劉 旭,張文慧,李詠紅,*,高鵬杰,李 黎, 王 彤

1 北京東方園林環(huán)境股份有限公司,北京 100015 2 湖泊水污染治理與生態(tài)修復技術國家工程實驗室,北京 100015 3 清華大學環(huán)境學院,北京 100084

鳥類是濕地不可或缺的組成部分,它們能夠促進濕地的物質循環(huán)、能量流動以及信息傳遞等過程,從而維持濕地的穩(wěn)定與健康。從另一方面來看,濕地因其便利的水源、豐富的生物資源,也為鳥類(尤其水鳥)提供了良好的棲息環(huán)境[1- 3]。然而,隨著我國城市化進程的加快,對濕地以及生活在其中的鳥類產(chǎn)生的影響越來越大,濕地面積減少、破碎化、功能退化、環(huán)境質量下降等問題愈發(fā)突出,鳥類種類和數(shù)量發(fā)生明顯的下降[4- 7]。對此,通過設立自然保護區(qū)或濕地公園并根據(jù)不同鳥類的具體生境需求有針對性的進行棲息地恢復是當前保護鳥類工作中一種較為有效的手段[8- 10]。

近些年,受到城市化進程等人為活動加劇的影響,北京地區(qū)的生態(tài)環(huán)境質量有顯著下降,存在水環(huán)境污染、生境破碎化等問題。同時由于該區(qū)處于全球候鳥東亞-澳大利西亞的遷徙路線上,鳥類資源豐富,生境破碎化問題不僅影響著本土生物的生存同時威脅著過境遷徙鳥類的生存,因而保障該地區(qū)的生境良好對鳥類的保護起著重要的作用。琉璃河生態(tài)濕地公園工程占地528.6 hm2,是北京地區(qū)最大的生態(tài)濕地建設項目,項目的實施將有效改善該地區(qū)生態(tài)環(huán)境質量,打造出京西南的綠色屏障,同時可為鳥類提供適宜的生境以吸引并保護鳥類。本文針對琉璃河濕地公園生境現(xiàn)狀,以恢復鳥類多樣性為目標,選擇適宜該區(qū)生活的鳥類,圍繞水際岸線重塑、水位控制、植物配置、引鳥設施等方面規(guī)劃設計鳥類棲息地營建,以期提升鳥類棲息地適宜程度,實現(xiàn)鳥類多樣性提升。

1 鳥類棲息地的選擇

1.1 鳥類棲息地選擇的影響因素

棲息地又稱生境,是生物生活或居住范圍的環(huán)境,即生物個體、種群或群落完成其生命過程的空間[11]。生境或群落的結構愈復雜,其含有的生物種類愈多[12- 13]。對于鳥類而言,棲息地就是個體、種群或群落在其某一生活史階段所占據(jù)的環(huán)境類型,是其各種生命活動的場所。鳥類棲息地選擇在不同空間尺度、不同季節(jié)、鳥類生活史的不同時期都有不同特點。

空間尺度上對棲息生境進行分類,可以分為兩類:一類為鳥類分布的宏觀區(qū)域,包括地形、地貌、土壤、植被類型、水源、氣候等環(huán)境因子,第二類則特指植物群落組成和植物空間結構等植被因子[14- 15]。鳥類棲息地選擇是不同空間尺度上多種因子的共同作用結果[16]。

棲息地的季節(jié)變化主要與鳥類的遷徙越冬以及季節(jié)變化導致的鳥類棲息地植被變化有關,即改變鳥類棲息地的隱蔽條件和食物供給。此外,鳥類棲息地的季節(jié)性變化也會受到人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的影響[17]。

鳥類生活史的不同時期,主要是指鳥類的繁殖期棲息地選擇。繁殖期是鳥類至關重要的時期,繁殖的成功率決定了相應鳥類種群動態(tài)和物種延續(xù)。鳥類為了增加繁殖期的隱蔽性,多傾向于選擇空間異質性高且植被濃密的地點筑巢。除此之外,筑巢地的高度也是重要的影響因素,對防御天敵方面起到十分重要的作用[18- 19]。

1.2 鳥類的棲息地要求

我國分布的的鳥類可分為鳴禽、游禽、涉禽、陸禽、猛禽、攀禽六大生態(tài)類群。不同鳥類的生活習性不同,對棲息地生境的要求也有所差異。其中游禽和涉禽通常棲息于內陸湖泊、水塘、河口、蘆葦沼澤、水稻田以及沿海島嶼和海濱沼澤地帶,主要以水生植物、水中昆蟲、貝類、魚類等為食,是主要的濕地型鳥類[20]。

