高原鼠兔跑道对高寒草甸退化斑块扩大与连通的影响

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)的活动会在退化高寒草甸草地上形成退化斑块,退化斑块的连通会导致高寒草甸破碎化,对高寒草甸完整性造成严重影响。本研究使用无人机拍摄不同刈割强度和鼠兔密度处理下高寒草甸图像,解译出退化斑块和高原鼠兔跑道。从地理信息系统中获得退化斑块面积信息,计算跑道连通性指数,识别高原鼠兔跑道在高寒草甸退化过程中的作用,确定高原鼠兔干扰活动对高寒草甸影响的临界条件。结果表明:高密度高原鼠兔处理的鼠兔跑道数显著增加(P0.05);退化斑块面积增量与连通性指数呈显著正相关(P0.05);高原鼠兔洞口数对鼠兔密度的处理不敏感(P0.05);随着退化斑块面积的增加,高原鼠兔洞口数显著减少(P0.05),高原鼠兔跑道连通性指数呈抛物线变化;高原鼠兔跑道是导致高寒草甸退化斑块扩大的原因之一,也会加速高寒草甸退化斑块的连通;当退化斑块面积达到临界值21%时,高寒草甸破碎化程度加剧。     

高原鼠兔干扰下高寒草甸植物功能群分布与土壤因子的关系

为阐明高原鼠兔干扰下高寒草甸植物功能群分布及其与土壤因子的关系,以高原鼠兔有效洞口密度代表其干扰强度,在青藏高原东缘高寒草甸选择3个不同干扰强度的高原鼠兔栖息区,调查植物群落结构和土壤理化性质,并分析高原鼠兔干扰下二者之间的关系.结果表明:(1)随高原鼠兔干扰强度增加,植物群落平均高度增加、盖度下降;(2)植物功能群多样性指数下降,其中莎草科和杂类草功能群多样性指数下降显著;(3)土壤有机质和全磷含量显著增加,土壤pH和土壤紧实度显著下降(P<0.05);(4)通过冗余分析和偏冗余分析,土壤化学因子(土壤全磷和全钾)的总效应和净效应达到极显著水平,表明高原鼠兔干扰下高寒草甸植物功能群分布与土壤全磷和全钾含量显著相关(P<0.05).     

高原鼠兔对高寒沼泽草甸土壤呼吸的干扰

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)的穴居和啃食活动改变土壤养分含量、微生物群落、团聚体结构和孔隙度, 干扰生态系统土壤CO2排放, 对生态系统碳循环产生重要影响。为了研究高原鼠兔干扰下的高寒沼泽草甸土壤呼吸动态, 实验设计了高原鼠兔实验组和自然对照组, 采用LI-8100A土壤呼吸测量系统在2018年的生长季监测了高原鼠兔干扰下的土壤呼吸、土壤温度及土壤含水量, 分析了高原鼠兔对高寒沼泽草甸土壤呼吸的影响。实验发现: (1)在高原鼠兔活动干扰下土壤呼吸速率增加了9.58%(高原鼠兔实验组的土壤呼吸速率值为5.27 µmol·m-2·s-1, 自然对照组为5.22 µmol·m-2·s-1, P<0.05), (2)在高原鼠兔干扰下高寒沼泽草甸土壤呼吸对土壤温度的敏感程度(Q10)降低了21.02%; (3)土壤呼吸变化深受5 cm土壤温度变化的影响(P<0.05)。研究结果表明高原鼠兔活动深刻干扰高寒沼泽草甸土壤呼吸, 影响高寒沼泽草甸生态系统碳循环。因此, 在全球气候变暖的背景下, 加强高原鼠兔活动对高寒沼泽草甸土壤碳排放的干扰研究具有重要的科学与现实意义。     

高寒草甸生态系统优势鼠种高原鼢鼠(Myospalax baileyi)和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)种群空间格局的研究

