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武汉是一个多湖泊的城市,其水污染问题非常突出并有一定的代表性。近几十年来由于污染严重、开发利用程度加大,武汉湖泊湿地出现退化,水鸟多样性降低,因此,恢复湿地和改善湖泊环境迫在眉睫。关于武汉湿地水鸟的研究大多集中远郊湿地,而未见对武汉城区湿地水鸟多样性的研究。关于水鸟多样性与生境因子的关系研究,国外多侧重于某一种或几种水鸟,少有从群落层次上分析水体污染对水鸟的影响,而国内关于水鸟多样性与水质之间关系研究更尚未见分析数据。本研究针对武汉城市湖泊,首次对四个代表性湖泊的水鸟群落、水体状况、人为干扰、生境类型等方面进行了比较研究,并探讨生境因子与水鸟多样性的关系,以期为武汉和类似地区的湿地保护、修复以及提高水鸟多样性提供科学依据。主要结果如下:
1.水鸟群落结构特征。
2007~2009年,对月湖(调查面积0.62km2)、东湖(调查面积9.74km2)、金银湖(调查面积5.61km2)及沉湖湿地自然保护区(调查面积25.44km2)水鸟种类及其种群数量进行监测统计,共记录水鸟60种,隶属于8目15科,最大种群数量37973只。红嘴鸥(Larus ridibundus)和豆雁(Anser fabalis)为优势种,最大种群数量分别为13081只和7796只。居留型:冬候鸟38种,夏候鸟13种,留鸟6种,旅鸟3种。除月湖以留鸟为主外,其他三湖均以冬候鸟为主。区系成分:古北界42种,东洋界6种,广布种12种,古北种占优势。生活型:浮游型19种,涉水型31种,潜游型8种,傍水型2种。金银湖和沉湖涉水型水鸟分别为20种和26种,明显多于月湖的1种和东湖的6种。达到国际重要湿地迁徙鸟类1%标准的种类有凤头鸊鷉(Podiceps cristatus)(553只)、白琵鹭(Platalea leucorodia)(595只)、豆雁(7796只)、罗纹鸭(Anas falcata)(1786只)和灰鹤(Grusgrus)(468只),均在沉湖湿地记录。其中月湖共记录水鸟4种,黑水鸡(Gallinula chloropus)为优势种;东湖落雁区和郭郑湖16种,红嘴鸥为优势种;金银湖35种,斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)、绿翅鸭(Anas crecca)、反嘴鹬(Recurvirostra avosetta)和红嘴鸥为优势种;沉湖52种,优势种为豆雁和斑嘴鸭。水鸟种群数量冬季(12278、16765只)>秋季(5674、11931只)>春季(1247、4020只)。武汉湿地为冬候鸟尤其是珍稀濒危鸟类的重要越冬栖息地,其中国家Ⅰ级保护的有东方白鹤(Ciconiaboyciana)、白头鹤(Grus monacha)和白鹤(Grus leucogeranus)3种;Ⅱ级有白琵鹭、白额雁(Anser albifrons)、鸳鸯(Aix galericulata)和灰鹤4种。沉湖的水鸟多样性明显高于月湖和东湖,平均多样性指数沉湖(2.79)>金银湖(2.09)>东湖(0.88)>月湖(0.40)。金银湖与沉湖的水鸟群落相似性较高(相似系数0.64),月湖水鸟种类极少,与水鸟多样性较高的沉湖差异最大。
2.湖泊水位变化对水鸟多样性的影响。
水位的季节性消长可营造浅水滩涂生境,直接影响鸟类群落结构。金银湖和沉湖的水鸟多样性明显高于月湖和东湖落雁区(p<0.01),上金湖水位下降露出滩涂后,水鸟多样性由零增长至2.13,这说明滩涂对于提高水鸟多样性具有重要的意义。2008年秋冬,金银湖和沉湖水位上涨,滩涂面积缩小,水鸟群落结构明显改变,但短期内对水鸟多样性的负面影响不明显,反而使之增加。
3.微生境多样性对水鸟多样性的影响。
微生境多样性是指陆地、草洲、沼泽、浅水、深水和鱼池等多种生境类型。水鸟多样性与微生境多样性呈显著正相关(r=0.875,p<0.01),丰富的生境类型可为不同的鸟类提供摄食和栖居地。四个湖泊中沉湖的微生境类型最多。
4.人为干扰对水鸟多样性的影响。
将噪音、可进入性、与中心城区的距离、周边建筑物所占比例,访问人数等因子加权为人为干扰指数,月湖人为干扰指数最高。分析结果显示水鸟多样性与人为干扰呈负相关(r=-0.547,p<0.05),人类干扰的影响更甚于栖息地湿地植被。
5.水质对水鸟多样性的影响。
比较四个湖泊总氮、总磷、叶绿素a、透明度、富营养化指数等主要水质指标,结果显示金银湖透明度最低,富营养化程度最高,水质最差;东湖落雁区透明度最高,富营养化程度明显低于其他三湖(p<0.01)。沉湖、月湖和金银湖富营养化指数无明显的统计学差异。城区湖泊水质明显差于省内远郊湖泊(p<0.01)。水鸟多样性与水质等级呈负相关(r=-0.751,p<0.05)。
6.极端气候事件——雪灾对水鸟影响严重。
2007年冬季记录武汉四湖水鸟25种,12278只,少于2008年同期的34种和16765只。水鸟生态分布差异明显,东湖落雁区成为水鸟躲避雪灾的避难所。