刘大伟，张亚兰，孙勇，吕士成，成海，穆少杰，鲁长虎①
(1.南京林业大学南方现代林业协同创新中心/ 生物与环境学院，江苏南京210037；2.江苏盐城国家级珍禽自然保护区管理处，江苏盐城224333；3.环境保护部南京环境科学研究所，江苏南京210042)
江苏盐城滨海湿地越冬丹顶鹤种群动态变化与生境选择
刘大伟1,2，张亚兰1，孙勇1，吕士成2，成海2，穆少杰3，鲁长虎1①
(1.南京林业大学南方现代林业协同创新中心/ 生物与环境学院，江苏南京210037；2.江苏盐城国家级珍禽自然保护区管理处，江苏盐城224333；3.环境保护部南京环境科学研究所，江苏南京210042)
摘要：对2006—2014年江苏盐城滨海湿地越冬丹顶鹤(Grus japonensis)种群进行同步调查，分析其中4个年度的种群分布和2个年度的生境利用、选择情况。结果表明，2006—2010年在盐城滨海湿地越冬的丹顶鹤数量呈下降趋势；2010—2014年丹顶鹤种群数量稳定，且略有增长。丹顶鹤分布区域有向核心区集中的趋势。丹顶鹤对苇滩和盐蒿滩表现出正选择，对农田、盐田、水产养殖塘表现出负选择。丹顶鹤种群动态变化及生境选择与保护区内土地利用形式、人类活动和生境变化等因素有关。
关键词：丹顶鹤；江苏;盐城;滨海湿地；种群数量；种群分布；栖息地利用与选择
丹顶鹤(Grusjaponensis)是世界濒危鸟类之一,已被世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红皮书列为濒危等级,目前全世界野生丹顶鹤种群数量为2 750 只左右[1]。野生丹顶鹤分为岛屿种群和大陆种群。岛屿种群为留鸟,主要分布在日本北海道附近[2]。大陆种群为迁徙种群,繁殖地主要在俄罗斯东南部和我国的东北地区。大陆种群中,由于越冬区的不同又分为东部种群和西部种群。东部种群越冬区主要在朝鲜半岛非军事区;西部种群越冬地在我国的山东半岛到江苏沿海湿地及长江中下游的内陆湖泊沼泽,其中江苏盐城滨海湿地是丹顶鹤最重要的越冬地[2-3]。
1983年,江苏省人民政府批准建立“江苏省盐城地区省级沿海滩涂珍禽自然保护区”。1992年,“江苏省盐城地区省级沿海滩涂珍禽自然保护区”晋升为国家级自然保护区并更名为“江苏盐城国家级珍禽自然保护区”(以下简称盐城保护区或保护区),同年被联合国教科文组织人与生物圈委员会协调理事会批准为生物圈保护区,并纳入“世界生物圈保护区网络”,2002年被列入“拉姆萨尔国际重要湿地”名录。
江苏盐城滨海湿地鹤类调查始于1978年,1979年12月首次在中路港至斗龙港之间的滩涂发现9只丹顶鹤。从1984年盐城保护区建区开始,每年丹顶鹤越冬期盐城保护区都会在盐城滨海湿地做2次同步调查,以掌握越冬丹顶鹤的数量和分布。丹顶鹤数量在建区之初不到400只[4],到2000年1月越冬丹顶鹤达1 128只,为历史最高峰[5],2001至2009年丹顶鹤种群数量有下降趋势[6]。近几年来,土地、农业生产方式的改变及互花米草入侵等因素导致适宜丹顶鹤栖息的湿地面积大量减少,对丹顶鹤越冬种群的动态分布产生一定影响[7]。
根据2006—2014年盐城滨海湿地越冬丹顶鹤种群同步调查数据,比较越冬丹顶鹤种群数量变化,分析其中4个年度越冬种群分布地点和2个年度丹顶鹤生境的利用与选择情况,并以此为基础提出相应的保护与管理建议。
1研究方法
1.1研究地点
研究范围包括盐城沿海响水、滨海、射阳、大丰、亭湖、东台6县(市、区)湿地,具体界定的范围以2007年之前的盐城保护区西、南、北边界和2013年调整后(除东沙岛以外)的现保护区东边界为界限(图1)。
图1江苏盐城滨海湿地位置
江苏盐城滨海湿地属暖温带向亚热带过渡区,具有季风海洋性气候特征:温和湿润、日照充足、雨量丰沛、四季分明。年平均气温14～15 °C,1月平均气温0～2.5 °C,7月平均气温26.5～27.5 °C。无霜期216～225 d,年平均降水量900～1 050 mm。
