東洞庭湖天氣、氣候?qū)υ蕉蝤B數(shù)量的影響

黃菊梅 向偉 申亞蘭 牛琳芝 姚毅

（1 湖南省岳陽(yáng)市氣象局，岳陽(yáng) 414000；2 湖南省岳陽(yáng)市水文局，岳陽(yáng) 414000；3 湖南省東洞庭湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，岳陽(yáng) 414000）

0 引言

東洞庭湖獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境孕育了豐富的自然資源。每年冬季，東洞庭湖被分割成很多個(gè)湖泊，湖與湖之間則是大片泥沼、淺灘和草甸，豐茂的水草、大量底棲生物和魚蝦，吸引著數(shù)十萬(wàn)羽雁鴨類、鶴鸛類候鳥在此覓食、停歇和棲息，是亞洲最主要的越冬候鳥棲息地之一。東洞庭湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)（簡(jiǎn)稱“保護(hù)區(qū)”，下同）在東北亞鶴類遷徙網(wǎng)絡(luò)、東亞雁鴨類遷徙網(wǎng)絡(luò)和東亞—澳大利亞涉禽遷徙網(wǎng)絡(luò)等區(qū)域物種保護(hù)網(wǎng)絡(luò)中具有十分重要的地位。保護(hù)區(qū)內(nèi)記錄到鳥類338種，其中國(guó)家一級(jí)保護(hù)的有白鶴、白頭鶴、東方白鸛、黑鸛、大鴇、中華秋沙鴨、白尾海雕7種，二級(jí)保護(hù)的有小天鵝、鴛鴦、白枕鶴、灰鶴、白額雁等45種。保護(hù)區(qū)面積為19萬(wàn) hm，兼具明水、沼澤、草灘、農(nóng)田、林地、村落，不同的棲息環(huán)境棲息不同的鳥類，而且每年鳥類數(shù)量及棲息環(huán)境都發(fā)生變化。在保護(hù)區(qū)，有采桑湖、大西湖、小西湖、丁字堤等幾個(gè)最佳觀測(cè)點(diǎn)。大小西湖是保護(hù)區(qū)的核心區(qū)域，具有特殊的保護(hù)和科研價(jià)值。

鳥類種群或群落的調(diào)查與監(jiān)測(cè)不僅與鳥類的受脅狀況評(píng)價(jià)、資源保護(hù)以及鳥類在生態(tài)系統(tǒng)中的功能有密切關(guān)系，而且鳥類的數(shù)量還可以作為評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)。武美香等分析了我國(guó)鳥類特有種與氣候要素的關(guān)系。楊麗慧等研究表明，候鳥物候期對(duì)氣候變化響應(yīng)比較敏感。巴明廷等研究了鄭州城區(qū)鳥類冬季集群的季節(jié)性與地理分布多樣性特征。陳煒等指出，武漢作為鳥類遷徙“中轉(zhuǎn)站”的生態(tài)學(xué)地位發(fā)生了巨大變化。李麗平等利用2005年7月—2006年l2月水鳥調(diào)查資料，認(rèn)為東洞庭湖濕地鳥類的季節(jié)差異非常顯著。張鴻等利用越冬初期、隆冬期和春季鳥類遷徙前3次東洞庭湖區(qū)域水鳥監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)2013—2014年?yáng)|洞庭湖區(qū)域的水鳥種類組成和不同時(shí)期種類變化，水鳥分階段數(shù)量變化和空間分布等進(jìn)行了系統(tǒng)分析。但目前關(guān)于天氣、氣候?qū)υ蕉蝤B數(shù)量的影響研究比較少，對(duì)保護(hù)區(qū)越冬候鳥的研究也是零散的，很少有系統(tǒng)的研究文獻(xiàn)，本文旨在進(jìn)行一些探索，為洞庭湖越冬候鳥的研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