表1 濕地生態(tài)類群鳥類生態(tài)習性及對生境的需求

2 鳥類棲息地恢復原則

(1)根據(jù)鳥類的繁殖特點和巢位空間分布、食性特點、活動空間特點等為鳥類創(chuàng)造宜居環(huán)境,輔以布設人工鳥巢;

(2)根據(jù)鳥類的覓食特點,在保證環(huán)境友好的條件下,合理配置食源,在北方冬季,要考慮食物匱乏的情況,協(xié)調鳥類棲息地構成要素與鳥類活動的時間關系;

(3)對于點狀分布的鳥類棲息生境,通過植被群落規(guī)劃、水系改造、微地形營造等措施形成連續(xù)性、網(wǎng)絡形態(tài)的面狀空間,保證生態(tài)效益最大化;

(4)對于濕地公園性質的鳥類棲息地,設置對鳥類棲息地與游覽區(qū)的安全距離以確保鳥類得到充分保護,結合不同鳥類與人類的親近程度,合理規(guī)劃鳥類棲息環(huán)境與人類活動區(qū)域的關系,可在游人活動區(qū)適當增加引鳥設施和食源植物。

3 琉璃河鳥類棲息地恢復

3.1 項目區(qū)概況

研究區(qū)域位于北京市房山區(qū)琉璃河鎮(zhèn)大石河流域,處入琉璃河—興禮河段兩堤之間,長10.6 km,面積為528.58 hm2(圖1)。涉及房山區(qū)大石河及其支溝白草洼溝等多條水系。區(qū)內交通發(fā)達,有京原鐵路、京廣鐵路、京石高速公路、107、108國道穿越境內。

項目區(qū)現(xiàn)有植物品種較少、層次單一,結構簡單,抗干擾功能較差;河道生態(tài)用水的不足以及兩岸污水的直排,造成了河道斷流,水生生物、微生物、濕地等大量消亡,既喪失了水體的自凈能力,也破壞了生物賴以生存的環(huán)境。

圖1 琉璃河濕地公園項目區(qū)地理位置示意圖Fig.1 The location of the project area of the Liuli river wetland park

3.2 項目區(qū)鳥類分布狀況

3.2.1 房山區(qū)鳥類分布情況

圖2 琉璃河鳥類現(xiàn)場調查不同生態(tài)類群鳥類分布圖 Fig.2 The bird distribution map of different ecological groups in project area

根據(jù)國家林業(yè)局第二次全國濕地資源調查結果《中國濕地資源(北京卷)》[21],北京房山地區(qū)的濕地鳥類共計45種,其中國家級保護鳥類5種,北京市保護鳥類30種,且鳥類群落以旅鳥和夏候鳥為主。按照生態(tài)類群劃分,包括游禽23種、涉禽18種、攀禽3種和猛禽1種。游禽中,小天鵝和鴛鴦為國家II級保護鳥類,其他游禽為北京市I級或II級保護鳥類;涉禽中,黑鸛、東方白鸛為國家I級保護鳥類,另有8種為北京市I級或II級保護鳥類;攀禽中,藍翠鳥為北京市I級保護鳥類;猛禽中,鶚為國家II級保護鳥類。

3.2.2 項目區(qū)鳥類現(xiàn)場調查

項目區(qū)鳥類現(xiàn)場調查共記錄到鳥類27種,分屬10目19科,總數(shù)為746只。從種類組成來看(圖2),六種生態(tài)類群在項目區(qū)均有分布,鳴禽數(shù)量最多,占比高達88.2%。調查結果中鳥類種類和數(shù)量較少。其中涉水鳥類中游禽共2種,包括小鷿鷈、綠頭鴨,涉禽6種,包括大白鷺、池鷺、黃斑葦鳱、黑水雞、扇尾沙錐、白腰草鷸。

3.3 琉璃河鳥類棲息地恢復措施

在琉璃河濕地公園的河道上游第二個河灣附近營建鳥類棲息地,面積共計約4 hm2,其中一處為河岸右側的集中鳥類棲息地,一處為河道中的生態(tài)鳥島(圖3)。針對濕地公園特性,重點針對水鳥開展鳥類棲息地的營建,同時兼顧攀禽、猛禽、陸禽等適宜陸域的鳥類。根據(jù)房山區(qū)和項目區(qū)的鳥類物種分布,鳥類棲息地目標恢復物種中涉禽選擇大白鷺、池鷺、蒼鷺、黃斑葦鳱、扇尾沙錐、白腰草鷸、東方白鸛,主要為鷺科和鷸科 。游禽選擇小鷿鷈、綠頭鴨、綠翅鴨、斑嘴鴨、風頭潛鴨、小天鵝,主要為鷿鷈科和鴨科。結合其棲息特點(表2),通過岸線設計、水深設計、植物配置、生態(tài)鳥島來開展鳥類棲息地的恢復。