盐城保护区建区时总面积45.3万hm2,包含了整个盐城沿海582 km海岸线。2007和2013年保护区范围和功能区划发生调整,保护区由原来南北向连续分布的带状被分割为相互隔离的5个部分,现总面积为24.73万hm2,其中实验区面积16.79万hm2,缓冲区面积5.67万hm2,核心区面积2.26万hm2。
1.2丹顶鹤同步调查
将盐城滨海湿地分为盐城保护区南北实验区、南北缓冲区及其周边区域和南北核心区。调查在丹顶鹤越冬期(第1年的12月和次年1月)进行。调查当天各组在08:00同时在各区域开展丹顶鹤调查。每个丹顶鹤越冬期进行2次同步调查,以数量较多的那次作为该越冬期丹顶鹤数量。调查采用定点观察和线路统计相结合,利用单、双筒望远镜观察丹顶鹤,并对其数量、分布地点和生境进行记录。
1.3数据分析
采用卡方检验分别检测2006和2014年丹顶鹤对各类型生境的利用期望值和实际观测值是否存在显著性差异,如果差异显著则采用Bonferroni检验来确定丹顶鹤对不同类型生境的偏好性[8]。当丹顶鹤对某种类型生境的可获得程度(Pi0)在该生境利用程度的期望区间之内,表示丹顶鹤对该生境无选择性;在区间左侧,为正选择性;在区间右侧,为负选择性。期望值的置信区间用以下公式计算:
(1)
2结果与分析
2.1越冬丹顶鹤种群数量及其变化
由图2可知，在盐城滨海湿地越冬的丹顶鹤总数在2007年最高(801只),2010年最低(447只),2006—2010年呈下降趋势，其后种群数量呈上升趋势。除2014年以外,分布在核心区丹顶鹤数量与丹顶鹤总数变化趋势相同。
图22006—2014年盐城滨海湿地及
2.2越冬丹顶鹤的分布
不同年份丹顶鹤分布地点见图3。2006年在盐城滨海湿地越冬的丹顶鹤分布地点有8个,分别在灌东盐场、射阳盐场、射阳芦苇公司、核心区、四卯酉、竹川、笆斗和六灶(2013年被调整出保护区范围);2009年丹顶鹤分布地点有4个,分别为灌东盐场、射阳芦苇公司、核心区和大丰海北垦区;2011年丹顶鹤分布地点为4个,与2009年相比,大丰海北垦区没有发现有丹顶鹤栖息,在保护区范围之外的大丰港发现有少量丹顶鹤,其他3个分布点无变动;与2011年相比,2014年在盐城滨海湿地越冬的丹顶鹤分布地点减少为3个。
不同年份不同地点丹顶鹤种群数量动态见表1。2006、2009、2011和2014年核心区丹顶鹤数量
分别为467、433、537和510只,分别占各年度总数的65.04%、86.25%、84.43%和77.51%。2006、2009和2011年分布在灌东盐场的丹顶鹤数量分别占各年度总数的2.92%、4.18%和0.63%,2014年没有丹顶鹤分布。2006年分布在射阳盐场、四卯酉、竹川、笆斗和六灶的丹顶鹤数量分别占各年度总数的3.34%、6.83%、2.51%、4.60%和5.43%,2009、2011和2014年没有分布。2006、2009、2011和2014年射阳芦苇公司丹顶鹤数量分别占各年度总数的9.33%、3.59%、8.96%和18.69%。大丰海北垦区仅在2009年有丹顶鹤分布,占当年总数的5.98%。2011和2014年大丰港丹顶鹤数量分别占各年度总数的5.97%和3.80%。
表1不同年份盐城滨海湿地和保护区丹顶鹤种群数量动态
Table 1Dynamics of population size of the red-crowned cranes in the coastal wetland and core zone of the nature reserve in 2006, 2009, 2011 and 2014
只
“—”表示调查当日该地区无丹顶鹤分布。1)2013年六灶被调整出保护区范围。
A—灌东盐场;B—射阳盐场;C—射阳芦苇公司;D—核心区;E—大丰海北垦区;F—四卯酉;G—大丰港;H—竹川;I—笆斗;J—六灶。
2.3越冬丹顶鹤生境选择
丹顶鹤对各类型生境的利用程度与生境的可利用程度之间存在显著差异(χ2检验,P
表22006年和2011年丹顶鹤对生境的选择性
