鸟类及其群落对崇西湿地生态恢复和生境重建的响应

摘要

长江河口地区的潮滩芦苇沼泽湿地是水体和陆地间的重要生态通道,不仅具有减少潮滩冲刷和保护临近堤防以及陆域的重要作用,而且具有保护生物多样性、涵养淡水、向河口和近海水域补充营养物等不可替代的重要生态服务功能。一方面,区域经济发展日益增加土地资源的各种利用,使得潮滩湿地面积日益缩小,生态系统服务功能日趋退化丧失,另一方面区域社会、经济的可持续发展又依赖于潮滩湿地的生态服务功能,其中包括潮滩湿地的鸟类栖息地功能,妥善处理这个矛盾关系到长江口区域发展的可持续性。
　　 本研究通过芦苇生境特化鸟类震旦鸦雀分布、食性、巢材、觅食生境选择等方面揭示震旦鸦雀对芦苇植被的依赖、探讨生境特化鸟类对芦苇湿地生态恢复的响应,进而通过在湿地林引入和生境要素配置情况下震旦鸦雀的觅食、分布、巢址选择、大杜鹃对栖木的利用、白鹭对微生境的利用等探讨芦苇潮滩鸟类对生境重建的响应,在此基础上,通过生态恢复、生境重建区域及其周边鸟类群落比较,探讨鸟类群落对生态恢复和生境重建的响应。
　　 野外工作在2005年到2008年进行,研究概况如下:
　　 1.生态恢复和生境重建过程中芦苇潮滩湿地生态系统生命组分的改变湿地林引入会降低林内光照强度,对芦苇产生荫蔽作用。高密度湿地林引入芦苇植被一年的时间内,会降低芦苇密度、增加芦苇枝高度、减少芦苇节数、增加节间长；随着荫蔽强度的增加,芦苇枝的死亡率显著增加,两年左右,高密度湿地林引入区域大部分芦苇消失。斑块状湿地林引入,荫蔽作用较弱,引入的湿地林可以和芦苇形成比较稳定的混合群落(见第三章)。湿地林引入也会影响芦苇昆虫,高密度湿地林引入一年之后,芦苇昆虫的发生率和丰度呈现下降趋势,两年以后,高密度湿地林引入将芦苇完全排除,相应的芦苇昆虫也消失(第五章)。可见较低密度或者斑块化引入湿地林到芦苇潮滩沼泽湿地可以避免或者降低对芦苇植被及其昆虫的负面作用。
　　 2.震旦鸦雀对生态恢复的响应(震旦鸦雀是芦苇生境特化鸟类)从较大的地理尺度、中小地理尺度和局域尺度上,通过搜集文献资料和野外观测,论证震旦鸦雀对芦苇生境的依赖及其是否芦苇生境特化鸟类(第六章)。对震旦鸦雀在中国分布区生境利用情况的文献回顾表明83.3％的分布地点或者区域明确提及震旦鸦雀分布的生境类型,其中72.2％的分布地点和区域,震旦鸦雀分布在芦苇植被或者芦苇与其他植物混合植被中。在崇明岛,震旦鸦雀只出现在有芦苇分布的三种生境类型中(养殖鱼塘、林地生境和潮滩生境),这些生境或者以芦苇为主要植被(潮滩生境),或者包含有较大面积芦苇且和潮滩生境毗邻(养殖鱼塘和林地生境)。对崇西湿地三年的连续监测,在芦苇不分布的生境中没有记录到震旦鸦雀,大面积芦苇植被中震旦鸦雀密度较高,而稀疏乔木-芦苇生境和斑块芦苇生境中密度较低,密植乔木.芦苇混合生境形成早期,有震旦鸦雀分布,随着芦苇的消失,震旦鸦雀也不再出现在其中。这些结果表明,震旦鸦雀对芦苇植被具有非常强的依赖性；芦苇植被的存在是震旦鸦雀出现的必须条件；从分布上来说,震旦鸦雀是芦苇生境特化鸟类。
　　 对比分析了30个东方大苇莺巢和36个震旦鸦雀巢的巢形态特征、巢材组成以及两种鸟的飞行和觅食相关的形态特征(第七章)。结果发现,东方大苇莺巢材多样性高于震旦鸦雀(2006年,P<0.05,2007年,P=0.07),表明震旦鸦雀具有较狭窄的巢材资源利用幅度；88％的震旦鸦雀巢材来自芦苇,而东方大苇莺只有29％的巢材来自芦苇,可见震旦鸦雀严重依赖芦苇作为巢材；震旦鸦雀主要使用新鲜芦苇组织,较难获取但是可以就地取材,而东方大苇莺主要用一些枯萎的植物组织,较易获取但需要飞行较远(芦苇植被中筑巢,茭白植被中搬运巢材)；而震旦鸦雀的喙强于东方大苇莺,东方大苇莺飞行能力强于震旦鸦雀,正是对各自巢材利用策略的适应。
　　 通过束颈法收集震旦鸦雀和东方大苇莺育雏期间的食物,以分析两种鸟类育雏期间食性组成以及食物来源(第八章)。结果发现,震旦鸦雀食物中以同翅目种类最多,而东方大苇莺以双翅目最多；两种鸟类食物类群组成差异显著；东方大苇莺育雏食物的多样性和均匀度都高于震旦鸦雀,表明震旦鸦雀育雏食物的资源幅度比东方大苇莺狭窄；食物的飞行能力(有无翅膀)来看,99％的震旦鸦雀雏鸟食物为无翅的食物种类,而东方大苇莺84％的雏鸟食物为有翅的种类；无翅的食物种类主要躲藏在芦苇叶鞘或者茎秆内,对鸟类喙的力量要求比较高,而有翅的食物种类往往对飞行能力要求比较高；震旦鸦雀和东方大苇莺雏鸟食物的组成正反映了震旦鸦雀较强的喙和较弱的飞行能力、东方大苇莺较弱的喙和较强的飞行能力。
