北京湿地迁徙期水鸟年际变化规律研究

范盈盈 蔡 益 付建平 袁佐平 关雪燕 赵欣如,3*

(1 中国观鸟会，北京 100097；2 北京大学前沿交叉学科研究院，北京100871；3 北京师范大学教务部，北京 100875)

水鸟在湿地生态系统中扮演着十分重要的角色，对湿地水鸟的长期监测有助于了解生态系统的变化趋势。国内对于鸟类监测的起步较晚，在水鸟监测方面，目前对中国沿海地区湿地水鸟种群变化的研究较多，主要集中在黄渤海区域 (Wetlands International,2012; Amano et al,2010; Yang et al, 2011)和长江三角洲 (Tian et al, 2008; Ma et al, 2009; Cao et al, 2008)等地区。对于非沿海的北京地区，鸟类资源以零星的调查为主 (赵欣如等, 1996; 隋金玲等, 2006; 闻丞等, 2014)。

自2003年秋季起，中国观鸟会在春秋两季鸟类迁徙期开展北京地区重要湿地鸟类种群监测研究，分析了鸟类种群数量变化趋势及影响因素，为地区性的迁徙水鸟保育提供科学依据。此外，野生水鸟可携带禽流感病毒，也是该病毒传播的重要途径之一 (张铁楼等,2009)，北京地区湿地迁徙水鸟年际变化规律的分析，可为重点监测时期的战略性防控提供科学建议。

1 研究区概况与研究方法

1.1研究区概况

北京市地处东亚大陆东岸(115°24′～117°30′ E，39°38′～41°05′ N)，是水鸟迁徙的重要能量补充驿站和栖息地 (张铁楼等, 2009)。根据湿地国际(Wetlands International)2014年底发布的数据，北京现有湿地总面积500 km2，占北京市总面积的3%左右，其中天然湿地150 km2，人工湿地350 km2。北京的湿地分布在全市各个区县，主要有河流、湖泊、水库、坑塘和稻田等。北京境内有大小河流200余条，分属于海河流域的大清河、永定河、北运河、蓟运河和潮白河5个水系；湖泊30余个，以城市公园湿地为主；大小水库共计85座，水域总面积208.75 km2；坑塘和稻田湿地大多分布在距离河流、水库、水渠等水源较近的区域。北京的湿地为众多水鸟提供了栖息地，使得北京地区水鸟的种类十分丰富。根据中国观鸟会2014年发布的未出版名录，北京地区已记录的水鸟共160种，占我国水鸟种类总数的50%以上。其中，分布最广、数量最多的有绿头鸭 (Anas platyrhynchos)、斑嘴鸭 (Anas zonorhyncha)、豆雁 (Anser fabalis)等，并且多数种类已被列入保护动物名录，包括国家Ⅰ级重点保护动物6种，国家Ⅱ级重点保护动物14种。

1.2 研究方法

1.2.1 鸟类调查自2003年秋季至2017年秋季，每年春季3月下旬及秋季10月下旬的周末两天，经过培训的志愿者在北京界内共计30个湿地样地开展湿地鸟类同步调查，包括河流、水库、湿地公园、城市公园等自然湿地和人工湿地 (图1 )。鸟类同步调查志愿者使用中国观鸟会提供的统一表格，采用样线调查法计数观察鸟类种类和数量。观察工具主要为莱卡单筒望远镜和施华洛世奇等高规格双筒望远镜，并在观察中使用数码长焦相机进行记录。

1.2.2 数据处理获取调查数据后，首先筛选并汇总水鸟数据，按照物种和年份进行数据整理。鸟类的分类和名称参照《中国鸟类分类与分布名录 (第三版)》(郑光美, 2017)。

(1)种群尺度的分析。统计每个样地每种水鸟春季、秋季的记录只次和北京地区的遇见率。遇见率=有记录的次数/总调查次数×100%。利用类泊松回归模型 (Potts et al, 2006)对遇见率≥80%的鸟种进行种群数量年际变动趋势分析。

