基于人工湿地候鸟分布的转化生态学探究

郝亚南 ，王 卓，赵永斌，易国栋，李英杰

(1.吉林师范大学 生命科学学院，吉林 四平 136000；2.四平野生动物保护志愿者协会，吉林 四平 136000)

转化生态学(translational ecology)最早由Schlesnger、Brunson 和Baker等人提出[1-2]，随着Enquist等诸多学者对实施方案的完善从而得到了极大的发展[3]，目前已经衍生出多个分支学科，比如转化鸟类生态学、转化分子生态学等[4]。转化生态学着力弥补生态学家、社会科学家以及资源管理者之间对生态学认知的鸿沟，它要求科学家和利益相关方秉承协作、参与、承诺、沟能、过程和决策框架的基本原则，持续保持参与，以了解处理和沟通多方面的决策，从而使生态学家能够向公众以及决策者有效地传达生态信息，将生态科学以一种便于理解的方式向社会普及。早在2010年，《生物多样性》杂志以生物入侵为专题初步涉及转化生态学问题[5]。然而近10年来，与社会对生态环境问题关注持续高涨相对应的是我国对于转化生态学的研究似乎趋于沉寂，这一不相匹配的现状可能被当前广泛实施的环境保护项目所取得的成效而掩盖，但是，在一些特殊的非主流条件下，生态学理念缺乏向社会普及的问题则明显暴露出来。

从诸多转化生态学研究来看，有很大部分关注的对象是鸟类[3]，这可以归结为鸟类对于环境比较敏感，而且易于观测[6]，尤其对于候鸟来说，可以作为距离相距甚远的繁殖栖息地和越冬栖息地的环境指示种。这些鸟类受人类活动的影响程度体现了转化生态学在该领域的应用情况。虽然鸟类迁徙受相关基因控制，但其迁徙特性并非一成不变。有不少文献报道，一些北方不冻水域会有大量候鸟越冬[7]，尤其一些人工湿地的建设，吸引过去不曾出现的候鸟越冬。由于候鸟的迁徙是内在因素(如遗传性)和外在因素(光照、食物)所引起的综合性结果[8],环境的变化会明显改变鸟类的迁徙策略[9]，上述这种特殊的越冬模式对于相关候鸟，尤其珍稀鸟类的整个种群的生存发展影响较大。由于这些越冬鸟类群体数量占所有候鸟数量比例较小，除了少数专业的学者外，一般很难引起社会的普遍关注。然而，鸟类这种特殊越冬的发生更多是由人类活动而导致的，这些鸟类与社会公众接触面更广，其生存状况更能反应出转化生态学的应用程度。因此，对北方不冻水域越冬水鸟的研究是激发转化生态学研究热情和评估转化生态学重要性的有效手段。

四平市西郊的条子河，经2018年政府实施西湖湿地公园建设以来，生态环境得到较大改善，近年来吸引不少水鸟在些栖息越冬。由于四平市境内并无大型河流，在条子河整治之前，并无候鸟在此越冬，水鸟在此越冬对于政府有关人员和普通市民都较为新鲜，因此在越冬水鸟保护方面可能存在重视不够、措施不当等诸多问题，这无疑是探究转化生态学应用的良好对象。基于此，本研究从2020年冬季开始，连续2年观察四平市西湖湿地公园内冬季水鸟的越冬情况，通过记录这些鸟类在该地停留时间、种群数量、以及迁飞原因，从而分析相关部门及公众对于鸟类保护的认知程度，进而为发展转化生态学提供有益的建议。

