長江重要濕地生物多樣性初步調查研究
——以常州市為例

徐 珊，邵 維，史奇峰，周健飛，申曉霞，薛 琦，汪 超

(1.江蘇龍環環境科技有限公司，江蘇 常州 213022;2.江蘇龍環環境工程有限公司，江蘇 常州 213022)

1 引言

江蘇省政府于2013年8月印發了《江蘇省生態紅線區域保護規劃》(以下簡稱《規劃》)，全國首個省域生態紅線保護規劃正式劃定。根據《規劃》，常州市生態紅線區域共計13個類型32個，總面積905.71 km2，占國土面積的20.65%[1]。2014年常州市制定《常州“生態綠城”建設規劃》，在3年內大力推進生態綠城建，并通過《常州市生態綠城建設引導》來保障“生態綠城”項目的有力實施。長江(常州市區)重要濕地的主導功能為濕地生態系統保護，本文對濕地生態系統現狀及物種多樣性進行了現場采樣調查和分析，以期為后續完善長江(常州市區)重要濕地建設引導標準、優化物種種群結構、維護區域生態安全和提高流域環境質量提供參考。

2 濕地分類及重要濕地范圍

2.1 濕地分類

《濕地分類》標準綜合考慮濕地成因、地貌類型、水文特征和植被類型，將濕地分為三級。第一級，按照濕地成因，將全國濕地生態系統劃分為自然濕地和人工濕地兩大類。自然濕地按照地貌特征進行第二級分類，再根據濕地水文特征和植被類型進行第三級分類；人工濕地的分類相對簡單，按照人工濕地的主要用途進行第二級和第三級分類[2]。對照《濕地分類》標準，長江(常州市區)重要濕地類型屬(圖1)，永久性河流類型，具體如表1。

表1 濕地類型及劃分標準

圖1 長江(常州市區)重要濕地

2.2 重要濕地范圍

長江(常州市區)重要濕地位于孟河鎮境內，距常州市區約30 km，紅線區范圍為長江新北區長江邊，剩銀河以西區域，包含常州境內剩銀河以西區域內的小夾江水體，總面積0.71 km2(圖2)。

圖2 長江(常州市區)重要濕地紅線范圍

3 調查內容、監測布點和評價方法

3.1 調查內容

本文對紅線區域范圍內植物、水生生物和陸域動物等現狀分布、主要植被類型、組成、生態類群及分布等內容，針對不同類型物種，分別采用不同的調查方法，進行了現場調查。

3.2 監測布點

3.2.1 植物

本文采用樣方法，于2017年8月至2018年6月，逐月對長江(常州市區)重要濕地植物群落進行定點調查。根據實地情況，選取能夠代表濕地生態系統多樣性水平、能夠反映一定范圍內濕地的發育程度和典型植物群落結構和功能的觀測區域，為方便調查，將各紅線區自西向東標記為A1、A2、A3、A4和A5五個區域(圖3)。同時，為保證紅線區采樣點的水位條件和植物群落的淹水周期基本一致，分別在各區域內距江堤15～25 m、坡度2°～5°范圍內的潮上帶選擇代表區域典型植物群落的樣地進行實地調查，在各調查點位典型樣地內選擇5 m×5 m的樣方1個，記錄樣方內的植物種類及其多度、蓋度、高度、密度等群落特征。植物種鑒定主要以《長江中下游水域洲灘野生經濟植物》[3]、《中國常見濕地植物》[4]和《江蘇省志生物志·植物篇》[5]為依據，并參考《中國高等植物圖鑒》(補編)第一冊[6]。

圖3 植物調查點位分布

3.2.2 水生生物

(1)魚類。在收集當地魚類物種組成、分布和數量的歷史資料，參考相關研究成果的基礎上，根據實際情況分別采用訪問調查和實地調查法。訪問調查的對象以當地漁民為主，對獲得的訪問信息資料加以科學分析，力求真實全面；實地調查以捕撈法為主，在江段劃上設置一個樣點，進行捕撈取樣調查。

