陕西黄河湿地鱼塘环境因子对鸟类群落结构的影响

吴逸群 任锦利 杨 鸽 刘 露 杨 浩

(渭南师范学院环境与生命科学学院，陕西 渭南 714000)

在过去两个世纪，由于城市发展以及农业集约化等人类活动导致大面积的自然湿地被改造为盐田、鱼塘以及水稻田等(Li et al, 2013; 廖华军等, 2014; 姚云长等, 2016; Zou et al, 2017)。自18世纪以来，自然湿地损失高达87%(Davidson,2014),依赖于湿地生存的水鸟类群面临严峻的威胁(Murray et al, 2015；Bennett et al, 2018; 罗祖奎等, 2019)。为了应对这种转变，水鸟开始寻找各种类型的人工湿地作为替代栖息地(Murray et al,2010; 余辰星, 2011)。水产鱼塘能为水鸟提供充足的食物，而且微环境丰富，是一种很适合水鸟栖息的人工湿地(金杰锋等, 2008)。同时鱼塘也兼顾了当地的社会经济效益，在我国沿海地区，鱼塘已成为人工湿地的重要类型之一(Ma et al, 2009; 余辰星等, 2014)，也是陕西黄河流域湿地资源科学利用的一种重要方式。

陕西省渭南市黄河湿地自然保护区是内陆候鸟迁徙通道上的重要驿站，是我国中、西部国际保护候鸟的主要栖息地之一(吴逸群, 2011)，而保护区近20年来多处被开发成了鱼塘等人工湿地。水鸟对鱼塘的利用受到多种环境因子的影响(金欣等, 2013; 张美, 2013; 周姗姗, 2016; 张芳等,2018; 曾向武等, 2019)。尽管已有大量研究揭示了这些因子对水鸟栖息地利用的影响，但不同研究地点在环境条件以及水鸟群落时空组成上有很大的差异，导致不同环境因子对水鸟栖息地利用的影响程度也表现出地区性的差异(Colwell et al, 2000)。通过采集陕西黄河湿地自然保护区内鱼塘人工湿地环境因子数据，探究不同环境因子对水鸟群落结构的影响，为水鸟及其栖息地的保护提供科学依据。

1 研究区概况

陕西黄河湿地自然保护区位于关中 盆 地 东 端 (34°36′25″～ 35°51′59″ N,110°08′13″～ 110°36′45″ E)，总面积 45 986.0 hm2。保护区内有河流湿地、沼泽湿地和人工湿地3种湿地类型，湿地面积34 387.11 hm2，占保护区总面积的74.78%。其中人工湿地主要有以水产养殖为主的鱼塘和以生产莲藕为主的库塘两种类型，鱼塘面积7 518.88 hm2，占湿地总面积的21.86%，库塘面积3 707.95 hm2，占湿地总面积的10.87%(何冰等,2018)。调查保护区内大荔县、蒲城县、合阳县以及韩城市的鱼塘，调查鱼塘的面积大小不一，最大为33万m2，最小为5 000 m2。

2 调查方法

2.1 影响因子及测定

影响因子分为环境因子和人为干扰因子。从影响水鸟结构组成及群落变化趋势等特征的因子中，选择了明水面积、裸地面积、水藻面积、平均水深以及芦苇面积5类环境因子。依据车辆流动情况、人为活动情况、调查区内机械物运转状况以及粘网张挂情况把人为干扰强度分成Ⅰ～Ⅳ级，Ⅰ级干扰强度最弱，依次递增，Ⅳ级干扰强度最强。

采用实地勘察方法测量平均水深。鱼塘内有投料台，站在平台上用线绳绑住重物沉入塘底测量水深，浅水处用钢卷尺直接测量，每个鱼塘选3个测量点，分别是靠近塘边处、投料台(靠近鱼塘的中心处)和这两处的中间位置，取3处测量点水深的平均值作为该人工湿地的平均水深，将裸地的水深记为0 cm。芦苇面积是指每个调查区中超过水面的芦苇面积，明水面积是指每个调查区中没有植物分布的明水面面积。

2.2 水鸟调查

一般选择风力在3级以下的晴朗天气进行调查，通常为清晨或傍晚。根据情况每2～4人1组沿调查路线行进，采用相机、望远镜等工具观察，并记录每个调查区内的所有水鸟种类以及数量，无法辨别的鸟类先用相机拍照并记录鸟类形态特征，之后进行鉴别。鸟类数量统计采用最大值保留法，即从数次调查的同种鸟类统计数值中保留最大值代表该鸟种的数量。数量较大的群体采取集团统计法，将鸟类分为不同的小单元，每个单元分别以5、10或100只个体为单位计数，根据对集团数的统计推算鸟类的总数以及各种类所占百分比。

根据记录到的某种水鸟个体数量占统计到所有水鸟总数的百分比，确定水鸟多度等级。鸟类种数和鸟类数量的最终数据采取多次记录的平均值来表示。水鸟百分比＞10%，定义为优势种；水鸟百分比为1%～10%，定义为常见种；水鸟百分比＜1%，定义为少见种(Howes et al, 1989)。

2.3 数据处理

根据观察鸟类的种类和数量记录，计算出各个鱼塘的水鸟种类以及数量、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数以及Simpson优势度指数。为了反映鸟类对生境的需求，按照觅食类群的不同将鸟类分为涉禽(鹭科Ardeidae、鹮科Threskiorothidae、反嘴鹬科Recurvirostridea、鸻科Charadriidae、鹬科Charadriidae)、游禽(鸊鹈科Podicipedidae、鸭科Podicipedidae、秧鸡科Podicipedidae、鸥科Podicipedidae)以及在水域附近的其他类(雨燕目APODIFORMES、雀形目PASSERIFORMES、佛法僧目CORACIFORMES)3种类型。