1 研究区域自然及人文环境概况

四平市位于东北中部、吉林省的西南部、东辽河下游(北纬42°31'至44°09'，东经123°17'至125°49'之间)，年平均气温为6.5 ℃，11月至次年4月为冬季，月平均气温最低值出现在1月份，为-14.8 ℃。四平西湖湿地公园位于市区西北部，总长约4 000 m，公园中部有污水厂排放处理后的废水，导致从该处开始至公园西端乃至下游15 km的区域水温较高，冬季仍不结冰，在气温为-15 ℃环境下测得出水口温度为11 ℃,湿地公园西端水温为8 ℃。整个公园内不冻水域呈狭长分布，水域最窄处10 m,最宽处200 m，距水域边缘10～15 m，有人行步道沿河铺设。出水口向西550 m，有公路大桥横跨水面，将公园不冻水域分为两部分，公园西端建有橡皮坝，坝体至桥墩的水域蓄水时水深大约1.5 m，非蓄水期水深不足30 cm，桥墩至出水口平均水深约30 cm左右，河流中间分布大量小滩涂。水域中存在的鱼类主要有鲫鱼、小白鱼、泥鳅，所有鱼类个体均很小。

2 研究方法

根据四平西湖湿地公园不冻水域生境特征，将观测区域分成4个部分(见图1)，每一部分具体特征见表1。

图1 越冬水鸟分布示意图

观测时间为2020年至2022年每年11月20日至次年3月1日，每日下午2∶00～4∶00，每周观测3～4天。采用样线法沿人行步道以正常速度行走，裸眼搜寻不冻水域的水鸟，发现后驻足用双筒望远镜(施华洛世奇EL10X42)观察识别水鸟种类，记录数量，同时测定当时气温，并且记录当时公园内游人的各种活动。

表1 研究水域分类及特征

3 结果

受限于水域面积及鸟类食物资源数量的限制，湿地公园内冬季水鸟的数量及种类较少，两个冬季在四平越冬的水鸟分别有5种，都是以小鸊鷈、赤麻鸭为主，最大观察数量小鸊鷈为8只和9只，赤麻鸭为12只和24只(表2)。在2020-2021年初冬，小鸊鷈在1号水域捕食，傍晚在2号水域集群，但随着11月末橡皮坝排气放水，1号和2号水域水深明显变浅，不能满足小鸊鷈的潜水需求，因此，此后再无小鸊鷈出现。而2021-2022年冬季橡皮坝虽然更早排气放水，但由于3号水域经过上一年的河道挖掘，水深增加，因此小鸊鷈得以一直在此栖息。2020-2021年冬季，1号和2号水域由于水坝排水水位下降，3号水域本身水位较浅，露出大量水生植物残体，且气温寒冷，河岸人类活动减少，所以吸引最多16只赤麻鸭越冬。2021-2022年冬季，受上年经过河道清理的影响，1号和2号水域水位变深且水草被清除，赤麻鸭选择3号水域栖息，数量曾达到24只。然而，与小鸊鷈相比，赤麻鸭更为机警，对人类活动干扰的耐受度较低，湿地公园的人类活动最终导致赤麻鸭在2年内都没有完成整个冬季的越冬。2020-2021年冬季，2月初开始政府动用大型机械对2号水域的河床进行清淤工作，时间持续10多天之久，导致赤麻鸭飞离湿地公园。而2021-2022年冬季，有人员在河道内高频捞鱼，迫使赤麻鸭早早飞离此地。另外，在湿地公园2个冬季的某个时间段还偶尔发现矶鹬，在2020-2021年冬季发现1只白骨顶鸡，在2021-2022年冬季短暂发现6只白鹭。

表2 研究水域分类及特征

4 讨论

4.1 候鸟种类、数量和时空分布及受人类影响程度

鸟类在某一栖息地是否能够顺利生存繁衍，主要取决于该地区是否有充足的食物。四平西湖湿地公园是在两条小溪的基础之上建设的，本身水量很小，需要上游水库调水并且建设橡皮坝才能满足平时蓄水要求，而冬季来水都是城市污水处理厂排出的过滤水，因此本身水量不大，水质较差，河中水生生物种类和数量均较少，不足以支撑更多水鸟在此栖息。因此，2年内所观测到的越冬鸟类数量都比较稀少。

