河南新乡黄河湿地鸟类国家级自然保护区生境适宜性评价研究

徐文茜　张文君　魏新玲　吕海成　白玉娜

【摘 要】河南新乡黄河湿地国家级自然保护区是中原地区重要的鸟类自然保护区，本文以河南新乡黄河湿地国家级自然保护区为研究区域，对该保护区进行了越冬水鸟生境的专项调查。通过定量化分析越冬水鸟生境的影响因子，结合1990年，2000年和2014年保护区的景观类型图，采用生境适宜性模型（HSI）对新乡黄河湿地保护区水鸟生境适宜性的时空变化格局进行了预测和分析。

【关键词】新乡黄河湿地自然保护区;景观格局动态变化;生境适宜性

中图分类号： TU984.18文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）27-0070-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.27.030

【Abstract】The Yellow River wetland national nature reserve in xinxiang，henan province is an important bird nature reserve in the central plains of China.This paper takes the Yellow River wetland national nature reserve in xinxiang， henan province as the research area to carry out a special investigation on the habitat of waterbirds.Through the quantitative analysis of the impact factors of overwintering waterbird habitat，combined with the landscape type map of the reserve in 1990，2000 and 2014，the habitat suitability model（HSI）was used to predict and analyze the spatial and temporal variation pattern of the habitat suitability of waterbird in xinxiang Yellow River wetland reserve.

【Key words】Xinxiang yellow river wetland nature reserve;Landscape pattern dynamic change;Habitat suitability

0 引言

濕地具有多种生态系统服务功能，是目前地球上最重要的生态系统类型之一[1]。然而，近年来，由于人类活动（例如，盲目开发湿地）对湿地产生了巨大的影响，导致全球的湿地发生了明显的变化。湿地面积的减少以及景观的破碎化，导致各种以湿地为主要生境的物种的种类及数量大量减少，甚至灭绝[2]。

生境适宜度指数（habitat suitability index，HSI）模型是由美国渔业与野生动物局开发的，该模型通过已有的生态学理论，构建了野生动物与生境变量之间的函数关系[3]。近些年来，HSI模型对于用于大量的评价野生动物生境的影响[4]，目前，国内外学者通过运用HIS模型，对多种动物的生境进行评价[5-7]。

本文通过实际调查，探究生境变化对鸟类群落的影响，通过分析一定时间范围内景观格局的动态变化特征，结合水鸟生境质量变化趋势以及水鸟的种群动态变化特征，从而研究人类干扰和环境变化等对水鸟生境的影响，并以此为依据，提出相应的保护策略。

1 越冬水鸟栖息地生境因子的测定

本研究的调查时间选在2014年10月、2015年11～12月，对保护区水鸟的种类、水鸟生境以及水鸟的生境要素类型等做出调查研究。该调查共选取了全线17个调查点进行观测，调查内容主要包括：调查路线的起始点、观测点距观察越冬水鸟种群的距离、观测到的水鸟种群的种类、只数、生境类型、样地周边的植被和干扰情况、观察点、水鸟分布点、巢址点、植被和水位调查等内容。其中保护区的保护区通过调查确定为农用地、林地、居民点、沟渠、坑塘、黄河、滩地、湖泊这8种景观类型。

2 研究区鸟类生境适宜性评价

2.1 研究区生境影响因子的提取

2.1.1 干扰程度（V1）

干扰程度是指人类活动对湿地保护区的影响程度，该研究主要从调查地的植被构成，道路情况，农用地和建设用地距离湿地的远近，对不同的景观类型进行权重赋值，赋值范围从0-1，以此对研究区的水鸟生境做出定量化评价。干扰程度越大的生境赋值越小，反之赋值越大。其中，农用地、林地、居民点等遭受人类干扰程度较大，原始植被基本被破坏，定义为重干扰区，赋值为0;沟渠、坑塘等景观类型属于人工湿地的范畴，其植被发生较大变化，人类活动对其产生的为中等程度的影响，定义为中度干扰区，赋值为0.5;黄河、滩地属于天然湿地，常年季节性积水，是多数浅滩水鸟觅食和栖息的场所，然而近年来，该区域在一定程度上受到了人类活动的影响，定义为人类干扰较轻的轻度干扰区，赋值为0.75;一些天然水域类型例如湖泊、黄河等，远离人类活动的干扰，仍然保持天然状态，自然生境相对较完好，因此属于重点保护的区域，干扰程度最轻，赋值为1。