資料來(lái)源：候鳥分析資料和2008—2018年大小西湖越冬候鳥監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于東洞庭湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)管理局，水位資料來(lái)源于岳陽(yáng)市水文局，氣象要素來(lái)源于岳陽(yáng)市氣象觀測(cè)站。岳陽(yáng)市氣象觀測(cè)站位于東洞庭湖濱湖，是湖南省唯一的濱湖氣象站，氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)能較好的代表東洞庭湖的天氣和氣候。

分析方法：采用線性趨勢(shì)和相關(guān)分析法，并用Pearson相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)方法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，通過(guò)0.5水平檢驗(yàn)時(shí)為較顯著，通過(guò)0.1水平檢驗(yàn)時(shí)為顯著，通過(guò)0.05水平檢驗(yàn)時(shí)為極顯著，否則為不顯著。

2 結(jié)果分析

2.1 洞庭湖鳥類概況及變化趨勢(shì)

國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)鳥類中，白額雁數(shù)量年際變化較大，2015年數(shù)量為0只，2009年、2012年、2013年、2017年為23～33只，2010年、2016年、2018年為192～279只，2008年、2011年、2014年為2400～7360只。小天鵝在2013年和2018年分別監(jiān)測(cè)到2只和1089只，東方白鸛2008—2011年監(jiān)測(cè)到2～12只，2012年開始沒(méi)有記錄。黑鸛僅2018年監(jiān)測(cè)到32只。圖1b中，2008—2018年間灰鶴每年都有記錄，數(shù)量比較穩(wěn)定，為2～307只不等，且呈極顯著增加趨勢(shì)；除2016年未有白琵鷺的記錄外，其他年份為12～452只，呈減少趨勢(shì)，但變化不顯著。

圖1 2008—2018年保護(hù)區(qū)大小西湖越冬候鳥（a）及兩種國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)鳥類（b）的數(shù)量變化Fig. 1 Changes of wintering migratory birds (a) and national key protected birds (b) in large and small West Lakes of the reserve from 2008 to 2018

2.2 氣候異常對(duì)越冬候鳥數(shù)量的影響

2.2.1 降水異常對(duì)候鳥數(shù)量的影響

1）降水偏多導(dǎo)致洞庭湖水位偏高，候鳥數(shù)量減少。

2008年11月上旬，長(zhǎng)江上游出現(xiàn)較強(qiáng)降水，洞庭湖來(lái)水量加大，同時(shí)長(zhǎng)江以南大部包括洞庭湖區(qū)降水明顯偏多，陰雨日數(shù)達(dá)5～8 d，部分地區(qū)出現(xiàn)漬害，洞庭湖水位也迅速上漲。其中，10月31日—11月12日城陵磯水位從22.70 m迅速上漲至29.75 m，至11月19日，洞庭湖水位仍接近28 m，28 m以上的水位持續(xù)了11 d，27 m以上的水位持續(xù)了17 d，大大高于適宜鳥類棲息的24～25 m。洞庭湖冬季水位過(guò)高，淹沒(méi)了草灘、低洼濕地等候鳥覓食地和棲息地，導(dǎo)致鳥類棲息和覓食的濕地灘涂縮小，許多候鳥被迫在湖區(qū)附近的農(nóng)田和內(nèi)湖棲息。保護(hù)區(qū)調(diào)查結(jié)果顯示，除羅紋鴨喜居在洞庭湖自然水域外，95%的雁類、鶴類、天鵝和幾乎所有的涉禽都遷移到了附近的農(nóng)田及內(nèi)湖邊上，給候鳥保護(hù)和農(nóng)民生產(chǎn)生活帶來(lái)一定影響。同時(shí)，11月中上旬正是近十萬(wàn)只越冬候鳥經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途遷徙后抵達(dá)的時(shí)間，急需補(bǔ)充能量，不料卻遇到食物匱乏，頓失覓食和棲息之地，給洞庭湖越冬候鳥造成了比較嚴(yán)重的影響。在考察過(guò)程中，保護(hù)區(qū)工作人員還在稻田里發(fā)現(xiàn)了9只死亡的候鳥，包括1只白額雁、6只小白額雁和2只赤麻鴨，均因饑餓和劇毒農(nóng)藥而死亡，原定于12月舉行的洞庭湖觀鳥節(jié)活動(dòng)被取消。