本文研究于1983年7—8月,1985年8—10月期间,在中国科学院高寒草甸生态系统定位站进行。应用概率分布的方法研究小哺乳动物的种群空间格局,取得了与实际观察相吻合的结果。这项工作将为定量描述哺乳动物种群数量的空间配置做出尝试。 主要结果为: 1.高原鼢鼠和高原鼠兔(以下简称鼢鼠,鼠兔)的空间格局适合负二项分布,截尾负二项分布。 2.鼢鼠在空间的聚集强度高于鼠兔。 3.鼢鼠在高寒草甸和灌丛中的聚块面积分别为0.75公顷和1公顷以上;鼠兔均为0.5公顷。 4.大雪后(低密度鼠兔种群),鼠兔的空间格局呈随机分布,鼢鼠的格局不变,聚集强度均有下降。 5.两种动物空间分布总体上呈正相关,低密度样本与此相同;高密度样本为负相关。     

高寒草甸不同扰动斑块植物功能群和根土复合体特征变化研究

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)活动在高寒草甸上会形成各种类型扰动斑块, 扰动斑块类型的转变是导致草地退化的原因之一。目前, 斑块类型发生转变的关键影响因子尚不清楚, 因此, 对高寒草甸活动斑块、非活动斑块和恢复斑块三个扰动斑块类型植物功能类群结构、根土复合体特征和斑块分布特征进行研究, 旨在探讨斑块类型发生转变的主要因子, 说明高寒草甸退化机理。研究结果表明, 高寒草甸中活动斑块土壤表层由于放牧和高原鼠兔活动扰动强度大, 无法形成稳定的植物群落, 非活动斑块的植物群落处于次生演替早期阶段, 但是恢复斑块已具备高寒草甸优势种莎草科植物生长的基本条件。退化高寒草甸中活动斑块与非活动斑块呈现镶嵌性分布, 而恢复斑块相对独立没有镶嵌性分布现象。造成高寒草甸干扰斑块类型转变的主要原因是高原鼠兔活动强度由间歇性干扰转变为持续干扰的结果。     

青藏高原东缘高寒草原有毒植物分布与高原鼠兔、高原鼢鼠的相关性

青藏高原高寒草原生态系统是我国特有的生态系统类型,由于受到人为破坏的影响,目前该地区草原生态系统功能退化,优良牧草减少,有毒植物蔓延。高原鼠兔(Ochotona curzoniae)和高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是青藏高原东缘高寒草原中最重要的两种小型哺乳动物,其采食行为和挖掘洞穴的生活特性必然对生态系统产生影响,但其与有毒植物之间的互作关系尚未揭示。基于此,在甘肃省玛曲县河曲马场自然生长的高寒草原生态系统中开展了有毒植物的分布与高原鼠兔、高原鼢鼠之间的相关性研究。结果表明,该高寒草原生态系统中分布有毒植物27种,分属于菊科、豆科、毛茛科等11科。在此基础上,测定了该地区有毒植物的生物多样性指数、均匀度指数和丰富度指数,并探究了单位面积条件下有毒植物的分布特征与高原鼠兔和高原鼢鼠种群密度之间的相关性,发现该地区高寒草原有毒植物的蔓延与高原鼠兔的密度之间存在密切的负相关关系(P0.05),而与高原鼢鼠的相关性不显著(P0.05)。     

高原鼢鼠四肢骨的进化适应性分析

通过对比分析了高寒草甸生态系统的高原鼢鼠(Myospalax baileyi)、高原鼠兔(Ochotona curzoniae)及根田鼠(Microtus oeconomus)的四肢骨,结果表明,地下啮齿动物高原鼢鼠的四肢骨比地面种类高原鼠兔和根田鼠的对应骨骼粗壮,显示其较强的挖掘能力。与挖掘效率相关的尺骨挖掘动力臂系数,高原鼢鼠为0.3617,而高原鼠兔和根田鼠不到0.17。高原鼢鼠与其他两物种的四肢骨重量分布也明显不同:高原鼢鼠的前肢骨重量超过后肢骨,而高原鼠兔及根田鼠则正好相反;高原鼠兔及根田鼠的桡尺骨重量在四肢骨中最低,而高原鼢鼠的桡尺骨重量在四肢骨中则最高。这些特征反映了地下啮齿动物为了适应地下生活方式,其四肢骨骼系统已经发生了显著变化,这对于研究地下啮齿动物的进化适应性问题具有重要意义。     