2.1.2 食物丰富度（V2）

湿地水鸟的食物一般来源于植物种类较多，结构层次较复杂且水文条件较好的场所。因此，食物丰富度主要根据研究区景观的植被类型、生物多样性、植被的层级结构的多样性以及水深、积水程度等来进行权重的赋值。产生食物条件越贫乏的生境赋值越小，反之赋值越大。根据对研究区实际情况的考查，林地和居民点等建设用地植被较少，积水程度较小，几乎不能成为保护区水鸟觅食的场所，因此是越冬水鸟的食物重度贫乏区，赋值为0;农田中存在有一定的水田，能够生长各种谷物以及水鸟可以食用的嫩芽等，可以给越冬水鸟提供大量的食物，但是由于受人类干扰影响较大，所以一定程度上阻碍水鸟的觅食行为，因此赋值为0.5;滩地以及沟渠等景观类型常年季节性积水，且植被生长较为茂盛，能够为越冬水鸟提供丰富的食物来源，赋值为0.75;黄河、湖泊、坑塘等天然湿地生境其植被类型和数量丰富，有大量的水生动物及植物，且远离人类干扰，食物丰富度较大，取值为1。

2.1.3 积水情况（V3）

水分条件对于湿地水鸟而言异常重要，水分条件的多少决定了越冬水鸟的食物条件，同时，水分条件也决定了湿地生境的植被条件，决定了水鸟的栖息条件[8]。因此，景观类型的积水情况也极大地影响了越冬水鸟的生境适宜性。通过实际调查，对个景观类型的水深及积水情况进行量测、分析，以及考虑其植被覆盖类型等条件，将保护区水鸟生境类型的积水情况分为四个等级，积水程度越高，赋值越大，反之越小。其中，林地、居民点等建设用地常年干燥，多为人类活动的场所，取值为0.25;农田的含水量较低，但是地表有水，积水量较少，对于越冬水鸟的栖息而言较不适宜，取值为0.5;沟渠、坑塘、滩地等景观类型属于季节性积水等级，积水程度主要受气候影响，夏季降水量较多，因此较为集中，其他季节降水量少，较为干燥，季节性的积水不利于越冬水鸟的长期栖息，因此赋值为0.75;黄河、湖泊常年积水，并且远离人类干扰，是最适宜越冬水鸟栖息的生境类型，故赋值为1。

2.1.4 植被覆盖度（V4）

植被的覆盖程度是影响越冬水鸟生境的重要因素，一方面植物类型和数量的多少能够反映出为越冬水鸟提供食物的情况，另一方面植被覆盖率以及植被的结构的多样性能够为越冬水鸟提供相应的隐蔽条件，因此对于水鸟生境适宜性的评价具有重要意义。通过实际调查，发现，居民点等建设用地基本没有植被覆盖，且受人类干扰强烈，赋值为0;农田、林地等虽有一定的植被覆盖，但受人类干扰较严重，不适宜水鸟栖息，赋值为0.5;黄河、沟渠和坑塘具有一定的积水条件，且受人类干扰较小，植被类型较为丰富，是越冬水鸟生境的较适宜类型，取值为0.75;黄河湿地保护区的水鸟一般会选择一些水域周边的植被群落如芦苇、香蒲，或者是距离人类活动较远的明水水面作为休憩地，主要是滩地景观，植被较丰富，适宜水鸟的栖息，因此赋值为1。

