■ 張懷勝 艾勁松 溫華軍 張玉銘 李鵬飛 楊濤 朱建強(qiáng)
2015年調(diào)查數(shù)據(jù)表明,石首麋鹿自然保護(hù)區(qū)的濕生、水生植物在多樣性及生物量上均有明顯減少,麋鹿采食的主要食物生物量減少近40%。灘涂旱化使部分水草和沼生牧草因原有的生態(tài)位改變而消失,導(dǎo)致茅草、接骨草、蒼耳、葎草等劣質(zhì)旱生牧草迅速蔓延,麋鹿賴以生存的天然食物鏈已面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
石首麋鹿自然保護(hù)區(qū)1991年經(jīng)湖北省人民政府批準(zhǔn)成立,1998年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)主要保護(hù)對(duì)象為麋鹿及其生境,總體上由實(shí)驗(yàn)區(qū)、核心區(qū)和緩沖區(qū)構(gòu)成,總面積15.67 hm2(圖1)。目前,保護(hù)區(qū)僅對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)和核心區(qū)享有自主管理權(quán)。
圖1 石首麋鹿國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)功能劃分與分布圖
長(zhǎng)期以來(lái),天鵝洲故道與長(zhǎng)江的自然連通,使得低灘和洲灘洼地蘆葦和牧草茂盛,中高灘亦有良好的林草生長(zhǎng),這些為麋鹿繁衍生息提供了天然生境。1993,1994和2002年,保護(hù)區(qū)先后三次從北京麋鹿生態(tài)試驗(yàn)中心引進(jìn)麋鹿94頭。迄今,麋鹿種群數(shù)量達(dá)1100頭,形成了保護(hù)區(qū)核心區(qū)(430頭)、江南三合垸、小河楊波坦三個(gè)亞種群,且全部實(shí)現(xiàn)了自然放養(yǎng),恢復(fù)了麋鹿的野生習(xí)性,成為目前世界上最大的麋鹿野生種群。然而,1998年由于洪澇災(zāi)害修建沙灘子大堤,改變了天鵝洲故道與長(zhǎng)江的天然聯(lián)系。保護(hù)區(qū)成立至今,在內(nèi)部環(huán)境中產(chǎn)生的一系列物候變化在一定程度上使麋鹿生存環(huán)境發(fā)生了退化,并產(chǎn)生了一系列安全隱患,但目前尚未對(duì)此進(jìn)行深入系統(tǒng)地研究。本文基于對(duì)麋鹿及其生活環(huán)境的長(zhǎng)期觀測(cè),結(jié)合了環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所發(fā)布的《湖北石首麋鹿國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)綜合科學(xué)考察報(bào)告(2016年)》的部分內(nèi)容,對(duì)洲灘旱化、食物鏈改變、水安全與疫病隱患等方面分別提出了針對(duì)性建議,即主要通過(guò)水利工程手段實(shí)現(xiàn)保護(hù)區(qū)內(nèi)部補(bǔ)水蓄水、使?jié)竦乜臻g得到拓展、用水安全得以改善,進(jìn)而優(yōu)化植被群落結(jié)構(gòu)與食物鏈安全,恢復(fù)適宜麋鹿生存的生境范圍。
一年四季,隨著水熱條件發(fā)生變化,麋鹿會(huì)選擇不同的棲息環(huán)境。夏季,當(dāng)出現(xiàn)高溫天氣時(shí),麋鹿喜歡在開(kāi)闊地帶的淺水灘或有積水的低洼泥塘處活動(dòng);遇到連續(xù)多日雨天時(shí),才稍微擴(kuò)大活動(dòng)范圍,暫時(shí)遷移到長(zhǎng)有茂密矮草的區(qū)域覓食。冬季低溫雨雪天氣,麋鹿多在喬木林中覓食、休息過(guò)夜,天晴時(shí)才會(huì)出林活動(dòng),且僅在一天中陽(yáng)光充足的時(shí)間段才會(huì)離開(kāi)過(guò)夜地點(diǎn)開(kāi)始遷移覓食活動(dòng)(圖2)。
