王 成,賈 悅,劉紅玉*,李玉鳳
(1.南京師范大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京 210023;2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,安徽 合肥 230036)
濱海濕地的水鳥多樣性水平通常很高。近30多年來,由于氣候變化和工業(yè)化、城市化等人類活動(dòng)的干擾,致使水鳥棲息地的自然變化過程被阻斷;濕地的長期圍墾、水源截流和漁獲捕撈等人類活動(dòng),加快了水鳥棲息地的破碎化,降低了水鳥棲息地之間的連通性,導(dǎo)致濱海濕地的水鳥棲息地功能的退化甚至喪失,使濱海濕地中水鳥種群的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[1]。例如,鹽城濕地中越冬丹頂鶴(Grus japonensis)的種群數(shù)量由20 世紀(jì)末的1 100余只,減少到2018 年不足500 只[2]。2007 年以來,隨著堿蓬(Suaeda salsa)鹽沼的退化,江蘇鹽城國家級自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)中黑嘴鷗(Larus saundersi)的棲息地逐漸向東臺(tái)條子泥的堿蓬灘涂轉(zhuǎn)移[3-4]。這表明鹽城濕地的水鳥棲息地功能在逐漸弱化。另外,隨著互花米草(Spartina alterniflora)種群的持續(xù)擴(kuò)張,鹽城濕地中的射陽河至梁垛河沿岸灘涂被互花米草廣泛侵占[5],使堿蓬鹽沼中植物的生存空間萎縮,鹽城濕地的水鳥棲息地功能不斷被削弱。
在美國Jamaica灣,采用基底修復(fù)和植物引種相結(jié)合的方式,恢復(fù)鹽沼的水鳥棲息地結(jié)構(gòu)[6]。在中國,對退化濱海濕地的恢復(fù)則側(cè)重于生態(tài)結(jié)構(gòu)的恢復(fù)。一方面是植物的恢復(fù),這是由于適宜的植物覆蓋有利于動(dòng)物覓食與繁殖[7-8];另一方面是調(diào)整水資源配置,水資源有助于改良濕地土壤的理化性質(zhì),促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)在水鳥棲息地內(nèi)部的流動(dòng),不僅能夠?yàn)樗B提供棲息場所,而且也能促進(jìn)水鳥棲息地中植物群落結(jié)構(gòu)的維持和演替[9]。通過生態(tài)補(bǔ)水和水資源的空間配置,實(shí)現(xiàn)對濕地地表和地下水的補(bǔ)充[10],以達(dá)到濕地生境結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。對于鹽城濕地水鳥棲息地功能恢復(fù)的研究主要是對某一區(qū)域或者地類的環(huán)境恢復(fù)的研究。例如,對射陽鹽場1號(hào)水庫生態(tài)恢復(fù)工程進(jìn)行景觀分析,揭示引水補(bǔ)濕對鳥類棲息地植物群落結(jié)構(gòu)的影響等[11]。一些研究基于時(shí)空尺度下堿蓬景觀結(jié)構(gòu)的變化,提出了濱海濕地堿蓬群落保護(hù)和結(jié)構(gòu)恢復(fù)的對策和措施[12-13],為濱海濕地堿蓬群落的恢復(fù)和重建提供了理論和數(shù)據(jù)支撐。外來物種入侵對水鳥棲息地植物群落結(jié)構(gòu)和水鳥種群的影響研究也是相關(guān)研究的重點(diǎn)。例如,互花米草持續(xù)入侵對堿蓬群落、蘆葦(Phragmites australis)群落的結(jié)構(gòu)和水鳥多樣性的影響機(jī)制研究[14-15]??傮w上,濱海濕地中水鳥棲息地的結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)研究更多的是通過簡單的水鳥棲息地中植物群落結(jié)構(gòu)分析,探討濕地的水鳥棲息地功能恢復(fù)方式和意義,較少結(jié)合水鳥對棲息地需求開展研究,導(dǎo)致研究結(jié)果很難落地實(shí)施。
