三门峡库区越冬大天鹅的活动区、迁徙与禽流感传播的相关性研究

摘要

大天鹅（Cygnus cygnus），属雁形目鸭科天鹅属的大型水鸟，是国家Ⅱ级重点保护动物。在我国主要繁殖于内蒙古鄂尔多斯、呼伦贝尔盟、达赉湖、绰尔河、黑龙江扎龙、三江平原、兴凯湖、青海湖和柴达木盆地、新疆巴音布鲁克、艾比湖、赛里木湖、乌伦古河、伊犁河等。主要越冬地有东部沿海如天津、山东荣成、埕口、黄河三角洲、中部地区黄河三门峡库区、西部的青海湖、新疆南部及石河子，偶见于云南纳帕海、洞庭湖、福建及台湾。21世纪以来，国内外对大天鹅的研究工作主要包括数量和分布调查、生境选择研究、行为生态学研究、食性分析和禽流感疫病研究等方面。2015年初，黄河三门峡库区各地连续暴发了H5N1高致病性禽流感病毒的疫情，导致大天鹅等野鸟感染和死亡，引起国内外高度关注。为了深入了解疫病发生地大天鹅的越冬期活动规律、栖息地利用、春秋迁徙路线以及与禽流感传播的时空关系，我们于2014-2016年，对三门峡库区76只大天鹅进行了环志和卫星追踪，同时对越冬地和重要停歇地的栖息环境进行了实地考察和粪便采集。主要研究结果如下: 1.三门峡库区大天鹅越冬期活动性 近年来，三门峡库区大天鹅总数呈上升趋势，在疫情发生后的第一年，整体数量下降。大天鹅越冬地位于三门峡市天鹅湖国家城市湿地公园、山西平陆三湾村、山西芮城圣天湖以及三门峡王官村。大天鹅对三门峡天鹅湖有较强的栖息地稳定性，与其它地点间存在游荡行为。活动区核密度分析表明，大天鹅在迁徙准备期会从三门峡天鹅湖转移到山西平陆活动。大天鹅在三门峡天鹅湖国家城市湿地公园的活动面积在不同月份间具有显著性差异，90％水平上，大天鹅活动面积与月平均温度呈现负相关，50％水平上相关性不显著。在三门峡天鹅湖，主要夜宿地隐蔽性随着时期变化为“高-低-高”;大天鹅三个时期的全天候活动范围和面积均不同，同一时期的大天鹅的日间活动地和夜宿地并无明显差别。大天鹅全天候活动在前期与温度显著正相关，但中期相关性不显著，后期呈显著负相关，说明大天鹅的活动范围受越冬期温度影响。大天鹅在抵达越冬地时对栖息地植被利用最为明显，主要取食湖中的莎草（Cyperus glomeratus Linn）、稗草（Echinochloa crusgalli Beauv）、芦苇（Phragmites australis）叶部、蒲草（Typha angustifolia）根茎和荷花（Nelumbo nucifera）茎叶等;中期和后期由于植被枯萎，对陆生草类所处的中等和高等海拔处利用较高，这与人工投食有关。大天鹅的警戒、觅食和运动行为在三个时期均高于其他行为，主要是受该地规律的人工投食影响;成年大天鹅的警戒、斗争和呜叫行为均高于幼年大天鹅，觅食、理羽和休息行为低于幼体;除了静息和鸣叫，成体和幼体其他行为具有显著性差异。 2.大天鹅迁徙路线和重要停歇地 67只大天鹅均成功迁离越冬地。2015-2016年卫星追踪大天鹅迁离越冬地的日期主要范围为2月17日至3月27日。大天鹅主要在夜间迁离越冬地（夜间∶日间=3.2∶1），在迁徙途中主要是白天迁离停歇地（夜间∶日间=1∶3.0），这可能和中途停歇地的人为干扰、食物、温度、日照时间有关。大天鹅迁离越冬地的方向是西北方向（303.68±63.39°），迁离方向与风速无显著负相关。蒙古繁殖地和中国越冬地的平均迁徙距离为2081.13±372.25km。大天鹅春季最长迁徙距离为2646.3km，平均迁徙速度为51.57±8.03km/h，大天鹅的最大飞行速度为104.4km/h。其日间和夜间迁徙速度并无差异，与身体结构相关性不显著，这可能和大天鹅的集群性迁徙模式有关。成体比幼体更早到达繁殖地，迁徙距离大于幼体。 大天鹅的春季迁徙路线:大天鹅迁离越冬地三门峡湿地以后，沿着中上游段黄河（晋豫段、陕晋段和内蒙古段）及支流（延河、无定河、秃尾河、汾河等）迁徙，飞越我国阴山后抵达蒙古国中部和西部的换羽或繁殖地，如图勒河、鄂尔浑河或色楞格河、翁金河、库苏古尔湖、哈尔乌素湖、吉尔吉斯湖等河流和湖泊中。大天鹅对河流和湖泊的利用很高，少数有飞越生态屏障的现象，这可能是为了准时到达繁殖地而遵循其固定生物节律。大天鹅春季迁徙在中国的重要停歇地有禹门口黄河湿地、无定河湿地、红碱淖和鄂尔多斯湖群以及内蒙古段黄河及河套地区，其主要的栖息地类型是包括黄河在内的河流漫滩、湖泊、水库和农田。大天鹅平均停歇地数量与年龄和性别无显著性差异，与翅长和尾长均无显著性相关。有10只大天鹅在我国度夏，3只死亡（红碱淖、无定河和黄河上游巴彦淖尔段）。 3.大天鹅迁徙与禽流感暴发的关系 2015年3,4月，在大天鹅迁徙路线上的重要停歇地进行粪便采样并检测。结果表明，榆林河口水库粪便样品检测出遗传支系为2.3.2.1c的H5N1病毒，与2015年三门峡库区禽流感疫情高度同源(99.7％)。布朗桥运动模型显示，在中国和蒙古国历史上H5N1禽流感疫情发生点与大天鹅春季迁徙的路径（95％水平）在空间上相吻合，不论在中国境内，还是蒙古国的禽流感疫情地点，在10km和50km范围内都有大天鹅的分布，并且在有些疫情地点大天鹅活动点较为密集，以上结果充分证明大天鹅能够携带病毒进行长距离传播，其传播途经可能是通过停歇地的水体和与其他路线上的水鸟发生种间传播扩散。 内蒙古黄河段是大天鹅春季迁徙路线上最为重要的停歇中转站，黄河上游活动区内大天鹅卫星位点的增强型植被指数(EVI Enhanced Vegetation Index)均值比较低，说明春季迁徙期大天鹅在主要活动区内的植被比较少。活动区核密度分析表明50％水平的活动区域内的EVI值明显低于50％-90％区域的EVI值。这表明迁徙期间大天鹅主要依赖的水体环境为大天鹅提供了较丰富的食物和较高的安全性，其他区域的食物和环境隐蔽性是次要选择。其农作物主要是以油葵和玉米为主，食物资源较为丰富;栖息地周边多数为挺水植物芦苇，隐蔽性较强。由此可见，黄河两岸的大面积农田，蓄水形成的河漫滩，丰富的食物资源和较高的隐蔽性保证了大天鹅栖息安全性。同时，该区域也聚集了大量的其他水鸟是禽流感监测防控重要的区域。有关部门应加强大天鹅在该地区栖息地的保护、生态恢复及禽流感监测。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1．1研究背景

