李一辰 王春晓

（1 宁夏大学资源环境学院，宁夏 银川 750021；2 中国科学院地理科学与资源研究所，中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室，北京 100101；3 中国科学院大学，北京 100049）

湿地是陆地系统与水生系统过渡带的独特生态系统(湿地国际, 1998)，对维持区域生物多样性和生态系统功能稳定具有重要意义，为水鸟生存提供了必要的栖息空间和食物资源(Xia et al,2017)。随着气候变化与人类活动的影响，水鸟栖息地出现破碎化、生境质量退化及水鸟数量下降等一系列问题(陈庆, 2018)，加强湿地水鸟保护对维持生物多样性稳定及促进区域生态平衡等方面具有重要作用(安树青等, 2019)。

建立包括保护区和湿地公园在内的保护地体系是保护湿地水鸟最有效的途径(Ma et al, 2019)，由于人力物力资源有限，在实际保护工作中难以涵盖所有物种及保护地(孔石, 2015)，识别保护优先区、分析保护空缺对保护生物多样性十分有效(雷光春等, 2017)。目前识别水鸟保护优先区的方式有很多，实地调研及样点样线观测可以准确监测到小区域尺度的水鸟种群与多样性特征(许秀等, 2014;赵格日乐图等, 2018; 马强, 2017)；公民科学数据能从宏观上对水鸟保护热点区域进行识别，已被很多国内外学者使用(Snäll et al, 2011; Valiela et al, 2007)。我国结合重要鸟区标准(Important Bird Areas, IBAs)和国际重要湿地标准，从大数据角度确定水鸟保护优先区的研究主要集中在沿海及水鸟多样性丰富的内陆湿地(曾南京等, 2018;Bai et al, 2015)，为西北地区水鸟保护优先区识别提供了重要参考。

西北地区是全球鸟类迁徙的关键区域，在全球9 条迁徙路线中，有3 条迁徙路线涵盖该区域。西北地区位于中亚迁徙线的核心，也是西亚北非迁徙线和东亚—澳大利西亚迁徙线的重要节点(EAAFP;https://www.eaaflyway.net/)， 水 鸟 多 样 性 丰富，成为了许多鸟类重要的繁殖、越冬及停歇地(Schielzeth et al, 2008)。本文对5 种来源的水鸟调查数据进行质量控制和数据清洗，结合IBAs 和国际重要湿地标准，识别西北地区水鸟保护优先区，对这些优先区域进行重要性排序，分析保护空缺区域，重点回答在哪里保护、保护多少的问题，以期对西北地区水鸟生物多样性保护、新一轮的国家公园体系建设提供决策依据。

1 研究区概况与数据处理

1.1 研究区概况

西北地区包括陕西省、青海省、甘肃省、宁夏回族自治区及新疆维吾尔自治区，湿地面积1 430.14 万hm2，占中国湿地总面积的26.68%，其中青海省湿地面积814.36 万hm2，列全国第一(国家林业局, 2014)。丰富的湿地资源为候鸟提供了良好的生境条件，有多条迁徙路线经过西北地区，是迁徙的重要补给站(图1)。

1.2 数据采集与处理

本文利用公民科学数据对水鸟数据进行收集整理，包括美国康奈尔大学鸟类实验室eBird 数据库(https://ebird.org/home)、全球生物多样性信息网络(GBIF; http://www.gbifchina.org/)、中国观鸟记录中心(http://www.birdreport.cn/)、中国观鸟网(http://www.chinabirdnet.org/) 及21篇文献中的水鸟调查数据。

由于公民科学数据的不确定性，数据可能出现偏差，本文用谷歌地图对经纬度进行验证，以地名中心点规范经纬度坐标，提高数据的准确度。对数据进行质量控制和格式化记录，包括物种名称、地名、经纬度、调查日期及种群数量。为调查近几年水鸟保护优先区变化情况，基于Chan 等(2009)对中国水鸟保护区的调查，筛选出2009 年后的水鸟调查数据以探究西北地区水鸟保护优先区变化。

2 研究方法

图1 西北地区鸟类迁徙路线及水鸟调查点Fig.1 Bird migration routes and waterbird survey sites in northwest China