Table 2Habitat selection by red-crowned cranes in 2006 and 2011
年份生境类型 生境面积[14]/hm2Pi0Pi置信区间(α=0.05)生境选择性2006盐田301080.1560.063(0.040,0.086)-农田671630.3480.024(0.009,0.039)-苇滩135670.0700.288(0.245,0.331)+盐蒿滩165850.0860.432(0.384,0.480)+水产养殖塘653140.3390.194(0.156,0.232)-2011盐田217850.1140.006(-0.002,0.014)-农田719870.3750.031(0.013,0.049)-苇滩80940.0420.379(0.330,0.428)+盐蒿滩121520.0630.524(0.472,0.575)+水产养殖塘778130.4060.060(0.036,0.084)-
3讨论
3.1丹顶鹤种群动态变化
保护区建立之初,盐城滨海湿地由南至北均有越冬丹顶鹤分布[4-5]。近年来,丹顶鹤的分布地点发生了显著变化。除2011和2014年有少量丹顶鹤分布在盐城保护区范围外,其余全部分布在盐城保护区范围内。且从2013年以后保护区实验区范围内再无丹顶鹤分布。从各分布地数量来看,2006—2014年核心区丹顶鹤数量占总数的比例非常大,尤其是2009年,占盐城保护区总面积不到1/10的核心区承载了86%的越冬丹顶鹤,丹顶鹤的分布有向核心区集中的趋势。
3.2丹顶鹤生境选择
人类生产活动和经济发展导致栖息地的丧失和质量退化是野生鸟类种群数量下降的主要原因[10]。湿地面积减少和质量下降对许多高度依赖湿地的水鸟产生了不利影响[11]。丹顶鹤是典型的湿地鸟类,自然湿地是越冬丹顶鹤最适宜的生境,其中草滩、盐蒿滩是其选择的主要生境类型[12]。但是,近40 a来盐城滨海湿地内的草滩和盐蒿滩面积不断下降。1987年草滩面积为34 846 hm2,2007年减为0;盐蒿滩面积由1987年的41 155 hm2减少到2012年的12 152 hm2[9]75-77。苇滩是一种半自然湿地,能够为丹顶鹤觅食提供方便。在以往的研究中丹顶鹤对盐蒿滩表现出负选择,对苇滩没有选择性[13]。该研究中丹顶鹤对这2种生境均表现出正选择性。这可能是由于适合丹顶鹤栖息的自然生境减少,尤其是草滩生境消失所导致。目前,这些原本在盐城滨海湿地连片分布的自然、半自然类型湿地或退化或被开发,呈岛屿化、破碎化分布[14],只有保护区核心区内才有大面积连片湿地,这可能是丹顶鹤向核心区集中的原因。
虽然丹顶鹤对盐田具有负选择性,但由于盐田环境因素稳定,人类活动少,单个面积大,在1983年至2009年的调查中,几乎每年都有几十只丹顶鹤在盐田中越冬,数量较稳定[6,15]。从2013年开始连续2个越冬季,4次同步调查均没有发现在盐田中有丹顶鹤。这可能与灌东盐场、射阳盐场这样大面积可供丹顶鹤栖息的大盐池被改造为若干个便于管理的小面积水产养殖塘有关。
农田是最不适宜丹顶鹤的生境[13],但近几年的调查中丹顶鹤在农田中分布的比例在不断增加。尤其是在2014年1月的同步调查中发现有100多只丹顶鹤在稻田中觅食,这在以往的调查中是没有的。吕士成等[16]研究发现,只有当自然湿地不能满足丹顶鹤觅食需要时,丹顶鹤才在有一定强度人为干扰的时空范围内活动。这说明自然湿地已经不能完全满足丹顶鹤对食物的需求,因此被迫转移到农田中觅食。
互花米草大面积扩张也是影响丹顶鹤种群数量和分布变化的原因之一。互花米草在生长稳定期盖度可达100%,不适宜鸟类栖息[17]。同时互花米草扩张能加速滩涂成陆的进程,进而影响到依赖草滩、苇滩等生境的丹顶鹤[7]。1992年互花米草只在盐城滨海湿地部分区域呈分散的斑块状分布,到2002年互花米草沼泽景观已经演变为连续、带状分布的整体。1996—2011年,互花米草面积不断增加,而且这种扩张趋势还在继续[18]。
3.3丹顶鹤自然保护区管理建议