(2)浮游生物、底棲動物。樣點法。選取水流動性較好的位置(圖4)，用不同尺寸的拖網采集浮游生物樣品、用采泥器采集底棲動物樣品，采集后進行顯微鏡鑒定。

3.2.3 陸域動物

(1)鳥類。直接計數法：以步行為主，或借助汽車、船只進行調查，通過直接計數得到紅線區中鳥類絕對數量；樣方法：群體繁殖密度高或無法進行直接計數的地區采用隨機取樣估算水鳥種群數量，樣方一般不小于10 m×10 m。春、秋季候鳥遷徙季節的調查以種類調查為主，同時還需兼顧遷徙種群數量的變化。

圖4 魚類、浮游、底棲生物調查點位分布

(2)兩棲、爬行動物。以種類調查為主，采用野外踏查、走訪和利用近期野生動物調查資料相結合的方法，記錄到種或亞種，依據動物實體或痕跡估測個體數量；樣方法：通過計數在設定的樣方中所見到的動物實體，推算動物種群數量狀況，樣方面積不小于10 m×10 m。

(3)獸類。樣帶調查法和樣方調查法。樣帶(方)布設依據典型布樣，樣帶(方)情況能夠反映該區域獸類分布基本情況，通過數量級分析推算種群數量狀況。樣帶長度不少于500 m，單側寬度不低于10 m；樣方大小一般不小于10 m×10 m。

(4)昆蟲。以收集文獻資料和實地調查為主。通過收集長江(常州市區)重要濕地昆蟲組成、分布和數量的歷史資料，參考相關研究成果的基礎上，根據實際情況進行實地調查。根據紅線區內昆蟲生境分類，將區域昆蟲生境分為灘涂—草叢區、草叢—灌木區、農田區三類，在各生境內設置1個樣點，對每一樣點使用網捕法采集昆蟲；夜間用黑光燈誘捕昆蟲，將采集到的昆蟲放入裝有75%乙醇溶液的瓶內保存或用三角紙包帶回實驗室鑒定(圖5、圖6)。

3.3 評價方法

本文主要采用Shannon-Wiener多樣性指數法，并結合現狀調查結果，對紅線區范圍內各物種生物多樣性進行分析。

4 初步調查結果

4.1 植物多樣性

根據初步調查結果可知，不同范圍內植被因生境和演替進程不同差異明顯，以蘆葦、菰、扁稈藨草、水蔥等為建群種，并伴有菊科、十字花科、豆科及其它科共計21科41屬48種，均屬被子植物。其中，木蘭綱植物17科29屬35種，百合綱植物4科12屬13種，且多表現為單屬科和單種科。各調查點位植物群落的各項多樣性指數見表2。

圖5 昆蟲調查點位分布

圖6 陸域動物生物調查點位分布表2 各調查點位植物群落α多樣性指數

點位指數RHDPIEJA12017.851.40170.61840.61030.77092017.951.44770.66020.61280.73732017.1041.44960.67140.93480.77352018.371.81180.72030.67750.93112018.461.58100.65860.62150.88242018.551.54170.65680.62220.87152018.651.52230.63310.61510.85942018.751.25140.60510.60080.8154均值51.50090.65300.62480.8302A22017.871.40120.51260.61830.72562017.981.43510.50610.60270.78252017.1051.45120.51210.60870.78382018.321.57560.58710.65780.89042018.441.50330.56580.64320.86802018.561.52870.61230.62410.85322018.691.47470.59200.62380.83872018.761.47820.55940.62910.7366均值61.48100.55590.62600.8009A32017.860.89210.47310.57050.74442017.951.02720.47720.56110.72462017.1080.94960.47640.50370.77572018.321.28230.58880.62090.89012018.441.10420.59870.67220.86222018.521.09880.58240.60320.86392018.661.03280.56040.65790.79552018.740.93080.59690.57050.7714均值51.04960.53170.59500.8035A42017.841.55080.65430.67700.83012017.951.48810.75320.60540.82462017.1041.52740.75730.62380.81322018.3122.25460.88000.78630.90732018.4132.30170.87190.72690.89742018.571.76690.80390.66140.80802018.651.75850.78800.66980.8819