根据实际调查情况，筛选出30个鱼塘的有效数据进行分析。采用Pearson相关分析方法，对水鸟群落变量和每个生境因子进行分析，采用多元线性回归分析(MLR)确定影响水鸟群落特征指标的主要生境因子，得到拟合方程。利用SPSS 25.0软件，进行数据处理和统计分析。

3 结果与分析

3.1 水鸟种类与数量

本次调查共记录水鸟40种，隶属8目15科，共计1 969只(表1)。其中涉禽鸟类数量最多，为1 542只，共计21种；游禽鸟类数量为141只，共计8种；其他类水鸟数量为286只，共计11种。从水鸟种类来看，鸻形目(CHARADRIIFORMES)种类最多，达15种，占种类总数的38.5%。其次为雀形目，有8种，占种类总数的20.5%。从水鸟数量来看，鸻形目数量最多，达1 442只，占总数量的73.2%。其次为鹳形目(CICONlIFORMES)，数量为293只，占总数量的14.9%。优势种为普通燕鸥(Glareola maldivarum)、反嘴鹬(Recurvirostra avosetta)、黑翅长脚鹬(Himantopus himantopus)，分别占总数量的22.9%、19.1%、15.8%。

表1 鱼塘水鸟名录Table 1 list of Waterbirds in Fish Pond

3.2 水鸟群落多样性

在30个鱼塘中，Shannon-Wiener多样性指数平均为1.72，最大为3.21，最小为0.28；Pielou均匀度指数平均为0.39，最大为0.74，最小为0.06；Simpson多样性指数平均为0.60，最大为0.86，最小为0.09。Shannon-Wiener多样性指数总体上随着平均水深的升高而降低，随着鱼塘中裸地面积的增加而增加。

3.3 环境因子对水鸟群落的影响

双变量相关分析结果显示人为干扰与水鸟数量呈显著负相关(r=-0.380，P＜0.01)。鱼塘中裸地面积与水鸟数量呈显著正相关(r=0.941，P＜0.01)，平均水深与水鸟数量呈负相关(r=-0.392，P＜0.05)，平均水深与水鸟种类呈负相关(r=-0.388,P＜0.05)。

分别以6个环境因子作为自变量，水鸟数量以及水鸟种类作为因变量完成了逐步回归分析，结果显示：鱼塘中裸地面积是水鸟数量的显著预测变量，回 归 方 程 为 y=17.141+0.01x(n=30，P＜ 0.01)，平均水深是水鸟种类的显著预测变量，回归方程为y=7.366-0.02x(n=30，P＜0.05)。

4 讨论

本次调查分析结果显示：对水鸟的数量以及种类的变化呈现相关性的影响因子有鱼塘中裸地面积、平均水深以及人为干扰。潮湿的裸地是鸻鹬类等涉禽(特别是小型滨鹬类)的重要栖息地(Warnock et al, 2002)。此次调查中发现，大量的黑翅长脚鹬、反嘴鹬以及矶鹬(Tringa bypoleucos)在松软的裸地上进行觅食和栖息。因此，鱼塘中裸地面积与水鸟的数量呈显著正相关，Shannon-Wiener指数随着裸地面积的增加而上升。

人为干扰与水鸟数量呈显著负相关，人类活动的干扰对水鸟群落特征具有显著影响(华宁等,2009)。对于面积较大的鱼塘，即使在干扰等级较强时，水鸟的数量也能保持在较高水平，其原因是在大面积的鱼塘内常有芦苇分布，可为水鸟提供隐蔽场所，从而减少人为干扰的影响，也可以为它们提供合适的筑巢场所(Sánchez-Zapata et al,2005)。而面积较小的鱼塘，人为干扰时，水鸟数量会受到较大影响。

鱼塘面积在一定程度上对水鸟群落存在影响。首先，较大面积的鱼塘对水鸟的空间容纳量大于面积小的鱼塘。其次，当鱼塘的面积较大时，由于鱼塘底部的异质性，往往会同时具有一定面积的深水区、浅水区以及裸露区，环境因子更加复杂，有芦苇及其它水生植物生长，水鸟有更多的选择去应对周围的环境变化，而在较小的鱼塘，一旦发生干扰，水鸟便无处可藏，只能飞往其他鱼塘。

平均水深与水鸟的种类以及数量之间均呈负相关。水深因子对水鸟群落结构的影响与水鸟的生态习性有关,不同生态习性的水鸟对鱼塘的利用不同(赵锦霞等, 2008)。鸭类主要栖息在深水区，鸻鹬类、鸥类、鹭类等鸟类在中等水位区和浅水区栖息，而无水区仅有少数鸻鹬类以及鹭类活动。大量研究结果显示：水深为影响水鸟种类以及数量的主要因子(金杰锋等, 2008)，较深水位的鱼塘会吸引更多的鸟类。但由于在此次调查中，所观察到的鸭类数量较少，因此水位较高时，水鸟数量会明显减少，导致平均水深与水鸟数量以及种类之间的相关性改变，Shannon-Wiener指数也随着平均水深的升高而降低。

从鱼塘的水鸟群落多样性的分析结果中可以发现，水鸟群落多样性指数高的鱼塘具有平均水深低、有裸地分布和明水面积大的特点，这对提高保护区内水鸟对鱼塘的利用起到一定指导作用。