上海化工区2种类型湿地鸟类群落结构差异及影响因素

摘要  为了检验上海化工区人工湿地和自然湿地鸟类群落结构差异，分析影响鸟类分布的关键因子，采用样点法对2种类型湿地的鸟类进行调查。结果显示：人工湿地鸟类总物种数（90种）和Shannon-Weiner 指数（3.28）分别高于自然湿地（83种、2.97）；但科-属多样性指数（0.681）低于自然湿地（0.686）。人工湿地的鸣禽种类（60种）比自然湿地（39种）多，自然湿地的猛禽（4种）、涉禽（25种）和游禽（8种）比人工湿地（1、19、2）多。人工湿地的鸣禽（2.915）和攀禽（1.088）的Shannon-Weiner 指数分别高于自然湿地（2.171、0.861）；自然湿地的陆禽（0.614）、猛禽（1.330）、涉禽（1.825）和游禽（1.672）的Shannon-Weiner指数分别高于人工湿地（0.530、0、1.819、0.300）。人工湿地的林鸟种类（69 种）和Shannon-Weiner Index指数（3.030）高于自然湿地（50 种、2.347），自然湿地的水鸟种类（33 种）和Shannon-Weiner 指数（2.429）高于人工湿地（21 种、1.911）。自然湿地国家重点保护鸟类种类（7 种）和Shannon-Weiner 指数（1.482）均高于人工湿地（2种、0.562）。负二项回归分析显示，硬质地面积与鸟类种类和数量均显著负相关，乔木种类与鸟类种类、水面积与鸟类数量均显著正相关。建议减少硬质地面积，提高自然湿地乔木和灌木面积，控制人工湿地芦苇扩张。

关键词  自然湿地；人工湿地；鸟类；群落结构；生境；关键因子

中图分类号  Q959.7;Q958.1  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）05-0079-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.05.019

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Difference and Impact Factors of Bird Community Structure in the Two Types of Wetlands in Shanghai Chemical Industry Zone

LUO Zu-kui，SHAO Xian-hui，WANG Zhao et al

（School of Sports and Health Science， Kaili University， Kaili，Guizhou 556011）

Abstract  In order to examine the differences in bird community structure between artificial wetlands and natural wetlands in Shanghai Chemical Industry Park， and to analyze the key factors affecting bird distribution， a sampling point method was used to investigate the birds of the two types of wetlands.The results showed that total bird species （90 species） and Shannon-Weiner index （3.28） in the artificial wetlands were higher than those in the natural wetlands （83 species and 2.97）， respectively. However， the diversity index of families and genera （0.681） was lower than that of natural wetlands （0.686）. There were more songbirds in the artificial wetlands（60 species）than in the natural wetlands（39 species），but more raptors（4 species），wading birds（25 species）and swimming birds（8 species）in the natural wetlands than in the artificial wetlands（1 species，19 species and 2 species）. The Shannon-Weiner indexes of songbirds （2.915） and climbers （1.088） in the artificial wetlands were higher than those in natural wetlands （2.171 and 0.861）， but the Shannon-Weiner indexes of land birds （0.614）， raptors （1.330）， wading birds （1.825） and swimming birds （1.672） in the natural wetlands were higher than those in artificial wetlands （0.530， 0， 1.819， 0.300）， respectively.The forest bird species （69 species） and Shannon Weiner Index （3.030） in artificial wetlands were higher than those in natural wetlands （50 species， 2.347）， the waterbird species （33 species） and Shannon Weiner Index （2.429） in natural wetlands were higher than those in artificial wetlands （21 species， 1.911）. The national key protected bird species （7 species） and Shannon Weiner index （1.482） in natural wetlands were higher than those in artificial wetlands （2 species， 0.562）.Negative binomial regression analysis showed that hard ground was negatively correlated with bird species and number，respectively. Tree species was positively correlated with bird species，and water area was positively correlated with bird number. Suggest reducing the hard ground，increasing the area of natural wetland trees and shrubs， and controlling the expansion of artificial wetland reeds.

Key words  Natural wetlands;Artificial wetlands;Birds;Community structure;Habitat;Impact factor

基金项目  凯里学院高层次人才深度研究专项（GCC201802）；国家自然科学基金项目（31960231）；贵州省教育厅创新人才团队项目（黔教合人才团队字〔2013〕26号）。

作者简介  罗祖奎（1974—），男，湖北荆州人，教授，博士，从事鸟类生态学研究。

收稿日期  2023-04-06

上海化工区于1996年围海造地而成，面积29.4 km2，区域内的湿地属于典型的滨海湿地，包括自然湿地和人工湿地2种类型。人工湿地占地面积约150 hm2，由水产养殖塘及人工灌渠构成。为了让区域内湿地的交通、景观和植被功能满足绿色化工区的要求，打造环境优美、净水功能高效、生物栖息繁衍和具有教育功能的绿色化工区，于2008年在原有的人工湿地基础上对其中33 hm2的湿地进行了二次改造，重新种植了水生植物、建设生态驳岸、堤岸栽种乔灌草、开挖水沟、维持水位，实施系列人工控制措施。除此之外，对其余的人工湿地也进行了美化，主要是铺设人行道和人工草坪，鱼塘周边栽种乔木［1］。