續表2

點位指數RHDPIEJ2018.751.53500.76820.65180.8537均值71.77290.78460.67530.8895A52017.820.47800.54790.37690.40112017.930.47660.55530.35830.35192017.1040.48200.56220.36580.39162018.340.52200.70070.66900.47652018.440.51030.67490.70600.46812018.530.46450.64850.43550.42282018.660.48210.66470.44970.42492018.740.49100.52130.44620.3541均值40.48830.62190.47590.4114

根據表2可知， A4各項指數平均值最高，A2、A1和A3次之，A5最低。各項指數在年內總體呈現先下降后上升的趨勢。

4.2 水生生物多樣性

4.2.1 浮游植物

根據采樣調查可知，浮游植物不同時期斷面優勢群組成如表3所示。

表3 不同水期斷面優勢群組成

紅線區豐水期浮游植物優勢群為直鏈藻、顫藻、脆桿藻和纖維藻；平水期優勢群為直鏈藻、顫藻、脆桿藻、微抱藻和圓篩藻；枯水期優勢群為星桿藻、新月藻、直鏈藻和脆桿藻。其中，星桿藻的密度達8233.4ind/L，占總密度的84.95%。

4.2.2 浮游動物

紅線區全年常見的浮游動物優勢類群為輪蟲的臂尾輪蟲屬、三肢輪蟲屬、龜甲輪蟲屬、晶囊輪蟲屬；枝角類的象鼻溞屬、秀體溞屬；橈足類的真劍水蚤屬、溫劍水蚤屬、許水蚤屬等，不同水期浮游動物優勢類群演替各不相同，具體調查結果如下。

(1)豐水期(2017年9月)。豐水期紅線區浮游動物密度為3.97 ind./L。其中，輪蟲1.08 ind./L，占27.20%；枝角類0.73 ind./L，占18.39%；橈足類2.16 ind./L，占54.41%，比重最大。區域主要優勢種類有萼花臂尾輪蟲、前節晶囊輪蟲、湯匙華哲水蚤等。

(2)平水期(2018年5月)。平水期紅線區浮游動物優勢種類主要為萼花臂尾輪蟲、角突臂尾輪蟲、螺形龜甲輪蟲、湯匙華哲水蚤等。

(3)枯水期(2018年2月)。枯水期紅線區浮游動物密度為91.95 ind./L。其中，輪蟲71.39 ind./L，占77.64%，比重最大；枝角類13.35 ind./L，占14.52%；橈足類7.21ind./L，占7.84%。江段主要優勢種類有萼花臂尾輪蟲、剪形臂尾輪蟲、角突臂尾輪蟲、前節晶囊輪蟲、矩形龜甲輪蟲、曲腿龜甲輪蟲、脆弱象鼻溞、僧帽溞、湯匙華哲水蚤等。

4.2.3 底棲動物

各監測點位底棲動物具體調查結果如表4所示。

表4 各調查點位底棲動物的優勢種及密度

根據調查結果統計可知，紅線區主要優勢種類為中華顫蚓、釘螺、日本沙蠶、河蜆和蘇尾鰓蚓，其在紅線區內的平均密度分別為27.29 ind./m2、16.67 ind./m2、14.22 ind./m2、10.18 ind./m2、5.35 ind./m2。