本研究以恢復(fù)鹽城濕地的水鳥棲息地功能為目標(biāo),以提高水鳥棲息地的支撐能力、滿足水鳥對生境的需求和降低周邊土地利用干擾強(qiáng)度等為恢復(fù)原則,確定了近期的水鳥棲息地功能恢復(fù)目標(biāo)和遠(yuǎn)期的水鳥棲息地功能恢復(fù)內(nèi)容,對恢復(fù)效果進(jìn)行了評估,以期為鹽城濕地生態(tài)恢復(fù)提供技術(shù)和理論支撐,也為中國其他灘涂生態(tài)修復(fù)和水鳥棲息地保護(hù)提供方案和實(shí)踐參考。
鹽城濕地(32°30′N 至34°30′N,119°45′E 至121°20′E)位于江蘇省鹽城市的濱海區(qū)域(圖1),其中分布著江蘇鹽城濕地珍禽國家級自然保護(hù)區(qū)和江蘇大豐麋鹿國家級自然保護(hù)區(qū)。鹽城濕地的總面積超過4 000 km2。該區(qū)域氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,具有明顯的雨熱同期特征,年平均氣溫為13.7~16.2 ℃,年降水量為1 049.20 mm[15]。鹽城濕地內(nèi)植物群落的主要優(yōu)勢物種為互花米草、堿蓬和蘆葦。由于鹽城濕地位于東亞-澳大利西亞候鳥遷徙路線上,因此,每年在此越冬、繁殖和中轉(zhuǎn)的水鳥數(shù)量達(dá)數(shù)百萬只[15]。2019年7月,包含鹽城濕地的中國黃(渤)海候鳥棲息地(第一期)被列入世界自然遺產(chǎn)名錄。
圖1 鹽城濕地位置和水鳥的主要棲息地分布圖Fig.1 Map of location of Yancheng wetlands and main habitat sites of waterbirds
水鳥棲息地功能恢復(fù)的原則包括提高水鳥棲息地的支撐能力、滿足珍稀和普通水鳥物種對生境的需求、降低對水鳥棲息地周邊土地的利用強(qiáng)度。
水鳥棲息地的支撐力主要體現(xiàn)在以下4 方面。第一,水鳥棲息地內(nèi)覓食、棲息或者繁殖環(huán)境的空間分布和組合。第二,水鳥棲息地內(nèi)水資源的空間配置。水資源的空間分布的不均衡性限制了水鳥獲取水源和食物資源[16-17]。第三,水鳥棲息地應(yīng)該具有隱蔽、干擾小的自然環(huán)境[18-20]。第四,消除外來物種等特殊干擾因素對水鳥棲息地的負(fù)面影響[21-22]。
不同水鳥物種對生境的需求存在明顯差異。珍稀水鳥對環(huán)境變化的敏感性更高,常選擇面積大且隱蔽性好的環(huán)境作為棲息地,而普通水鳥適應(yīng)環(huán)境的能力更強(qiáng),適合其的生境較多,能夠與其他水鳥物種共同利用空間。
在較長時(shí)間尺度上,濱海地區(qū)的土地利用強(qiáng)度在持續(xù)增強(qiáng)。土地利用強(qiáng)度反映了人類對土地的改造強(qiáng)度,與土地利用類型密切相關(guān)[23]。土地利用強(qiáng)度對水鳥的影響程度可以理解為人類活動(dòng)對候鳥棲息行為的干擾程度。隨著工業(yè)污染物排放量和農(nóng)用化肥使用量的增大,土壤和水體中的污染物質(zhì)快速積累,并通過食物鏈傳遞到水鳥體內(nèi),致使水鳥種群面臨嚴(yán)重的健康威脅[24-25]。
依據(jù)水鳥棲息地功能恢復(fù)的原則,確定了水鳥棲息地功能的近期恢復(fù)目標(biāo)和遠(yuǎn)期恢復(fù)內(nèi)容,形成了水鳥棲息地功能恢復(fù)的框架(圖2)。近期恢復(fù)目標(biāo)包括節(jié)點(diǎn)功能恢復(fù)和踏腳石功能恢復(fù)。遠(yuǎn)期恢復(fù)內(nèi)容包括景觀配置、水鳥棲息地功能恢復(fù)區(qū)域的確定和制定水鳥棲息地功能恢復(fù)方案。
圖2 水鳥棲息地功能恢復(fù)的框架圖Fig.2 Framework map of functional restoration of waterbird habitats
由于本研究主要是在相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)和拓展,因此所利用的大部分?jǐn)?shù)據(jù)、材料和方法都來自相關(guān)文獻(xiàn),對這部分內(nèi)容不再詳細(xì)論述,僅對水鳥種群數(shù)據(jù)獲取與調(diào)查、水鳥棲息地功能恢復(fù)方案中的閾值區(qū)間、遠(yuǎn)期恢復(fù)區(qū)域確定和恢復(fù)效果評估方法進(jìn)行闡述。