这些观测的水鸟中小鸊鷉是唯一一种受外界因素干扰较小的鸟类，2021-2022年整个冬季顺利完成越冬。四平西湖湿地公园春夏两季就有大量小鸊鷈在此繁殖，考虑到该鸟体型较小，食性较杂，适应能力较强，飞行能力较弱，且少数个体有留在当地不冻水域越冬的习性[10]，因此推测西湖湿地公园越冬的小鸊鷈应该就是当地繁殖而没有南迁的个体。但是，毕竟小鸊鷈属于潜鸟，需要一定深度的水域供其栖息，因此，该鸟仍受到人类活动的严重干扰，2020-2021年，橡皮坝排气放水，使得其栖息地水域水深变浅，小鸊鷈因此飞离。

四平西湖湿地公园冬季另一种最常见的水鸟是赤麻鸭，该种鸟类体型较大，通常在开阔的平原繁殖，但并未发现在湿地公园内繁殖。其主要食物为水生植物叶、芽、种子、农作物幼苗、谷物等植物性食物，也吃昆虫、甲壳动物、软体动物、虾、水蛙、蚯蚓、小蛙和小鱼等动物性食物[11]。考虑到赤麻鸭数量较多，且在北方不冻水域越冬的数量也非常可观，本身很少潜水，对于水深没有很高要求，西湖湿地公园的生境完全能够满足其越冬，因此连续两年都能在冬季发现较多的赤麻鸭。2020-2021年冬季和2021-2022年冬季，分别发现16只和24只。然而，与小鸊鷈相比，赤麻鸭更为机警，对人类活动干扰的耐受度较低，湿地公园的人类活动最终导致赤麻鸭在2年内都没有完成整个冬季的越冬。2020-2021年冬季，2月初开始政府动用大型机械对2号水域的河床进行清淤工作，时间持续10多天之久，致使赤麻鸭飞离湿地公园。而2021-2022年冬季，有人员在河道内高频捞鱼，迫使赤麻鸭早早飞离此地。

在湿地公园2个冬季都发现的鸟还有矶鹬，但该鸟只是在某个时间段偶尔发现，可能并没有连续栖息，考虑到该种鸟类非常机警，又主要以昆虫为食[12]，推测西湖湿地公园并非这群矶鹬的主要越冬地。另外，湿地公园还短暂发现白骨顶鸡和白鹭，但都没有在2年内连续发现。由于白骨顶鸡只发现1只，且为亚成体，推测可能是当年南迁时落单的个体。而白鹭春季通常在距湿地公园直线距离30 km的转山湖水库繁殖，数量达上百只，2021-2022年冬季发现的6只白鹭有很大可能来自于该地，因湿地公园河道内有人类捕鱼仅停留5天，这究竟是因为人类干扰飞离还是在南迁过程中的短暂停留仍需要后续长期观察确认。

鸟类对栖息的选择受多种因素影响，如食物、气候条件、保障个体或群体安全的各类生态因子以及人类活动的影响，而能否获得稳定的食物来源是最重要的因素[7]。总得看来，在四平越冬的水鸟种类和数量都较少，这可能因为湿地公园水域面积和水中鱼类数量、种类均较小，不足以支撑大量的水鸟越冬。而湿地公园内人类活动频繁，其干扰活动对维持水鸟持续越冬的破坏性明显大于其他越冬地区，加上公园水域面积小，缺乏水鸟避险的备用水域，这直接导致几乎所有鸟类无法完整越冬。