2）降水偏少導(dǎo)致洞庭湖低水位，候鳥數(shù)量減少

2003年由于長(zhǎng)時(shí)間干旱，洞庭湖水位降低，導(dǎo)致鳥類賴以生存的植被和灘涂發(fā)生變化，一些鳥類不得不飛走，10月如約而來(lái)的白琵鷺，因干旱等原因飛走了三分之二。2009年秋季，洞庭湖出現(xiàn)了近幾十年來(lái)的歷史同期最低水位，在東洞庭湖鳥類資源最為集中的大小西湖，也因持續(xù)低水位時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，大部分泥灘裸露、干涸，給在此生存的魚類、鳥類帶來(lái)了很大的威脅。12月中旬，洞庭湖水位較往年同期偏低，比2008年同期下降7 m，濕地水面迅速萎縮。為了保證候鳥的食物，使2009年中國(guó)洞庭湖國(guó)際觀鳥節(jié)正常舉行，東洞庭湖自然保護(hù)區(qū)管理局采取生態(tài)引水的方法，迅速恢復(fù)封閉管理區(qū)內(nèi)大小西湖及壕溝的生態(tài)水位。

2.2.2 氣溫異常對(duì)候鳥數(shù)量的影響

2006年11月上旬的氣溫比歷年10月上旬還高，遲遲沒(méi)有寒流南下，至11月23日才開始出現(xiàn)一次強(qiáng)冷空氣過(guò)程。第一批候鳥抵達(dá)保護(hù)區(qū)的時(shí)間是10月上旬，比往年足足晚了半個(gè)月。至11月中旬，在保護(hù)區(qū)的核心區(qū)域的大小西湖記錄到的鳥類不到4萬(wàn)只，而往年同期所記錄到的最多候鳥數(shù)有7萬(wàn)只，候鳥數(shù)量減少近一半，記錄到的候鳥種類包括野鴨類、雁類、鷗類、鶴類、天鵝等等，也比往年減少了近1/3，監(jiān)測(cè)的大雁只有5種，大大少于往年。因此，遷徙南來(lái)的越冬候鳥大大減少的重要原因是同期天氣異常。

2.2.3 極端天氣、氣候事件對(duì)候鳥數(shù)量的影響

岳陽(yáng)市2008年1月13日—2月3日連續(xù)22 d出現(xiàn)日平均氣溫低于0 ℃的嚴(yán)寒期，其中1月19—29日連續(xù)12 d出現(xiàn)雨凇，期間降雪日18 d，積雪日22 d，為自1954年以來(lái)最嚴(yán)重的雨雪冰凍天氣過(guò)程，且嚴(yán)寒期時(shí)間之長(zhǎng)、災(zāi)情之重為有實(shí)測(cè)記錄以來(lái)之最。

大雪和冰凍過(guò)程中及冰凍解除后，為了實(shí)時(shí)了解湖區(qū)鳥類分布、生存及受損情況，保護(hù)區(qū)管理局組織大量人力物力，分別于1月20—24日、2月5—6日、2月12—17日，進(jìn)行了三次系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與巡護(hù)。其中1月20日、2月5日兩次監(jiān)測(cè)，洞庭湖除航道以外，已全部冰封，2月12—17日的全湖候鳥同步監(jiān)測(cè)期間，洞庭湖已解除冰凍。前兩次監(jiān)測(cè)面積達(dá)150 hm，徒步行程100余 km，后一次同步監(jiān)測(cè)面積近800 km，行程近1500 km，共記錄到候鳥49種，約11萬(wàn)只，因此，候鳥在洞庭湖越冬依存度高。前兩次監(jiān)測(cè)中，僅記錄到鳥類不足2000只，發(fā)現(xiàn)死亡環(huán)頸鸻、珠頸斑鳩4只。大雪融化后第三次監(jiān)測(cè)到死亡的鳥類有灰鶴、白琵鷺、小白額雁、綠翅鴨等，數(shù)量雖然不多，但十分有代表性。綜合結(jié)果顯示，雨雪冰凍后，洞庭湖區(qū)部分鳥類數(shù)量明顯減少，甚至有些湖區(qū)廣布種，調(diào)查中一只也未見(jiàn)到，草食性淺水活動(dòng)區(qū)域的雁鴨類鳥類受冰雪災(zāi)害影響相對(duì)較小，深水和淺灘活動(dòng)的動(dòng)食性鳥類受冰雪災(zāi)害影響相對(duì)較大，越冬候鳥野外死亡個(gè)體較少，留鳥受影響較大。