对上海化工区的研究主要集中在二次改造湿地的植被结构与功能［1-2］、生态系统服务功能［3］、环境风险防控［4-5］、蚊蝇多样性［6］、水质［7］和湿地生态系统可持续性［8-9］。截至目前，区域内鸟类相关研究鲜见报道。

鸟类对环境变化敏感，常被选作指标物种，用于反映湿地环境变化导致动物物种多样性变化的研究［10］。湿地栽种乔木和灌木能为鸟类提供栖息、庇护和繁殖的场所，林木的果实、种子、花和嫩叶能为鸟类提供食物。湿地栽种挺水植物、沉水植物和浮水植物能为水鸟提供繁衍和藏匿环境。乔灌草拓宽了鸟类垂直分布的生态位空间，植被配置影响着鸟类群落结构组成［11］。上海化工区的湿地进行人工改造后，乔灌草的面积比例增加，可能会提高林鸟的种类和数量。湿地人工改造后生物多样性提高或者下降的案例广泛存在［12-13］，上海化工区改造过程中发现问题并调整后期改造方案，对该地物种保护具有重要的意义。动物群落多样性是上海化工区实现绿色化工区展教功能的重要内容之一，是体现上海化工区生态系统是否安全的一个重要指标［1］。笔者研究该区域内人工湿地与自然湿地鸟类群落组成及结构差异，分析影响鸟类群落特征的关键因子，为上海化工区湿地改造后期方案调整提供建议。

1  资料与方法

1.1  研究区概况

上海化工区（30°40′43″～30°44′23″N，121°12′21″～121°16′16″E）位于东海之滨杭州湾北岸，横跨金山和奉贤两区（图1）。上海化工区自 1996 年开始建造，面积29.4 km2，是以石油化工和精细化工为主的国家级经济技术专业开发区，是国家生态工业示范园区。地处属暖温带半湿润大陆季风气候，平均海拔2.7 m，年均气温11.2 ℃，年均降水量 619 mm。区域内的人工湿地约150 hm2，以潮沟、人工灌渠及荒废水产养殖塘为主体景观。湿地植物主要包括菰（Zizania latifolia）、空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）、浮萍（Lemna minor）和芦苇（Phragmites communis）等。堤岸散生乔灌丛植物主要为合欢（Albizia julibrissin）、构树（Broussonetia kazinoki）、水杉（Metasequoia glyptostroboides）等［1］。2008年，上海化工区对人工湿地中的33 km2湿地进行了二次改造［1］，改造的内容包括：①种植沉水植物。人工栽种了川蔓藻（Ruppia maritima），用于COD降解。为了保持其降解功能，人工湿地进行不定期人工清淤并加速水循环；②种植挺水植物。人工种植了芦苇、宽叶香蒲（Typha latifolia）、水葱（Scirpus tabernaemontani）和狭叶香蒲（Typha angustifolia）等；③陆生植被结构重新配置。对荒废水产养殖塘周边的杂草进行清除并栽种林木，主要包括夹竹桃（Nerium oleander）、榆（Ulmus pumila）、洋槐（Robinia pseudoacacia）、毛白杨（Populus tomentosa）和桃（Prunus persica）等。二次改造后的植被为乔灌草斑块组合镶嵌结构（图2）。二次改造的其余部分的人工湿地也铺设了人行道，水产养殖塘堤岸栽种了人工草坪及夹竹桃等乔灌木。自然湿地挺水植物以芦苇为主体（图2），景观单一，水体比人工湿地的连通性好。

1.2  野外调查

1.2.1

鸟类调查。进行了一次预调查，在纸质地图上标记出步行可以抵达的样点（图1），为后期调查做好准备。在2018年12月—2019年11月、2020年7月—2021年6月对150 hm2的人工湿地和自然湿地进行调查。分为春季（3—5 月）、夏季（6—8 月）、秋季（9—11 月）、冬季（12月—翌年2月）4 个季节，每个季节调查 1 次，每次调查3 d。以100 m为半径的圆作为样点记录其中的鸟类种类和数量。为防止样点之间鸟类数据关联，相邻样点边界的最小距离大于50 m［14］。在人工湿地和自然湿地各设置27 个样点（图1），每个样点停留10 min记录看到和听到叫声的鸟类。对于乔木面积占比较大的样点，偶尔走动以便发现隐蔽性强的鸟类。夏季和秋季日间调查在05：30—09：00和17：00—19：30，春季和冬季在06：30—10：00和16：00—18：30。金腰燕（Hirundo daurica）和家燕（Hirundo rustica）采用最大计数法。鸟类观察用双筒望远镜（型号Swarovski 8x32），拍照用变焦照相机（型号Cannon 100-400x）。