表2 琉璃河濕地公園部分目標恢復鳥種生態(tài)習性適宜棲息環(huán)境

圖3 琉璃河濕地公園鳥類棲息地位置示意圖 Fig.3 Location map of the bird habitat restoration area in Liuli River wetland park

3.3.1 岸線設計

一般而言,岸線相對復雜的水域能夠支持相對高的生物多樣性。因此岸線在設計時要適當延長岸線的長度,增加岸線的曲折不規(guī)則形式以增加水體與陸地的接觸面,改善水體的循環(huán),增強濕地的凈化能力,為鳥類提供理想的棲息生境[22]。

在琉璃河濕地公園規(guī)劃設計中,順應水流的自然規(guī)律保留并進行岸線的柔化以形成曲折的自然形態(tài)。在河流凸岸處鋪設砂石、卵石設計成坡度較小的邊灘,疏剪植物,為鳥類提供覓食地;在河流邊緣季節(jié)性水淹的洼地則營造出部分成漫灘沼澤,搭配沼生植物,營造隱蔽的草本植被密叢,供鳥類棲息營巢[23]。

3.3.2 水深設計

水陸交錯帶是水鳥(游禽和涉禽)最為重要的棲息生境。水流兩側的灘地由于周期性被水淹,土壤保水量較高,是適宜濕地植被的生長環(huán)境,也是兩棲動物、甲殼類動物的適宜棲息環(huán)境,是水鳥極為重要的覓食地以及部分水鳥的適宜營巢地。灘地生境多樣性直接影響在此棲息的水鳥多樣性。不同種類水鳥在覓食和營巢上對水深有著不同的水深需求[24- 27](表3)。項目區(qū)的主要游禽為鴨科和科,針對這類游禽以及小天鵝,應重點營造水深大于1 m的開闊水域以滿足其棲息。此外對于科,還應構建水深0.3—1 m的淺水區(qū)域。涉禽中,針對鷺科和鸛科鳥類,重點構建水深小于30 cm的水域;針對鷸科這類小型涉禽,則應重點構建水深0—20 cm的水域;對于鷺科和鸛類等涉禽,可擴大構建水深15—20 cm的區(qū)域。在淺灘區(qū)形成水域逐步由淺至深的過渡分布(圖4)。在濕地公園內形成開闊水面、沙灘、石灘、泥灘和沼澤等多樣化生境。

3.3.3 植物配置

鳥類的生存與植物的多樣性息息相關,選取配置植物時,要將植物的食源性、庇護性和鳥類的食性、繁殖筑巢習性結合分析,同時遵循鄉(xiāng)土物種為主和豐富植物群落類型的原則。

(1)植物種類選擇

水鳥的食源以濕生和水生植物為主,除了考慮直接向鳥類提供食源的種類,還應考慮通過為魚、蝦等水生動物提供生存環(huán)境來間接為鳥類提供食物的種類。

表3 適宜項目區(qū)的部分濕地水鳥水深要求

圖4 琉璃河濕地公園鳥類棲息地水深設計示意圖 Fig.4 Water depth design of birds habitat in Liuli River wetland park

針對水鳥的棲息,需營造出高大的挺水植物水生植物群落,以減緩上覆水流速度、消減風浪,保持濕地的雜草叢以向鳥類提供重要的停歇地。此外,挺水植物的莖、葉鞘、花序、根須也可作為水鳥重要的巢材。陸鳥營巢地的主要樹種最好以落葉闊葉喬木為主[28- 32],主干有較高硬度,高度一般應在5 m以上;灌木要求枝條舒展,便于鳥類落腳。陸鳥的食源以喬木和灌木為主,考慮果期、蟲害爆發(fā)時期與鳥類習性一致。北方地區(qū)應多種植春夏掛果或其他部位可食的植物,適當增加冬季掛果植物,多選掛果期長的植物。為滿足不同鳥類取食的習性差異,注意搭配不同果型大小、不同果質。此外,灌木的幼芽是鳥類在冬季的重要食物,因而可選擇冬季幼芽較為發(fā)達的品種。