2.3 氣候條件對(duì)候鳥數(shù)量的影響

實(shí)施候鳥調(diào)查與監(jiān)測(cè)，掌握候鳥動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，是濕地保護(hù)與野生動(dòng)物保護(hù)的需要，同時(shí)建立流域范圍和遷飛路線上的候鳥監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，在更大尺度上系統(tǒng)收集候鳥種群變化動(dòng)態(tài)，可為以候鳥為代表的濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)提供重要依據(jù)。全球共有8條候鳥遷徙線路，3條經(jīng)過(guò)中國(guó)，洞庭湖的候鳥主要從中亞—印度線，穿越黃河、長(zhǎng)江再向南的中部線路遷徙而來(lái)。

每年10月之后，越冬候鳥陸續(xù)向南遷移，其中過(guò)洞庭湖的候鳥有大部分停了下來(lái)，小部分選擇了飛越雪峰山而繼續(xù)往南。東洞庭湖鳥類調(diào)查一般在1月中上旬的隆冬時(shí)節(jié)開展水鳥調(diào)查，這個(gè)時(shí)間段正值水鳥越冬中期，鳥群集中，人為干擾比較少，利于取得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。本文2008—2018年大小西湖越冬候鳥監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集時(shí)間均為每年1月中上旬，因此，對(duì)2008—2018年越冬候鳥數(shù)量與氣候條件分析的時(shí)段取為上年10月1日至當(dāng)年1月20日。

2008年?yáng)|洞庭湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥類調(diào)查時(shí)間為2008年1月8日，而2008年1月13日—2月3日出現(xiàn)了自1954年以來(lái)最嚴(yán)重的雨雪冰凍天氣過(guò)程。因此，2008年大小西湖越冬候鳥的調(diào)查數(shù)量并沒(méi)有受到雨雪冰凍天氣的影響。

對(duì)東洞庭湖大小西湖越冬候鳥及灰鶴、白額雁、白琵鷺的數(shù)量與氣象要素、水位相關(guān)分析表明（表1）：候鳥數(shù)量與平均氣溫、日照總時(shí)數(shù)呈較顯著負(fù)相關(guān)，與總雨量呈較顯著正相關(guān)；灰鶴與日照總時(shí)數(shù)呈較顯著負(fù)相關(guān)，白額雁數(shù)量與日照總時(shí)數(shù)呈顯著正相關(guān)。因此，前期秋冬季東洞庭湖氣溫偏低、雨量偏多、日照偏少的氣候條件下越冬候鳥數(shù)量較多，日照偏少的氣候條件灰鶴數(shù)量較多，日照偏多的氣候條件白額雁數(shù)量較多。城陵磯平均水位與越冬候鳥呈正相關(guān)，但不顯著。平均風(fēng)速大小與鳥類數(shù)量關(guān)系不密切。

表1 2008—2018年保護(hù)區(qū)大小西湖候鳥及國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)鳥類數(shù)量與氣象要素相關(guān)系數(shù)Table 1 The correlation coefficients between numbers of migratory birds and national key protected birds and meteorological elements

