陳敏敏,劉志剛,黃 杰,連玉喜,楊曉鴿,于道平,*

1 水生生物保護(hù)與水生態(tài)修復(fù)安徽省高等學(xué)校工程技術(shù)研究中心,安慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 安慶 246133 2 中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所, 中國(guó)科學(xué)院水生生物多樣性與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430072

處在生態(tài)系統(tǒng)食物鏈頂端,占用較大棲息地的物種,在生境破碎過程中是最先滅絕的動(dòng)物[1],其中棲息地毀壞所帶來的食物鏈結(jié)構(gòu)的改變是滅絕的直接原因[2]。淡水豚類是河流生態(tài)系統(tǒng)的頂級(jí)生物,對(duì)河流生境變化特別敏感,白鱀豚(lipotes.vexillifer)的功能性滅絕、恒河豚(Platanistagangeticaminor)的瀕危、湄公河中伊河豚(Orcaellabrevirostris)數(shù)量的急劇下降等,都是人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)直接毀壞豚類棲息地造成的后果[3- 6]。

長(zhǎng)江江豚(Neophocaenaasiaeorientalisasiaeorientalis,以下簡(jiǎn)稱“江豚”)僅分布在我國(guó)長(zhǎng)江中下游干流以及鄱陽湖和洞庭湖兩大通江湖泊中[7]。1990年代早期,長(zhǎng)江干流中江豚數(shù)量至少2700頭,從宜昌至上海1800 km江段呈斑塊狀連續(xù)分布,集群規(guī)模達(dá)20頭以上約3%[8]。2012年,長(zhǎng)江干流中江豚種群數(shù)量?jī)H500頭左右,每年仍以13.7%速度在下降,已經(jīng)極度瀕危[9]。隨著江豚種群的持續(xù)下降,其在長(zhǎng)江干流的分布也呈現(xiàn)破碎化,如武漢以上江段存在3個(gè)長(zhǎng)約180 km的分布空白區(qū)[9- 10]。

江豚對(duì)棲息地有較強(qiáng)的選擇性。據(jù)報(bào)道,長(zhǎng)江干流約有80%的江豚棲居在近岸300 m的淺水水域[8,11],尤其喜愛岸型為自然泥沙質(zhì)的近岸水域,且喜好在江河、江湖交匯處和沙洲附近等水域活動(dòng),原因是這些水域河床坡度平緩,底質(zhì)為淤泥,水流緩慢,水生生物資源豐富,人類活動(dòng)少[8,11- 15]。然而,隨著長(zhǎng)江航道整治、港口碼頭建設(shè)及防洪的需求,很多自然河岸被塊石或混凝土固化,固化河岸近岸水域底質(zhì)常為拋石固腳。這些自然河岸固化后,近岸水生植被與底棲生物的毀壞,導(dǎo)致漁業(yè)環(huán)境退化,由此給江豚分布和棲息活動(dòng)造成什么樣的影響,仍不甚清楚。

安慶市江豚自然保護(hù)區(qū)上起湖口,下至樅陽縣欄江磯,全長(zhǎng)約150 km。該保護(hù)區(qū)江豚喜愛的自然棲息地類型非常多,如心灘、沙洲、逕流和通江湖泊入口等。2006年和2012年長(zhǎng)江豚類考察結(jié)果顯示,安慶保護(hù)區(qū)是長(zhǎng)江干流江豚分布最密集的江段[9- 10,16]。然而,本世紀(jì)起,保護(hù)區(qū)內(nèi)的許多涉水建設(shè)項(xiàng)目,都需要護(hù)坡護(hù)岸,自然河岸在逐年消失。本文選擇保護(hù)區(qū)內(nèi)的2個(gè)自然河段,官洲河段和安慶河段(吉陽嘰-錢江嘴,圖1),在不同的水位期,調(diào)查江豚數(shù)量、集群規(guī)模、分布特征,并結(jié)合固化河岸的相關(guān)數(shù)據(jù),比較分析自然河岸和固化河岸與江豚分布模式之間的關(guān)系,探討河岸固化對(duì)江豚棲息活動(dòng)的影響。研究結(jié)果不僅為江豚重要棲息管護(hù)與修復(fù)提供對(duì)策,也為長(zhǎng)江涉水工程環(huán)保措施制定提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究水域和研究時(shí)間

