基于鷺類生境需求的海岸帶海陸一體化修復(fù)

張雅棉 黃智君 李 玉 陳志鴻 王文卿

(1 廈門大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361102；2 廈門市濱海濕地與鳥類研究中心，福建 廈門 361001)

濱海濕地是陸地生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)的交錯(cuò)過渡帶，是重要的生態(tài)系統(tǒng)，由于受城市化進(jìn)程、人類活動(dòng)、外來物種入侵和氣候變化等影響，濱海濕地嚴(yán)重退化，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和物種多樣性造成極大影響(李云桑等, 2020; morris et al, 2002; Lu et al, 2000)，退化濱海濕地的生態(tài)修復(fù)迫在眉睫。近年來，全國(guó)各地已開展多項(xiàng)濱海濕地修復(fù)工程，并取得明顯的效果(陳彬等, 2019; 馮建祥等, 2017)。我國(guó)紅樹林面積從2000年的2.2萬hm2增加到2019年的近3萬hm2(王瑁等, 2019)，成為全球紅樹林面積凈增加的少數(shù)國(guó)家之一。但多數(shù)濱海濕地修復(fù)工程完成后，由于缺乏后續(xù)資金投入和管理，濕地修復(fù)處于停滯狀態(tài) (黃海萍等, 2015)；或僅考慮濕地面積的增加，而缺乏對(duì)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能恢復(fù)的考慮(范航清等, 2017)，如何有效地開展生態(tài)修復(fù)成為當(dāng)下亟需解決的重要問題。

泉州灣河口濕地位于福建省東南部，其生境類型多樣，該區(qū)內(nèi)分布的灘涂濕地、沼澤地及魚塘均為鳥類提供了重要棲息地(許建林, 2015)。2016年在泉州桃花山一帶開展了海陸一體的修復(fù)工程，包括灘涂修復(fù)、魚塘改造以及海陸交錯(cuò)帶植被修復(fù)等。以泉州灣河口濕地修復(fù)區(qū)為研究區(qū)域，以鷺科鳥類為研究對(duì)象，從鷺類對(duì)棲息、覓食和筑巢等不同生境的需求方面探討海陸一體化修復(fù)，探討濱海濕地修復(fù)對(duì)鳥類保護(hù)的生態(tài)作用。

1 研究地概況與研究方法

1.1 研究地概況

泉州灣河口紅樹林濕地位于福建省泉州灣洛陽江河口區(qū)域（24°47′21″～24°59′50″N，118°37′44″～118°42′46″E），總面積約11.48 km2(李經(jīng)建等, 2006)。該區(qū)原有原生紅樹林17.13 hm2，至2017年已恢復(fù)種植400 hm2，是目前福建省現(xiàn)存面積最大的連片鄉(xiāng)土樹種人工紅樹林，主要紅樹植物有桐花樹(Aegiceras corniculatum)、秋茄樹(Kandelia obovata)及白骨壤(Acicennia marina) (陳若海等, 2017)。泉州灣河口濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于福建省南部泉州市的惠安縣、洛江區(qū)、豐澤區(qū)、晉江市、石獅市境內(nèi)，以泉州灣河口為主體，保護(hù)區(qū)總面積7008.84 hm2，其中紅樹林沼澤面積300.80 hm2。保護(hù)區(qū)分為洛陽紅樹林區(qū)、桃花山海濱水禽和蟳埔槍城河口濕地3個(gè)生態(tài)功能區(qū)，其中桃花山海濱水禽功能區(qū)位于后渚北山至前頭獅山海濱，主要功能為保護(hù)鷺類繁殖地，監(jiān)測(cè)水禽和灘涂養(yǎng)殖的關(guān)系，保護(hù)多種典型鹽堿植物和鹽沼。

桃花山海濱水禽功能區(qū)包括濱海低山(桃花山)、魚塘和潮間帶灘涂等地貌景觀。桃花山是以臺(tái)灣相思(Acacia confusa)為優(yōu)勢(shì)的常綠闊葉林，植被發(fā)育良好，郁閉度高。潮間帶灘涂包括灘涂、紅樹林和互花米草(Spartina alterniflora)鹽沼等，紅樹林人工林以秋茄樹為主。2010年泉州豐海路建設(shè)將保護(hù)區(qū)原來的海陸自然過渡破壞，在道路靠海一側(cè)(北側(cè))留下大面積的荒地，對(duì)鳥類尤其是水鳥的棲息和繁殖造成影響(圖1)。

圖1 泉州灣位置圖及紅樹林造林范圍與桃花山區(qū)域示意圖Fig.1 Location of the restoration area in Quanzhou Bay estuary wetland

