洪水管理池塘对区域生物多样性的潜在贡献：基于蜻蜓（Odonata）多样性的实证研究

本文系统评估了以自然洪水管理（NFM）为目的新建的池塘对区域蜻蜓（Odonata）多样性的影响。研究表明，NFM池塘在建成6–10年后，其物种丰富度甚至略高于已有池塘，且群落结构相似。植被覆盖度、池塘连通性与物种丰富度呈显著正相关。该研究为基于自然的解决方案（NbS）在协同应对洪水风险与生物多样性丧失方面提供了重要实证。

　　

1 引言

淡水生态系统在维持生物多样性和人类福祉方面具有重要作用，然而长期以来受到河道渠化、湿地排水等人类活动的严重干扰。近年来，自然洪水管理（NFM）作为一种基于自然的解决方案（NbS），逐渐受到重视，其核心是通过恢复河流与洪泛区的连通性，增强景观对洪水的蓄滞能力。NFM措施包括重建河道弯曲度、植树造林、建设木质渗漏坝和新建池塘等。尽管NFM在洪水调控方面的作用已得到一定研究，但其对生物多样性的潜在效益仍缺乏系统评估，尤其是对蜻蜓等旗舰水生生物类群的影响。

苏格兰Eddleston Water流域自2009年起开展了一项以NFM为核心的流域恢复项目，旨在通过多种生态工程措施减轻洪水风险并恢复河流栖息地。该项目已建成38个NFM池塘，但其对生物多样性（特别是蜻蜓）的贡献尚未被充分量化。蜻蜓作为水生生态系统的指示物种，具有生命周期短、扩散能力强、对生境变化敏感等特点，是评估湿地恢复效果的理想生物指标。

2 材料与方法

3.1 研究区域与池塘选择

研究在Eddleston Water流域进行，该流域位于苏格兰边境，面积约70 km²，以牧业和林业为主要土地利用类型。研究共选取20个池塘，其中10个为2013–2017年间新建的NFM池塘，另10个为已有池塘作为参照。NFM池塘年龄为6–10年，参照池塘年龄在10–20年以上。所有池塘均具有近自然基底，周边植被以沼泽、草甸和灌丛为主。

3.2 环境参数与蜻蜓调查

研究记录了包括池塘面积、年龄、植被覆盖度、水生植物丰富度、沼泽地比例、阴影覆盖率、与河流距离、池塘密度等在内的14项环境参数。蜻蜓调查采用成体计数的标准方法，于2023年5月末至6月初、7月末至8月初各进行一次。在每个池塘设置3–5个10 m × 30 m的样带，每样带观察10分钟，通过目视、双筒望远镜或捕捉鉴定物种。

3.3 统计分析

采用主成分分析（PCA）比较NFM池塘与参照池塘的环境特征；使用曼-惠特尼检验比较两者间的蜻蜓物种丰富度差异；通过PCA和S?rensen相异指数分析群落组成差异；利用广义线性模型（GLM）分析环境参数与蜻蜓多样性的关系。

3 结果

3.1 环境条件

PCA分析显示，NFM池塘与参照池塘在环境条件上无显著差异（p = 0.65），表明两类池塘在植被结构、连通性、水质等方面具有高度相似性。唯一例外的是一个过度放牧的参照池塘（P05），其水生植被几乎完全缺失。

3.2 物种丰富度与组成

共记录9种蜻蜓，包括5种豆娘（Zygoptera）和4种蜻蜓（Anisoptera），占区域物种库的38%。NFM池塘的平均物种丰富度显著高于参照池塘（7.4 vs. 6.0种，p = 0.045），其中差翅亚目（Anisoptera）贡献了主要差异（p = 0.057）。所有物种在两类池塘中均有出现，优势种包括Ischnura elegans和Pyrrhosoma nymphula（在所有池塘中出现），Coenagrion puella和Sympetrum danae为数量最多的物种。

3.3 β多样性与环境关联

S?rensen相异指数显示，NFM池塘的β多样性略低于参照池塘（0.44 vs. 0.50），但整个池塘景观的β多样性因NFM池塘的加入从0.50升至0.65，表明新池塘增加了生境异质性。GLM分析表明，蜻蜓物种丰富度与沿岸挺水植被覆盖率（p = 0.005，R2 = 0.32）、植物物种丰富度等级（p = 0.016，R2 = 0.24）以及周边5米内沼泽地比例（p = 0.04，R2 = 0.18）呈显著正相关。此外，池塘密度（1 km半径内）也与物种丰富度显著相关（p = 0.02），特别是对差翅亚目影响更大。

4 讨论

4.1 NFM池塘对蜻蜓多样性的贡献

本研究首次证实，以洪水调控为主要目标新建的NFM池塘，在适当设计与管理下，能够支持与自然池塘相当甚至更高的蜻蜓多样性。其成功原因可归结为三点：蜻蜓较强的扩散能力使其能快速占领新生境；区域原有池塘为物种 colonization 提供了源种群；NFM池塘的设计保留了丰富的植被结构，满足了蜻蜓繁殖、羽化、栖息等多阶段需求。此外，NFM池塘普遍缺乏鱼类，降低了捕食压力，进一步促进了蜻蜓种群建立。

4.2 管理建议与推广价值

植被覆盖与景观连通性是维持蜻蜓多样性的关键因素。建议在NFM池塘设计中保留自然岸线、促进水生和陆生植被发育、维持一定水位波动但不完全干涸，以平衡洪水调蓄与生态功能。在景观尺度上，应通过池塘集群建设增强栖息地连通性，形成功能完整的“池塘景观”（pondscape）。本研究为NFM措施作为基于自然的解决方案（NbS）提供了实证支持，表明其能协同应对洪水风险与生物多样性丧失的双重危机，符合欧盟自然恢复法案（Nature Restoration Law）的政策导向。

5 结论

Eddleston Water项目展示了NFM池塘在提升区域生物多样性方面的显著潜力。新建池塘在较短时间内形成了成熟的蜻蜓群落，其物种丰富度甚至超过原有池塘。这一成果强调，将生态设计融入洪水管理基础设施，不仅能增强气候韧性，也能为淡水生物提供高质量栖息地。未来需进一步开展长期监测，评估池塘随时间的演替动态及其对特化物种的支持能力，以优化基于自然的洪水管理策略。