广东省惠州市建成区湿地鸟类多样性及保护热点区域分析*

段智钊 牛晓楠 熊晴帆 黄志文李双霜 刘 微 欧阳晟

（1. 希言自然资源科技（广州）有限公司，广东 广州 510300；2. 惠州市林业科学研究所，广东 惠州 516001；3. 广东珠海淇澳-担杆岛省级自然保护区管理处，广东 珠海 519008；4. 广东省科学院 动物研究所，广东 广州 510260；5. 东北林业大学野生动物与自然保护地学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

全球生物多样性衰退趋势未能得到有效遏制，维护生物多样性可持续发展已成为全球共同目标。湿地鸟类是湿地生态系统的重要组成部分，对维持湿地生态系统的稳定性具有重要作用[1]，但由于迅速城市化，自1960 年代以来，全球大量自然湿地被改造成建设用地[2]，导致了自然湿地的减少和鸟类多样性的衰退[3-4]，对湿地鸟类的保护带来了巨大压力。

近年来GIS 等技术日益广泛地用于动物地理分布格局的研究[5]，是保护生物多样性行之有效的方法之一，特别是基于GIS 的GAP 分析技术在生物多样性保护研究中具有明显优势，是当前确定生物多样性保护决策中对多样性空间格局及热点区域进行评估最为直观有效的方法，同时也是快速概观生物多样性集中要素的分布和保护状态的一种方法[6-7]。被应用于黑顶奇鹛Heterophasia capistrata、中华秋沙鸭Mergus squamatus、褐马鸡Crossoptilon mantchuricum、遗鸥Larus relictus、花尾榛鸡Bonasa bonasia、蓑羽鹤Anthropoides virgo等鸟类的研究中[8-10]。

广东省惠州市是全球候鸟“东亚—澳大利亚”迁徒路线上的越冬地和中转站，在保护全球鸟类多样性上具有不可替代的作用。为进一步加强惠州市建成区湿地鸟类多样性的保护，我们于2019年完成了惠州市建成区湿地鸟类多样性调查，在此基础上通过GIS 建立物种生境模型，利用GAP分析方法确定鸟类多样性分布格局和保护热点区域，并提出相应的湿地鸟类保护建议，为科学制定惠州市建成区湿地鸟类管理计划提供科学参考。

1 研究地概况与方法

1.1 研究地概况

惠州市位于广东省东南部，是粤港澳大湾区中心城市之一，陆地面积1.12 万 hm2，海域面积4 520 hm2。其拥有山水林田湖海等资源优势，成为了粤港澳大湾区这个城市群里的生态担当。惠州市经过多年发展形成建成区（惠城区、惠阳区、仲恺区和大亚湾区），其地势东北高、西南低，北部多山地，中部和沿道海地带多横积小平原，东、西部为丘陵台地。属南亚热带海洋性季风气候，广东省三大水系之一的东江和西枝江横贯建成区。年平均气温22℃，年平均日照时数2 023 h，日照率46%，年降雨量1 700～2 300 mm。受地带性气候影响，热带、亚热带成分占优势，而温带成分对建成区有一定的影响，显示出南亚热带常绿阔叶季雨林植物区系的性质与特点。主要优势乔木有马尾松Pinus massoniana、金合欢Acacia farnesiana、龙眼Dimocarpus longan、荔枝Litchi chinensis、木荷Schima superba等，草本层有芒萁Dicranopteris dichotoma、刺芒野古草Arundinella setosa、 白茅Imperata cylindrica、 黄茅Heteropogon contortus、笔管草Equisetum debile等。

1.2 方法

1.2.1 调查方法 建成区有湿地4 类8 型，其中自然形成的河流湿地、湖泊湿地、近海与海岸湿地3 类包括永久性河流、永久性淡水湖、沙石海岸、红树林、河口水域、岩石海岸6 型，人工湿地1 类包括库塘、水产养殖场2 型。采用公里网格法，将建成区划分为 5 km×5 km 的网格共63 个。选择其中的29 个样方（占网格总数的46.03%）作为调查样方（图1），包括河流湿地样方7 个，湖泊湿地样方1 个，近海与海岸湿地样方3 个、人工湿地样方18 个（表1）。在每个调查样方内设置1 条4 km 长的样线。