本研究利用了丹頂鶴、東方白鸛(Ciconia boyciana)、黑嘴鷗(Larus saundersi)等珍稀物種和雁鴨類、鷺類等普通水鳥的分布數(shù)據(jù)。這些水鳥分布數(shù)據(jù)來源于作者所在研究團(tuán)隊(duì)在2018 年和2019 年每年的4 月、7 月和12 月、2020 年4 月進(jìn)行的7 次野外調(diào)查與監(jiān)測獲得的實(shí)測數(shù)據(jù)。采用樣點(diǎn)法和樣線法,在風(fēng)力較小(3 級以下)的晴天,每天清晨7點(diǎn)至傍晚17點(diǎn),以2~3人為1組,開展野外調(diào)查。利用目視輔助單筒望遠(yuǎn)鏡,觀測水鳥。利用手持GPS,記錄水鳥分布的地理位置[26]。
1.4.1 環(huán)境變量閾值區(qū)間的確定方法
采用閾值指標(biāo)分析(Threshold indicator taxa analysis,TITAN)方法,解析物種對環(huán)境變量的響應(yīng)情況,確定變量閾值區(qū)間。本研究以不同水鳥物種或者類群對各環(huán)境變量的響應(yīng)突變點(diǎn),作為設(shè)定各水鳥棲息地景觀配置參數(shù)的依據(jù)。關(guān)于水鳥對環(huán)境變量的最佳閾值區(qū)間詳見文獻(xiàn)[27]至文獻(xiàn)[29]。
1.4.2 遠(yuǎn)期恢復(fù)區(qū)域的確定方法
依據(jù)各水鳥棲息地的各種景觀分布、珍稀水鳥和普通水鳥適宜區(qū)域聚集性分布的空間差異[27]、主要地理要素(道路、河流和溝渠等),確定遠(yuǎn)期恢復(fù)水鳥棲息地功能的區(qū)域。將研究區(qū)內(nèi)各水鳥棲息地功能恢復(fù)區(qū)劃分為以珍稀水鳥為主的棲息地功能恢復(fù)區(qū)和兼顧多樣性的水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)。
1.4.3 水鳥棲息地功能恢復(fù)效果評估方法
依據(jù)生境類型面積與濕地能承載水鳥物種種群數(shù)量之間的線性關(guān)系,評估水鳥棲息地功能恢復(fù)前、后濕地的水鳥承載力。
生境承載系數(shù)等于水鳥棲息地功能恢復(fù)前濕地中的水鳥適宜生境面積占濕地中該種生境總面積的比例。
采用多元線性回歸方法,利用計(jì)算出的生境承載系數(shù)和濕地目前能承載的水鳥種群數(shù)量數(shù)據(jù),構(gòu)建水鳥物種種群數(shù)量與各種植物群落面積的回歸方程,其公式為:
公式(1)中,yi為水鳥物種i的種群數(shù)量;x1、x2、…、xj分別為適宜水鳥的植物群落1、植物群落2、…、植物群落j的面積;a、b、…、m分別為各種生境的承載系數(shù);c為常數(shù)。
將現(xiàn)狀生境(植物群落)面積帶入公式(1),就可以計(jì)算出在水鳥棲息地功能恢復(fù)后濕地對各種水鳥種群的最大承載數(shù)量。
在濕地的水鳥棲息地功能恢復(fù)中,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)恢復(fù)是基礎(chǔ),恢復(fù)水鳥棲息地功能是目標(biāo)。結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)的有機(jī)統(tǒng)一,有助于實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的水鳥棲息地功能恢復(fù)效果。濕地的水鳥棲息地功能的近期恢復(fù)目標(biāo)為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中生境節(jié)點(diǎn)和踏腳石節(jié)點(diǎn)的水鳥棲息地功能恢復(fù)。
2.1.1 生境節(jié)點(diǎn)的水鳥棲息地功能恢復(fù)效果