1.2 研究方法

1.2.1 植被修復(fù)狀況分析植被修復(fù)項(xiàng)目開始于2016年，為評(píng)估植被修復(fù)狀況，每種植物選取5株，在海陸交錯(cuò)區(qū)苗木種植2個(gè)月后（2016年）以及2017年(修復(fù)后第2年)、2019年(修復(fù)后第4年)調(diào)查苗木生長(zhǎng)和成活狀況。

利用Googe Earth Engine平臺(tái)Landsat 7衛(wèi)星數(shù)據(jù)計(jì)算修復(fù)區(qū)1999—2020年的植被指數(shù)NDVI(趙健赟等, 2016)。利用mann-Kendall檢驗(yàn)分析NDVI的變化趨勢(shì)，mann-Kendall是一種非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，用來判斷趨勢(shì)的顯著性，該方法無需樣本服從一定的分布，也不受少數(shù)異常值的干擾 (袁麗華等, 2013)。

1.2.2 鷺類調(diào)查方法鳥類野外調(diào)查方法依據(jù)《全國(guó)第二次陸生動(dòng)物資源調(diào)查技術(shù)規(guī)范》(國(guó)家林業(yè)局, 2011)。2008年、2017年和2019年每年1--12月對(duì)泉州灣河口濕地的鷺科鳥類群落進(jìn)行監(jiān)測(cè)，調(diào)查鳥類種類、數(shù)量及分布情況。重點(diǎn)調(diào)查惠安洛陽橋、嶼頭、百崎，石獅蚶江、祥芝、晉江沿海大通道、泉州鳳嶼、烏嶼、白沙9個(gè)地方,調(diào)查生境覆蓋灘涂、養(yǎng)殖塘、沙灘以及人工林等。

根據(jù)調(diào)查區(qū)域的大小，隨機(jī)設(shè)置樣點(diǎn)。樣點(diǎn)一般設(shè)置在視野較為開闊的高點(diǎn)，觀察半徑為50～1000 m，每個(gè)樣點(diǎn)的觀察時(shí)間為5～30 min，觀察時(shí)間取決于觀察區(qū)域的大小以及鳥類數(shù)量。每月監(jiān)測(cè)時(shí)間為大潮期，盡量選擇晴朗的天氣進(jìn)行調(diào)查以提高能見度，每次調(diào)查時(shí)間為高潮前后2 h。此外，針對(duì)以臺(tái)灣相思為優(yōu)勢(shì)種的人工林，對(duì)鷺類筑巢的樹種選擇開展監(jiān)測(cè)，比較了不同樹種鷺類巢穴的數(shù)量、鷺類筑巢材料的植物種類等。

為對(duì)比修復(fù)前后鷺類的群落組成差異，采用非度量多維尺度法(NmDS)進(jìn)行分析和結(jié)果可視化。用于該分析的數(shù)據(jù)包括2008年、2017年和2019年記錄到的每種鷺類的數(shù)量。采用PERmANOVA方法檢驗(yàn)鷺類群落組成的顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅樹林修復(fù)工程

2.1.1 灘涂修復(fù)在互花米草入侵的條件下，通過選擇造林時(shí)間、優(yōu)化造林方式和樹種選擇等措施，營(yíng)造以鄉(xiāng)土植物秋茄為主的紅樹林。灘涂修復(fù)的核心技術(shù)包括造林時(shí)機(jī)選擇以及超高密度造林，以控制互花米草的再生。鳥類覓食空間的營(yíng)造包括通過調(diào)控灘涂高程，將潮溝、水道及紅樹林外光灘作為鳥類覓食空間(圖 2A,2B)。

圖2 泉州灣河口濕地示范區(qū)修復(fù)措施Fig. 2 Restoration zone in Quanzhou Bay estuary wetland

2.1.2 魚塘堤岸植被改造對(duì)現(xiàn)有魚塘進(jìn)行改造(退養(yǎng)、破堤、控制水位)，將其改造為高潮位棲息地，為漲潮時(shí)鳥類覓食棲息營(yíng)造空間。此外，對(duì)魚塘堤岸植被進(jìn)行改造(清除茂密的雜草)，為水鳥棲息營(yíng)造空間(圖2C)。

