全球范围内,迁徙水鸟面临着严重威胁。全球9条主要水鸟迁飞路线,普遍存在水鸟数量下降现象。东亚-澳大利西亚鸟类迁飞路线(EAAF),是世界三大鸻鹬类重要迁徙路线之一,从澳大利亚、新西兰的越冬地,沿东南亚和中国东部海岸线,至俄罗斯远东地区和北极圈内的繁殖地。东亚-澳大利西亚鸟类迁飞路线上的水鸟数量的下降速度高于全球其他鸟类迁飞路线,除全球各迁徙路线普遍存在的栖息地破坏和海岸带围垦等因素之外,该迁徙路线是否存在其他特殊因素,需要深入研究。中国滨海湿地处于东亚-澳大利西亚鸟类迁飞路线上,每年数以百万计的迁徙水鸟在此中途停歇或越冬,具有至关重要的水鸟保育作用。大规模的海岸带围垦造成了滨海湿地面积减少和质量下降,围垦后的部分滨海湿地转变为水稻田。水稻田在适当的管理条件下,具有一定的水鸟保育价值。中国传统模式水稻田,以“稻-鱼模式”为主,在水稻田中养殖鱼类等水产品,是实行多种种植养殖的复合生态系统。近年来,滨海湿地围垦转变而来的水稻田,以工业模式水稻田为主,为水稻单一种植模式,实行大规模机械化集约式的生产经营方式。传统模式水稻田转变为工业模式水稻田,广泛存在于东亚-澳大利西亚鸟类迁飞路线上的中国沿海地区和东亚、东南亚的其他国家和地区。水稻田模式的改变对水鸟的影响,以及水稻田模式的改变是否为东亚-澳大利西亚鸟类迁飞路线上水鸟数量急剧下降的原因,亟待研究。本研究依托上海市科委的重大科研专项,在互花米草治理之后,修复受损滨海湿地,优化水鸟栖息地。本研究提出了构建水稻田作为水鸟的补充觅食地,探索水稻田水鸟保育的关键技术和技术体系,以提升水稻田的水鸟保育效果。自2012年秋季至2016年春季,在崇明东滩鸟类国家级自然保护区的试验区构建水稻田,并开展为期3.5年的稻田水鸟研究。本研究得出以下结论:1、提出了用于水鸟保育的稻田地形构建技术2012年秋季-2013年夏季,在崇明东滩鸟类国家级自然保护区的试验区,进行水稻田的构建尝试。经过构建进排水系统、土壤预处理和前后5次水稻种植试验,成功构建了5公顷水稻田。本研究提出了用于水鸟保育的稻田地形构建技术,并申请了发明专利。该技术的核心内容为在水稻田中构建水池单元,水池单元中设置生境小岛,实现多种种植和养殖,在满足水稻生产管理需要的同时,为鸟类提供丰富食物和多样栖息生境。本技术提出的稻田结构单元为正方形,面积0.5-1公顷,包括种植单元(水稻种植区、田埂、围堰)、水位控制单元(进排水渠、小排水渠、水闸)和水池单元(水池单元、生境小岛)。稻田结构单元的水系和道路均与外界连通。2、验证了用于水鸟保育的稻田地形构建技术的水鸟保育效果为验证提出的稻田构建技术的水鸟保育效果,2013年夏季在崇明东滩鸟类国家级自然保护区的试验区依此技术构建了10公顷水稻试验田。2013年秋季至2014年春季,对比工业模式水稻田,开展了一个完整年度的水鸟群落调查,每个季度调查5次,共计15次水鸟调查。水稻试验田和工业模式水稻田各选取1个10公顷的调查样方。水稻试验田共记录到水鸟34种,平均密度为41.87±6.62/ha;工业模式水稻田共记录到水鸟12种,平均密度为2.08±0.45/ha。结果表明,水稻试验田的水鸟种类和密度均极显著高于工业模式水稻田(p<0.001)。本研究提出的用于水鸟保育的稻田地形构建技术,能提高水稻田水鸟的种类和数量,提升水稻田的水鸟保育效果。3、比较了不同模式水稻田的水鸟群落结构差异为验证水稻田模式的改变对水鸟的影响,2014年夏季在崇明东滩鸟类国家级自然保护区的试验区构建了20公顷传统模式水稻田。2014年秋季至2016年春季,对比工业模式水稻田,开展两个完整年度的水鸟调查。每个季度调查5次,共计30次水鸟调查。传统模式水稻田和工业模式水稻田各选择3个调查样方,总面积为2.5公顷。水鸟调查的同时进行生境因子调查,生境因子包括开阔水域面积比例、水深、硬质化面积比例、裸地面积比例、水稻种植面积比例、水稻种植密度等,然后进行水鸟数据和生境因子的相关性分析,确认影响水鸟群落结构的关键因子。两个年度共记录到水鸟43种,2405只/次。传统模式水稻田记录到水鸟39种,2197只/次,平均密度为29.29±3.64/ha;工业模式水稻田记录到水鸟16种,208只/次,平均密度为2.77±0.28/ha。结果表明,传统模式水稻田的水鸟种类和密度均极显著高于工业模式水稻田(p<0.001)。传统模式水稻田的水鸟类群以鸻鹬类(占50.25%)和雁鸭类(占43.38%)为主,鹭类和其他种类较少。工业模式水稻田的水鸟类群以鹭类(占44.71%)、其他类(占32.21%)和鸻鹬类(占21.63%)为主,雁鸭类较少(占1.45%)。利用冗余分析(RDA)进行水鸟数据和生境因子的相关性分析。结果表明,水鸟总密度与明水面面积比例、水深正相关,与水稻种植面积比例、水稻种植密度、硬质化面积比例和裸地面积比例呈负相关;雁鸭类密度与明水面面积比例、水深正相关,与裸地面积比例呈负相关。因此,稻田管理对水鸟保育至关重要。本研究证明了稻田模式的改变影响水稻田的水鸟保育效果,工业模式水稻田取代传统模式水稻田,显著降低了水稻田的水鸟保育效果。水稻田模式的改变,对东亚-澳大利亚鸟类迁徙路线上的水鸟产生了不利影响,是东亚-澳大利西亚鸟类迁飞路线上水鸟数量急剧下降的重要原因之一。本研究具有以下意义:1、为东亚-澳大利西亚鸟类迁飞路线水鸟数量的急剧下降提出了新的解释:工业模式水稻田取代传统模式水稻田,是导致东亚-澳大利西亚鸟类迁飞路线上水鸟数量的急剧下降的原因之一。2、研究了不同模式水稻田的水鸟群落结构及关键影响因子,发现工业模式水稻田取代传统模式水稻田,显著降低了水稻田的水鸟种类和数量,制约了水稻田的水鸟保育效果;提出了稻田管理对水鸟保育至关重要。3、提出了用于水鸟保育的水稻田地形构建技术和水稻田建设与管理技术导则,为提升海岸带水稻田的水鸟保育效果,提供了参照标准和科学指导;为海岸带受损湿地的修复和水鸟栖息地的优化,提供了参考案例。4、本研究开创性地提出利用生态工程手段提升水稻田的水鸟保育效果,理论研究与实际应用相结合,丰富了中国水稻田的水鸟保育研究。