2.1 保护优先区选择标准

本文采用以下标准识别水鸟保护优先区：

标准1(IBAs 标准A1)：濒危物种大量出现的地点。即该地点有大量的濒危物种(数量超过30 种)，濒危物种指被IUCN 红色名录(IUCN, 2019)列为极度濒危(Critically Endangered,CR)、濒危(Endangered,EN)或易危(Vulnerable,VU)的物种(Donald et al,2019; Ramsar Convention Secretariat, 2010)。

标准2(IBAs 标准A4)：某一鸟类数量在该种群中占比较大的地点。即该地点定期或可预测地拥有大于等于全球评估种群数量(Wetlands International, 2020) 的1% 的 一 个 或 多 个 物种(Donald et al, 2019; Ramsar Convention Secretariat, 2010)。

标准3(国际重要湿地标准)：拥有一个水鸟物种大量聚集的地点(Ramsar Convention Secretariat, 2010)。即该地点拥有超过临界值数量的物种，标准临界值为20 000 只，根据西北地区鸟类物种数量情况，参照东亚-澳大利西亚迁徙线标准，划定另一阈值为5 000 只以判断西北地区需要提供保护措施的重要湿地(雷光春等,2017; https://www.eaaflyway.net/)。

若某一地点满足以上任何一个标准，认为该地点具有水鸟保护意义，列为水鸟保护优先区。

表1 中国西北地区IUCN 红色名录受威胁物种及种群最大数量Table 1 Maximum number of threatened species and population in IUCN red list of northwest China

2.2 保护优先区重要性排序

基于确定的水鸟保护优先区，使用“不可替代性指数”(Xia et al, 2017)分析其优先级大小见公式(1)：

式中：ni表示调查地点第i 种水鸟的种群数量，N表示全球或整个迁徙线内第i 种水鸟的种群数量，S表示调查地点的物种数。I值越高，则该地点的保护优先级越高。

2.3 保护空缺分析

结合西北地区各湿地自然保护区进行位置的检查修正，将前文确定的水鸟保护优先区与2009 年Chan 等(2009)的结果进行对比，分析没有出现在2009 年确定的重要鸟区名单中的区域，并将其确定为保护空缺地点。

3 结果与分析

3.1 水鸟调查数据预处理结果

在数据质量控制后，得到了不重复的19 905 条水鸟记录：Bird Report 记录11 105 条，eBird 记录1 461 条，中国观鸟网记录4 298 条，GBIF 记录2 155 条、已发表文献记录885 条。对现有记录地点进行坐标修正后，统计到本文数据共有212个水鸟调查点。

3.2 保护优先区及优先级排序

在212 个水鸟调查点中，6 个地点符合标准1，有至少1 种IUCN 红色名录受威胁物种，确定了5 种受威胁物种，其中丹顶鹤、朱鹮、遗鸥、黄嘴白鹭的最大种群记录出现于陕西省，黑颈鹤的最大种群数量记录于青海湖湿地。结合2009 年Chan(2009)等的调查结果，综合得到西北地区19 种受威胁物种，包括极危(CR)物种青头潜鸭，丹顶鹤等6种濒危(EN)物种和遗鸥等12 种易危(VU)物种(表1)；48 个地点满足标准2，朱鹮、黑鹳等33 种水鸟的种群数量超全球评估种群数量的1%；满足标准3 的有7 个地点：红碱淖湿地、青海湖湿地、三江源自然保护区、苏干湖湿地、阿尔金山自然保护区、青格达湖以及蘑菇湖。

图2 保护优先区(a)满足的标准，(b)不可替代性指数Fig.2 (a) Fulfilled criteria; (b) Irreplace ability index of the conservation priority areas

表2 保护优先区不可替代性Table 2 Irreplaceability index of conservation priority areas

根据3 个标准，确立48 个地点为西北地区水鸟保护优先区(图2a)，其中新疆24 个(50%)，陕西13 个，甘肃5 个，青海4 个，宁夏2 个。使用“不可替代性指数”进行计算，依次列举出前10 个“不可替代性指数”较高的地区(表2)，其中汉中朱鹮自然保护区、青海湖湿地等8 个地点已列为自然保护区。“不可替代性指数”代表水鸟栖息地的重要性值，值越高则该地水鸟多样性越丰富，需要受保护程度越高(Xia et al, 2017)。48个地点中4个地点的“不可替代性指数”值超过100(图2b)，有较高的保护意义，陕西汉中朱鹮自然保护区的“不可替代性指数”最高(361.58)，其次为青海湖湿地(245.47)，新疆阿尔金山自然保护区和陕西合阳黄河湿地自然保护区的值也较高。与2009 年的调查(Chan et al,2009)相比，本文确定的48 个水鸟保护优先区中新增32 个：新疆19 个(占比59.38%)，陕西8 个，甘肃2 个，青海宁夏各新增1 个。

