王 成,賈 悅,劉紅玉*,李玉鳳
(1.南京師范大學海洋科學與工程學院,江蘇 南京 210023;2.安徽農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟管理學院,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,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構發(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區(qū)核心區(qū)中黑嘴鷗(Larus saundersi)的棲息地逐漸向東臺條子泥的堿蓬灘涂轉移[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,采用基底修復和植物引種相結合的方式,恢復鹽沼的水鳥棲息地結構[6]。在中國,對退化濱海濕地的恢復則側重于生態(tài)結構的恢復。一方面是植物的恢復,這是由于適宜的植物覆蓋有利于動物覓食與繁殖[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),促進營養(yǎng)物質(zhì)在水鳥棲息地內(nèi)部的流動,不僅能夠為水鳥提供棲息場所,而且也能促進水鳥棲息地中植物群落結構的維持和演替[9]。通過生態(tài)補水和水資源的空間配置,實現(xiàn)對濕地地表和地下水的補充[10],以達到濕地生境結構的優(yōu)化。對于鹽城濕地水鳥棲息地功能恢復的研究主要是對某一區(qū)域或者地類的環(huán)境恢復的研究。例如,對射陽鹽場1號水庫生態(tài)恢復工程進行景觀分析,揭示引水補濕對鳥類棲息地植物群落結構的影響等[11]。一些研究基于時空尺度下堿蓬景觀結構的變化,提出了濱海濕地堿蓬群落保護和結構恢復的對策和措施[12-13],為濱海濕地堿蓬群落的恢復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構和水鳥種群的影響研究也是相關研究的重點。例如,互花米草持續(xù)入侵對堿蓬群落、蘆葦(Phragmites australis)群落的結構和水鳥多樣性的影響機制研究[14-15]??傮w上,濱海濕地中水鳥棲息地的結構和功能恢復研究更多的是通過簡單的水鳥棲息地中植物群落結構分析,探討濕地的水鳥棲息地功能恢復方式和意義,較少結合水鳥對棲息地需求開展研究,導致研究結果很難落地實施。
本研究以恢復鹽城濕地的水鳥棲息地功能為目標,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度等為恢復原則,確定了近期的水鳥棲息地功能恢復目標和遠期的水鳥棲息地功能恢復內(nèi)容,對恢復效果進行了評估,以期為鹽城濕地生態(tài)恢復提供技術和理論支撐,也為中國其他灘涂生態(tài)修復和水鳥棲息地保護提供方案和實踐參考。
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區(qū)和江蘇大豐麋鹿國家級自然保護區(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、繁殖和中轉的水鳥數(shù)量達數(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,而普通水鳥適應環(huán)境的能力更強,適合其的生境較多,能夠與其他水鳥物種共同利用空間。
在較長時間尺度上,濱海地區(qū)的土地利用強度在持續(xù)增強。土地利用強度反映了人類對土地的改造強度,與土地利用類型密切相關[23]。土地利用強度對水鳥的影響程度可以理解為人類活動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重的健康威脅[24-25]。
依據(jù)水鳥棲息地功能恢復的原則,確定了水鳥棲息地功能的近期恢復目標和遠期恢復內(nèi)容,形成了水鳥棲息地功能恢復的框架(圖2)。近期恢復目標包括節(jié)點功能恢復和踏腳石功能恢復。遠期恢復內(nèi)容包括景觀配置、水鳥棲息地功能恢復區(qū)域的確定和制定水鳥棲息地功能恢復方案。
圖2 水鳥棲息地功能恢復的框架圖Fig.2 Framework map of functional restoration of waterbird habitats
由于本研究主要是在相關文獻的基礎上進行系統(tǒng)總結和拓展,因此所利用的大部分數(shù)據(jù)、材料和方法都來自相關文獻,對這部分內(nèi)容不再詳細論述,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方案中的閾值區(qū)間、遠期恢復區(qū)域確定和恢復效果評估方法進行闡述。
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隊在2018 年和2019 年每年的4 月、7 月和12 月、2020 年4 月進行的7 次野外調(diào)查與監(jiān)測獲得的實測數(shù)據(jù)。采用樣點法和樣線法,在風力較小(3 級以下)的晴天,每天清晨7點至傍晚17點,以2~3人為1組,開展野外調(diào)查。利用目視輔助單筒望遠鏡,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
采用閾值指標分析(Threshold indicator taxa analysis,TITAN)方法,解析物種對環(huán)境變量的響應情況,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)境變量的響應突變點,作為設定各水鳥棲息地景觀配置參數(shù)的依據(jù)。關于水鳥對環(huán)境變量的最佳閾值區(qū)間詳見文獻[27]至文獻[29]。
