青藏高原东缘高原鼢鼠(Myospalax baileyi)种群动态研究

来源 :甘肃农业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:juliediar
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高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是青藏高原优势地下啮齿动物,在草地生态系统能量流动和物质循环中扮演着重要角色,被誉为“高寒草地生态系统工程师”。但是,当高原鼢鼠种群密度超过环境容量,导致草地鼠害发生,造成草地生产力下降和水土流失。多年来针对高原鼢鼠危害主要采用弓箭捕杀或药物毒杀控制其危害,这种防控策略忽视了高原鼢鼠在高寒草地生态系统中的多重功能,不利于草地生物多样性保护和生态系统健康。草地鼠害发生与害鼠种群动态变化密切相关。种群动态包括种群数量动态和时空分布动态。了解草地害鼠种群动态变化进而采取种群密度调控而非简单灭杀是防治草地鼠害和实现生物多样性保护的关键。但是,目前国内对高原鼢鼠较大时空尺度种群动态研究报道较少。鉴于此,本研究从高原鼢鼠种群空间地理分布和种群数量变化两个方面开展。在种群空间分布研究中,基于地理尺度调查了青藏高原东缘青海、甘肃和四川3省的高原鼢鼠分布区,采用BioMod2平台提供的多种物种分布模型,研究高原鼢鼠的地理分布范围及其环境影响因子、潜在分布区、气候变化对分布区的影响;基于微生境尺度选择地理尺度所调查的一个区研究高原鼢鼠的空间分布格局,并利用地统计学方法分析不同环境因子对高原鼢鼠分布的影响。在种群数量动态研究方面,选择微生境尺度调查区连续6年(2014年2019年),采用标志重捕法分别于春季和秋季监测高原鼢鼠种群数量,同期调查气候和植物群落数量特征,分析高原鼢鼠种群数量年际变化动态及其与环境因子的关系,估计高原鼢鼠种群生态寿命。本研究结果可为今后制定高寒草地啮齿动物防控策略和生物多样性保护提供理论基础和科学依据。主要研究结果如下:1.地理尺度调查发现高原鼢鼠主要分布在100°103°E,33°36°N,海拔3 5004 000 m,年均温度-1℃2℃,年降雨量500600 mm以及土壤容重0.81.0 g/cm3的高寒草甸区。高原鼢鼠现实分布区主要在青海省海北藏族自治州东部、海南藏族自治州东南部、果洛藏族自治州东部,甘肃省甘南藏族自治州的西南部以及四川省阿坝藏族自治州北部和甘孜藏族自治州南部。基于随机森林模型(RF)预测的高原鼢鼠潜在分布区总面积为27.32×104 km2,约占青藏高原天然草地面积的19.51%,主要分布在青海省东部、甘肃省甘南藏族自治州以及四川省西北部地区,各地区的潜在分布面积分别为13.04×104 km2、6.02×104km2和8.27×104 km2。2.地理尺度下影响高原鼢鼠分布的主要环境因子是年降水量和土壤容重。以土丘数量作为高原鼢鼠分布偏好的指标,发现高原鼢鼠分布与年降水量和010 cm土壤水分表现出显著的正相关关系(r=0.403,P=0.034;r=0.495,P=0.007),与010 cm土壤容重呈显著的负相关关系(r=-0.597,P=0.001),与其他环境因子均无显著相关关系。选取年降水量、010 cm土壤水分和010 cm土壤容重与高原鼢鼠分布进行多元线性逐步回归分析,最优回归方程为Y=0.19X1-150.22 X2+115.25(X1为年降水量,X2为土壤容重)。3.微生境尺度调查发现高原鼢鼠土丘呈聚集分布,影响其分布的主要因子是杂类草和莎草科丰富度。交方差函数分析表明,高原鼢鼠土丘分布与土壤水分、植物地上和地下生物量、根系粗蛋白含量、根系粗脂肪含量、杂类草丰富度表现出正的空间关联性,与土壤容重、莎草科丰富度和禾本科丰富度表现出负的空间关联性。Mantel检验发现莎草科丰富度与高原鼢鼠土丘分布呈现显著的负空间关联性(P=0.042),杂类草丰富度与高原鼢鼠土丘分布存在显著的正空间关联性(P=0.046)。4.未来气候变化与高原鼢鼠潜在分布面积变化密切相关。在RCP2.6情景下,2050s和2070s青藏高原东缘温度分别上升了2.1℃和2.0℃,相比于当前高原鼢鼠潜在分布面积,2050s高原鼢鼠潜在分布面积增加了2.33%,2070s高原鼢鼠潜在分布面积减少了3.60%;在RCP4.5情景下,2050s和2070s青藏高原东缘温度分别上升了2.7℃和3.0℃,2050s和2070s高原鼢鼠潜在分布面积相比于当前分布面积分别增加了11.86%和9.32%;在RCP8.5情景下,2050s和2070s青藏高原温度分别上升了3.4℃和4.6℃,2050s和2070s高原鼢鼠潜在分布面积相比于当前分布面积分别增加了11.74%和11.60%。5.微生境尺度下,高原鼢鼠年际间种群数量呈现波动变化,但总体呈下降趋势。高原鼢鼠种群数量从当年春季至秋季总体呈增加趋势,从秋季至次年春季总体呈降低趋势。高原鼢鼠种群数量变动主要受到气温的影响。灰色关联分析表明,春季高原鼢鼠种群数量与环境因子的关联度依次为年均气温(0.43),最高气温(0.35)、最低气温(0.31)、杂类草地下生物量(0.27)、降水量(0.24)、禾本科地下生物量(0.21)和莎草科地下生物量(0.13);秋季高原鼢鼠种群数量与环境因子的关联度依次为年均气温(0.50)、杂类草地下生物量(0.46)、莎草科地下生物量(0.40)、最高气温(0.37)、最低气温(0.34)、禾本科地下生物量(0.30)和降水量(0.28)。6.高原鼢鼠雌性个体的平均生态寿命(28.17±9.02月)高于雄性个体的平均生态寿命(23.20±8.87月),但两者之间无显著性差异(t9=-0.916,P=0.384)。雄性最长寿命为34个月,最短寿命为12个月,大部分雄性个体的寿命在24个月左右;雌性最长寿命为41个月,最短寿命为17个月,大部分雌性个体寿命在22个月左右。综上所述,本研究发现高原鼢鼠主要分布于青藏高原东缘的高寒草甸区。通过地理尺度和微生境尺度相结合的方法,发现非生物和生物因子共同影响高原鼢鼠栖息地选择,主导因子是年降雨量、土壤容重和杂类草丰富度。在青藏高原东部气候暖湿化的背景下,高原鼢鼠潜在分布面积有扩大趋势。高原鼢鼠种群数量波动主要受年平均气温影响,与其它环境因子关系不密切,其生态寿命约为2224个月。
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