本研究選擇安慶江豚自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的2個(gè)自然河段(官洲河段和安慶河段),全長(zhǎng)約57 km,包括保護(hù)區(qū)的核心區(qū)、緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)開展相關(guān)研究。2016年3月到2017年1月,對(duì)研究區(qū)域內(nèi)江豚的數(shù)量和分布共進(jìn)行了12次目視考察,考察的月份為2016年3月、6月、7月、8月、9月、11月、12月,以及2017年1月。不同水位期,由于水文環(huán)境的差異,江豚的分布可能會(huì)不同,依據(jù)每年11月至次年2月,長(zhǎng)江水位較低,5—8月,水位較高,其余月份水位居中,故將考察分為低水位、平水位和高水位3個(gè)時(shí)期。

1.2 研究方法

在長(zhǎng)江干流中,約有80%的長(zhǎng)江江豚棲息在近岸300 m水域內(nèi)[8,11]。因此,利用小型漁船作為目視觀測(cè)平臺(tái),沿長(zhǎng)江和沙洲兩岸,對(duì)近岸300 m水域內(nèi)的江豚分布進(jìn)行考察,能很好地反應(yīng)長(zhǎng)江江豚的分布特征。該方法也曾被多次運(yùn)用到研究江豚分布的考察中[17- 19]。本研究采用以小型漁船作為目視觀測(cè)平臺(tái)來調(diào)查安慶河段長(zhǎng)江江豚的分布特征。每次考察租用2條小型漁船,同時(shí)沿南北兩側(cè)江岸或者沙洲岸,保持距岸150 m左右航行,研究人員主要以裸眼觀察,并使用雙筒望遠(yuǎn)鏡(Fujinon,7×50)進(jìn)行輔助,對(duì)以船為中軸線的300 m近岸水域范圍內(nèi)的長(zhǎng)江江豚進(jìn)行觀察。由于江豚的平均游動(dòng)速度為4.5 km/h[20],考察時(shí),船速控制在5—12 km/h,可避免重復(fù)記錄。每艘船上考察隊(duì)由4名成員組成,3名隊(duì)員組成主要觀察隊(duì)(PO,primary observer),觀察平臺(tái)高于水面約2 m。PO觀察時(shí),1名隊(duì)員觀察左邊-90°至10°,1名隊(duì)員觀察右邊90°至-10°,這2名隊(duì)員都覆蓋航線前方區(qū)域,以保證中線上能夠有很好的覆蓋度。1名隊(duì)員負(fù)責(zé)記錄,另1名隊(duì)員先休息,每0.5 h觀察隊(duì)員換一次位置。隊(duì)員工作1.5 h,休息0.5 h,以保證精力充足。觀察天氣選擇在無風(fēng)或者微風(fēng)的晴天、陰天或者小雨天氣,以保證觀察距離和觀察效率。為了減少每次觀察之間的誤差,我們租用相同的漁船和漁民,每次考察的觀察員也相同。并且在每次考察開始之前,對(duì)所有觀察隊(duì)員進(jìn)行一天觀察和數(shù)據(jù)記錄培訓(xùn)。

1.3 數(shù)據(jù)記錄和分析

野外考察采用手持GPS記錄航跡和江豚出現(xiàn)的坐標(biāo)點(diǎn),按照2006和2012年大型長(zhǎng)江淡水豚類考察所使用的記錄方法,記錄觀測(cè)到的長(zhǎng)江江豚的具體信息有：離岸距離、群體大小、江豚行為、棲息環(huán)境等。野外母子對(duì)的確定,是依據(jù)幼豚較小,常位于母豚腰上方(隊(duì)列位)[21],出水呼吸行為短促,不像成年江豚一樣平緩的出水,而是幾乎垂直地沖出水面。固化河岸的類型和起始點(diǎn)也在考察過程中記錄下來。GPS航跡上固化河岸和自然河岸的長(zhǎng)度均用ArcGIS 10.0的距離測(cè)量工具測(cè)量,計(jì)算每3 km自然河岸和固化河岸的長(zhǎng)度比例和對(duì)應(yīng)的每3 km江豚的數(shù)量,用來分析固化河岸與江豚的分布模式之間的關(guān)系。本文數(shù)據(jù)處理均采用SPSS 19.0 (SPSS, Inc., Chicago, IL, USA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 江豚數(shù)量