春、秋兩季,根據(jù)天氣情況和食物豐富度,麋鹿會(huì)變換活動(dòng)區(qū)域。晴天光照充足時(shí),鹿群會(huì)因食物需求遷移到開(kāi)闊地帶覓食休息;雨天或多云天氣,鹿群則會(huì)長(zhǎng)時(shí)間停留在高草區(qū)域或喬木林中。值得一提的是,風(fēng)速和風(fēng)向也是影響麋鹿活動(dòng)的因素之一,特別是春、秋和冬季,刮北風(fēng)且風(fēng)力在3級(jí)以上時(shí),鹿群會(huì)迎風(fēng)移動(dòng)到被水面或喬木林阻隔的區(qū)域。
極端天氣主要體現(xiàn)在冬季極端冰凍雨雪天氣(如2008年雪災(zāi)),因下凍雨或長(zhǎng)時(shí)間降雪天氣造成地面冬青植物被凍死或被冰雪覆蓋會(huì)影響麋鹿覓食和御寒,一旦此類(lèi)天氣持續(xù),則可能會(huì)造成一些老弱病殘個(gè)體死亡,增加鹿群的死亡率。
圖2 石首麋鹿在白天不同時(shí)段下的生境選擇
極端水文條件主要體現(xiàn)在夏季長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)強(qiáng)降水天氣,周邊農(nóng)田漬水和生活用水大量排入天鵝洲故道,造成故道漲水內(nèi)澇,大面積淹沒(méi)麋鹿覓食草場(chǎng);同時(shí)造成保護(hù)區(qū)內(nèi)一些堵塞的溝渠和泥坑因長(zhǎng)時(shí)間積水,使浸泡的植物腐爛引起水體變質(zhì),從而對(duì)麋鹿覓食、飲水和棲息帶來(lái)較大的影響,嚴(yán)重時(shí)可造成麋鹿種群暴發(fā)疫病疫情等健康問(wèn)題。1998年夏季強(qiáng)降水過(guò)程和2016年7月長(zhǎng)江中游強(qiáng)降水造成的外洪內(nèi)澇,都對(duì)麋鹿及其生境造成了嚴(yán)重影響。
石首麋鹿國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的范圍目前僅限于天鵝洲故道的西南部,由水域和洲灘濕地兩大部分組成,劃分為實(shí)驗(yàn)區(qū)和核心區(qū)兩大功能單元。實(shí)驗(yàn)區(qū)169 hm2,核心區(qū)陸地678 hm2、水域472 hm2。所包含水域與天鵝洲故道相連,該區(qū)域常年為Ⅱ類(lèi)水質(zhì)。此外,在保護(hù)區(qū)外規(guī)劃了511 hm2緩沖區(qū),實(shí)際上尚未有效管理。1998年長(zhǎng)江洪水后修建沙灘子大堤,改變了天鵝洲故道與長(zhǎng)江的天然聯(lián)系,三峽工程汛期流量管理和天鵝洲閘人為控制汛期故道水位(32 m),使故道水位遠(yuǎn)未達(dá)到自然通江情況下汛期可達(dá)到的34.5 m以上的水平,保護(hù)區(qū)內(nèi)水域面積在此20年間減少了約50%,由此引起地面高程在32 m以上的洲灘濕地開(kāi)始明顯退化。種子庫(kù)研究表明,保護(hù)區(qū)濕地退化程度已達(dá)到中后期水平,生態(tài)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。麋鹿比較喜歡的草甸泥沼濕地減少,劣質(zhì)牧草滋生蔓延,這些已影響到麋鹿的生境和食物鏈的完整性。
近些年來(lái)保護(hù)區(qū)的麋鹿數(shù)量在增加,但另一方面適宜麋鹿活動(dòng)的沼生環(huán)境卻因?yàn)┩亢祷鴾p少,將麋鹿在交配期的活動(dòng)空間擠壓在蘆葦蕩與故道水際線之間的狹窄地帶,由此造成不同繁殖群之間的爭(zhēng)地爭(zhēng)水沖突和水環(huán)境惡化以及潛在的疾病感染。
2015年調(diào)查數(shù)據(jù)表明,保護(hù)區(qū)內(nèi)濕生、水生植物在多樣性及生物量上均有明顯減少,麋鹿采食的主要食物生物量減少近40%。灘涂旱化使部分水草和沼生牧草因原有的生態(tài)位改變而消失,導(dǎo)致茅草、接骨草、蒼耳、葎草等劣質(zhì)旱生牧草迅速蔓延,穩(wěn)定的入侵植物種類(lèi)已達(dá)近27種,并使具備改善區(qū)域生態(tài)巨大潛力的濕地種子庫(kù)無(wú)法激活,麋鹿賴以生存的天然食物鏈已面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。另外,麋鹿出于自身營(yíng)養(yǎng)需求,偶爾可見(jiàn)麋鹿捕食故道水域的魚(yú)蝦或螺類(lèi),其對(duì)于麋鹿種群健康存在未知影響。
