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大鲵(Andrias davidianus)为我国特有珍稀两栖动物,国家二级重点保护动物及CITES公约附录I保护物种。由于过度捕捉和栖息地丧失等原因,野生大鲵资源量急剧减少。目前野生资源仅约7.5万尾,正在急剧减少,且绝大部分藏于人迹罕见的天然洞穴中,急待进行拯救性保护,但关于中国野生大鲵特别是近年来自然繁殖洞穴野生大鲵的研究近乎一片空白。本文主要研究了湖南张家界大鲵国家级自然保护区自然繁殖洞穴野生大鲵资源、繁殖生态需求、饵料状况等内容,旨在为珍稀极危物种大鲵的资源、遗传结构与生态环境评估及保护措施的制定提供急需的科学依据。全文结果如下: (1)为科学确定湖南张家界大鲵国家级自然保护区境内野生大鲵资源现状,2011~2014年采用样线法结合网笼法及访问调查法对保护区进行全面调查,发现保护区内野生大鲵资源已呈不连续点状分布,主要分布于41处与河段相连通的洞穴中,估算出目前保护区内野生大鲵资源量为2793尾。发现保护区内近10年流出过野生稚鲵(大鲵苗)的洞穴10处,桑植院子洞穴2005~2014年间每年冬季连续有稚鲵流出,张家界自然繁殖洞穴出苗时间基本稳定,其中桑植院子洞穴每年12月6日前后开始出苗,持续时间约26 d,永定乌木峪洞穴每年元月20日前后开始出苗,持续时间约20 d。桑植院子平均每年出苗量相对最多,达到822尾/年。出苗季节中上半夜(23:00~3:00)每小时出苗量多于其它时间段。 (2)保护区内5处大鲵自然繁殖水域水质总体较好,鱼类组成单一,共采集到3目6科19种鱼类,以小型鱼类为主。自然繁殖洞穴外溪大型无脊椎动物丰富,共采集到大型无脊椎动物117种,隶属于5门8纲16目59科,其中水生昆虫107种,软体动物3种,甲壳动物2种,环节动物3种,涡虫纲和线虫动物各1种。两年各采样点物种数平均为27种,七眼泉洞穴出水口物种数最多为38种,骡子塔洞穴出水口物种数最少为15种。两年中各采样点大型无脊椎动物密度介于872.2~3511.1 ind./m2之间,平均密度为1802.1 ind./m2,水生昆虫为优势类群,相对丰度97.05%;基于Shannon-Wiener指数和BI生物指数的水质评价结果显示,各洞穴出水口溪流中,乌木峪、院子和七眼泉水质最为清洁,骡子塔和芭茅溪水质稍差,有轻微污染;功能摄食类群分析结果显示各采样点以收集者和捕食者为主要优势类群;K-优势曲线结果表明,除了骡子塔洞穴出水口溪流受到较重的人为影响外,其它采样点基本保持了较高的物种多样性。大鲵出苗期大型无脊椎动物具有较高的多样性,环境敏感类群优势地位明显,通过估算稚鲵营养容纳量推测,洞穴外溪流可为野生稚鲵提供良好的饵料条件,但一些自然繁殖洞穴外溪稚鲵食物可能存在不足的风险,应加强保护区内喀斯特溶洞外溪大型无脊椎动物群落的保护。 (3)张家界自然繁殖洞穴模式要求。①水源:一般洞穴两端与河道均相连;少量洞穴仅出口与河道相连,此类洞穴水源来自于山间岩层积水;②水质良好;③洞穴长度:1~20 km;④地质特点:喀斯特溶洞;⑤觅食区域:溪流外溪饵料丰富;⑥水温常年保持在9.5~20℃之间,周年积温约12500℃·h。 (4)首次观察到稚鲵初次出洞后具有变色现象,由肉色皮肤在暗光下短时间(甚至在6h内)大量合成黑色素而转变成黑色。野生大鲵具有明显的花纹特征,且花纹特征长期稳定。野生大鲵的全长与体重的生长方程为y=0.0077x2.9655(R2=0.9952, n=74)。乌木峪洞穴野生大鲵性成熟平均周年积温125240.7℃·h(5218.36℃·d)。张家界院子、乌木峪洞穴大鲵自然交配开始时间均在9月上旬。 (5)造成湖南张家界大鲵国家级自然保护区近年来野生资源资源减少的主要原因:酷渔滥捕、栖息地环境的严重破坏、局部水质污染与水环境的破坏。保护建议:开展栖息地与自然繁殖场保护、加大执法力度、开展救助救护与增殖放流。 (6)采用大鲵这一中国山区特有物种作为试验材料,探索地质运动和气候变化对物种产生的影响。本文分析了47个样点共512尾野生大鲵的线粒体 DNA(mtDNA)片断、22尾代表性大鲵的线粒体全基因组及2个核DNA的序列。系统发育分析显示,全国大鲵可以划分为四个谱系(A、B、C、D),但其地理和流域分布没有很强的相关性。两个核基因序列变异很小,这四个线粒体DNA谱系拥有相同的核等位基因。本研究中发现大鲵高水平的种内遗传差异,可能是青海青藏高原上新世晚期和早更新世的快速隆升造成的。种群历史分析和生态模型分析显示,这四个谱系经历冰期循环的膨胀或收缩,这表明第四次冰期后期(0.023-0.018 MA)对大鲵种群变化起到了明显的作用。本文为监测和保护大鲵这一濒危和特有物种提供了重要依据。