共進(jìn)行了12次考察,其中低水位5次,平水位3次,高水位4次,單次考察雙船考察里程約120 km?？疾炖塾?jì)觀察到江豚102群次,215頭次,平均單次考察觀察到江豚(17.92±7.09)頭次。高水位累計(jì)觀察到江豚28群次,62頭次,平均每次觀察到江豚(15.5±3.87)頭次；平水位累計(jì)觀察到江豚22群次,56頭次,平均每次觀察到江豚(18.7±11.24)頭次；低水位累計(jì)觀察到江豚52群次,97頭次,平均每次觀察到江豚(19.4±7.40)頭次(表1)。3個(gè)水位期平均觀察到的江豚頭數(shù)無顯著差異(One-Way ANOVA,F=0.314,P>0.05)。

表1 不同水位期觀測(cè)到的江豚群次、數(shù)量、最大群體和母子對(duì)數(shù)量

2.2 集群規(guī)模

考察累計(jì)觀察到的江豚群體大小1—7頭不等,以1—2頭最常見,占74.5%；3—4頭占18.6%；5—7頭占6.9%。高水位期和低水位期,1—2頭的小群體分別占有78.6%和78.8%。平水位期1—2頭的小群體僅占59.1%,約40.9%的群體均為3頭或以上集群。不同水位期江豚的群體組成和不同河岸江豚的群體組成見圖1,可以看出,自然河岸5—7頭的江豚大群體占8%,分布在固化河岸的最大群體為4頭。

圖1 不同水位期以及不同岸型江豚的集群規(guī)模Fig.1 Porpoise group size observed in different water levels and riverbank styles

共觀察到母子對(duì)24對(duì),最多一次觀察到5對(duì)。本研究中,春夏季(3—9月)7次調(diào)察,記錄母子對(duì)20對(duì),均值2.86±1.069。秋冬季(11月—次年1月),5次調(diào)查,記錄母子對(duì)4對(duì),均值0.80±0.837。春夏季觀察到的母子對(duì)數(shù)量要顯著高于秋冬季(One-Way ANOVA,F=12.78,P<0.01)。

2.3 江豚分布

圖2為12次考察所記錄的江豚次數(shù)累積分布疊加圖,安慶城區(qū)長(zhǎng)約10 km的江段,沒有發(fā)現(xiàn)江豚。皖河口-官洲尾、官洲洲頭、鵝毛洲洲頭—南岸水域均是江豚的密集分布區(qū)。鵝毛洲洲頭-江南岸水域累積觀察到的江豚數(shù)量最多,共57頭次,占總觀察頭次的26.5%,最大群體達(dá)7頭。

圖2 研究江段江豚的分布 Fig.2 Distribution of the Yangtze finless porpoise in the study area圖中彩色圓點(diǎn)代表江豚群體大小,①—黑色粗線條代表11段固化河岸

江豚在自然河岸和固化河岸都呈現(xiàn)近岸分布,累計(jì)觀察到棲息在距岸300 m以內(nèi)水域的江豚占84.9%。在自然河岸,85.4%的江豚棲息在距岸300 m以內(nèi)水域,其中分布在50 m水域范圍內(nèi)分布的江豚占31.8%；在固化河岸,80.0%的江豚棲息在距岸300 m以內(nèi)水域,其中僅觀察到2頭江豚活動(dòng)在近岸50 m水域內(nèi)(圖3)。

圖3 累計(jì)觀察到的江豚距岸距離和在自然河岸和固化河岸分別觀察到的江豚距岸距離Fig.3 Distance of observed porpoise from riverbank, shows cumulative distance of observed porpoise from riverbank, shows cumulative distance of observed porpoise from natural and artificial riverbanks

2.4 固化河岸與江豚的分布模式之間的關(guān)系

官洲河段和安慶河段固化河岸共11段,主要分為3類,鞏固堤岸的石質(zhì)護(hù)坡護(hù)岸(干砌塊石、漿砌塊石或漿砌預(yù)制塊),城區(qū)沿江建設(shè)帶(防洪墻和碼頭)和密集碼頭岸型。如圖1所示,2號(hào)為城區(qū)防洪墻段和碼頭區(qū)；10號(hào)為鵝毛洲南汊密集碼頭區(qū),此水域有大量船舶?？浚?號(hào)為大渡口鎮(zhèn)建設(shè)帶和少量碼頭區(qū),其余段均為石質(zhì)護(hù)岸護(hù)坡段。固化河岸總長(zhǎng)71.3 km,約占兩個(gè)河段岸線總長(zhǎng)的59%。高水位、平水位和低水位,分布在固化河岸的江豚分別占觀察到的江豚總數(shù)的9.6%,19.6%和13.4%,累計(jì)分布在固化河岸水域的江豚占觀察記錄江豚總數(shù)的13.9%。官洲河段和安慶河段約41%的河岸為自然河岸,高水位、平水位和低水位,分布在自然河岸的江豚分別占觀察到的江豚總數(shù)的91.4%,80.4%和86.6%,累計(jì)選擇利用自然河岸的江豚占觀察到的江豚總數(shù)的86.1%(圖3)。進(jìn)一步通過相關(guān)關(guān)系分析發(fā)現(xiàn),江豚在單位河岸長(zhǎng)度(3 km)的分布數(shù)量與該段固化河岸長(zhǎng)度所占的比例呈顯著負(fù)相關(guān)(r= -0.639,P<0.01,圖4)。