該問(wèn)題表現(xiàn)在三個(gè)方面,一是枯水年份(季節(jié))保護(hù)區(qū)周邊泵站抽取故道水灌溉農(nóng)田,加劇保護(hù)區(qū)水荒,造成麋鹿本身飲水和棲息地生態(tài)用水困難;二是豐水年份(季節(jié))因周邊農(nóng)田向故道排澇造成麋鹿棲息地大量淹沒(méi),壓迫麋鹿生存空間甚至危及幼崽生命,還增加了飲水不安全和疾病風(fēng)險(xiǎn);三是麋鹿喜歡成群覓食、沿水邊活動(dòng)的習(xí)性,使得有限的濕生空間內(nèi)排泄物相對(duì)集中,一定程度上會(huì)造成自身水環(huán)境污染和某些病菌傳播。
意楊為人工引進(jìn)種植與保護(hù)區(qū)西南部的人工林,是麋鹿在冬春季節(jié)避寒、發(fā)情行為活動(dòng)的常用場(chǎng)所。由于保護(hù)區(qū)內(nèi)隸屬不同經(jīng)營(yíng)主體的意楊林陸續(xù)到砍伐期,由此造成麋鹿遮蔽環(huán)境改變。通常,麋鹿求偶發(fā)情始于5月下旬,持續(xù)6周左右,7月中、下旬達(dá)到高潮。這期間水熱同步,氣溫也是一年中最高的時(shí)段,良好的遮蔽環(huán)境對(duì)麋鹿避熱納涼和成功交配十分重要。如不超前采取遮蔽應(yīng)對(duì)措施,必將影響鹿群健康和正常繁殖。
在保護(hù)區(qū)邊界圍欄地帶,沿沙灘子大堤放養(yǎng)牛、羊、騾、馬、雞、鴨等畜禽尚未杜絕,畜禽攜帶的某些病毒,可能對(duì)麋鹿健康有潛在威脅。在2018年麋鹿保護(hù)區(qū)內(nèi)重要病原菌及寄生蟲(chóng)的感染狀況調(diào)查中發(fā)現(xiàn),保護(hù)區(qū)內(nèi)致病微生物種類(lèi)較為復(fù)雜,且存在明顯的季節(jié)性趨勢(shì)。
通過(guò)優(yōu)化現(xiàn)有工程水管理和建設(shè)必要的水工程,按照近、遠(yuǎn)期結(jié)合的思路解決麋鹿保護(hù)區(qū)用水問(wèn)題。當(dāng)前麋鹿保護(hù)區(qū)存在的主要問(wèn)題是洲灘濕地缺水旱化及其誘發(fā)癥,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,必須優(yōu)先解決水問(wèn)題。解決的途徑應(yīng)主要考慮以下因素:1)從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,需要與江豚保護(hù)區(qū)聯(lián)手,從不同渠道爭(zhēng)取項(xiàng)目資金,進(jìn)行補(bǔ)水工程建設(shè),以解決枯水年份兩個(gè)保護(hù)區(qū)的用水問(wèn)題和運(yùn)行過(guò)程的環(huán)境凈化問(wèn)題。建議從故道上游的長(zhǎng)江左岸適當(dāng)位置建閘引水,通過(guò)明渠輸送到天鵝洲故道,與天鵝洲閘形成一個(gè)上下可控、通過(guò)水流實(shí)現(xiàn)自凈的濕地生境,從根本上解決麋鹿保護(hù)區(qū)和江豚保護(hù)區(qū)的用水和水環(huán)境問(wèn)題。2)兼顧江豚保護(hù)區(qū)用水和天鵝洲島農(nóng)業(yè)澇漬災(zāi)害防控,從控制麋鹿保護(hù)區(qū)旱生雜草和洲灘洼地補(bǔ)水考慮,將汛期天鵝洲閘控制水位擬由目前的32 m調(diào)至32.5 m,并維持33 m及以上水位至少7~10 d。如此不至于天鵝洲島農(nóng)田大面積受澇(島上農(nóng)田地面高程幾乎全在32.5 m以上,33.0 m時(shí)僅千字頭和天鵝村少量農(nóng)田受淹),又可使麋鹿保護(hù)區(qū)洲灘洼地淹水50~100 cm,從而使洲灘旱生雜草通過(guò)超強(qiáng)度厭氧脅迫得到治理。