高原鼢鼠干扰强度对祁连山东段高寒草甸大型土壤动物功能群特征及空间分布的影响

为明晰高原鼢鼠干扰对大型土壤动物类群分布和功能群特征影响,选取祁连山东段高原鼢鼠典型分布高寒草甸,依据鼠丘密度将研究区划分4个干扰梯度,调查各干扰区植物、群落结构、土壤理化性质和大型土壤动物功能群组成。采用冗余分析方法探讨植物土壤因子对土壤动物功能群组成和分布的影响。结果表明：研究区植食性土壤动物为优势功能群,极重度干扰区植食性功能群丰富度和Shannon多样性指数显著高于中度和重度干扰区(P<0.05);高原鼢鼠干扰对高寒草甸土壤动物群落稳定和相似性影响较小;冗余分析表明土壤温度、紧实度、全氮和全钾以及莎草科生物量和植物物种均匀度均显著影响高寒草甸土壤动物功能群的空间分布(P<0.05),其中土壤温度对土壤动物功能群分布影响最为显著。     

高寒草甸生态系统中高原鼠兔和高原鼢鼠的捕食风险及生存对策

调查青藏高原高寒草甸生态系统中两种主要啮齿动物及其天敌动物的种群密度,分析天敌动物对两种啮齿类的捕食方式、捕食强度,探讨啮齿类动物的捕食风险及生存对策。研究结果表明,高原鼠兔和高原鼢鼠的种群密度分别为4．97只／hm^2和10．6只／hm^2,而它们的主要天敌赤狐、艾虎和香鼬的种群密度分别为0．16只／100hm^2、0．37只／100hm^2、3只／100hm^2。艾虎和香鼬在取食过程中主要搜寻啮齿类的洞道系统,全部食物几乎都来源于洞道系统内;赤狐或取食地面活动的鼠兔,或挖掘洞口待高原鼢鼠封闭洞口时取食猎物。高原鼠兔在赤狐、艾虎和香鼬的食物中所出现的频次分别为100％、96．1％、100％,高原鼢鼠在3种天敌动物的食物中所出现的频次分别为87．5％、73．2％、0％。3种天敌动物对高原鼠兔和高原鼢鼠的捕食强度分别为0．703％和0．038％,高原鼠兔和高原鼢鼠所承受的捕食风险分别为0．780和0．393。高原鼠兔在高的捕食风险下通过行为对策和繁殖对策增加其适合度,而承受捕食风险较小的高原鼢鼠主要通过封闭的洞道系统和高的存活率增加其适合度。     

青藏高原高原鼠兔活动节律监测方法研究

高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)是高寒草甸生态系统特有物种和关键物种,其挖掘觅食等活动行为直接影响本地高寒草甸的健康状况和持续发展。以有效洞口调查为代表的传统人工观察方法很难连续数天观察,造成可获取数据量小、效率较低,导致高原鼠兔行为生物节律研究数据采集困难。因此本文构建了融合图像自动采集、优化数字图像处理算法和智能识别技术的高原鼠兔监测系统,可无接触、数字化、连续性监测高原鼠兔行为活动。首先,考虑高原鼠兔活动节律监测需求,在青海省河南蒙古族自治县克旗河滩布局并划分了面积为25 m×30 m的实验小区;其次,监测实验区域,获取高原鼠兔全周期活动节律数据;最后提出基于改进帧差法的高原鼠兔目标自动识别策略。实验结果显示,本文设计的监测系统可在自然环境下完成高原鼠兔活动数据采集,基于改进帧差法的高原鼠兔目标自动识别策略精准率、召回率、F₁值分别为87.20%、83.37%、0.85,可准确获取高原鼠兔详细的活动节律信息。活动节律分析结果表明,高原鼠兔地面活动高峰期在10:00时和16:00时,夜晚无活动,属于白昼型动物。青藏高原鼠兔活动节律监测方法可有效提...     

