基巴莱国家公园周边湿地利用与湿地覆盖变化及湿地生态完整性——以乌干达西部卡姆文盖区为例

《Journal of Freshwater Ecology》：Wetland-use and wetland-cover change and ecological integrity of wetlands around Kibale National Park, Kamwenge District, Western Uganda

　　

基巴莱国家公园周边的湿地支撑生物多样性、调节水质并维持生计，但面临日益增加的人为压力。研究人员评估了2016至2025年间位于乌干达卡姆文盖区基巴莱国家公园5公里缓冲带内的Bigodi、Kahunge和Businge湿地系统的湿地利用与覆盖变化、大型底栖动物（macrozoobenthos）多样性以及物理化学水质。利用Sentinel影像分类确定覆盖变化。采样点依据湿地快速评估程序（WRAP）划分为高质量、中质量和低质量，这些类别代表基于湿地站点生态与人为特征的干扰梯度。研究人员在干季（2025年1月）和湿季（2025年4月）于所有质量站点使用抄网采集大型底栖动物，鉴定至科（family）水平，分析多样性指数及每分类单元平均得分（ASPT）。物理化学参数进行原位与实验室测定。湿地利用与湿地覆盖（WUWC）变化各异：Bigodi湿地系统湿地增加1.17%，Kahunge湿地系统减少3.58%，Businge湿地系统减少8.47%且草地增加7.64%。大型底栖动物丰度在Bigodi最高（1189个体，22科），Kahunge中等（538，21科），Businge最低（216，21科）。季节效应在Kahunge（多样性p=0.002）和Businge（多样性p=0.033，ASPT p=0.048）显著，而ASPT跨干扰梯度差异仅在Businge显著（p=0.004）。物理化学参数总体符合美国国家环境管理局（NEMA）标准，个别低质量站点有轻微亚硝酸盐超标。主成分分析（PCA）显示系统与季节特异性水化学：Businge干季关联较高硝酸盐（均值=0.413±0.393 mg/L）和硬度（均值=175±144.3）；Bigodi湿季关联较高总溶解固体（均值=142.5±80.6 ppm）和硝酸盐（均值=0.675±0.496 mg/L）。尽管水质可接受，显著的湿地丧失（尤其Businge）威胁生态完整性，需针对性栖息地保护与更严格湿地利用管控。

研究背景方面，全球超半数湿地在过去百年消失，乌干达湿地面积从1994年约15.6%降至2008年约10.9%，西部湿地因垦殖、放牧等退化。基巴莱国家公园（KNP）虽生物多样，但周边5公里缓冲带受农业扩张、人口压力驱动，湿地被用作薪柴、建材、耕地与牧场，生态连通性受损。既有研究多单独分析土地利用或生物指标，缺乏将遥感覆盖变化与生物/水质指标整合评估保护地缓冲带湿地生态完整性的实证，故研究人员于2016—2025年开展此项综合研究，论文发表于《Journal of Freshwater Ecology》。

主要技术方法上，研究人员选取KNP东缘卡姆文盖区Bigodi（5.41 km2）、Kahunge（8.75 km2）、Businge（1.18 km2）三湿地系统，在5公里缓冲带内依湿地快速评估程序（WRAP，依据野生生物利用、冠层、地被、缓冲带、水文与水处理6项打分归为高质量HQ 0.75–1.0、中质量MQ 0.50–0.74、低质量LQ 0–0.49）布设站点（Bigodi 35、Kahunge 21、Businge 7，每站3采样点）。遥感端下载2016与2025年Sentinel-2云量0–5%影像，QGIS中用最大似然监督分类（总体精度约91.8%，κ=0.815）得到湿地、小规模农业、草地、建成区、林地、裸地六类。生物端于2025年1月（干）和4月（湿）用直径30 cm网孔1 mm抄网在植被、沙泥、石块三类生境采大型底栖动物，实验室至科水平，用生物监测工作党（BMWP）分与TARISS转换算ASPT，PAST算Shannon多样性H′。水质端原位测pH、温度、溶解氧（DO）、总溶解固体（TDS）、盐度、电导率（EC）、浊度，实验室测硝酸盐NO₃^?、亚硝酸盐、磷酸盐PO₄^3?、铵NH₄⁺、硬度，Minitab做正态检验、Kruskal–Wallis、ANOVA、PCA与Spearman相关。

研究结果部分，首先湿地利用与覆盖变化（2016–2025）显示：Bigodi湿地植被微增1.17%，农业微降，保护子区（KAFRED管理）湿地仍>77%，林地+3.17%；Kahunge湿地?3.58%、农业?3.5%、草地+5.23%；Businge湿地?8.47%、草地+7.64%、农业?4.8%、建成区倍增，转型最剧。其次大型底栖动物时空分布表明：总计1943个体，Bigodi 1189（22科，Planorbidae与Ampullaridae为主），Kahunge 538（21科，Coenagrionidae为主），Businge 216（21科，Coenagrionidae占25%）。Shannon多样性H′在Bigodi跨梯度不显著（p=0.257）且季差不显著；Kahunge干季高于湿季（p=0.002）跨梯度不显著；Businge干季高于湿季（p=0.033）且ASPT跨梯度显著（p=0.004，HQ>MQ=LQ），湿季ASPT高于干季（p=0.048）。WRAP分与多样性Spearman正相关以Businge最强。再次水质参数总体达NEMA标准，仅个别LQ站点亚硝酸盐微量超标；PCA干季PC1解释49.1%，Businge沿PC1正载高NO₃^?、硬度、pH，Bigodi负载低值，Kahunge介中偏浊度；湿季Bigodi沿PC1分离，TDS与NO₃^?载PC1强。硝酸盐与WRAP分呈弱负相关的Spearman趋势（BuWS r=?0.238）。

讨论部分指出，三系统轨迹分化非单一退化过程：Bigodi稳定源于KAFRED社区治理与林地补植（但林地非原生湿地植被复原），Kahunge草地扩张或为耕作弃荒过渡态，Businge剧烈转化系定居、排水、放牧累积效应。大型底栖动物中Planorbidae等指示中度富营养稳态，Coenagrionidae优势反映Businge生境简化；ASPT比H′更敏感到环境压力。水质无沿WRAP梯度一致恶化，系径流路径、水文混合与季节稀释所致；WRAP与生物指标弱相关源于尺度错配、积分时段差异及干扰类型异质。结论部分翻译如下：本研究阐明了KNP周边Bigodi、Kahunge、Businge三湿地系统人因压力与生态完整性的动态互作。2016–2025年WUWC轨迹分化，Bigodi（尤KAFRED圣地）维持高覆盖印证社区主导保护有效，Kahunge与Businge则湿地丧失、农业高密度、草地与建成区扩张。大型底栖动物对干扰敏感，ASPT与H′在Kahunge和Businge呈季节显著，Bigodi生物最多样，Businge显生态胁迫，ASPT比单纯多样性更稳健。水质多达NEMA标，仅Businge低DO与季节NO₃^?/NO₂^?/PO₄^3?尖峰示人为压。WRAP与生物指标弱相关凸显综合评估必要。整体确证需融合土地变化、生物多样性与水化学的多指标监测框架以管护湿地生态完整性。