(2)群落尺度的分析。在延庆野鸭湖国家湿地公园 (以下简称野鸭湖)、沙河水库、圆明园遗址公园 (以下简称圆明园)3个样地进行鸟类群落尺度的分析。分别统计鸟类群落丰富度Shannon-Wiener指数(H)、Pielou均匀度指数(E)和Simpson优势度指数(D)，进行生物多样性指数的比较。

数据统计采用Microsoft Excel 2019软件。

2 结果与分析

2.1 水鸟种类组成

2003年秋季至2017年秋季迁徙期 (每年3月下旬及10月下旬)的北京地区共记录水鸟7目14科89种120 744只次。其中，䴙䴘目4种 (占所有种数的4.5%)，鹈形目11种 (占12.4%)，鲣鸟目1种 (占1.1%)，鹳形目2种 (占2.2%)，雁形目33种 (占37.1%)，鹤形目6种 (占6.7%)，鸻形目32种 (占36.0%)。从保护等级来看，国家Ⅰ级重点保护动物4种，为黑鹳 (Ciconia nigra)、东方白鹳 (Ciconia boyciana)、遗鸥 (Ichthyaetus relictus)和白鹤 (Grus leucogeranus)；国家Ⅱ级重点保护动物11种，包括角䴙䴘 (Podiceps auritus)、白鹈鹕 (Pelecanus onocrotalus)、白琵鹭 (Platalea leucorodia)、大 天 鹅 (Cygnus cygnus)、小 天鹅 (Cygnus columbianus)、疣鼻天鹅 (Cygnus olor)、白额 雁 (Anser albifrons)、鸳 鸯 (Aix galericulata)、灰鹤 (Grus grus)、白枕鹤 (Grus vipio)、小青脚鹬 (Tringa guttifer)。

2.2 不同年份水鸟种类的季节变化

2004—2017年春季湿地鸟类同步调查共记录到水鸟75种，71 987只次；2003—2017年秋季湿地鸟类同步调查共记录水鸟77种，48 757只次。从图2可以看出，除个别年份 (2004年、2010年、2014年、2017年)外，春季水鸟的种数和数量均高于秋季。从种类来看，春季水鸟的年际间波动较秋季小，保持在30～50种的范围内；从数量上看，春秋两季的变动均较大。其中，春季累计记录到数量最多的水鸟有绿头鸭、灰鹤、凤头麦鸡 (Vanellus vanellus)、斑头秋沙鸭 (Mergellus albellus)；秋季累计记录到数量最多的水鸟有绿头鸭、绿翅鸭 (Anas crecca)、白 骨 顶 (Fulica atra)、小䴙䴘 (Tachybaptus ruficollis)。春季的常见鸟种 (遇见率不低于80%)有25种，偶见鸟种 (遇见率不高于20%)有20种；秋季的常见鸟种有14种，偶见鸟种有33种。常见鸟种春秋两季的遇见率见表1。

2.3 常见水鸟种群数量年际变化

利用类泊松回归模型对常见鸟种进行种群数量年际变动趋势分析，包括春季的25种和秋季的14种 (表1)。春季数量趋势呈显著变化的物种仅鸳鸯1种，其春季种群数量呈显著上升趋势。其余物种在2004—2017年春季的数量均无显著变化趋势。鸳鸯属于国家Ⅱ级重点保护动物，记录广泛但数量普遍稀少。鸳鸯曾被认为是在北京地区的旅鸟，但近年来在紫竹院、圆明园、怀沙河、怀九河、白河等地都发现了其繁殖群体，部分个体成为北京地区的留鸟 (张正旺, 2007)。充足的食物和适宜的巢洞是保证鸳鸯生存的重要因素。鸳鸯数量的上升说明了其在北京地区的适应性及其生存环境的条件尚可。秋季数量呈显著变化的物种有5种，其余鸟种2003—2017年秋季的数量均无显著变化。其中数量显著上升的物种有凤头䴙䴘(Podiceps cristatus)、白骨顶、红嘴鸥 (Chroicocephalus ridibundus)；种群数量显著下降的物种有斑头秋沙鸭、绿翅鸭。