2.1.3 海陸交錯(cuò)帶植被修復(fù)對(duì)原先以類蘆(Neyraudia reynaudiana)、銀膠菊(Parthenium hysterophorus)、五爪金龍(Ipomoea cairica)等入侵植物為主的雜草地進(jìn)行改造，選擇耐鹽、抗風(fēng)、耐鹽霧、耐瘠薄且對(duì)鳥類友好的鄉(xiāng)土植物進(jìn)行綠化，主要樹種有木麻黃(Casuarina equisetifolia)、海芒果(Cerbera manghas)、楊葉肖槿(Thespedia populnea)、水 黃 皮(Sophora tomentosa)、黃槿(Hinidvud tiliaceus)、海 漆(Excoecaria agallocha)、草海桐(Scaevola sericea)等。目前已種植植物12種2000余株(圖2D)。

此外，海陸交錯(cuò)帶植被是以臺(tái)灣相思為優(yōu)勢(shì)種的人工林，位于自然保護(hù)區(qū)的核心區(qū)，不宜開展人工造林。在修復(fù)區(qū)內(nèi)根據(jù)鷺類筑巢的樹種開展調(diào)查，比較了不同樹種鷺類巢穴的數(shù)量、鷺類筑巢材料的植物種類等。

2.2 海陸交錯(cuò)區(qū)植株成活率

海陸交錯(cuò)區(qū)植株成活率的調(diào)查結(jié)果表明：苗木種植后2個(gè)月成活率不高，6種植物的平均成活率僅61%，水黃皮成活率最高(79%)，草海桐和海漆的成活率僅30%(圖3A)。造成苗木成活率低的原因包括以下2個(gè)方面：一是受客觀條件影響，苗木種植錯(cuò)過了其最適宜的季節(jié)(春季)；二是長(zhǎng)途運(yùn)輸(采購于海南瓊海)和高溫季節(jié)種植(2016年夏季)對(duì)苗木造成影響。通過增施有機(jī)肥、種植初期澆水等措施提高苗木成活率。

苗木種植1 a后調(diào)查表明：黃槿、水黃皮和海檬果成活率均達(dá)100%，草海桐和楊葉肖槿成活率達(dá)80%，而海漆成活率僅20%(圖3A)。除海漆外，各樹種的成活率約92%（圖3A）。2019年大部分植株的高度超過2 m，其中黃槿、臺(tái)灣相思樹的平均樹高超過4 m，起到了較好的景觀效果(圖3B)。

2.3 修復(fù)前后植被覆蓋情況

遙感影像分析結(jié)果表明：2011年泉州豐海路修建期間，沿海區(qū)域有較大面積的土體裸露，修復(fù)項(xiàng)目實(shí)施后，沿海一側(cè)的植被覆蓋度大幅提升。

NDVI分析結(jié)果表明，修復(fù)項(xiàng)目對(duì)該區(qū)域的植被恢復(fù)起到積極的作用(圖4)。2000年以來，紅樹種植區(qū)內(nèi)NDVI值呈上升趨勢(shì)。并且，mann-Kendall 檢驗(yàn)分析結(jié)果顯示2011年以前修復(fù)區(qū)NDVI值變化不顯著(UF曲線介于u 0.05=±1.96間)，2011年后區(qū)域NDVI呈上升趨勢(shì)，2013年后表現(xiàn)明顯(UF曲線超過u 0.05=1.96)，尤其是在2016年后(修復(fù)項(xiàng)目實(shí)施后)，NDVI上升趨勢(shì)十分顯著(UF曲線超過u 0.01=2.58)。

圖3 海陸交錯(cuò)區(qū)植物成活率Fig. 3 Rate of survival for trees planted in the marine-terrestrial interlaced zone.

圖4 泉州灣河口濕地示范區(qū)植被恢復(fù)情況Fig. 4 Recovery of the vegetation at the restoration zone in Quanzhou Bay estuary wetland.

2.4 修復(fù)前后鷺類群落組成變化

2008年、2017年和2019年在泉州灣河口濕地共記錄到鷺科鳥類11種、18164只次。其中，2008年全年共記錄到鷺類11種、4936只次；2017年全年共記錄到8種、3861只次；2019年全年共記錄到8種、9367只次，鷺類數(shù)量顯著增加。在所記錄的全部鷺科鳥類中，珍稀瀕危物種僅有1種，為黃嘴白鷺(Egretta eulophotes)。黃嘴白鷺是全球易危(VU)物種，2008年在泉州灣河口濕地單次記錄到的最大數(shù)量為6只，2017年單次記錄到的最大數(shù)量為2只，而2019年全年無記錄。數(shù)量最多的鳥類為白鷺(E.garzetta)，共11955只次，占所記錄到全部鳥類的65.82%；其次是蒼鷺(Ardea cinerea)占 15.46%和大白鷺(E.alba)占13.91%。