4.2.4 魚類

根據調查期間定期抽樣分析結果，按照相對重要性指標(IRI)計算，各監測點位魚類具體調查結果如表5所示。

表5 江段魚類優勢種相對重要性指標

4.3 陸域動物多樣性

4.3.1 昆蟲

昆蟲活動受氣溫影響顯著，選擇活動最頻繁的夏季(8月)，于9～15時針對灘涂—草叢區、草叢—灌木區、農田區三類生境開展重點調查，其結果如表6所示。

表6 不同生境昆蟲功能類群

昆蟲生境可分為灘涂—草叢區、草叢—灌木區、農田區三類，紅線區三種生境下昆蟲群落的功能類群的比較中植食性類群和捕食性類群的種類數占絕大多數，而寄生性類群的種類數均較少，其中在農田區、灘涂—草叢區、草叢—灌木區三種生境中植食性類群和捕食性類群均占絕對優勢。

4.3.2 兩棲類及爬行類

根據調查，紅線區內兩棲類和爬行類動物組成情況如表7所示。

表7 兩棲類調查統計

紅線區內兩棲類共計9種，均屬無尾目，屬4科6屬。其中蟾蜍科占比22.22%，雨蛙科占比22.22%、蛙科占比33.33%和姬蛙科占比22.22%。爬行類共計2目4科4種，其中龜鱉目2科2種，占總種數的50%；有鱗目1科2種，占50%。

4.3.3 鳥類

紅線區鳥類根據其生態類群可劃分為：游禽類、涉禽類、陸禽類、攀禽類、猛禽類和鳴禽類六大生態類群，具體如表8所示。

由表8可知，鳥類生態類群組成中以鳴禽種類最多，有41種，占鳥類總數的61.19%，之后依次是涉禽類14種、攀禽類6種、陸禽類3種、游禽類2種和猛禽類1種。此外，區內共有國家II級重點保護鳥類黑耳鳶1種，綠翅鴨、大斑啄木鳥等28種省級重點保護鳥類。

4.3.4 哺乳類

根據調查，紅線區內現有哺乳類組成情況如表9所示。

由紅線區哺乳類組成表可知，以嚙齒目種數最多，有11種，占總數的64.71%；其次是翼手目，有3種，占17.65%；再次為食蟲目、兔形目和食肉目，均為一科一種。但從種群數量而言，嚙齒目的種群數量為所有獸類中最多，而食肉目最少。

表8 區域鳥類生態類群組成

表9 哺乳類組成

5 生物多樣性評價

本文以《區域生物多樣性評價標準》(HJ623-2011)[7]作為本次生物多樣性調查的評價標準，從動植物豐富度、外來物種入侵度、物種特有性、受威脅物種的豐富度等角度進行分析計算，綜合得出長江(常州市區)重要濕地的生物多樣性指數。

5.1 動植物豐富度

上述評價標準中指出，評價分析公式中所指的野生動物包括哺乳類、鳥類、爬行類、兩棲類、淡水魚類和蝶類；野生植物指維管束植物，包括野生蕨類植物、裸子植物和被子植物。因此，根據本次調查結果，紅線區野生動物205種，野生植物46種。

5.2 外來物種入侵度

包括外來入侵動物和外來入侵植物，外來物種入侵度計算公式如下：

(1)

式(1)中，EI為外來物種入侵度；NI為被評價區域內外來入侵物種數；Nv為被評價區域內野生動物的種數；Np為被評價區域內野生維管束植物的種數。 據調查，對照環保部發布的《中國外來入侵物種名單(第一批～第三批)》(2003-2014年)[8]可知，紅線區內主要外來入侵植物5種(如空心蓮子草、土荊芥、加拿大一枝黃花、小蓬草、野燕麥等)，多屬世界廣布種。經計算后，得出紅線區外來物種入侵度(EI)為0.0199。

5.3 物種特有性

物種特有性計算公式如下：

(2)

式(2)中，ED為物種特有性；NEV為被評價區域內中國特有的野生動物的種數；NEP為被評價區域內中國特有的野生維管束植物的種數； 635為縣域野生動物種數的參考最大值； 3662為縣域野生維管束植物種數的參考最大值。

經調查可知，紅線區內未發現野生中國特有種，計算得到紅線區物種特有性為0。

5.4 受威脅物種的豐富度

受威脅物種計算公式如下：

(3)

