《Diversity》：Impact of Distinct Management Regimes on Wintering Waterbird Communities in China’s Coal Mining Subsidence Wetlands
Sen Yang,
Kai Cao,
Yuanyuan Wang,
Wenning Shen,
Tong Lin,
Ningning Liu,
Jing Li,
Lingbo Ji,
Huiping Chen and
Ying Li
+ 2 authors
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本文综述了在华北平原采煤沉陷湿地中，四种不同人类管理模式（未利用、生态水产养殖、高强度水产养殖、漂浮式光伏系统）对越冬水鸟群落长期（2017-2025）影响的研究。研究发现，高强度开发模式会显著降低水鸟多样性、改变群落结构，并导致受胁物种缺失；而生态化管理和未利用湿地则能作为替代自然湿地的有利生境。文章为在人工湿地快速扩张背景下，协调经济发展与生物多样性保护提供了实证依据。
引言：人工湿地成为水鸟的关键替代栖息地
全球自然湿地的丧失是生物多样性面临的主要威胁，尤其对水鸟这类敏感类群造成严重影响。在天然湿地承载力下降的背景下，水鸟越来越多地依赖快速扩张的人工湿地网络。中国华北平原广泛的地下采煤活动形成了众多的沉陷湿地，这些新型人工湿地为迁徙和越冬水鸟提供了潜在的替代栖息地。然而，不同管理模式对这些湿地中水鸟的影响尚不清楚，这阻碍了协调人类发展与水鸟保护的有效策略制定。本研究通过在淮北采煤区对四种不同管理模式的15处沉陷湿地进行长期野外调查（2017–2025），旨在评估不同人类管理模式下越冬水鸟群落的差异，为这些不断扩张的人工生态系统的管理提供科学依据。
材料与方法：长期监测与统计分析
研究在淮北采煤区（安徽省濉溪县和蒙城县）进行，该区域位于东亚-澳大利西亚候鸟迁飞区。根据主要土地利用方式，将沉陷湿地划分为四种类型：未利用湿地(UW)、生态水产养殖(EA)、高强度水产养殖(HA)以及漂浮式光伏系统(FPV)。在2017年至2025年每年的1月和2月，研究人员在每个湿地设立观测点，使用双筒望远镜和单筒望远镜记录所有水鸟的种类和数量。记录的水鸟根据其主要觅食方式分为游禽和涉禽。研究分析了物种丰富度、个体密度、香农-维纳多样性指数(Shannon-Wiener diversity)和皮卢均匀度指数(Pielou evenness index)等群落指标，并计算了物种优势度。通过基于丰度的布雷-柯蒂斯(Bray–Curtis)相异性度量评估了群落β多样性(Beta diversity)。采用广义线性混合模型(GLMMs)分析管理类型对水鸟群落指标的影响，并使用非度量多维标度法(NMDS)和置换多元方差分析(PERMANOVA)比较不同湿地类型间水鸟群落的组成差异。
研究结果：管理强度深刻影响水鸟群落
在九年的调查中，共记录到45种22,712只水鸟个体，其中超过86%为长距离迁徙物种，游禽在个体数量上占主导地位。优势物种包括白骨顶（Fulica atra）、斑嘴鸭（Anas zonorhyncha）和小??（Tachybaptus ruficollis）。调查中还记录了6种受胁物种，包括极危(CR)的青头潜鸭（Aythya baeri）和濒危(EN)的鸿雁（Anser cygnoid）等。
分析表明，湿地管理模式对所有测量的水鸟群落指标均有显著影响。生态水产养殖和未利用湿地的物种丰富度、个体密度和香农-维纳多样性指数均显著高于漂浮式光伏系统和高强度水产养殖湿地，而皮卢均匀度指数在四类湿地间无显著差异。
NMDS和PERMANOVA分析显示，水鸟群落结构在四种湿地类型间存在显著差异。高强度水产养殖和漂浮式光伏系统湿地的样本在排序图中分离明显，而生态水产养殖和未利用湿地的样本虽有部分重叠但仍可区分。此外，高强度水产养殖和漂浮式光伏系统湿地的β多样性显著更高，表明其群落组成更为异质。在物种和科的水平上，大多数水鸟（所有记录物种及93%的个体）偏好生态水产养殖和未利用湿地，而许多科在高强度水产养殖（58%的科）和漂浮式光伏系统（42%的科）湿地中完全未被记录。
一个关键发现是，在安装了漂浮式光伏系统的沉陷湿地中，没有记录到任何受胁水鸟物种；在高强度水产养殖湿地中，也仅记录了赤颈鸭（Aythya ferina）和凤头麦鸡（Vanellus vanellus）两种受胁物种。
讨论：可持续发展与保护之间的平衡
研究表明，采煤沉陷湿地可以支持大量的越冬水鸟群落，成为东亚-澳大利西亚迁飞路线上重要的替代栖息地。然而，高强度的人类开发利用会降低其栖息地质量。高强度水产养殖和漂浮式光伏系统与显著降低的水鸟多样性相关，这可能是由于人类管理干扰和光伏组件的存在导致栖息地丧失和景观改变，增加了水鸟的生存压力。这些改变会改变水生生物多样性、缩小开阔水域面积，从而可能恶化觅食环境并限制水鸟的活动范围。
相比之下，生态水产养殖湿地支持了最高的水鸟物种丰富度和多样性（尽管与未利用湿地无显著差异）。这可能是因为此类湿地能提供更多的动物性食物（如经济底栖生物和鱼类），为越冬水鸟提供了额外的机会。研究还发现，高强度水产养殖和漂浮式光伏系统湿地的均匀度指数较高，这可能是因为不利的生境条件抑制了原本丰富的水鸟物种（如鹬科和鸭科）的种群，从而增加了基于丰度的均匀度。
人类干扰会显著影响人工湿地中水鸟群落的结构。研究发现，草食性功能群（如白骨顶、黑水鸡）对人类改造的环境表现出更强的适应性；而肉食性功能群（如鸭类和涉禽）通常偏好人类干扰较少的大型湿地。人类管理活动会均质化栖息地结构，这可能阻碍更特化的水鸟类群的适应和生存。虽然大型沉陷湿地能吸引大量的水鸟群落，且部分物种表现出一定的干扰耐受性，但如果管理不当，这些湿地最终可能成为许多被吸引水鸟的“生态陷阱”。
结论与展望
采煤沉陷湿地为水鸟群落提供了重要的补充栖息地，尤其对东亚-澳大利西亚迁飞路线上的长距离迁徙物种，包括多种受胁物种具有重要意义。然而，高强度的人类开发和资源利用可能会降低沉陷湿地对越冬水鸟的适宜性和可及性，适应能力有限的物种在应对变化且常未被充分了解的环境条件时可能面临特殊困难。
值得注意的是，生态水产养殖可能为越冬水鸟创造更有利的栖息地，这凸显了保留自然湿地特征的生态管理对于生物多样性效益至关重要。未来的研究应整合更广泛的栖息地变量、进行全年监测并扩大地理覆盖范围，以更好地阐明水鸟对这些不断扩张的人工生态系统的依赖性，从而为优化管理策略、协调生态保护与经济发展提供科学指导。