綜合考慮目標鳥類的取食、營巢特性及北京地區(qū)植物區(qū)系,琉璃河濕地公園的水生植物選擇蘆葦、千屈菜、香蒲、水蔥、鳶尾、睡蓮,近水陸域草本植物選擇狼尾草、白茅、結縷草,灌木選擇迎春、木槿、水蠟,喬木主要配置以國槐、毛白楊、雪松、西府海棠、垂柳、梧桐、榆樹、欒樹、杏、山楂等北京鄉(xiāng)土樹種?？臻g布局上,集中鳥類棲息地從水域到陸地依次形成沉水植物、浮葉植物、挺水植物、地被、灌木、喬木的水平群落模式,生態(tài)鳥島考慮到行洪需求則從水域到陸地形成沉水植物、挺水植物、濕生草本、灌木的群落模式。增加植物群落垂直多樣性,形成低草濕地、高草濕地、淺水植物、疏林灌叢等不同的生境,為不同類型的鳥類提供棲息場所。

(2)植物群落寬度

濱水植被帶是水鳥的重要棲息生境,也是重要的緩沖帶。不同的緩沖帶寬度具有不同的鳥類保護的效果[33](表4),緩沖帶寬度越大,鳥類多樣性越高,保護效果越佳。為了保證水鳥棲息地生態(tài)安全,濱水緩沖帶的寬度應至少為60 m,以滿足鳥類物種遷移的需要;最適宜寬度為100—200 m,最有利于本土鳥類種群的維持和保護。琉璃河濕地公園根據(jù)項目區(qū)河道及其周邊地勢分布,緩沖帶的寬度設計為60—120 m不等,以滿足鳥類物種遷移的需要和本土鳥類種群的維持和保護。緩沖帶內的植物群落形成低草濕地、高草濕地、淺水植物、疏林灌叢等不同的生境種類,增強鳥類多樣性保護效益。

表4 鳥類保護廊道適度寬度值

(3)植被覆蓋率

植被覆蓋度是指植被(包括葉、莖、枝)在地面的垂直投影面積占統(tǒng)計區(qū)總面積的百分比。對鳥類而言,植被覆蓋率過低意味著棲息環(huán)境隱蔽性差,容易被天敵發(fā)現(xiàn);而植被覆蓋率過大則會阻礙鳥類看清植物的根、種子,有時亦意味著地下球莖小、埋深大,不利于植食性鳥類覓食。

參考一些鳥類對適宜棲息地植被覆蓋率的要求,琉璃河濕地公園鳥類棲息地中的高草濕地植被覆蓋率控制為約20%左右,以提升鳥類多樣性;低草濕地生境植被覆蓋度則小于25%;位于岸上的林灌叢喬木的蓋度要為60%—70%。水域生境中植被覆蓋率控制50%左右,喬、灌、挺水植物的比例控制在1∶3∶6左右。

3.3.4 生態(tài)鳥島

在琉璃河濕地公園上游,考慮到河道的行洪需求,需在原有的彎曲的河道的基礎上新建直線型河道,新老河道之間將形成島嶼。該區(qū)所屬區(qū)域擬建設成為封閉保育區(qū),未來受到人為活動影響較少。水鳥在繁殖時期比較敏感,容易受到干擾和驚嚇,因此可在該區(qū)域結合開挖河道后的島嶼的地形進行島嶼的重構形成鳥島。生態(tài)島距岸邊的距離為10 m以上。鳥類對島嶼生境的需求包括淺灘和水深大于1.5 m的水灣,其中淺灘可滿足鳥類的營巢、覓食和活動,而深水灣則有利于魚類生活,進而滿足一些鳥類的覓食需求。因此,新河道開挖后,水流將主要從新河道通過,彎曲的老河道水流將較緩,對河岸的沖刷作用弱,適宜將其構成 “凸”形的岸線,通過鋪設砂石、卵石,形成淺水灣和淺灘為水鳥提供棲息及覓食場所;在鳥島接近新河道的部分,考慮河流的水速較快,對河岸的沖刷作用強,可構造一些“凹”面岸線,并營造出深度不少于1.5 m的水灣以滿足魚類棲息,進而為游禽提供食物。鳥島的地形應具有一定的變異性,可隨著豐水期、枯水期水位變化得以形成裸地、淺灘、淺水區(qū)、深水區(qū)的不同區(qū)域。植物配置上,鳥島邊緣種植一些耐貧瘠和水濕的挺水和濕生草本植物,內側則重點營造以灌木為主的植物群落,并根據(jù)鳥類棲息地的構建原則盡可能構成豐富的植被層次。

4 結語

城市化以及其他人為活動導致了生境破碎化,造成生物多樣性的下降,影響著鳥類的生存。在琉璃河濕地公園項目中,調研了區(qū)域內鳥類分布,在濕地公園中通過植物配置、水深設計等手段規(guī)劃設計鳥類棲息地營建,鳥類棲息地的恢復可提升琉璃河濕地公園生物多樣性和生態(tài)功能,是京津冀城市群生態(tài)安全的保障。