4.2 转化生态学应用存在的问题

从公园被命名为湿地公园可以看出，政府具有一定的生态意识，修建湿地公园并没有像前期城市修建河道时那样用石块垒砌河岸，清除河道植被。相反，在河道中建设了大量岛屿，并种植芦苇等植物，客观上为一些水鸟的栖息提供了一定条件。另外，通过上游水库调水，污水经污水处理厂处理按照标准排放(水质V类，氨氧≤6 mg/L)，水质较过去有明显好转，一些鱼虾能够生存，可以为水鸟提供食物来源。然而，上述举措仅仅为引入水鸟栖息提供了一点可能，却存在诸多问题。首先，政府修建湿地公园的出发点并不是保护鸟类，改善生态环境只是为广大市民的休闲娱乐服务，在河心小岛上面修建廊桥、改建河道建设水上游乐设施、在临近水面修建人行步道，这些举措都是有利于人类的休闲活动，但无疑对水鸟的生存是十分不利的。从宣传中(比如公园内悬挂鸟类宣传图片)可以看出政府对于鸟类到湿地公园栖息的重视，但没有实施较好的鸟类保护措施，比如只是简单设立保护野生动物的警示牌，而没有专人管理，导致市民下河捕鱼的事情频发，甚至有人猎杀水鸟。这种仅仅配合游人观赏而引入野生鸟类无疑对该种鸟类的生存造成严重影响，对于珍惜鸟类来说，影响就更为巨大。比如2021年11月初，曾有2只青头潜鸭南迁时在湿地公园短暂停留。如果像这类非常珍惜的鸟类在湿地公园越冬，但遭到人类干扰而被迫飞离时可能会面临无法找到合适的水域而死亡。其次，公众对宏观方面的环境保护可能给予更多关注，在涉及看似与自身关联不大的鸟类保护方面则普遍缺乏生态意识，尤其对于四平这种近年来才出现的水鸟冬季越冬的“新鲜事物”，他们或者无视水鸟的存在而在河道中捕鱼，或者为了观赏或拍照而特意惊飞水鸟，而另一方面，一些市民又过度关注水鸟，比如人工给水鸟投食，造成野生鸟类对人类投食的依赖。无论哪一种方式，都会对野生水鸟的生存造成一定的影响。

上述问题充分暴露出社会对生态学相关知识认知度的严重不足，生态学研究人员与公众存在明显的鸿沟。然而，截至目前，国内仅有一篇有关转化生态学的文章发表，而且该文章并没有探讨如何将生态学知识向公众转化[5]。因此，目前还缺乏高效系统的沟通生态学研究人员与公众的手段。不可否认，一些热心市民和动物保护志愿者在鸟类保护方面做了大量工作，但是这些民间组织基本与学术界没有深层次的沟通与合作，即使有，也是不同组织之间相互孤立的交流，并没有一个统一的、规范的实施准则。事实上，从概念诞生的10多年间，转化生态学的架构、实施方案日臻完善，在鸟类保护方面也做出了重要贡献。然而，毕竟我国与西方国家在政治、经济、文化等方面存在明显差异，许多方案未必完全适应于国内，因此，发展我们自己的转化生态学势在必行。

5 讨论

鸟类保护的转化生态学研究已经取得一定进展，该领域研究人员从合作开发决策框架环境、研究团队内外密切合作、广泛交流扩大研究团队网络并增进知识融会贯通、基于利益驱动实现公众对鸟类保护的认可及持续参与等方面入手，极大的弥补了科学研究与管理决策者、公众之间的鸿沟，并在实施过程中取得了显著的成效[3]。对比当前国内存在的诸多问题，笔者呼吁学术界应该给予转化生态学足够的重视，将生态学专业研究人员、在生态方面有利益需求的社会团体或个人、政府相关部门、甚至从事媒体、教育、影视等相关行业人士整合成为复合型研究整体，就一个或多个问题，通过协作学习、知识共享、理解共同目标等方法，逐步构建某一生态学方面的合理解决方案。另外，政府或者机构应该设立有关项目基金，鼓励跨界人员组成研究团队投入到转化生态学的领域之中。总之，生态学学术研究的转化对于生态保护乃至社会的健康发展至关重要，我们期望一个科学的方法能够高效的实现这种转化。