受海岸帶圍墾的影響,現(xiàn)有的較小重要生境節(jié)點(diǎn)存在繼續(xù)喪失的危險(xiǎn)。丹頂鶴和東方白鸛的重要生境節(jié)點(diǎn)分布零散且面積較小,生境節(jié)點(diǎn)周邊分布著農(nóng)田,生境節(jié)點(diǎn)內(nèi)部互花米草群落持續(xù)擴(kuò)張、蘆葦群落和堿蓬群落逐漸喪失。針對生境節(jié)點(diǎn)現(xiàn)存的問題,經(jīng)過調(diào)整和優(yōu)化,確定了18個(gè)水鳥棲息地生境節(jié)點(diǎn)[26]。其中,北緩濕地至南緩濕地一帶的11個(gè)生境節(jié)點(diǎn)是以調(diào)整和優(yōu)化丹頂鶴和東方白鸛賴以生存的沼澤結(jié)構(gòu)為主(圖3a)。通過定期刈割高覆蓋度的蘆葦?shù)戎参?,為大型涉禽提供更多的棲息空間[26]。
圖3 水鳥棲息地功能恢復(fù)前、后北緩至南緩濕地(a)和大豐至條子泥濕地(b)生境節(jié)點(diǎn)的土地利用分布圖Fig.3 The distribution map of land use of habitat nodes in Beihuan to Nanhuan wetlands(a)and Dafeng to Tiaozini wetlands(b)before and after the restoration of waterbird habitat function
在南部大豐濕地至條子泥濕地中珍稀水鳥生境節(jié)點(diǎn)的水鳥棲息地功能恢復(fù)中,對大豐濕地3個(gè)生境節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)目標(biāo)是提高濕地對丹頂鶴和東方白鸛棲息的支撐能力,通過控制互花米草群落擴(kuò)張、實(shí)施退漁還濕等措施,擴(kuò)大堿蓬沼澤和蘆葦沼澤等自然濕地的面積[26]。條子泥濕地中的4 個(gè)生境節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)目標(biāo)是增加黑嘴鷗繁殖和覓食空間,通過涵閘控制海水的進(jìn)、出量,調(diào)控生境節(jié)點(diǎn)土壤的含鹽量,在黑嘴鷗非繁殖季,通過及時(shí)播撒堿蓬種子和移栽堿蓬植株等方式,增加現(xiàn)有堿蓬沼澤的面積(圖3b)。
2.1.2 踏腳石節(jié)點(diǎn)的水鳥棲息地功能恢復(fù)效果
在鹽城濕地的水鳥棲息地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,現(xiàn)有踏腳石斑塊難以有效地支撐和維持不同生境節(jié)點(diǎn)之間廊道的連通性,制約了水鳥在濕地內(nèi)覓食和棲息的活動(dòng)范圍,不利于水鳥種群數(shù)量的增多。因此,在水鳥棲息地功能恢復(fù)方案中,建議移除冗余的踏腳石。在北緩濕地至南緩的濕地中,踏腳石斑塊分布逐漸分散,但是其中心度值普遍較大,是核心區(qū)中丹頂鶴遷移的主要跳板。通過對周邊養(yǎng)殖塘實(shí)施退漁還濕和維持自然環(huán)境等措施,改善踏腳石節(jié)點(diǎn)的布局,為水鳥提供覓食和繁殖的隱蔽環(huán)境,促進(jìn)核心區(qū)中的珍稀水鳥向南、北生境節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散(圖4a)。
圖4 北緩至南緩濕地(a)和大豐至條子泥濕地(b)的水鳥踏腳石節(jié)點(diǎn)群功能恢復(fù)方案示意圖Fig.4 Recovery scheme map of functions of the stepping stone node groups for waterbirds in Beihuan to Nanhuan wetlands(a)and Dafeng to Tiaozini wetlands(b)
大豐濕地至條子泥濕地中的踏腳石群分布節(jié)點(diǎn)密集且中心度值普遍較大。這些踏腳石是條子泥濕地中的黑嘴鷗向北擴(kuò)散的主要通道。通過溝通海陸潮溝水系,來維持堿蓬沼澤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,為在該處附近覓食的黑嘴鷗提供繁殖場所,分散其繁殖地喪失的風(fēng)險(xiǎn)(圖4b)。
鹽城濕地的水鳥棲息地功能恢復(fù)的遠(yuǎn)期方案是在已經(jīng)確定的5 處節(jié)點(diǎn)開展大規(guī)模濕地布局優(yōu)化和濕地恢復(fù)工作。首先,在各節(jié)點(diǎn)處,確定恢復(fù)水鳥棲息功能的區(qū)域;然后,進(jìn)行景觀優(yōu)化布局,以解決制約鹽城濕地水鳥棲息地功能發(fā)揮的主要生態(tài)問題。
