极危特有种-莽山烙铁头蛇(Protobothrops mangshanensis)多层次多尺度生境选择机制

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong601
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动物的生境选择(Habitat selection)是指动物对可利用生境的挑选,该行为可发生在景观、家域和微生境层次上,因此对“动物与生境”的关系在景观、家域和微生境层次上进行生境选择研究与分析,有助于揭示动物对复杂环境的适应策略。尽管多层次分析方法近年来常用于评估野生动物与生境的关系,但很少有研究在同一层次上同时考虑多个空间尺度和多个时间尺度的影响,这可能会导致对“动物与生境”关系的错误推断。莽山烙铁头蛇(Protobothrops mangshanensis)为我国特有的大型剧毒蛇,其种群数量稀少、地理分布狭窄、处于极危状态,亟需加强保护。对该蛇开展多层次多尺度的生境选择研究,有助于探讨其生境喜好,揭示其生境选择机制,促进该濒危蛇类的科学保护。2016年7月-2020年6月,采用样带调查法并结合自然保护区野外巡护调查,获取莽山烙铁头蛇的分布位点,运用3S技术、“利用-随机”分析法、随机森林模型、广义线性模型和广义线性混合模型等方法,在景观层次(不同空间尺度)、家域层次、微生境层次(不同季节),对该蛇的生境选择机制开展了研究。此外,本研究还在2018年6-9月份,对3条莽山烙铁头蛇成年个体进行了跟踪观察,评估了它们的移动模式和家域大小。主要研究结果如下:(1)通过在2018年6-9月份对3条莽山烙铁头蛇的跟踪观察发现,其最小位移距离为219.6 m,最大位移距离为435.1 m。基于莽山烙铁头蛇的移动情况,本研究选择100 m、200m、300m、400m和500m共5个空间尺度,对该蛇的景观层次生境选择进行研究。当空间尺度为100 m和200 m时,平均树高和针叶林百分比是影响该蛇景观生境选择的重要变量;当空间尺度为300 m、400 m和500 m时,平均树高和平均坡度是影响该蛇景观生境选择的重要变量;另外,当空间尺度为400 m和500 m时,平均海拔也是影响该蛇景观生境选择的重要变量。当空间尺度为200 m时,重要模型的平均支持率(Akaike Weight)最高,故采用该空间尺度研究莽山烙铁头蛇景观层次生境选择较合适。(2)在景观层次上(空间尺度为200m),随机森林模型分析表明,平均树高、平均坡向、平均坡度、平均海拔和针叶林百分比是排名较高的重要生境变量。广义线性模型分析表明,平均树高和针叶林百分比是影响莽山烙铁头蛇景观层次生境选择的重要变量。当平均树高>12 m、针叶林百分比<27%、18°<平均坡度<30°、1000 m<平均海拔<1300 m以及坡向为阳坡和半阳坡时,莽山烙铁头蛇的预测值较高(>0.5)。(3)通过对3条莽山烙铁头蛇为期近4个月的追踪,由最小凸多边形法(Minimum Convex Polygon,MCP)计算得知,该蛇的家域大小为 3.9±2.3 hm2。在家域层次上,随机森林模型分析表明,该蛇生境选择的重要预测变量为距溪沟距离、距人为干扰距离、距灌木距离、距树冠间隙距离和距乱石堆距离。广义线性模型分析表明,距溪沟距离和距树冠间隙距离是影响该蛇家域层次生境选择的重要变量。当距溪沟距离<48 m、距林冠间隙>52 m、距乱石堆距离<46 m、距灌木距离<47m、90m<距人为干扰距离<117m时,该蛇的预测值较高(>0.5)。(4)影响莽山烙铁头蛇微生境层次生境选择的主要因素随季节发生变化:春季时,该蛇喜欢选择倒木盖度、灌木盖度、草本盖度、岩石盖度较大,而郁闭度较小的生境;夏季时,该蛇喜欢选择倒木盖度、灌木盖度、落叶盖度较大,小树棵数较多,而岩石盖度较小的生境;秋季时,该蛇的出现与较高的灌木盖度、倒木盖度、大树棵数、草本盖度和细木质残体盖度有关。季节是影响该蛇与微生境关系的重要因素,对于每一个微生境变量,利用样方与随机样方之间至少在一个季节上存在显著性差异(P<0.05)。(5)在微生境层次上,将莽山烙铁头蛇春季、夏季和秋季微生境数据汇总为一个数据集后分析发现,灌木盖度、倒木盖度、岩石盖度、草本盖度、小树棵数、大树棵数和郁闭度是排名较高的重要预测变量。广义线性混合模型分析表明,倒木盖度、灌木盖度、草本盖度、大树棵数和小树棵数是影响该蛇微生境选择的重要变量。当倒木盖度>22%、灌木盖度>30%、草本盖度>18%、大树棵数>16棵、小树棵数>10棵、郁闭度<76%或>87%、10%<岩石盖度<17%、或当岩石盖度>26%时,该蛇的预测值较高(>0.5)。本研究显示,多层次多尺度分析可有序地揭示莽山烙铁头蛇与其生境的关系。景观层次上,影响莽山烙铁头蛇生境选择的重要因素随选取的空间尺度的变化而变化,空间尺度为200 m时研究该蛇的景观层次生境选择较为合适;家域层次上,该蛇的生境选择主要与距溪沟距离和距树冠间隙距离有关;微生境层次上,季节是该蛇生境选择的重要影响因素,不同季节该蛇与微生境的关系不同。根据研究结果,提出如下保护建议:(1)在景观层次上,保护原生阔叶林,科学管理次生植被;控制针叶林面积,使破碎的斑块镶嵌体逐渐趋向于连续的整体;科学选择人工繁育地点和野外放归地点。(2)在家域层次上,保持溪流的流量和自然分布,使溪流发挥应有的生态功能;保护乔木林冠,提高莽山烙铁头蛇迁移效率;注重对乱石堆及周围生境的管理和监测。(3)微生境层次上,加强对重要微生境要素的保护,关注微生境选择的季节性变化。
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森林景观连接度是森林景观生态过程和功能的测量指标,对森林生态系统中一些关键物质或能量的交换过程有重要影响。科学地评价森林景观连接度,确定起关键连接作用的森林景观组分,为景观尺度上的多功能森林经营提供重要的技术支撑。基于生态网络模型的连接度指数是评价景观连接度的重要方法,确定森林景观网络模型中的节点和边的连接距离阈值,以及时空变化下的森林景观连接度重要性评价是当前亟待解决的关键技术难题。本文以壶瓶山