　　 3.鸟类群落关键种对生境重建的响应通过连续跟踪震旦鸦雀和棕头鸦雀在芦苇收割进程中以及收割结束后的分布格局的变化,探讨鸟类对芦苇植被斑块化的即时响应(第十章)。震旦鸦雀对芦苇的移除和斑块化反应很快,随着芦苇收割的进行,震旦鸦雀减少了对相应区域的利用,而对棕头鸦雀受影响不明显；收割结束1周以后,震旦鸦雀开始逐步恢复对收割区域剩余斑块芦苇的利用,四周左右震旦鸦雀出现在所有收割剩余斑块芦苇区域,但是种群数量、集群规模均偏小,而棕头鸦雀受芦苇收割影响较小,收割过程以及收割后均出现在整个区域。这些结果暗示,生境泛化的棕头鸦雀受生境重建过程中生境斑块化的影响要小于震旦鸦雀；生境特化在一定程度上限制了震旦鸦雀生境利用的可塑性,然则经过一段时间后,震旦鸦雀对生境斑块化有适应的趋势。
　　 在芦苇收割前后通过样方法研究了芦苇收割对震旦鸦雀觅食分布的影响(第十一章)。研究表明,芦苇收割显著减少了震旦鸦雀潜在食物资源,改变了震旦鸦雀觅食分布并使震旦鸦雀提前转移到新生芦苇枝上取食,芦苇收割后残留老芦苇枝对震旦鸦雀取食具有重要影响。芦苇收割时保留一定的斑块状和条带状老芦苇有利于震旦鸦雀对食物资源的利用。
　　 湿地林引入芦苇沼泽以后,由于荫蔽作用,芦苇密度下降、昆虫丰度也降低(第三和第五章),比较了湿地林引入区域和没有湿地林引入区域芦苇枝上震旦鸦雀食物和取食痕迹的情况(第十二章)。发现,湿地林引入短时间内,昆虫被取食的数量显著下降,远低于未引入湿地林的区域；一年的时间内,昆虫取食比例在引入湿地林和未引入湿地林的芦苇沼泽中均下降,但是引入湿地林的芦苇沼泽中下降更大,表明湿地林引入芦苇沼泽以后影响了鸟类对芦苇昆虫的利用。这些结果表明,作为对湿地林引入的响应,震旦鸦雀的觅食分布发生了相应的变化,震旦鸦雀较少出现在湿地林引入区域觅食。
　　 野外观测白鹭对生境要素配置区微生境(水线区域、裸地、水面和芦苇捆)的利用及其行为组成(第十六章)。白鹭在生境要素配置区的休息行为频次最高,而所有行为出现在水线附近的频次最高；表明生境要素配置区作为白鹭休息场所似乎要甚于作为觅食场所；而如果考虑各微生境的相对面积,则白鹭对芦苇捆的偏好更加明显,表明白鹭对生境要素配置区栖停条件有要求。45％的觅食行为发生在水线附近；40％的休息行为发生在芦苇捆上。生境要素配置区毗邻生境的可利用性对白鹭是否利用生境要素配置区有决定性的影响,周边没有被潮水淹没时(周边生境可提供性高),生境要素配置区白鹭数量也较高,相应的周边生境被潮水淹没时,利用生境要素配置区的白鹭数量较低。可见,生境要素配置区所处的位置、周边区域鹭类的数量是影响生境要素配置区鹭类实际生境利用的重要因素；生境要素配置区鹭类的数量随着周边鹭类的数量变动而变动,潮汐涨落及其对生境要素配置区域的淹没状态对鹭类利用生境要素配置区有重要影响。
　　 4.鸟类群落对生态恢复和生境重建的响应采用BACI(Before-After-Control-Impact)方法,比较湿地林引入区域和芦苇沼泽区域冬季鸟类群落,以及1年后冬季鸟类群落的变化(第十七章)。湿地林引入芦苇植被短时间内,整个区域冬季鸟类密度和物种数量都下降,而多样性指数有所上升；对于芦苇沼泽鸟类有负面的影响,密度降低、物种丰富度和多样性指数降低。而湿地林内部,鸟类多样性上升,但是密度下降。表明湿地林引入对鸟类群落的影响是双刃剑,对原有鸟类群落产生负面作用,也为新的鸟类群落形成提供了机遇。
　　 比较了湿地林引入区域和生境要素配置实施区域与原有的纯芦苇植被、光滩生境中鸟类群落的差异,同时也比较了生态恢复和生境重建区域与临近周边地区鸟类群落的差异,以探讨鸟类群落对湿地生态恢复和生境重建的响应(第十八章)。湿地林生境中鸟类群落的物种丰富度最高；生境要素配置区总的鸟类丰富度和湿地鸟类丰富度与芦苇、光滩生境相近。生态恢复和生境重建区域,总的鸟类丰富度和湿地鸟类丰富度都要高于周边邻近区域,但是丰度接近或者低于周边邻近区域,湿地鸟类中,迁徙鸟、留鸟和冬候鸟丰度要高于周边区域。
　　 对崇西湿地不同生境类型中鸟类群落同资源种团进行了分析(第十九章)。林泽区域鸟类群落物种丰富度、同资源种团数量均是最高的；林泽区域集合了其他区域生境特征的同时也成为较多鸟类适宜的栖息地；生境要素配置实验区鸟类群落物种丰富度和同资源种团数量均不高,但是物种多样性和同资源种团多样性均是最高的。从湿地依赖性同资源种团的分析来看,湿地专性物种同资源种团无论种类还是数量在芦苇沼泽、光滩和生境要素配置实验区鸟类群落中所占的比例都要远高于林泽；而生境要素配置区鸟类群落中依赖湿地和不依赖湿地的鸟类种类和数量比例组成差不多,表明该区域栖息条件对湿地和非湿地鸟类都比较适宜(第十八和十九章)。