式(3)中，RT為受威脅物種的豐富度；NTV為被評價區域內受威脅的野生動物的種數；NTP為被評價區域內受威脅的野生維管束植物的種數； 635為縣域野生動物種數的參考最大值； 3662為縣域野生維管束植物種數的參考最大值。

經調查可知，紅線區內未發現受威脅物種，計算得到紅線區受威脅物種的豐富度為0。

5.5 生物多樣性指數

5.5.1 評價指標歸一化處理

歸一化后的評價指標=歸一化前的評價指標×歸一化系數。 其中，歸一化系數=100/A最大值。A最大值為被計算指標歸一化處理前的最大值(表10)。

表10 相關評價指標的參考最大值

5.5.2 指標權重

各評價指標的權重分配情況見表11所示。

表11 各指標的權重

5.5.3 生物多樣性指數計算公式

生物多樣性指數計算公式如下：

其中，BI代表生物多樣性指數；RV′為歸一化后的野生動物豐富度；RP′為歸一化后的野生維管束植物豐富度；DE′為歸一化后的生態系統類型多樣性；ED′為歸一化后的物種特有性；RT′為歸一化后的受威脅物種的豐富度；EI′為歸一化后的外來物種入侵度。

經計算，紅線區生物多樣性指數為17.17。

5.5.4 生物多樣性評價結果與分析

根據生物多樣性指數(BI)，將生物多樣性狀況分為4級，即：高、中、一般和低。生物多樣性狀況的分級標準如表12所示。

表12 生物多樣性狀況的分級標準

根據上述計算結果，區域生物多樣性狀況屬低等水平，生物多樣性指數相對偏低，說明濕地系統生物多樣性物種貧乏，生態系統類型單一、脆弱，但考慮到長江(常州市區)重要濕地區域范圍較小，僅計算生物多樣性指數無法完整表現區域生物多樣性水平，故選取金壇生態紅線區、通州區與長江(常州市區)重要濕地進行生物多樣性對比分析，并參考《金壇區生態紅線區域保護情況評估(2016年度)》[9]、《南通市通州區生物多樣性調查報告》[10]，其生物多樣性指數對比情況如表13所示。

由表13可知，單純的考慮長江(常州市區)重要濕地生物多樣性指數相對偏低，但綜合考慮區域面積，與金壇生態紅線區、通州區相比較，單位面積生物多樣性指數長江(常州市區)重要濕地遠大于以上兩者。

表13 金壇紅線區、通州區與長江(常州市區)重要濕地生物多樣性指數對比

6 結論與建議

結合調查資料可知，造成長江(常州市區)重要濕地生物多樣性系統類型單一可能原因有以下幾個方面。

(1)一方面紅線區周邊多為農田種植所覆蓋，種植業以零星分散的小農經濟體制為主，生態種植以及進行統一化管理難度較大。同時，由于缺乏河、塘生態緩沖，農業區氮磷等營養物質易進入江道，引起農業面源污染。

(2)外來入侵種(空心蓮子草、土荊芥、加拿大一枝黃花、小蓬草等)在一定程度上擠占本地物種的生態位，引起生物多樣性的降低，影響區域生態系統活力、組織結構、恢復能力。

(3)缺少區域內完整生態資源調查歷史數據，無法與現狀生態資源形成動態化數據庫，不能實現常態化管理。

因此，首先，建議當地政府應加強沿江段農業面源整治力度；其次，嚴格控制外來種的引入，加強對“放生”等活動的監管，規定類似容易造成外來物種入侵的活動必須在相關部門和專業技術人員的指導下進行；最后，加大科學研究與監測力度，在紅線區內建立濕地生態系統長期觀測站，對濕地植被、水文、水質、底質等內容開展長期定位觀測，掌握濕地生態系統的動態變化，同時加強對紅線區內環境變化的監測力度，及時把握紅線區的環境質量，為加強紅線區建設提供有效依據，有利于進一步優化、調整系統的種群結構，確保生態系統長效平衡，以實現濕地生態、環境和經濟的協調持續發展。