同時(shí),結(jié)合汛期長(zhǎng)江一般洪水過(guò)程,容許故道水位短期內(nèi)(3~5 d)達(dá)到34.5 m及以上,以維持洲灘濕地近自然狀態(tài)的水位漲落帶,保護(hù)洲灘生物多樣性。3)在保護(hù)區(qū)范圍內(nèi),因地制宜建設(shè)有關(guān)水工程,解決濕生草地干旱退化問(wèn)題。這是近期或者說(shuō)目前情況下通過(guò)保護(hù)區(qū)自身努力比較容易解決的問(wèn)題。根據(jù)水源不同可有三種解決途徑:一是故道提水,通過(guò)明渠或涵管輸送到需要水利改良的地段,該法輸水線路較長(zhǎng),造價(jià)相對(duì)較高,還可能因施工造成沿線植被破壞;二是在需要水利改良的地段,依微地形差異分設(shè)若干個(gè)10 hm2大小的灌溉單元,在不影響堤防安全的前提下鑿井抽取地下水;三是依微地形差異劃分蓄水單元,地面筑小土埂,地下設(shè)塑料薄膜或黏土阻隔帶防滲,實(shí)現(xiàn)降雨就地?cái)r蓄入滲,充分利用天然降水并輔之以灌溉補(bǔ)充實(shí)現(xiàn)局地地下水位抬升,形成濕生環(huán)境,達(dá)到抑制旱生雜草、促進(jìn)濕生優(yōu)質(zhì)牧草生長(zhǎng)的草甸濕地草地環(huán)境。
針對(duì)麋鹿保護(hù)區(qū)洲灘旱化加劇、草甸泥沼濕地減少、適宜麋鹿活動(dòng)的空間萎縮問(wèn)題,結(jié)合麋鹿保護(hù)區(qū)發(fā)展,可有以下幾種選擇:1)將沙灘子大堤與長(zhǎng)江水際線之間原來(lái)納入保護(hù)區(qū)發(fā)展的用地,通過(guò)流轉(zhuǎn)確權(quán)使其正式劃歸保護(hù)區(qū)管理。然后,在沙灘子大堤設(shè)幾處供麋鹿覓食、游憩至江邊的活動(dòng)通道,并在水邊建立圍網(wǎng)以防麋鹿逃逸。2)在保護(hù)區(qū)內(nèi)選址建造若干洼地。為滿足6—7月麋鹿交配期對(duì)小水域環(huán)境的需要,選擇適當(dāng)?shù)刂烽_(kāi)挖洼地來(lái)匯集天然降水,以形成一定規(guī)模的水域環(huán)境。必要時(shí),可在洼地附近建造輕型井,輔以井灌補(bǔ)水,以保證干旱少雨時(shí)段洼地有水。3)因地制宜建造零能耗運(yùn)行的水塘。考慮到6—7月麋鹿交配期也是江漢平原雨水較多的時(shí)段,該時(shí)段保護(hù)區(qū)外的長(zhǎng)江水位一般高于33 m,具有江水補(bǔ)給地下水的特點(diǎn),如是可將保護(hù)區(qū)內(nèi)地面高程在33.5~34.0 m左右的中高灘改造一部分,通過(guò)挖深1.5~2.5 m形成若干無(wú)須動(dòng)力抽水灌溉的水塘,為麋鹿交配期提供適宜生境。
影響麋鹿棲息地水環(huán)境安全的主要因素是保護(hù)區(qū)周邊農(nóng)業(yè)面源污染由馮家潭泵站排入天鵝洲故道,另一因素是麋鹿自身排泄物直接污染水環(huán)境,這些增加了麋鹿飲水的不安全和感病風(fēng)險(xiǎn)??刹扇〉霓k法包括:1)通過(guò)工程手段解決好馮家潭泵站的排水出路,可采取大口徑管道將排區(qū)澇水輸送到長(zhǎng)江,避免排水直接進(jìn)入天鵝洲故道造成水質(zhì)污染;2)開(kāi)展馮家潭泵站集水區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染防控技術(shù)研究與推廣,大力推行保護(hù)區(qū)周邊農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn),或通過(guò)實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償鼓勵(lì)周邊農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型,發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè);3)在麋鹿集中活動(dòng)的水域地帶,建立人工輔助凈化系統(tǒng),同時(shí)做好消毒。