祁连山东段高原鼢鼠对高寒草甸危害评价

为了客观评价高原鼢鼠(Myospalax baileyi)对高寒草甸的危害程度,在祁连山东段研究了高原鼢鼠不同种群密度与草地质量之间的关系,共设置了3个高原鼢鼠种群密度梯度,调查了3个危害等级变量(鼠丘数、鼠丘面积和鼠丘产草量)和6个生境变量(草地产草量、总盖度、可食牧草产量、植被组成、土壤水分和土壤紧实度),通过One-Way ANOVA检验法研究这些因子与高原鼢鼠危害程度的关系。结果表明:在设置的3个种群密度梯度下,草地产草量、总盖度、可食牧草产量和鼠丘产草量无显著性差异;草地植物群落结构、新鼠丘面积占调查区面积的比例无显著性差异,除高原鼢鼠采食深度(0—20 cm)外,3个种群密度区土壤紧实度无显著性差异,而0—30 cm处土壤水分存在显著性差异,说明本研究中不同高原鼢鼠种群密度区的草地质量没有显著性差异。此外,研究结果表明调查样地大小与危害评价有着密切关系,在高寒草甸区,单个样方调查面积以0.5 hm~2以上为宜。     

高原鼠兔干扰对高寒草甸植物多样性与土壤养分间关系的影响

高原鼠兔干扰虽然能够改变高寒草甸植物多样性与土壤养分含量,但植物多样性与土壤养分间的关系对高原鼠兔干扰的响应尚不清晰。利用高原鼠兔有效洞口密度将高原鼠兔干扰程度划分为T_1(7个/625 m~2)、T_2(12个/625 m~2)、T_3(22个/625m~2)、T_4(38个/625 m~2)4个水平,运用RDA冗余分析法研究了高原鼠兔不同干扰程度下高寒草甸植物多样性与土壤养分间的关系。结果表明:随着高原鼠兔干扰水平的增加,优势种高山嵩草(Kobresia pygmaea)的重要值先增加后降低,而伴生种小花草玉梅(Anemone rivularis var.flore-minors)和莓叶委陵菜(Potentilla fragarioides)的重要值先降低后增加;当高原鼠兔干扰水平从T_1到T_2时植物多样性指数变化不显著,而高原鼠兔干扰程度超过T_2时则植物多样性指数具有降低趋势;土壤全氮和硝态氮含量随高原鼠兔干扰水平增加而降低,而土壤铵态氮含量则降低后增加,土壤有机碳和全磷先增加后降低;多样性指数与0—10cm土壤深度硝态氮、10—20cm土壤深度全钾间的相关性从T_1到T_3时为正相关,而到T_4时则变为负相关,而与0—10cm土壤深度全氮的相关性则表现T_1到T_3时为负相关,T_4时为正相关,与铵态氮间相关性只有T_1时为负相关,这说明高原鼠兔干扰改变了植物多样性与土壤养分间的关系,其变化阈值介于T_2和T_3。     

Functional difference of malate-aspartate shuttle system in liver between plateau zokor (Myospalax baileyi) and plateau pika (Ochotona curzoniae)

To explore the adaptive mechanisms of plateau zokor (Myospalax baileyi) to the enduring digging activity in the hypoxic environment and of plateau pika (Ochotona curzoniae) to the sprint running activity, the functional differences of malate-aspartate shuttle system (MA) in liver of plateau zokor and plateau pika were studied. The ratio of liver weight to body weight, the parameters of mitochondria in hepatocyte and the contents of lactic acid in serum were measured; the open reading frame of cytoplasmic malate dehydrogenase (MDH1), mitochondrial malate dehydrogenase (MDH2), and the partial sequence of aspartate glutamate carrier (AGC) and oxoglutarate malate carrier (OMC) genes were cloned and sequenced; MDH1, MDH2, AGC and OMC mRNA levels were determined by real-time PCR; the specific activities of MDH1 and MDH2 in liver of plateau zokor and plateau pika were measured using enzymatic methods. The results showed that, (1) the ratio of liver weight to body weight, the number and the specific surface of mitochondria in hepatocyte of plateau zokor were markedly higher than those of plateau pika (P < 0.01 or P < 0.05), but the content of lactic acid in serum of plateau pika was significantly higher than that of plateau zokor (P < 0.01); (2) MDH1 and MDH2 mRNA levels as well as their enzymatic activities in liver of plateau zokor were significantly higher than those of plateau pika (P < 0.01 or 0.05), AGC mRNA level of the zokor was significantly higher than that of the pika (P < 0.01), while no difference was found at OMC mRNA level between them (P > 0.05); (3) mRNA level and enzymatic activity of MDH1 was significantly lower than those of MDH2 in the pika liver (P < 0.01), MDH1 mRNA level of plateau zokor was markedly higher than that of MDH2 (P < 0.01), but the activities had no difference between MDH1 and MDH2 in liver of the zokor (P > 0.05). These results indicate that the plateau zokor obtains ATP in the enduring digging activity by enhancing the function of MA, while plateau pika gets glycogen for their sprint running activity by increasing the process of gluconeogenesis. As a result, plateau pika converts the lactic acid quickly produced in their skeletal muscle by anaerobic glycolysis and reduces dependence on the oxygen.     