1.4.2 遠期恢復區(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),確定遠期恢復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區(qū)劃分為以珍稀水鳥為主的棲息地功能恢復區(qū)和兼顧多樣性的水鳥棲息地恢復區(qū)。
1.4.3 水鳥棲息地功能恢復效果評估方法
依據(jù)生境類型面積與濕地能承載水鳥物種種群數(shù)量之間的線性關系,評估水鳥棲息地功能恢復前、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),就可以計算出在水鳥棲息地功能恢復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中,網(wǎng)絡結構恢復是基礎,恢復水鳥棲息地功能是目標。結構與功能恢復的有機統(tǒng)一,有助于實現(xiàn)最優(yōu)的水鳥棲息地功能恢復效果。濕地的水鳥棲息地功能的近期恢復目標為網(wǎng)絡結構中生境節(jié)點和踏腳石節(jié)點的水鳥棲息地功能恢復。
2.1.1 生境節(jié)點的水鳥棲息地功能恢復效果
受海岸帶圍墾的影響,現(xiàn)有的較小重要生境節(jié)點存在繼續(xù)喪失的危險。丹頂鶴和東方白鸛的重要生境節(jié)點分布零散且面積較小,生境節(jié)點周邊分布著農(nóng)田,生境節(jié)點內(nèi)部互花米草群落持續(xù)擴張、蘆葦群落和堿蓬群落逐漸喪失。針對生境節(jié)點現(xiàn)存的問題,經(jīng)過調(diào)整和優(yōu)化,確定了18個水鳥棲息地生境節(jié)點[26]。其中,北緩濕地至南緩濕地一帶的11個生境節(jié)點是以調(diào)整和優(yōu)化丹頂鶴和東方白鸛賴以生存的沼澤結構為主(圖3a)。通過定期刈割高覆蓋度的蘆葦?shù)戎参铮瑸榇笮蜕媲萏峁└嗟臈⒖臻g[26]。
圖3 水鳥棲息地功能恢復前、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)點的水鳥棲息地功能恢復中,對大豐濕地3個生境節(jié)點的恢復目標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張、實施退漁還濕等措施,擴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 個生境節(jié)點的恢復目標是增加黑嘴鷗繁殖和覓食空間,通過涵閘控制海水的進、出量,調(diào)控生境節(jié)點土壤的含鹽量,在黑嘴鷗非繁殖季,通過及時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)點的水鳥棲息地功能恢復效果
在鹽城濕地的水鳥棲息地網(wǎng)絡結構中,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)殖塘實施退漁還濕和維持自然環(huán)境等措施,改善踏腳石節(jié)點的布局,為水鳥提供覓食和繁殖的隱蔽環(huán)境,促進核心區(qū)中的珍稀水鳥向南、北生境節(jié)點擴散(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)點群功能恢復方案示意圖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散的主要通道。通過溝通海陸潮溝水系,來維持堿蓬沼澤結構的穩(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險(圖4b)。
鹽城濕地的水鳥棲息地功能恢復的遠期方案是在已經(jīng)確定的5 處節(jié)點開展大規(guī)模濕地布局優(yōu)化和濕地恢復工作。首先,在各節(jié)點處,確定恢復水鳥棲息功能的區(qū)域;然后,進行景觀優(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 水鳥棲息地功能遠期恢復的影響因素
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期恢復區(qū)域
將北緩濕地中老海堤東側區(qū)域劃定為珍稀水鳥棲息地恢復區(qū)域,將北緩濕地中老海堤西側和其他區(qū)域劃定為兼顧多樣性的水鳥棲息地恢復區(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區(qū)域和兼顧多樣性的水鳥棲息地恢復區(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)側北墾區(qū)劃定為珍稀水鳥棲息地恢復區(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期恢復方案
制定北緩濕地至南緩濕地的水鳥棲息地功能恢復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方案主要以維持和恢復自然環(huán)境為主,增強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;通過實施退耕還濕和退漁還濕等措施,恢復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,將海堤東側恢復為堿蓬沼澤(圖7b);在越冬期來臨前,通過對高密度蘆葦?shù)氖崭?,以降低高覆蓋度的蘆葦群落對丹頂鶴種群的負面影響,來拓展丹頂鶴和東方白鸛的活動空間。