目前,虽然在盐城滨海湿地越冬的丹顶鹤种群相对稳定,但是保护形势依然严峻[19]。笔者认为应从以下3个方面加强管理:(1)在保护区核心区内引水补湿,控制互花米草扩张,防止自然湿地面积减少,提高湿地生态功能。(2)合理管护实验区、缓冲区内的人工湿地。避免构建小面积的精养塘而应采用大面积的粗放型养殖塘,并在冬季取鱼以后维持一定的水面高度[20],保证丹顶鹤及其他水鸟的可利用性。有计划地对芦苇进行选择性收割,同时保留部分芦苇作为丹顶鹤的隐蔽物。在秋季稻子收割完以后不要立即翻耕,等丹顶鹤在次年3月迁徙以后再进行耕种[21],或者在稻田中预留部分谷物不收割[22],以便丹顶鹤能够获得充足的食物。(3)冬季天气异常导致丹顶鹤觅食困难,可采用人工补饲的方法进行干预,在补饲的同时应适当增加人工补饲点,降低丹顶鹤聚集程度,减少传染病暴发的危险[23]。
致谢: 江苏盐城国家级珍禽自然保护区管理处各部门参加了历年的同步调查野外工作,在此表示感谢。
参考文献：
[1]Bird Life International.Species Factsheet:Grusjaponensis[EB/OL].[2015-03-15].http:∥www.birdlife.org.
[2]SU L Y,ZOU H F.Status,Threats and Conservation Needs for the Continental Population of the Red-Crowned Crane[J].Chinese Birds,2012,3(3):147-164.
[3]郑光美.中国鸟类分类与分布名录[M].2版,北京:科学出版社,2011:70.
[4]吕士成.丹顶鹤在盐城地区的分布[J].野生动物,1989,1(6):19-21.
[5]王会,楚国忠,钱法文,等.江苏盐城国家级自然保护区1999—2000年丹顶鹤越冬调查报告[C]∥中国鸟类学会,台北市野鸟会,中国野生动物保护协会.中国鸟类学研究:第四届海峡两岸鸟类学术研讨会文集.北京:中国林业出版社,2000:186-189.
[6]吕士成.盐城沿海滩涂丹顶鹤的分布现状及其趋势分析[J].生态科学,2008,27(3):154-158.
[7]LIU C Y,JIANG H X,ZHANG S Q,etal.Multi-Scale Analysis to Uncover Habitat Use of Red-Crowned Cranes:Implication for Conservation[J].Current Zoology,2013,59(5):604-617.
[8]NEU C W,BYERS C R,PEEK J M.A Technique for Analysis of Utilization-Availability Data[J].Journal of Wildlife Manage,1974,38(3):541-545.
[9]左平,吴其江.江苏盐城滨海湿地生态系统与管理[M].北京:中国环境出版社,2014:75-77.
[10]OWENS I,BENNETT P.Ecological Basis of Extinction Risk in Birds:Habitate Loss Versus Human Persecution and Introduced Predators[J].Proceeding of the National Academy of Science of the United States of America,2000,97(22):12144-12148.[11]MA Z J,CAI Y T,LI B,etal.Managing Wetland Habitat for Waterbirds:An International Perspective[J].Wetlands,2010,20:15-27.
[12]马志军,李文军,王子健.丹顶鹤的自然保护[M].北京:清华大学出版社,2000：65-92.