2.2.1 水鳥棲息地功能遠(yuǎn)期恢復(fù)的影響因素
影響研究區(qū)丹頂鶴、東方白鸛和黑嘴鷗3種珍稀水鳥分布和棲息地選擇的主要環(huán)境因素為生境類型、生境斑塊面積、與蘆葦沼澤的距離、植物覆蓋度、與明水面的距離。
在分析3 種珍稀水鳥對環(huán)境變量的響應(yīng)閾值后,得到其在各處濕地的景觀配置參數(shù)的最佳閾值區(qū)間[28](表1)。
表1 5處濕地中3種珍稀水鳥的環(huán)境影響因素及其最佳閾值區(qū)間Table 1 The environmental influence factors of 3 rare waterbirds in 5 wetlands and their optimal threshold intervals
根據(jù)普通水鳥對主要環(huán)境變量的響應(yīng)閾值,得到其在各處濕地的景觀配置參數(shù)的最佳閾值區(qū)間[29](表2)。
表2 濕地中普通水鳥的環(huán)境影響因素及其最佳閾值區(qū)間或類型Table 2 The environmental influence factors of common waterbirds in the wetlands and their optimal threshold intervals or types
2.2.2 兼顧珍稀物種和多樣性的水鳥棲息地功能遠(yuǎn)期恢復(fù)區(qū)域
將北緩濕地中老海堤?hào)|側(cè)區(qū)域劃定為珍稀水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)域,將北緩濕地中老海堤西側(cè)和其他區(qū)域劃定為兼顧多樣性的水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)域(圖5a)。
圖5 北緩濕地(a)、核心區(qū)濕地(b)和南緩濕地(c)中的珍稀水鳥棲息地和兼顧多樣性的水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)域分布圖Fig.5 The distribution map of restoration areas of habitats for rare waterbirds and waterbird diversity in Beihuan wetlands(a),core area wetlands(b)and Nanhuan wetlands(c)
將核心區(qū)濕地劃分為珍稀水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)域和兼顧多樣性的水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)域(圖5b)。核心區(qū)濕地是雁鴨類和鷺類等普通水鳥的主要棲息地。
將南緩濕地中養(yǎng)殖塘新海堤以東的區(qū)域劃定為珍稀水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)域,將南緩濕地中養(yǎng)殖塘新海堤以西和其他區(qū)域劃定為兼顧多樣性的水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)域(圖5c)。
將大豐濕地中海堤附近的互花米草沼澤、養(yǎng)殖塘和新能源發(fā)電園區(qū)劃定為珍稀水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)域,將大豐濕地中的其他區(qū)域被劃定為兼顧多樣性的水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)(圖6a)。
圖6 大豐濕地(a)和條子泥濕地(b)中的珍稀水鳥棲息地和兼顧多樣性的水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)域分布圖Fig.6 The distribution map of restoration areas of habitats for rare waterbirds and waterbird diversity in Dafeng wetlands(a)and Tiaozini wetlands(b)