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方案主要以減少人類活動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工作,通過閘壩控制海水進出,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),實施退耕還濕與退漁還濕的措施,恢復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,恢復光灘,為鸻鷸類水鳥提供適宜覓食的生境,增強該區(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效果評估
根據(jù)表3中的數(shù)據(jù),計算出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后,根據(jù)公式(1),利用生境承載系數(shù)數(shù)據(jù),預測出北緩濕地、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有效地增強了5處濕地現(xiàn)狀生境節(jié)點對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期恢復效果評估
由表4可知,在水鳥棲息地功能遠期恢復后,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;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;條子泥濕地中堿蓬沼澤大面積恢復,其對黑嘴鷗種群的最大承載數(shù)量達到了307 440只。
表4 水鳥棲息地功能遠期恢復后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的環(huán)境適應性和分布的廣泛性,因此,評估了水鳥棲息地功能遠期恢復前、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期恢復前、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 水鳥棲息地功能遠期恢復前、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,這表明遠期恢復方案去除人類活動對自然濕地的干擾,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)境適應能力最強的水鳥類群,在濕地的水鳥棲息地功能遠期恢復后,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。
恢復效果評估結果顯示,水鳥棲息地功能恢復后,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)狀棲息地結構和功能下降而導致的珍稀水鳥種群數(shù)量下降、棲息地網(wǎng)絡節(jié)點支撐能力不足和穩(wěn)定性較差等問題。
濱海濕地擁有復雜且完整的生態(tài)系統(tǒng),對其進行恢復和保護需要以功能為導向,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研究是基于現(xiàn)有的恢復實踐或工程嘗試,開展水鳥棲息地恢復效果評價和水鳥種群監(jiān)測[31-32]。這類研究側重于“過程”或者“后期”監(jiān)管,以評價棲息地恢復項目或者工程的效果。還有一些研究是以恢復受損濕地為目標,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,運用相應的生態(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行改造,營造水鳥棲息地。此外,基底的修復也是受損濕地恢復關注的方向之一[34],相關研究與實踐的目標是實現(xiàn)棲息地內(nèi)部基質(zhì)的改善和穩(wěn)定,促進營養(yǎng)物質(zhì)在棲息地內(nèi)部流動。通過對比現(xiàn)有水鳥棲息地恢復研究可以發(fā)現(xiàn),加強恢復過程評價與監(jiān)管是水鳥棲息地恢復實踐中的必要環(huán)節(jié),在過程中及時調(diào)整恢復方案,有助于確?;謴湍繕说膭討B(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方案的實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的原則,提出水鳥棲息地功能恢復方案,并進行恢復效果評估,可以為濱海濕地的恢復提供理論參考。但是,在濕地恢復方案的實踐過程中遇到的問題和恢復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)測恢復方案的實施、評估恢復效果和及時對其進行調(diào)整、優(yōu)化,是后續(xù)研究的重點方向。
在鹽城濕地的水鳥棲息地功能的近期恢復中,節(jié)點的恢復是以擴大堿蓬沼澤和蘆葦沼澤面積為主;南北踏腳石群的恢復是以改善節(jié)點水鳥生境布局和進行堿蓬沼澤恢復為主。水鳥棲息地功能的遠期恢復側重于大規(guī)模水鳥生境恢復,布局中、低蓋度的蘆葦沼澤、堿蓬沼澤和坑塘水面,恢復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。遠期恢復后,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。