Nestedness theory suggests wetland fragments with large areas and macrophyte diversity benefit waterbirds

Many artificial wetland constructions are currently underway worldwide to compensate for the degradation of natural wetland systems. Researchers face the responsibility of proposing wetland management and species protection strategies to ensure that constructed wetlands positively impact waterbird diversity. Nestedness is a commonly occurring pattern for biotas in fragmented habitats with important implications for conservation; however, only a few studies have focused on seasonal waterbird communities in current artificial wetlands. In this study, we used the nestedness theory for analyzing the annual and seasonal community structures of waterbirds in artificial wetlands at Lake Dianchi (China) to suggest artificial wetland management and waterbird conservation strategies. We carried out three waterbird surveys per month for one year to observe the annual, spring, summer, autumn, and winter waterbird assemblages in 27 lakeside artificial wetland fragments. We used the NeD program to quantify nestedness patterns of waterbirds at the annual and seasonal levels. We also determined Spearman partial correlations to examine the associations of nestedness rank and habitat variables to explore the factors underlying nestedness patterns. We found that annual and all four seasonal waterbird compositions were nested, and selective extinction and habitat nestedness were the main factors governing nestedness. Further, selective colonization was the key driver of nestedness in autumn and winter waterbirds. We suggest that the area of wetland fragments should be as large as possible and that habitat heterogeneity should be maximized to fulfill the conservation needs of different seasonal waterbirds. Furthermore, we suggest that future studies should focus on the least area criterion and that vegetation management of artificial wetland construction should be based on the notion of sustainable development for humans and wildlife.     

崇明东滩越冬鸟类在养殖塘的空间分布

鸟类对空间的利用直接反映对栖息地的选择。通过对崇明东滩养殖塘越冬鸟类群落调查,运用空间自相关检验、空间插值分析和景观格局分析,研究越冬鸟类在养殖塘人工湿地的空间分布格局。结果显示:雁鸭类和鸻鹬类在养殖塘分布特征显著不同。雁鸭类呈现显著的空间自相关,为聚集分布,且丰富度和多度分布较为一致;而鸻鹬类在养殖塘以随机分布为主,丰富度显示一定的聚集分布。养殖塘已经成为崇明东滩越冬鸟类重要的栖息地,不同生态类群栖息地选择存在差异:芦苇植被发育好,水域面积较小且水深较深,不同斑块以聚集为特征的养殖塘是雁鸭类的适宜生境;鸻鹬类则偏好一定芦苇植被、水域面积大且水深较浅的养殖塘。因此在保护区土地利用和管理时应考虑不同生态类群对栖息地选择的差异。     

Changes in distribution of waterbirds following prolonged drought reflect habitat availability in coastal and inland regions

Provision of suitable habitat for waterbirds is a major challenge for environmental managers in arid and semiarid regions with high spatial and temporal variability in rainfall. It is understood in broad terms that to survive waterbirds must move according to phases of wet–dry cycles, with coastal habitats providing drought refugia and inland wetlands used during the wet phase. However, both inland and coastal wetlands are subject to major anthropogenic pressures, and the various species of waterbird may have particular habitat requirements and respond individualistically to spatiotemporal variations in resource distribution. A better understanding of the relationships between occurrence of waterbirds and habitat condition under changing climatic conditions and anthropogenic pressures will help clarify patterns of habitat use and the targeting of investments in conservation. We provide the first predictive models of habitat availability between wet and dry phases for six widely distributed waterbird species at a large spatial scale. We first test the broad hypothesis that waterbirds are largely confined to coastal regions during a dry phase. We then examine the contrasting results among the six species, which support other hypotheses erected on the basis of their ecological characteristics. There were large increases in area of suitable habitat in inland regions in the wet year compared with the dry year for all species, ranging from 4.14% for Australian White Ibis to 31.73% for Eurasian Coot. With over half of the suitable habitat for three of the six species was located in coastal zones during drought, our study highlights the need to identify and conserve coastal drought refuges. Monitoring of changes in extent and condition of wetlands, combined with distribution modeling of waterbirds, will help support improvements in the conservation and management of waterbirds into the future.     

黄河流域水鸟保护优先区及空缺

黄河流域为迁徙水鸟提供重要的繁殖地、越冬地和停歇地。然而,黄河流域正面临着农业开垦、城市化、水资源分布不均等一系列的生态安全问题,威胁迁徙水鸟种群及其栖息地稳定性。因此,识别黄河流域重要的水鸟栖息地分布区域,分析当前的保护现状对于开展水鸟及栖息地保护至关重要。以黄河流域为研究区,搜集整合来自国内外观鸟网站(eBird、全球生物多样性信息库(GBIF)和中国观鸟记录中心(BirdReport))、文献和水鸟调查报告中的水鸟调查数据,沿用三个国际上通用的水鸟重要栖息地识别标准,确定了黄河流域水鸟保护优先区。在此基础上,使用水鸟栖息地重要性指数确定水鸟保护优先区保护优先等级,结合国家自然保护地名录,分析水鸟保护优先区保护空缺状况。结果显示:黄河流域共有47个水鸟保护优先区,主要分布在黄河流域中游和下游,其中河南省和山东省水鸟保护优先区较多。满足水鸟保护优先区识别标准的水鸟共14种,其中,极危物种有2个,濒危物种有1个,易危物种有5个。水鸟保护优先区保护优先等级处于I、II和III类的分别有2个、8个和37个。有20个水鸟保护优先区处于保护空缺状态,占总数的42.55%,主要集中在黄河中游和下游,其中,水鸟保护优先等级处于I类或II类的地块有3个,建议将这些保护空缺地以自然保护区、保护小区或国家公园形式纳入湿地保护地体系,并加强长期监测。     

Are artificial wetlands good alternatives to natural wetlands for waterbirds? – A case study on Chongming Island, China

Loss of natural wetlands is a global phenomenon that has been a serious threat to the wildlife. A common practice is to construct artificial wetlands to compensate for the loss of natural wetlands. To test whether artificial wetlands as habitats for waterbirds are good alternatives to natural wetlands, we compared species richness, abundance, and seasonal dynamics of waterbird communities of natural (here tidelands) and artificial wetlands (here aquacultural ponds) on Chongming Island, China. Our results indicate that habitat preference of waterbirds showed seasonal difference: most of the shorebirds were found on tidelands in spring, whereas most of the natatorial birds were recorded in aquacultural ponds in winter. Waterbirds preferred the tidelands rather than aquacultural ponds in both spring and autumn, whereas they showed no preference for either the tidelands or the ponds in summer and winter. It is concluded that natural wetlands are better habitats for waterbirds than artificial wetlands on Chongming Island, while the artificial ones are also suitable habitats for waterbirds in winter. The waterbirds might use artificial wetlands only when natural wetlands are unavailable or of poor quality. An over-emphasis that artificial wetlands are suitable habitats for waterbirds might encourage land managers to convert natural wetlands into the artificial ones, resulting in considerable loss of bird diversity. Therefore, for the purpose of bird conservation, it would be a better practice to conserve natural wetlands rather than to construct artificial ones after destruction of natural wetlands.