將條子泥濕地中以黑嘴鷗繁殖地現(xiàn)址和海堤內(nèi)側(cè)北墾區(qū)劃定為珍稀水鳥棲息地恢復(fù)區(qū),將條子泥濕地中的其他區(qū)域劃定為兼顧多樣性的水鳥棲息地恢復(fù)區(qū)(圖6b),增加了普通水鳥棲息地的可選擇性。
2.2.3 水鳥棲息地功能的遠(yuǎn)期恢復(fù)方案
制定北緩濕地至南緩濕地的水鳥棲息地功能恢復(fù)方案的總體思路是增加水鳥適宜生境面積,旨在為水鳥在區(qū)域內(nèi)遷移提供生態(tài)緩沖區(qū)。
北緩濕地至南緩濕地的水鳥棲息地功能恢復(fù)方案主要以維持和恢復(fù)自然環(huán)境為主,增強(qiáng)濕地對水鳥的承載能力。在北緩濕地中靠近射陽河的區(qū)域,采用人工定期收割的方式,控制蘆葦群落的植物密度,為水鳥營造適宜的棲息地;通過實(shí)施退耕還濕和退漁還濕等措施,恢復(fù)退化的堿蓬沼澤和蘆葦沼澤(圖7a),以提高濕地承載珍稀水鳥的能力。
圖7 北緩濕地(a)、核心區(qū)濕地(b)和南緩濕地(c)的水鳥棲息地功能恢復(fù)方案的示意圖Fig.7 A schematic map of the schemes for waterbird habitat function restoration of Beihuan wetlands(a),core area wetlands(b)and Nanhuan wetlands(c)
在核心區(qū)濕地中,開展清除互花米草工程,將海堤?hào)|側(cè)恢復(fù)為堿蓬沼澤(圖7b);在越冬期來臨前,通過對高密度蘆葦?shù)氖崭睿越档透吒采w度的蘆葦群落對丹頂鶴種群的負(fù)面影響,來拓展丹頂鶴和東方白鸛的活動(dòng)空間。
在南緩濕地靠近核心區(qū)濕地的區(qū)域,引入斗龍港河水,恢復(fù)蘆葦沼澤,以降低丹頂鶴和東方白鸛向南遷移的生態(tài)阻力;通過潮溝引入海水和采取退漁還濕的措施,恢復(fù)堿蓬沼澤(圖7c),提高珍稀水鳥生境的適宜性。
大豐濕地至條子泥濕地的水鳥棲息地功能恢復(fù)方案主要以減少人類活動(dòng)干擾和增加水鳥適宜生境面積為主。
在大豐濕地北部和中部由海向陸方向,開展堿蓬沼澤和蘆葦沼澤恢復(fù)工作,通過閘壩控制海水進(jìn)出,維持濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定;通過潮溝引入海水和清除互花米草工程,擴(kuò)大堿蓬沼澤和蘆葦沼澤的面積(圖8a),為丹頂鶴等珍稀水鳥提供棲息空間。
在條子泥濕地的北墾區(qū),實(shí)施退耕還濕與退漁還濕的措施,恢復(fù)堿蓬沼澤和蘆葦沼澤(圖8b),并通過閘壩調(diào)節(jié)堤內(nèi)海水引入量,維持濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定;在南墾區(qū),開展互花米草治理,恢復(fù)光灘,為鸻鷸類水鳥提供適宜覓食的生境,增強(qiáng)該區(qū)域?qū)a鷸類水鳥的承載能力。
2.3.1 濕地對珍稀水鳥承載能力的近期恢復(fù)效果評估
根據(jù)表3中的數(shù)據(jù),計(jì)算出5處濕地的生境承載系數(shù)。對于丹頂鶴,北緩濕地、核心區(qū)濕地、南緩濕地、大豐濕地中蘆葦沼澤的承載系數(shù)分別為0.103、0.017、0.095 和0.174,核心區(qū)濕地、南緩濕地和大豐濕地中堿蓬沼澤的承載系數(shù)分別為0.592、1.000和0.973。對于東方白鸛,核心區(qū)濕地和大豐濕地中蘆葦沼澤的承載系數(shù)分別為0.110和0.672。對于黑嘴鷗,條子泥濕地中堿蓬沼澤的生境承載系數(shù)為1.000。
表3 水鳥棲息地功能近期恢復(fù)前、后5處濕地中3種珍稀水鳥適宜生境面積及其所占比例和種群數(shù)量Table 3 The suitable habitat areas in 5 wetlands andtheir proportions and the population numbers of 3 rare waterbirds before and after the recent function restoration