2.4 觀鳥節(jié)天氣對(duì)候鳥種類的影響

保護(hù)區(qū)自2002年舉辦中國(guó)首屆洞庭湖觀鳥大賽，至2018年保護(hù)區(qū)已經(jīng)舉辦了十屆洞庭湖國(guó)際觀鳥節(jié)。2018年12月6日在洞庭湖舉辦第十屆觀鳥比賽，比賽時(shí)間為北京時(shí)06—18時(shí)，共12 h，每個(gè)觀鳥隊(duì)有三名隊(duì)員，獎(jiǎng)勵(lì)記錄鳥類品種數(shù)量最多的團(tuán)隊(duì)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已有近100萬(wàn)人（次）參與了觀鳥節(jié)的活動(dòng)，200余支來(lái)自30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的參賽隊(duì)參加了觀鳥比賽，為洞庭湖新增了100余種鳥類分布新記錄。洞庭湖觀鳥大賽均在12月舉行，比賽規(guī)則為在一定的時(shí)間和區(qū)域內(nèi)，參賽隊(duì)伍聽(tīng)到或看到的野生鳥類種類數(shù)量，經(jīng)核定后記錄在冊(cè)來(lái)確定比賽的結(jié)果。

表2 中，2002—2018年鳥類種數(shù)與觀鳥隊(duì)數(shù)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.73，達(dá)到0.05顯著性檢驗(yàn)水平；與氣溫、日照時(shí)數(shù)不顯著正相關(guān)，與雨量、云量較顯著負(fù)相關(guān)；與風(fēng)速負(fù)相關(guān)，與能見(jiàn)度正相關(guān)較弱；鳥類種數(shù)與城陵磯水位正相關(guān)較弱。因此，洞庭湖觀鳥節(jié)觀測(cè)到鳥類種類的多少基本取決于觀鳥隊(duì)的數(shù)量，觀鳥隊(duì)伍越多，觀測(cè)到鳥類種類越多。同時(shí)氣溫高、雨少或無(wú)雨、日照時(shí)數(shù)多、少云或無(wú)云的天氣條件，觀測(cè)到鳥類種類相對(duì)較多，反之亦然。觀測(cè)到鳥的種類與風(fēng)速相關(guān)性較弱，與能見(jiàn)度基本不相關(guān)。即氣溫偏高的晴朗天氣觀測(cè)到鳥的種類相對(duì)較多，低溫陰雨天氣觀測(cè)到鳥的種類相對(duì)較少。

表2 歷屆觀鳥節(jié)觀測(cè)到的鳥類種數(shù)與氣象要素及其相關(guān)系數(shù)Table 2 The number of bird species, meteorological elements and their correlation coefficients observed in previous bird-watching festivals

3 討論

本文只進(jìn)行了保護(hù)區(qū)核心區(qū)候鳥的相關(guān)分析，如果擴(kuò)大到整個(gè)東洞庭湖區(qū)范圍的研究，探索影響候鳥數(shù)量分布的氣象因素，會(huì)更具意義。影響洞庭湖越冬候鳥數(shù)量的原因很復(fù)雜，跟各種綜合因素都有關(guān)系。候鳥總是選擇適宜的棲息環(huán)境，環(huán)境的質(zhì)量決定了物種的分布，這中間雖然有候鳥自由的選擇，但同樣有人類珍視自然的程度差異。觀鳥比賽獎(jiǎng)勵(lì)記錄鳥類品種數(shù)量最多的團(tuán)隊(duì)，因參賽團(tuán)隊(duì)素質(zhì)高，對(duì)鳥類很有研究，即使鸻鷸類叫聲尖利且?guī)缀跻荒Ｒ粯樱Y深觀鳥人可以通過(guò)叫聲來(lái)區(qū)分鳥類品種。因此，觀鳥節(jié)觀測(cè)到的鳥類品種數(shù)量更多體現(xiàn)的是技術(shù)水平，與天氣關(guān)系不密切。因系統(tǒng)性候鳥的資料長(zhǎng)度有限，統(tǒng)計(jì)樣本較少，有待繼續(xù)積累個(gè)例，以獲得較準(zhǔn)確的氣象要素與候鳥的統(tǒng)計(jì)特征。