表1 调查涉及的北京湿地常见水鸟春秋两季遇见率Table 1 Encounter rates of common waterbirds at the study wetlands in Beijing during spring and autumn

除以上6种水鸟的种群数量变化显著外，超过一半的物种都没有显示出显著的数量变化趋势。一方面，每个季度的调查时间集中在两天内完成，可能个别年份错过某些物种的迁徙过境，另一方面，也可能部分水鸟物种的数量变化不规律或数量太少，因而没有呈现出显著的增减趋势。例如春季的常见鸟种白腰草鹬 (Tringa ochropus)和黑鹳，最多的单次数量记录不超过20只次，难以反映出真实的年际变化趋势。

2.4 不同类型湿地的水鸟多样性

通过统计2003—2017年野鸭湖、沙河水库、圆明园春秋两季湿地水鸟群落的丰富度、均匀度和优势度指数，比较不同类型湿地的水鸟群落特点。从表2可以看出，3个湿地中水鸟丰富度指数最高的是野鸭湖，春季为1.91±0.29，秋季为1.45±0.52；沙河水库次之，春季为1.27±0.56，秋季为1.05±0.43 ；圆明园最小，春季为1.17±0.26，秋季为0.90±0.29。并且春季的Shannon-Wiener丰富度指数(H)均高于秋季。结合Pielou均匀度指数(E)和Simpson优势度指数(D)来看，野鸭湖的水鸟群落均匀度指数高而优势度指数小，沙河水库与之相反，均匀度指数低而优势度指数高，圆明园则介于两者之间。

表2 3个代表性湿地鸟类多样性指数的年际平均值与标准差Table 2 Mean and standard deviation of biodiversity index of the waterbird community for three example wetland areas in spring and autumn between 2003—2017

3 讨论

北京作为东亚-澳大利西亚鸟类迁徙路线 (East Asian-Australasian flyway, EAAF)的中转驿站，为多种迁徙水鸟提供了中途停歇地和食物补给站。本研究首次对北京地区重要湿地鸟类迁徙季节的长期 (2003年秋季至2017年秋季)水鸟监测数据进行分析。结果显示：春季水鸟的种类和数量均高于秋季，表明北京地区湿地水鸟生物多样性春季高于秋季，且年际之间无明显变化趋势。多种水鸟的春季种群数量多于秋季，如斑头秋沙鸭、苍鹭 (Ardea cinerea)、大天鹅、凤头麦鸡、灰鹤、普通秋沙鸭 (Mergus merganser)、鹊鸭 (Bucephala clangula)等，原因可能是部分水鸟的春季和秋季迁徙路线不完全一致，并且春季是鸟类繁殖期，在此期间水鸟数量明显增加，并且相较于秋季，北京春季的生态环境可能更适于水鸟的栖息。

从生物多样性指数和生境调查结果可以看出，在水域开阔、挺水植物丰富、人工干预较少的区域观测到水鸟的丰富度和均匀度指数较大，生物多样性较高，如延庆野鸭湖国家湿地公园。而在水域开阔但挺水植物缺乏或人工开发程度较高的区域，如圆明园遗址公园和沙河水库，观测到水鸟的优势度较大，水鸟群落成分单一，生物多样性较低。已有研究结果显示，北京西北部的延庆县是春季水鸟迁徙在北京的主要停歇地和繁殖地，原因在于其生态环境好，水源充足，地形、地貌及植被分布状况适合野生水鸟的栖息与繁殖，且人为干扰较少 (张铁楼等, 2009)。

本研究由中国观鸟会部分专业工作人员和经培训的志愿者调查完成。据不完全统计，截止到2018年秋季，共有300余名志愿者参加了本项目的部分数据采集工作，共计1 000多人次，能积累如此长期且连续的数据十分不易，对于所得数据生物学意义的研究也十分必要。此项基础调查工作不仅有利于对当地生态环境与生物多样性的监测，也能作为一个可供参考的范本，推动我国公众科学的发展，吸引与激发更多志愿者参与到生态环境的保护与建设之中。