圖4 江豚分布數(shù)量與固化河岸比例之間的關(guān)系 Fig.4 Relations between the number of porpoise and the ratio of artificial riverbank

3 討論

安慶市江豚自然保護(hù)區(qū)是長(zhǎng)江干流江豚分布密度最高的區(qū)域[9- 10,16]。本研究在官洲和安慶兩個(gè)自然河段的不同水位期,平均觀察到的江豚數(shù)量無顯著差異,這提示棲居在本河段的江豚數(shù)量比較穩(wěn)定。但研究發(fā)現(xiàn)在不同季節(jié)觀察到的母子對(duì)存在明顯季節(jié)性變化,春夏季觀察到的母子對(duì)較多。在野外能確定為母子對(duì)的,幼豚一般很小,多為幾月齡,出水方式和母子豚體位較為獨(dú)特。本研究在春夏季觀察到母子對(duì)較多,說明春夏季是江豚分娩高峰季節(jié),這與以往關(guān)于江豚繁殖生物學(xué)的多項(xiàng)研究結(jié)果基本一致[13,22- 23]。江豚的集群規(guī)模一般較小,20世紀(jì)90年代的研究表明江豚1—5頭群體最常見,約占88%,其中又以2—3頭群體占有比例最高[8]。而在本研究中,3頭及以上群體占有比例要明顯低于1—2頭群體,5頭及以上的群體占有比例更少。另外,平水位期觀察到3頭及以上江豚群體的比例要明顯高于高水位期和低水位期,而分布在自然河岸的集群規(guī)模也要大于分布在固化河岸的。

受食物資源、水文、地形地貌和不同棲息斑塊之間遷移可能性等因素影響,淡水豚類對(duì)棲息地的選擇較為復(fù)雜,對(duì)生境的變化也非常敏感[24- 25]。人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng),其中包括水利工程等[3- 6,26],直接毀壞豚類棲息地,是導(dǎo)致豚類種群衰退的重要因素。本研究發(fā)現(xiàn),固化河岸如城市建設(shè)帶、石質(zhì)護(hù)岸、密集碼頭區(qū)等對(duì)江豚分布產(chǎn)生嚴(yán)重影響。從圖2可以看出,自然河岸的沙洲或干流水域,幾乎都有江豚分布,而在固化河岸,如官洲北側(cè)的石質(zhì)護(hù)岸帶、安慶城區(qū)防洪墻、大渡口護(hù)坡帶、鵝毛洲的石質(zhì)護(hù)岸帶和洲南汊密集的碼頭區(qū),極少發(fā)現(xiàn)江豚分布。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)江江豚的分布數(shù)量與固化河岸長(zhǎng)度所占比例呈顯著負(fù)相關(guān)。長(zhǎng)江江豚喜歡棲居在河床坡度平緩,水流較緩,底質(zhì)為淤泥的近岸淺水區(qū)[8,11- 15],固化河岸不僅破壞了平緩的河床坡度,底部多還有拋石護(hù)腳,改變了江豚和其食物魚資源棲息所需要的水文和水生態(tài)環(huán)境,可能是江豚避開固化河岸的因素之一。Wang[27]等曾在靠近皖河口的安慶城區(qū)西側(cè)碼頭區(qū),頻繁探測(cè)到江豚覓食信號(hào),并且比較發(fā)現(xiàn),該區(qū)域魚類資源較周邊水域更加豐富。本研究中歷次考察也發(fā)現(xiàn)有江豚頻繁在該水域活動(dòng),這可能是由于該水域是安慶漁民集中停泊區(qū),漁民飲食廢棄物較多,而該水域又緊挨江豚重要棲息地皖河口—官洲尾江段,拋在水中吸引魚類和江豚聚集。而在鵝毛洲南汊,密集的碼頭和航運(yùn)船舶的密集分布區(qū),則極少發(fā)現(xiàn)江豚分布。江豚不僅避開固化河岸,分布在固化河岸的江豚也遠(yuǎn)離近岸分布。研究發(fā)現(xiàn),雖然無論是在自然河岸還是在固化河岸,分布在近岸300 m水域范圍內(nèi)的江豚均占80%以上,但是固化河岸對(duì)江豚的近岸分布有明顯的影響,如在固化河岸,分布在近岸50 m水域內(nèi)的江豚僅觀察到2頭,而在自然河岸,分布在50 m水域內(nèi)的江豚占到31.8%。

