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鄱阳湖生态受水文变化影响,候鸟栖息地与种群动态改变。研究人员开展栖息地供给与候鸟需求匹配研究,用模型模拟等方法,发现水文影响栖息地,Theil 指数可评估供需,为湿地管理提供依据。
在大自然的舞台上,鄱阳湖,中国最大的淡水湖,一直是众多候鸟的冬日家园。然而近年来,这里却发生了一些变化。随着上游水利工程的运行,鄱阳湖和长江的 “江湖关系” 改变,秋季水位快速下降。这一变化如同投入湖面的巨石,在生态系统中激起层层涟漪。原本的湿地生态平衡被打破,泥滩裸露,草地扩张,候鸟的栖息地发生了改变。与此同时,水鸟的种群数量也出现了显著变化,大雁数量剧增,而白鹤(Grus leucogeranus)虽然总数稳定,却更多地转向人工栖息地觅食。这些现象让科学家们十分担忧,鄱阳湖的生态系统究竟怎么了?为了揭开这些生态变化背后的秘密,探索如何更好地保护这片湿地,研究人员展开了一项重要研究。
国内研究人员针对鄱阳湖的这些生态变化展开了深入研究。他们通过构建模型、分析数据等方式,探究水文过程、栖息地动态和水鸟种群之间的关系。研究结果为湿地保护和管理提供了关键依据,相关成果发表在《Ecological Indicators》杂志上。
研究人员采用了多种技术方法。首先,利用从 1956 - 2021 年的鄱阳湖星子水文站的水文数据、地形测量生成的数字高程模型(DEM)数据、1998 - 2020 年的环湖调查和 2015 - 2020 年的 “八日监测” 项目获取的候鸟数据、2021 年 10 - 12 月都昌自然保护区的植被调查数据以及 1990 - 2020 年的气象数据等多源数据。其次,运用环境流体动力学代码(EFDC)构建水动力模型,模拟不同情景下的水文过程。最后,引入栖息地多样性指数(HDI)、适宜栖息地面积指数、Theil 指数等进行分析评估。
研究结果主要包括以下几方面:
- 候鸟分布特征:从空间上看,越冬大雁栖息地聚集度增加,而白鹤栖息地逐渐分散。都昌自然保护区内大雁种群密度较高,白鹤则集中分布在鄱阳湖国家级自然保护区等区域。从时间上看,大雁中鸿雁(Anser cygnoides)数量波动且呈上升趋势,其年平均数量为 82,487 ± 43,047(n = 23) 。大雁和白鹤的迁徙模式相似,大雁 10 月初开始抵达鄱阳湖,11 月数量增加,12 月中旬达到峰值,次年 3 月中旬大部分离开;白鹤迁徙滞后近半个月。
- 水文过程与栖息地演替:2003 年后,鄱阳湖 9 - 3 月水位下降明显,10 月下降幅度最大。预计到 2035 年,水位下降将更早开始,持续时间更长,干旱情况加剧。在栖息地演替方面,2003 年后,稀疏草地向东北扩张,都昌自然保护区稀疏草地面积峰值出现在 11 月初,且新增面积持续到 11 月底。白鹤的主要栖息地浅水区,2003 年后面积变化主要在 11 月 15 日前,之后呈下降趋势。
- 栖息地演替与候鸟变化关系:计算得出,越冬大雁的 Theil 指数在 2003 年前后有显著变化,都昌自然保护区内变化更明显。不同时间节点,整个鄱阳湖和都昌自然保护区的 Theil 指数变化趋势不同。预计 2035 年 12 月 18 日,栖息地与候鸟需求的 Theil 指数为 1.75,表明存在供需不匹配情况。白鹤的 Theil 指数呈波动变化,2003 年后普遍高于之前,但总体处于 “高” 适宜水平。
研究结论和讨论部分具有重要意义。研究表明,水文波动是鄱阳湖植被动态的主要驱动因素,2003 年后秋季水位下降使稀疏草地提前暴露,改变了植被物候,影响了候鸟的觅食资源。不同候鸟对栖息地变化的响应不同,大雁数量增加与稀疏草地扩张同步,而白鹤因水文变化导致食物质量下降,分布更分散并转向人工栖息地。Theil 指数可有效评估栖息地与候鸟需求的匹配程度,为栖息地管理提供科学依据。针对研究结果,建议通过合理调控水位、加强食物资源管理、建设替代栖息地等措施,应对鄱阳湖生态变化,保护候鸟栖息地。同时,研究方法和结论可推广到其他类似的洪泛区湖泊,为全球湿地生态保护提供参考,有助于维持候鸟种群数量,实现生态系统的可持续发展。