針對(duì)棲息地旱化引起草場(chǎng)退化產(chǎn)生的食物鏈危機(jī),這里給出四種技術(shù)途徑供選擇:1)通過(guò)保護(hù)區(qū)補(bǔ)水工程建設(shè),采取地面灌溉與地下截滲相結(jié)合的方法恢復(fù)退化草場(chǎng)的濕生環(huán)境,抑制旱生劣質(zhì)雜草滋生,促進(jìn)濕地優(yōu)質(zhì)牧草繁衍;2)在補(bǔ)水工程不能及時(shí)到位或者工程建設(shè)過(guò)渡期采取人工種植優(yōu)質(zhì)飼草的辦法解決優(yōu)質(zhì)牧草不足問(wèn)題;3)對(duì)偶然情況下傳播進(jìn)入保護(hù)區(qū)的入侵植物加以防范,需對(duì)保護(hù)區(qū)及其周邊人類(lèi)活動(dòng)行為嚴(yán)格把關(guān);4)采取適應(yīng)性措施,主動(dòng)引進(jìn)旱生多年生優(yōu)質(zhì)牧草來(lái)完善麋鹿的食物鏈。
有研究表明,麋鹿的生長(zhǎng)發(fā)育、繁衍生息,不僅對(duì)棲息地的水域環(huán)境有要求,還對(duì)遮蔽物有一定需要。遮蔽物營(yíng)造應(yīng)和草場(chǎng)建設(shè)以及麋鹿交配期水域環(huán)境建設(shè)相結(jié)合,可采取沿保護(hù)區(qū)周邊、草場(chǎng)周邊造林綠化遮蔽,也可結(jié)合營(yíng)造小水域環(huán)境開(kāi)挖的土方進(jìn)行筑丘來(lái)增加遮蔽。另外,蘆葦蕩區(qū)是天然的遮蔽場(chǎng)所,出于冬季防火考慮,在連片蘆葦蕩區(qū),應(yīng)每隔150~200 m設(shè)立30 m左右的隔離帶。在春夏草木茂盛季節(jié),隔離帶又為麋鹿提供了視野較為寬闊的覓食地帶。
以麋鹿保護(hù)區(qū)補(bǔ)水工程建設(shè)為抓手,以改善麋鹿生存環(huán)境為目標(biāo),堅(jiān)持工程建設(shè)與生態(tài)建設(shè)相結(jié)合,本著先易后難、科學(xué)推進(jìn)、重點(diǎn)突破的原則,開(kāi)展棲息地保護(hù),優(yōu)先解決麋鹿交配期濕生空間不足和相應(yīng)的環(huán)境問(wèn)題以及草場(chǎng)退化問(wèn)題。擬通過(guò)人工營(yíng)造適度規(guī)模的洼地水塘擴(kuò)大交配期活動(dòng)空間,通過(guò)造林綠化生態(tài)工程增加遮蔽物,通過(guò)動(dòng)力提水至寬淺草皮水道以實(shí)現(xiàn)洼地水體凈化和循環(huán)利用。對(duì)于靠近保護(hù)區(qū)入口、毗鄰故道的幾片退化濕地,可抽取故道水進(jìn)入近水邊水塘,再通過(guò)涵管或二次抽水向保護(hù)區(qū)內(nèi)毗鄰濕地補(bǔ)水。
麋鹿保護(hù)區(qū)內(nèi)部的補(bǔ)水工程有望對(duì)植被群落調(diào)節(jié)起到一定幫助。保護(hù)區(qū)內(nèi)水位經(jīng)工程手段提高后,采用分地段筑圍埂灌水的手段淹沒(méi)旱生植物根部進(jìn)行消除,并在可行性較高的地段進(jìn)行濕地植被的人工恢復(fù)或進(jìn)行牧草的人工種植,必要時(shí)需進(jìn)行有計(jì)劃的人工翻耕及管理,可選黑麥草、冬小麥等作為冬季食物補(bǔ)充。此外,目前保護(hù)區(qū)麋鹿已發(fā)展到1000多頭,生境窘迫,需要通過(guò)落實(shí)原保護(hù)區(qū)土地利用規(guī)劃拓展其活動(dòng)空間。以上生境恢復(fù)和人工輔助手段可為維持保護(hù)區(qū)麋鹿種群數(shù)量創(chuàng)造條件,并進(jìn)一步為麋鹿的野生放養(yǎng)提供幫助及參考。
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Advances in Meteorological Science and Technology2018年5期