[13]MA Z J,WANG Z J,TANG H X.Habitat and Selection by Red-Crowned CraneGrusjapanensisin Winter in Yancheng Bioshere Reserve,China[J].Ibis,1999,141(1):135-139.
[14]张曼胤.江苏盐城滨海湿地景观变化及其对丹顶鹤生境的影响[D].哈尔滨:东北师范大学,2008.
[15]吕士成,孙明,高志东,等.盐城国家级自然保护区人工湿地丹顶鹤的分布动态[J].湿地科学,2006,4(1):58-63.
[16]吕士成,成海,李春荣.越冬期丹顶鹤觅食区的动态选择[C]∥第五界海峡两岸鸟类学术研讨会论文集.台中:国立自然科学博物馆,2003:195-200.
[17]陈一宁,高抒,贾建军,等.米草属植物Spartinaangilica和Spartinaalterniflora引种后江苏海岸湿地生态演化的初步探讨[J].海洋与湖沼,2005,36(5):394-403.
[18]王聪.滨海湿地互花米草沼泽景观演变机制研究[D].南京:南京师范大学,2014.
[19]周大庆,王智,高军,等.中国动物园圈养丹顶鹤的数量和分布格局[J].生态与农村环境学报,2014,30(6):731-735.
[20]高军,徐网谷,杨昉婧,等.江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区资源开发的阈值管理[J].生态与农村环境学报,2011,27(1):6-11.
[21]LEE S D,JABLONSKI P G,HIGUCHI H.Wintering Foraging of Threatened Cranes in the Demilitarized Zone of Korea:Behavioral Evidence for the Conservation Importance of Unplowed Rice Fields[J].Biological Conservation,2007,138(1/2):286-289.
[22]邵明勤,蒋剑虹,戴年华,等.鄱阳湖越冬灰鹤和白枕鹤的数量与集群特征[J].生态与农村环境学报,2014,30(4):464-469.
[23]MA Z J,LI B,LI W J,etal.Conflicts Between Biodiversity Conservation and Development in a Biosphere Reserve[J].Journal of Applied Ecology,2009,46(3):527-535.
(责任编辑： 陈昕)
Population Dynamics and Habitat Selection of Overwintering Red-Crowned Cranes in Coastal Wetland of Yancheng, Jiangsu Province.
LIU Da-wei1,2, ZHANG Ya-lan1, SUN Yong1, LÜ Shi-cheng2, CHENG Hai2, MU Shao-jie3， LU Chang-hu1
(1.Co-Innovation Center for Sustainable Forestry in Southern China/ College of Biology and Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China;2.Yancheng National Nature Reserve, Yancheng 224333, China; 3.Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environment Protection, Nanjing 210042, China)
Abstract:Of the red-crowned cranes (Grus japonensis) wintering in the coastal wetland of Yancheng, Jiangsu Province population size was investigated during 2006-2014 with the synchronously-investigate method, distributions in 2006, 2009, 2011 and 2014, surveyed, separately, and habitat use and selection in 2006 and 2011 analyzed. Population of the wintering red-crowned cranes in the wetland decreased from 2006 to 2010, and the trend leveled off and then turned upward a little bit from 2010 to 2014. In terms of spatial distribution, the wintering red-crowned cranes tended to gather towards the core zone of the Yancheng National Nature Reserve. The cranes preferred to hatch and feed in shoals with reeds and wormwoods rather than salt fields, farmlands and fish ponds. It was found that dynamics of the population and habitat selection of the cranes was closely related to a number of factors, like land use, human activities and changes in habitat. In the light of the findings of the research,recommendations are made for conservation of the overwintering ground of red-crowned cranes.
Key words:red-crowned crane;coastal wetland;Jiangsu Province;Yancheng;population size;population distribution;habitat use and selection
收稿日期：2015-11-12
基金项目：江苏高校优势学科建设工程项目;江苏省自然科学基金青年基金(BK20140117)
中图分类号：X36；Q958
文献标志码：A
文章编号：1673-4831(2016)03-0473-05
DOI：10.11934/j.issn.1673-4831.2016.03.021
作者简介：刘大伟(1983—),男,安徽阜阳人,博士生,主要从事丹顶鹤生态方面的研究。E-mail: mickey520al@163.com
① 通信作者E-mail: luchanghu@njfu.com.cn