2.2 建立越冬水鸟生境适宜性模型

依据前文中所得的四个变量V1、V2、V3和V4，构建HSI模型为[9]：

根据以上模型的计算结果，当HSI值为0.8～1时，为适宜生境，HSI值为0.6～0.8时，为次适宜生境;HIS值为0.4～0.6时，为微适宜生境;HSI指数值为0～0.4时，为非适宜生境。通过计算出各景观类型的HIS值，根据对各景观类型的赋值，利用所构建HSI模型对保护区景观类型图中的不同景观类型进行适宜性计算，根据模型计算结果，对保护区各景观类型进行生境适宜性评价的再分类，从而得到保护区各景观类型的生境适宜性评价结果。

2.3 越冬水鸟生境适宜性评价

本文主要采用1990年、2000年和2014年保护区的Landsat影像，利用ArcGIS 10.0对其进行监督分类，通过HSI模型对保护区生境适宜性进行评价，得到每个景观类型的生境适宜度值，然后根据计算结果进行再分类，生成生境适宜性评价图（见图1）。通过对不同类型的生境进行统计，从而得到了不同年份不同类型生境所占比例如图2所示。

通过研究区1990～2014年保护区的生境适宜性面积标红的结果显示，该研究区适宜生境所占据的比例很少，较适宜生境和微适宜生境次之，非适宜生境所占比例最多，证明保护区总体的生境适宜性水平不高，只有少数天然湿地环境适宜水鸟的栖息，而大多数环境仍然为不适宜水鸟生存的景观类型。此外，从历年来生境适宜性面积的变化显示，从1990年到2014年，适宜生境、较适宜生境的面积正在逐步减少，微适宜生境的面积先减少后增加，非适宜生境的面积持续增加，且从1990年到2000年的增加幅度最大，2000年到2014年間，其增加幅度较小。证明从1990年到2000年间，由于人口的显著增加，农田、建设用地等的面积明显增加，2000年后，受政策制度的影响，人口数量增加速率减小，因此非适宜生境增加速率也因此放缓。

3 结论

根据野外实际调查结果，结合研究区历年来的景观分类图，对新乡黄河湿地自然保护区1990～2014年间，越冬水鸟的生境因子条件变化以及每个生境单元的生境适宜性进行评价，最终得出以下结论：

通过HIS模型对各景观类型进行评价表明。该研究区越冬水鸟的适宜生境面积较少，所占比例较小，非适宜生境的面积占据比例较大，保护区整体生境适宜性水平较低。

研究期间，受人为干扰的影响，农田、居民点林地等不适宜水鸟生境的面积增加，而滩地、沟渠、湖泊等受人为干扰较轻的生境面积大幅度下降，保护区生境适宜性程度从1990年至2014年间呈下降趋势。

【参考文献】

[1]Kokaly R F，Despain D G，Clark R N，Livo K E.Mapping vegetation in Yellowstone National Park using spectral feature analysis of AVIRIS data.Remote Sensing of Environment，2003， 84（3）：437-456.

[2]刘红玉，吕宪国，张世奎，等.三江平原流域湿地景观破碎化过程研究[J].应用生态学报，2005，16（2）：289-295.

[3]Morrison M L，Marcot B G， Mannan R W.Wildlife-Habitat Relationships：Concepts and Applications[M].Madison：University of W is consin Press.1998.

[4]Radeloff V C，Pidgeon AM，Hostert P.Habitat population modeling of roe deer using an interactive geographic information system[J].Ecological Modelling，1999，114：287-304.

[5]刘红玉，李兆富，白云芳.挠力河流域东方白鹤生境质量变化景观模拟[J].生态学报，2006，26（12）：4007-4012.

[6]李佳，李言阔，缪泸君，等.江西桃红岭国家级自然保护区梅花鹿生境适宜性评价[J].生态学报，2014，34（5）：1274-1283.

[7]王志强，陈志超，郝成元.基于HSI模型的扎龙国家级自然保护区丹顶鹤繁殖生境适宜性评价[J].湿地科学，2009，3（7）：197-201.

[8]朱明畅，曹铭昌，汪正祥，等.黄河三角洲自然保护区水禽生境适宜性模糊综合评价[J].华中师范大学学报，2015，49（2）：287-294.

[9]吴昊.洞庭湖湿地生态系统特征与水禽生境适宜性评价研究[D].湖南师范大学，2010.