在水鳥棲息地功能近期恢復(fù)后,根據(jù)公式(1),利用生境承載系數(shù)數(shù)據(jù),預(yù)測出北緩濕地、核心區(qū)濕地、南緩濕地和大豐濕地對丹頂鶴種群的最大承載數(shù)量分別為52只、491只、50只和199只,合計(jì)792只;核心區(qū)濕地和大豐濕地對東方白鸛種群的最大承載數(shù)量分別為257只和354只;條子泥濕地對黑嘴鷗種群的最大承載數(shù)量為124 416 只。這表明水鳥棲息地功能的近期恢復(fù)有效地增強(qiáng)了5處濕地現(xiàn)狀生境節(jié)點(diǎn)對3種珍稀水鳥的承載能力。
2.3.2 濕地對珍稀水鳥承載能力的遠(yuǎn)期恢復(fù)效果評估
由表4可知,在水鳥棲息地功能遠(yuǎn)期恢復(fù)后,4處濕地對丹頂鶴種群的最大承載數(shù)量(2 120只)大幅度增加;在5處濕地中,北緩濕地和大豐濕地的丹頂鶴承載數(shù)量增幅最大,表明這2處濕地對珍稀水鳥種群的支撐能力增強(qiáng);核心區(qū)濕地和大豐濕地對東方白鸛種群的承載數(shù)量分別為259 只和759只,核心區(qū)濕地對東方白鸛種群的承載數(shù)量變化較小,這是由于蘆葦沼澤面積變化較小所致,大豐濕地對東方白鸛種群的承載數(shù)量大幅度增加,這與該濕地中蘆葦沼澤面積大幅增加有關(guān);條子泥濕地中堿蓬沼澤大面積恢復(fù),其對黑嘴鷗種群的最大承載數(shù)量達(dá)到了307 440只。
表4 水鳥棲息地功能遠(yuǎn)期恢復(fù)后5處濕地中3種珍稀水鳥適宜生境面積和種群最大承載數(shù)量Table 4 The suitable habitat areas in 5 wetlands and their maximum carrying numbers to 3 rare waterbird populations after long-term restoration of waterbird habitat function
濕地對普通水鳥種群的承載力能反映水鳥的多樣性水平。由于雁鴨類和鷺類水鳥具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和分布的廣泛性,因此,評估了水鳥棲息地功能遠(yuǎn)期恢復(fù)前、后濕地對兩類水鳥種群的承載數(shù)量。
雁鴨類和鷺類水鳥主要分布在自然蘆葦沼澤、堿蓬沼澤和坑塘中。以2018年至2020年各處濕地中雁鴨類、鷺類種群數(shù)量為自變量(x),以無干擾的自然濕地面積為因變量(y),得到的雁鴨類、鷺類種群數(shù)量與自然濕地面積的擬合方程分別為y=-1.309x2+416.2x-10580(n=5,R2=0.966)和y=0.1x3-15.057x2+593.59x-1305.5(n=5,R2=0.985)。將水鳥棲息地功能遠(yuǎn)期恢復(fù)前、后各處濕地中的無干擾的自然濕地面積帶入以上擬合方程,得到各處濕地中無干擾的自然濕地對雁鴨類和鷺類種群的最大承載數(shù)量(表5)。
表5 水鳥棲息地功能遠(yuǎn)期恢復(fù)前、后各處無干擾的自然濕地的面積及其對雁鴨類和鷺類水鳥種群的最大承載數(shù)量Table 5 The areas of non-interfering natural wetlands and their maximum carrying numbers to anatidae and egret populations before and after long-term restoration of waterbird habitat function
水鳥棲息地功能恢復(fù)后,5處濕地中無干擾的自然濕地對雁鴨類和鷺類種群的最大承載數(shù)量都大幅度增加。5 處濕地中無干擾的自然濕地對雁鴨類種群的最大承載數(shù)量都超過20 000 只,這表明遠(yuǎn)期恢復(fù)方案去除人類活動(dòng)對自然濕地的干擾,使自然濕地面積增大,有利于雁鴨類種群數(shù)量的增加。鷺類作為環(huán)境適應(yīng)能力最強(qiáng)的水鳥類群,在濕地的水鳥棲息地功能遠(yuǎn)期恢復(fù)后,5 處濕地中無干擾的自然濕地對鷺類種群的最大承載數(shù)量都明顯大于雁鴨類種群。