從鷺類全年群落動(dòng)態(tài)變化的趨勢(shì)來看，春、秋遷徙季鷺類種類高于夏季和越冬期，這是由于過境期夏候鳥和冬候鳥同時(shí)在此棲息，如牛背鷺(Bubulcus ibis)和黃葦鳽(Ixobrychus sinensis)，鷺類數(shù)量在越冬期達(dá)到峰值，夏季鷺類數(shù)量為最低(僅夏候鳥和留鳥)。從年際變化來看，2017年鷺類種類和數(shù)量均較2008年有所下降；2019年鷺類數(shù)量增加顯著，種類變化不明顯(圖5)。2019年初在研究區(qū)內(nèi)，部分沿海養(yǎng)殖塘得到退養(yǎng)修復(fù)，為鷺類提供了更多適宜的生境。另外，非度量多維尺度法(NmDS)分析結(jié)果顯示2008年、2017年和2019年鷺類群落組成并沒有顯著差異 (圖6，PERmANOVA, F1,35= 1.078,P=0.366,R2=0.031)，大部分鷺類種類在修復(fù)前后均有記錄。

圖5 2008年、2017年和2019年鷺類種類和數(shù)量變化Fig. 5 Monthly species richness and individuals of Ardeidae in 2008, 2017 and 2019

圖6 NMDS 分析鷺類在2008年、2017年和2019年的群落組成Fig.6 NMDS ordination of the Ardeidae communities in year 2008, 2017 and 2019 in Quanzhou Bay

海陸交錯(cuò)帶鷺類筑巢樹種調(diào)查發(fā)現(xiàn)，鷺類87%的巢在臺(tái)灣相思，另有8%的巢在馬尾松(Pinus massoniana)，5%的 的 巢 在 木 麻 黃(Casuarina equisetifolia)，鷺類筑巢更傾向于臺(tái)灣相思這一樹種。

3 結(jié)論與建議

通過海陸一體化生態(tài)修復(fù)，泉州灣河口濕地示范區(qū)的植被覆蓋度顯著提高，各類生境得到有效改善：(1)紅樹植物秋茄樹的種植使灘涂中的互花米草得到有效控制；(2)魚塘改造和退養(yǎng)營(yíng)造了更多的自然生境；(3)海陸交錯(cuò)區(qū)植被修復(fù)有效清除了入侵植物，鄉(xiāng)土植物種植改善了區(qū)域景觀并營(yíng)造更多適宜鳥類營(yíng)巢的生境。

通過對(duì)比泉州灣河口濕地海陸一體化修復(fù)項(xiàng)目開展前、開展后第2年以及開展后第4年的鷺類群落組成發(fā)現(xiàn)，相比修復(fù)前，修復(fù)后第2年鷺科鳥類的種類、數(shù)量均有所下降，但修復(fù)后第4年鷺類數(shù)量顯著增加。修復(fù)后第2年鷺類種類和數(shù)量下降的原因主要包括以下兩點(diǎn)：(1)修復(fù)過程中人為活動(dòng)增加，對(duì)鳥類產(chǎn)生干擾；(2)修復(fù)初期各生境類型還未得到有效修復(fù)。修復(fù)3年后，鷺類數(shù)量顯著增加，修復(fù)工程的開展有效恢復(fù)了泉州灣河口濕地的生態(tài)環(huán)境，為鷺類提供了更多適宜的棲息地。一方面，灘涂是低潮時(shí)鷺類重要的覓食生境，灘涂互花米草的控制和紅樹林的種植能夠?yàn)辁橆愄峁└噙m宜的覓食和停歇地；另一方面，魚塘的改造和退養(yǎng)為鷺類提供了更多適宜的高潮位棲息地。海陸交錯(cuò)帶鷺類友好樹種的種植，為鷺類提供了更多適宜的營(yíng)巢生境。

泉州灣河口濕地是我國(guó)亞熱帶河口濕地的典型代表，也是鳥類重要的棲息地，其多樣的生境能夠滿足鳥類對(duì)覓食、營(yíng)巢、棲息等各方面的需求。泉州灣河口濕地仍面臨著多種威脅，包括外來物種入侵、人類活動(dòng)干擾以及環(huán)境污染等。建議在泉州灣河口濕地推廣海陸一體化修復(fù)工程，增加更多的示范區(qū)研究，以掌握科學(xué)合理的修復(fù)方式；另外，加強(qiáng)對(duì)泉州灣鳥類及其棲息環(huán)境的系統(tǒng)調(diào)查和濕地生物多樣性研究，為鳥類保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。泉州灣河口濕地海陸一體化修復(fù)的系統(tǒng)研究，能夠?yàn)槲覈?guó)海岸帶生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)的參考依據(jù)和典型示范案例。