表1 调查样方概况Table1 Overview of monitoring sample

序号Serial number样方Sample name 13区域Region湿地类Wetland湿地型Wetland type淡水河2 14西枝江2（东）15良湖16河流湿地永久性河流双流溪水库17畲禾坑水库18鱼龙湾水库19沙田水库20长流坑水库21黄洞水库22大坑保护区23白云嶂保护区24鸡心石保护区25仲恺区惠阳区人工湿地库塘湖泊湿地永久性淡水湖潼湖26人工湿地库塘观洞水库27大亚湾区近海与海岸湿地沙石海岸曾棚角28红树林、河口水域白寿湾29岩石海岸杨屋

图1 样方分布位置示意图Fig.1 Schematic diagram of the distribution location of quadrats

我们在2019 年采用样线法进行调查。按季度进行（3—5 月为春季，6—8 月为夏季，9—11 月为秋季，12 月—翌年2 月为冬季），每季度调查1 次，共4 次，每次调查不少于15 天，每天调查时间为7:00—10:00 时和15:00—18:00 时。以2.0 km/h 的速度步行，利用Kowa 双筒望远镜（BD42-8XD）进行观察，同时辅以鸣声辨认，记录样线两侧各100 m 内所见到的鸟类种类和个体数量。野外鉴定参考《中国鸟类野外手册》[11]，分类系统、居留型和区系参考《中国鸟类分布与分布名录》[12]。

1.2.2 环境数据处理 土地利用数据（空间分辨率为90 m）来源于地理空间数据云（http://www.gscloud.cn/），植被数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心（http://www.resdc.cn/）。通过栅格裁剪出研究区区域，并做Albers 地图投影。

式中，H′为物种多样性指数；s为物种数，Pi为物种i的个体数与所有物种个体总数的比值。

式中，J′为均匀度指数；H′为多样性指数；Hmax为多样性指数的最大值（log2s）。

（2）鸟类丰富度分布格局预测 运用Arc-GIS10.02 软件，综合考虑建成区的植被、重要濒危物种适宜生境分布、土地所有权和自然保护地等方面组成的生境适宜性单元，利用地理信息系统进行空间分析，找出不同植被类型、单个重要物种分布与保护区之间的间隙[15]。如果物种实际分布在某个生境条件组合，那么没有实际调查的所有类似组合生境均可成为物种潜在的分布区域[16]。

具体过程为：利用ArcGIS10.02 软件将建成区划分为1 km×1 km 的等面积网格，将卫星形象图与数字化植被图相叠加，得到每个网格对应的物种生境类型，用1 和0 分别表示该网格下是否出现在该生境，得到数字化物种分布范围图。在表格里进行数据的统计分析，将每种鸟类可能会出现的网格进行赋值，出现为1，否则为0，之后叠加计算即可知道每个网格中出现过的鸟类种数，从而获得整个建成区的鸟类丰富度分布格局[18]。

2 结果与分析

2.1 物种组成

共调查记录到鸟类14 目42 科136 种，其中以雀形目为主，有23 科73 种，占所调查鸟类种数的60.29%；鹳形目次之，占28.54%。136 种鸟类中，有水鸟7 目11 科39 种，个体数量占全部鸟类总数量的34.49%，鹳形目占比最多，为28.54%（表 2）。

表2 物种组成Table2 Species composition

2.2 居留型与地理分布

2.2.1 居留型 136 种鸟类中，有留鸟77 种，占种类总数的56.62%；冬候鸟47 种，占种类总数的34.56%；夏候鸟10 种，占种类总数的7.35%；旅鸟2 种，占种类总数的1.47%（图2）。

图2 鸟类居留型Fig.2 Resident types of birds

2.2.2 地理分布 136 种鸟类中，有东洋界76 种，占种类总数的55.88%；古北界47 种，占种类总数的34.56%；广布种13 种，占种类总数的9.56%（图3）。

图3 鸟类地理分布Fig.3 Geographical distribution of birds

2.3 珍稀濒危物种

136 种鸟类中，有国家重点保护物种12 种，分别为：鸿雁Anser cygnoid、褐翅鸦鹃Centropus sinensis、小鸦鹃C. bengalensis、水雉Hydrophasianus chirurgus、黄嘴白鹭Egretta etilophotes、蛇雕Spilomis eheela、松雀鹰Accipiter virgatus、白胸翡翠Halcyon smymensis、红隼Falco tifinunculus、游隼F. peregrinus、画眉Gavmlax canorus、红嘴相思鸟Leiothrix lutea。