1．1．2研究内容、目的和意义

1．1．3经费来源

1．2国内外研究现状及评述

1．2．1基于卫星追踪的候鸟迁徙研究

1．2．2大天鹅迁徙研究现状

1．3研究技术路线

第二章大天鹅越冬期活动规律的研究

2．1研究地点

2．2研究方法

2．2．1大天鹅捕捉与环志

2．2．2定义描述

2．2．3越冬期野外调查

2．2．4卫星数据和气候数据

2．2．5数据分析

2．3研究结果

2．3．1库区种群数量

2．3．2库区内大天鹅活动性研究

2．3．3活动功能区研究

2．3．4空间利用

2．3．5大天鹅越冬期行为研究

2．3．6大天鹅游荡行为

2．4讨论

2．4．1越冬种群数量变化与禽流感疫情的发生

2．4．2大天鹅游荡行为与禽流感疫情的传播

2．4．3不同越冬阶段活动区特征

2．4．4栖息地利用

2．4．5越冬行为

2．5小结

第三章三门峡库区越冬大天鹅春季迁徙路线的研究

3．1研究方法

3．1．1迁徙特征的定义性描述

3．1．2迁徙路线分析

3．1．3卫星数据和气象数据

3．2研究结果

3．2．1迁离越冬地的时间、方向与气候

3．2．2停歇地时间、数量

3．2．3迁徙距离和最大飞行速度

3．2．4春季迁徙路线

3．2．5春季迁徙中途停歇地和繁殖地

3．2．6中国度夏和死亡大天鹅

3．3讨论

3．3．1迁徙策略

3．3．2迁徙路线

3．4小结

第四章大天鹅迁徙与禽流感暴发的时空关系

4．1研究方法

4．1．1野外调查

4．1．2 EVI和禽流感数据

4．2研究结果

4．2．1春季迁徙路线上禽流感暴发情况

4．2．1黄河中上游水鸟活动性与栖息地利用

4．3讨论

4．3．1病毒的时空传播

4．3．2保护建议

4．4小结

参考文献

附录

在读期间的学术研究

致谢