高原鼠兔干扰对高寒草甸β多样性的影响

β多样性反映生物群落沿某一环境梯度的物种周转速率, 该研究尝试采用β多样性揭示植物群落随小型啮齿草食动物干扰梯度变化的生态过程。该研究利用野外随机样地的采集数据, 分析了高原鼠兔(Ochotona curzoniae)不同干扰强度下Whittaker指数的变化特征, 并利用群落二元丰富度的方差分解法, 确定了单个物种(SCBD)和单个干扰位点(LCBD)对β多样性的贡献。主要结果: 随高原鼠兔干扰强度增加, 植物群落内物种周转速率呈先增加后降低的趋势; 占据位点数居中的物种对区域内的β多样性贡献较大, 其中冰草(Agropyron cristatum)、臭蒿(Artemisia hedinii)、小花草玉梅(Anemone rivularis var. flore-minore)等单个物种对整个区域内β多样性的贡献最为突出; 整个区域内干扰位点T₀ (高原鼠兔干扰强度为0)对区域β多样性贡献值最大, LCBD值和该位点的群落丰富度呈显著负相关关系, 但与高原鼠兔干扰强度无显著关联。说明重点保护LCBD值高的干扰位点所在的高寒草甸, 以及SCBD值较高的冰草、臭蒿、小花草玉梅, 对保护高原鼠兔存在时高寒草甸植物群落多样性具有重要意义。     

高原鼢鼠对高寒草甸植被特征及生产力的影响

本研究结果表明,高原鼢鼠栖息10年的斑块,植物群落的物种数减少,植物物种多样性指数下降,地上、地下总生物量显降低,单子叶和可利用双子叶植物生物量极显减少,但不可利用双子叶植物生物量显增加。高原鼢鼠去除5年后,斑块内植物群落的单子叶植物物种数增加,而双子叶植物下降,植物群落物种多样性指数下降,地上、地下总生物量显增加,单子叶和可利用双子叶植物生物量增加极显,不可利用双子叶植物生物量显降低。高原鼢鼠栖息10年的斑块,净初级生产量较未栖息地区减少68.98%。高原鼢鼠去除5年后,净初级生产量增加,但仅达到未栖息地区的58.69%。     

放牧条件下高原鼠兔扰动对高寒草甸植物群落特征的影响

在高寒草甸生态系统中,大型草食动物放牧是重要的管理方式之一,对草地生物多样性起着关键的驱动作用。高原鼠兔是高寒草甸生态系统中生物多样性的重要组成成分,对生态系统的食物网结构以及其功能与稳定性起着关键作用。探明放牧条件下高原鼠兔扰动对高寒草甸的影响,对于高寒草甸建立合理的放牧提供理论依据,为鼠害的防治提供科学依据有一定的现实意义。2017年5—9月在青海省海北州祁连县矮嵩草草甸,以高原鼠兔为研究对象,通过小区控制研究放牧条件下高原鼠兔扰动对高寒草甸植物功能群植物特征的影响。结果显示高原鼠兔扰动降低了除杂类草以外的各植物功能群的高度;同时显著降低了禾本科、豆科功能群盖度及总盖度,而杂类草功能群的盖度有增加的趋势。另外,我们的结果也发现高原鼠兔扰动对各植物功能群生物量和重要值的影响不显著。该研究表明放牧条件下高原鼠兔扰动在一定程度上对杂草群落特征具有积极的作用,对其它功能群的群落特征具有抑制作用。