3.3 保护状态与空缺

目前西北地区共有国家级湿地自然保护区14个，省级/自治区级湿地自然保护区26 个(国家林业局, 2015)。48 个水鸟保护优先区中，国家级自然保护区17 个(含部分非湿地自然保护区)，省级/自治区级自然保护区5 个，湿地公园9 个，未受保护地17 个(占比35.42%)。未受保护地点中新疆11 个，主要集中在新疆中部北部湿地，陕西4 个，主要分布于陕西南部，甘肃2个(表3)。西北地区湿地公园相较于自然保护区来说保护力度相对较小，需要引起重视。

4 讨论

目前采用全球IBAs 划定标准及《湿地公约》国际重要湿地标准识别某区域湿地水鸟保护优先区的方法被广泛使用(Bai et al, 2015; Snäll et al, 2011)，但对西北地区的研究很少(胡洵瑀等,2020)。Zhang 等(2017)利用水鸟调查数据划定了中国水鸟重要保护地，在西北地区确定了59 个有保护意义的地点，超过半数地点与本文确定的优先区位置相同。相较2009 年的水鸟保护调查结果(Chan et al, 2009)，新增的32 个保护优先区对中亚迁徙线、西亚北非迁徙线以及东亚-澳大利西亚迁徙线的水鸟栖息尤为重要。新增地点超过半数位于新疆，此外陕西新增的水鸟保护优先区也较多。

本文确定的48 个保护优先区主要集中在新疆中部、北部及陕西南部，新疆是中亚迁徙线的主要停留地，陕西是东亚-澳大利西亚迁徙线的重要停歇点(EAAFP; https://www.eaaflyway.net/)， 为 鸟类的生存栖息提供了有利环境。这些地点中有丹顶鹤、朱鹮等濒危物种，也有大天鹅、黑鹳等种群数量可观的物种。

通过空缺分析发现湿地生物多样性现状与保护不匹配问题明显，48 个水鸟保护优先区中17 个地点未受到保护，部分调查地点生境仍受威胁(孟羽嘉, 2020; 汪迎春等, 2020)，这可能与自然保护区生态质量下降等因素有关(Ma et al, 2019)。Zhang 等(2017)的研究指出西北地区除现有国家级自然保护区外需要引起保护重视的区域面积较大，需采取生态恢复重建等措施加以改善(安树青等,2019)，主管部门应重视未受保护地点，深入调查其生物多样性以掌握湿地生态环境。

本文采用的公民科学数据及方法，一定程度上依赖于公共平台获得的观鸟数据，数据准确性及完整性有一定局限，而湿地生态的监测调查对管理者来说至关重要(陈庆, 2018)。由于人口密度小、经济欠发达、生态公益组织和观鸟爱好者不多等问题，与沿海及长江中下游的水鸟调查研究相比，西北地区水鸟调查监测能力不足，影响了人们对其重要性的认识，也一定程度上低估了西北地区水鸟保护优先区和空缺区数量。西北地区应调动更多鸟类保护组织、观鸟爱好者、公民科学家等参加水鸟调查和监测，提升湿地与水鸟监测调查能力，完善水鸟信息共享平台，为西北湿地水鸟保护提供科学数据和决策参考。

5 结论

通过公民科学数据，利用IBAs 标准及国际重要湿地标准，识别西北地区水鸟保护优先区，分析保护空缺。212 个调查地点中有48 个水鸟保护优先区，为19种全球受威胁物种及33种符合全球物种估计1%标准的鸟类提供了赖以生存的环境；有17 个地点未受到保护，存在明显的保护空缺，需要主管部门关注未受保护地区，积极开展水鸟调查监测。

致谢：本文在中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室于秀波研究员团队支持下完成，感谢保尔森基金会和老牛基金会资助的“湿地与水鸟数据库”项目所提供的水鸟调查数据。