（CITES）附录I、附录II 物种4 种，分别为：红隼、游隼、画眉、红嘴相思鸟。

2.4 不同湿地类型的鸟类组成

4 种湿地类型中，物种丰富度由高到低依次为人工湿地（109）＞河流湿地（88）＞近海湿地（57）＞湖泊湿地（39）；多样性指数由高到低依次为河流湿地（1.50）＞人工湿地（1.49）＞近海湿地（1.30）＞湖泊湿地（0.80）。均匀度指数由高到低依次为河流湿地（0.33）＞人工湿地（0.32）＞近海湿地（0.32）＞湖泊湿地（0.22）（表3）。

表3 不同湿地类型鸟类群落多样性Table 3 Bird diversity index of different wetland

2.5 丰富度空间格局

建成区鸟类丰富度最高的区域在北部的招元水库和七坑水库，其次为西部的白云嶂水库和长流坑水库，低丰富度区域主要分布在中部的城市周边，南部鸟类丰富度虽然不高，但其临海，有大量的红树林及河口水域，以水鸟为主，尤其鹭鸟居多（图4a）。

建成区珍稀濒危鸟类丰富度分布格局分析结果显示，南部分布格局基本一致，其他分布格局差异性都比较明显，差异化最大是北部招元水库和中西部的潼湖（图4b,c）。

图4 惠州建成区鸟类丰富度空间分布格局Fig.4 Spatial distribution pattern of bird richness in built-up areas of Huizhou

2.6 多样性热点区域

全部鸟类的热点区域集中在建成区的北部、西部和中西部，冷点区域沿建成区中部向四周扩散（图5a）。珍稀濒危鸟类热点区域里北部、西部差异性最为明显（图5b,c）。

全部鸟类的保护热点区域与珍稀濒危鸟类的保护热点区域在分布上存在明显差异。热点区域主要分布在人工湿地，冷点区域主要分布在河流湿地，无显著区域主要在湖泊湿地，近海湿地拥有大面积的红树林和滩涂，是越冬水鸟栖息和觅食的主要场所，水鸟多样性丰富，以湿地水鸟为主。其中人工湿地和湖泊湿地以鹭鸟类为主，河流湿地和近海湿地以鸻鹬类为主。

3 讨论

我们调查记录到惠州市建成区湿地鸟类共136种，惠州市已知鸟类有299 种[18]，相比之下，建成区只有惠州市五分之一的面积，却几乎占据惠州市二分之一的种类，说明建成区在鸟类保护上具有重要地位，这主要与建成区自然生态环境条件和所处的地理位置有关。一方面，惠州市地处南亚热带，河流和湿地分布广泛，建成区有西枝江、东江等永久性河流，还有潼湖等通江湖泊，丰富的湿地植物群落和海岸红树林成为了鸟类的适宜栖息地；另一方面，惠州市建成区位于全球候鸟“东亚—澳大利亚”迁徒路线上的越冬地和中转站。这使得建成区在保护全球鸟类多样性上具有不可替代的作用。

我们的研究结果表明，河流、湖泊、水田、水库等是湿地鸟类主要利用的生境类型，在维持湿地鸟类多样性具有重要作用。

尽管惠州市是粤港澳大湾区新兴的工业化城市，但城市生态承载能力还保持在较高的水平，然而随着粤港澳大湾区城市群开发建设的快速推进，开发用地、围海养殖、填海造地等工程项目的建设，将加快天然湿地的萎缩从而使得湿地鸟类栖息地面临破碎化的风险，这将对湿地鸟类的分布模式、种群密度、群落结构、配对成功率、巢址选择和巢成功率等产生不同程度的影响[19]。加强建成区湿地鸟类多样性丰富度高的区域和保护热点区域的保护是遏制湿地鸟类多样性衰退的重要措施。

已有研究成果表明植物群落与鸟类密度及多样性有一定关联性[20]，惠州市建成区北部和西部生境完好，是鸟类丰富度最高的区域，同时也是保护热点区域，尽管建成区已建有的8 个自然保护区、4 个湿地公园和4 个森林公园可以为鸟类提供重要的栖息场所，但鸟类丰富度高的区域和保护热点区域并未全部纳入自然保护地。设立自然保护区是保护生物多样性的有效途径[21]，因此，建议将这些区域纳入自然保护地体系，以实现湿地鸟类的有效保护。此外，在建成区保护热点的区域里，城市建设使北部和西部湿地鸟类栖息地呈现孤岛状，破碎化现象较为严重（图4、图5），在一定程度上限制了两地鸟类间的正常交流，不利于湿地鸟类多样性的保护，为此，建议构建湿地鸟类生态廊道，联通北部和西部地区，以更好的发挥北部和西部鸟类多样性保护的作用。

图5 惠州建成区鸟类多样性热点区域Fig.5 Hotspot of bird diversity in Huizhou built-up area