恢復(fù)效果評估結(jié)果顯示,水鳥棲息地功能恢復(fù)后,濕地對水鳥承載力的水平明顯提高,這有效解決了鹽城濕地水鳥現(xiàn)狀棲息地結(jié)構(gòu)和功能下降而導(dǎo)致的珍稀水鳥種群數(shù)量下降、棲息地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)支撐能力不足和穩(wěn)定性較差等問題。
濱海濕地?fù)碛袕?fù)雜且完整的生態(tài)系統(tǒng),對其進(jìn)行恢復(fù)和保護(hù)需要以功能為導(dǎo)向,而水鳥對環(huán)境非常敏感,故常作為濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的指示物種[30]。水鳥的多樣性水平和生存現(xiàn)狀可以反映濕地環(huán)境的質(zhì)量狀況。已有的一些水鳥棲息地恢復(fù)研究是基于現(xiàn)有的恢復(fù)實(shí)踐或工程嘗試,開展水鳥棲息地恢復(fù)效果評價(jià)和水鳥種群監(jiān)測[31-32]。這類研究側(cè)重于“過程”或者“后期”監(jiān)管,以評價(jià)棲息地恢復(fù)項(xiàng)目或者工程的效果。還有一些研究是以恢復(fù)受損濕地為目標(biāo),將退化濕地附近的無干擾自然濕地作為參考濕地(reference site)[33],根據(jù)參考濕地內(nèi)物種生境利用特征和植物分布現(xiàn)狀,運(yùn)用相應(yīng)的生態(tài)工程調(diào)控手段,對退化濕地內(nèi)的植物類型和空間分布格局進(jìn)行改造,營造水鳥棲息地。此外,基底的修復(fù)也是受損濕地恢復(fù)關(guān)注的方向之一[34],相關(guān)研究與實(shí)踐的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)棲息地內(nèi)部基質(zhì)的改善和穩(wěn)定,促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)在棲息地內(nèi)部流動(dòng)。通過對比現(xiàn)有水鳥棲息地恢復(fù)研究可以發(fā)現(xiàn),加強(qiáng)恢復(fù)過程評價(jià)與監(jiān)管是水鳥棲息地恢復(fù)實(shí)踐中的必要環(huán)節(jié),在過程中及時(shí)調(diào)整恢復(fù)方案,有助于確保恢復(fù)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)可行性,這對本研究所確定的鹽城濕地的水鳥棲息地功能恢復(fù)方案的實(shí)踐具有重要的借鑒意義。
本研究根據(jù)水鳥棲息地功能恢復(fù)的原則,提出水鳥棲息地功能恢復(fù)方案,并進(jìn)行恢復(fù)效果評估,可以為濱海濕地的恢復(fù)提供理論參考。但是,在濕地恢復(fù)方案的實(shí)踐過程中遇到的問題和恢復(fù)效果評估屬于前期探索和方案對比階段,評估的過程和方法還很簡單,因此如何有效監(jiān)測恢復(fù)方案的實(shí)施、評估恢復(fù)效果和及時(shí)對其進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化,是后續(xù)研究的重點(diǎn)方向。
在鹽城濕地的水鳥棲息地功能的近期恢復(fù)中,節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)是以擴(kuò)大堿蓬沼澤和蘆葦沼澤面積為主;南北踏腳石群的恢復(fù)是以改善節(jié)點(diǎn)水鳥生境布局和進(jìn)行堿蓬沼澤恢復(fù)為主。水鳥棲息地功能的遠(yuǎn)期恢復(fù)側(cè)重于大規(guī)模水鳥生境恢復(fù),布局中、低蓋度的蘆葦沼澤、堿蓬沼澤和坑塘水面,恢復(fù)方案兼顧了珍稀水鳥物種和水鳥多樣性,涵蓋了水鳥生境配置、干擾源治理、潮溝水系溝通和適宜的植物覆蓋度等方面。
近期恢復(fù)后,蘆葦沼澤和堿蓬沼澤面積大幅增加;濕地對丹頂鶴、東方白鸛和黑嘴鷗的最大承載數(shù)量明顯增大。遠(yuǎn)期恢復(fù)后,蘆葦群落的平均覆蓋度明顯減小,濕地對丹頂鶴、東方白鸛、黑嘴鷗和雁鴨類、鷺類種群的最大承載數(shù)量大幅增加。