目录

文摘

英文文摘

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第一部分 概述

第一章 生态恢复和生境重建

1.1 生态恢复及其研究进展

1.2 生境重建

1.3 长江口区域湿地及其生态恢复

第二章 研究区域、研究目标和内容

2.1 研究区域概况及生态恢复和生境重建

2.2 研究目标

2.3 研究思路和研究内容

第二部分 湿地生态恢复过程中生态系统主要生命组分的变化

第三章 芦苇对湿地林引入的响应

3.1 研究方法

3.2 研究结果

3.3 讨论

第四章 生境要素配置区域植物群落

4.1 研究方法

4.2 研究结果

4.3 讨论

第五章 芦苇昆虫对湿地林引入的响应

5.1 研究方法

5.2 研究结果

5.3 讨论

第三部分 鸟类群落关键种对生态恢复的响应

第六章 震旦鸦雀的生境特化--来自不同尺度上生境分布的证据

6.1 研究方法

6.2 研究结果

6.3 讨论

第七章 震旦鸦雀的巢材主要来自芦苇

7.1 研究方法

7.3 讨论

第八章 芦苇昆虫是震旦鸦雀重要的育雏食物

8.1 研究方法

8.2 研究结果

8.3 讨论

第九章 芦苇湿地中震旦鸦雀觅食生境的选择

9.1 研究方法

9.2 研究结果

9.3 讨论

第四部分 鸟类群落关键种对生境重建的响应

第十章 震旦鸦雀对芦苇生境斑块化的即时反应

10.1 研究方法

10.2 研究结果

10.3 讨论

第十一章芦苇收割对震旦鸦雀觅食活动的影响

11.1 研究区域和方法

11.2 研究结果

11.3 讨论

第十二章湿地林引入对震旦鸦雀觅食的影响

12.1 研究方法

12.2 研究结果

12.3 讨论

第十三章湿地林引入和芦苇斑块化对震旦鸦雀巢址分布的影响

13.1 研究方法

13.2 研究结果

13.3 讨论

第十四章湿地林引入和芦苇斑块化对震旦鸦雀分布的影响

14.1 研究方法

14.2 研究结果

14.3 讨论

第十五章湿地林引入对大杜鹃分布和巢寄生行为的影响

15.1 研究方法

15.2 研究结果

15.3 讨论

第十六章白鹭对生境要素配置区域的利用

16.1 研究方法

16.2 研究结果

16.3 讨论

第五部分 鸟类群落对生态恢复和生境重建的响应

第十七章湿地林引入对鸟类群落的短期影响

17.1 研究方法

17.2 研究结果

17.3 讨论

第十八章生境重建区域和周边区域鸟类群落比较-

18.1 研究方法

18.2 崇西各区域之间鸟类比较

18.3 讨论

第十九章生境重建区域鸟类群落同资源种团分析

19.1 研究方法

19.2 研究结果

19.3 讨论

第六部分 总结

第二十章总结

参考文献

附录：攻读博士学位期间发表论文

致谢