長(zhǎng)江江豚種群數(shù)量呈快速下降趨勢(shì),棲息地喪失和破碎化可能是主要原因之一[9,26]。固化河岸不僅導(dǎo)致江豚的棲息地喪失,還導(dǎo)致江豚棲息地質(zhì)量退化,江豚棲息地破碎化加重。本研究發(fā)現(xiàn)安慶城區(qū)防洪墻和對(duì)岸大渡口鎮(zhèn)護(hù)坡帶之間,約有10 km江段,均未發(fā)現(xiàn)江豚。這說明該區(qū)域江豚的棲息地毀壞可能較嚴(yán)重,江豚在該區(qū)域出現(xiàn)的概率極低。如果這些區(qū)域得不到有效恢復(fù),甚至是進(jìn)一步惡化或者擴(kuò)大,就有可能導(dǎo)致分布在鵝毛洲與官洲的江豚相互隔離,慢慢形成破碎化分布格局。Braulik[4]等通過模擬恒河豚棲息地破碎化與滅絕概率,發(fā)現(xiàn)破碎的棲息地面積越小,分布在此處的豚類越容易滅絕。本世紀(jì)起,在長(zhǎng)江干流中類似安慶這樣的沿江城市都建有防洪墻,棲息地破碎化越來越嚴(yán)重,對(duì)此給江豚長(zhǎng)期生存帶來的影響應(yīng)給予重視。

河流動(dòng)物的棲息地通常由很多大小不同的斑塊組成,動(dòng)物能否在各棲息斑塊之間自由遷移,是種群之間交流的關(guān)鍵[4,28]。從圖2可以看出,鵝毛洲洲頭水域是江豚分布的重點(diǎn)水域,最大集群規(guī)模達(dá)到7頭。受到安慶城市防洪墻、大渡口護(hù)坡帶和港區(qū)碼頭等固化河岸的影響,江豚向上遷移受到影響,僅通過鵝毛洲中汊與洲尾江豚仍維系著交流。鵝毛洲的北汊和南汊都有大片的碼頭區(qū)、護(hù)岸護(hù)灘岸線較長(zhǎng),江豚很少通過。目前中汊,人類活動(dòng)少,自然岸線多,全年都有江豚棲息活動(dòng)。研究推測(cè)中汊可能是鵝毛洲洲頭和洲尾江豚交流的唯一廊道。在長(zhǎng)江干流,管護(hù)好江豚遷移廊道,是防止生活在不同斑塊棲息中江豚逐漸消失的關(guān)鍵措施。

總之,本研究通過分析江豚的自然分布與河岸類型的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)分布在泥沙質(zhì)自然河岸的江豚數(shù)量要顯著高于分布在固化河岸的數(shù)量,且江豚在單位河岸長(zhǎng)度的分布數(shù)量與該段固化河岸長(zhǎng)度所占的比例呈顯著負(fù)相關(guān),這都表明固化河岸的近岸水域可能已非江豚適宜棲息地。研究發(fā)現(xiàn),河岸固化不僅導(dǎo)致江豚棲息地直接喪失和棲息地質(zhì)量衰退,也導(dǎo)致各棲息地斑塊間連通程度下降。在長(zhǎng)江干流,固化河岸所占的比例非常高,且在未來可能會(huì)有更多河岸被固化,本研究結(jié)果提示這可能導(dǎo)致長(zhǎng)江干流江豚棲息地的喪失和破碎化加劇,在制定長(zhǎng)江江豚保護(hù)措施必需慎重考慮此因素的影響,并據(jù)此提出相應(yīng)的棲息地保護(hù)和恢復(fù)方案。

致謝：安慶市農(nóng)委漁業(yè)局支持和配合工作，當(dāng)?shù)貪O民提供考察船只，特此致謝。

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