基于微卫星DNA的神农架川金丝猴遗传结构研究

川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)是我国特有珍稀濒危物种,了解其种群遗传结构和关键影响因素,对该物种的保护具有重要意义。以我国分布最东端的湖北神农架川金丝猴种群为研究对象,基于非损伤性DNA技术和微卫星DNA遗传标记等分子生物学方法及景观遗传参数,探讨了神农架川金丝猴的遗传多样性和遗传结构,旨在为川金丝猴的研究及川金丝猴种群的可持续发展提供理论基础。利用12个多态性微卫星位点,在455份川金丝猴粪便样品中,共检测到62个微卫星等位基因;共鉴定出316个不同川金丝猴个体;种群的平均期望杂合度、平均观察杂合度和多态性信息含量分别为0.626、0.559和0.650;群体间的Nei's遗传距离为0.046—0.139,分化系数为0.015—0.046。结果表明与其他地区川金丝猴种群相比,神农架川金丝猴种群具有较低的遗传多样性水平,种群内部存在遗传分化趋势;结合景观参数分析表明地理距离不是影响神农架川金丝猴群体间遗传距离的主要因素,而生境中的灌丛和草地以及人类活动干扰可能是影响川金丝猴遗传交流的主要因素。     

探秘金丝猴(上)

神农架茫茫原始森林是神秘的,而生活在这片原始森林中的精灵——金丝猴更形成了一个神秘的世界。为了揭开这一神秘面纱,北京大学心理系的几位女科学家走进了神农架深山老林,潜心研究金丝猴八年。她们与金丝猴从相遇、相识到相知、相倚,结下了不解之缘,并将金丝猴社会鲜为人知的精彩、有趣画面展现在我们面前,当我们对这些大山中的小生灵有了一定了解时会有哪些启示呢?     

神农架林区的稀有珍贵动物——金丝猴

湖北省神农架林区有“天然动物园”之称。栖居有各类野生动物达570余种。其中,珍贵、稀有动物就有20多种。近年来,由于有关部门采取有效保护措施,我国特产的金丝猴(见封3)在数量上已有显著增加。 我国金丝猴共分三个亚种:金丝猴、灰金丝猴和黑金丝猴。均属于国家第一类保护的动物。神农架以     

神农架自然保护区川金丝猴食源植物的分布和丰富度

温带地区分布的灵长类动物在食物匮乏的时候容易受到食物不足的胁迫。川金丝猴就是分布于温带区域的灵长类动物之一,因此在不同的季节,食物对其有不同程度的影响。神农架自然保护区是川金丝猴分布的最东缘,该地区的研究对川金丝猴的保护有着非常重要的影响。本文通过对神农架川金丝猴食源植物和栖息环境 的植被调查,来探讨食物的分布和丰富程度对川金丝猴的影响。在神农架川金丝猴分布的核心地区,选择具有代表性的植被类型,按照海拔梯度设置88个样方,基于优势树种和数据分析,我们把川金丝猴的栖息地划分为12 个类型。阔叶林的食源植物种类要高于针阔混交林;而低海拔的类型中提供食源植物的种类要高于高海拔类型。尽管川金丝猴的食谱范围很广,但是它喜食的食物种类分布极不均匀,而且在其不同类型的栖息地内,食源植物的种类和数量随着季节的变化而变化。因此,季节的变化和食源植物的分布不均衡都会影响川金丝猴的取食行为和时间分配。我们建议借助人为改造森林结构,增加食源植物的数量,进而达到保护和扩大川金丝猴种群的目的。     

举世稀有的滇金丝猴

1987年4月,我国首次在云南西北部维西县山区捕获到被认为绝迹的滇金丝猴.这是世界上迄今为止仅有的滇金丝猴活体标本. 素有“中国第二国宝”之称的金丝猴是滇金丝猴、川金丝猴和黔金丝猴的合称,属疣猴科、仰鼻猴属.分布在我国川、甘、陕、贵、滇及陕鄂交界的神农架.主要栖息在海拔3400-4000米的高寒林区.     

湖北神农架国家级自然保护区森林和川金丝猴栖息地的保护成效

自然保护区是保护生物多样性最有效的方式之一,但是近年来自然保护区的保护成效正受到越来越多的质疑,已成为保护生物学研究中急需考虑的问题,也是目前我国自然保护区建设过程中面临的重要挑战。本研究以湖北神农架国家级自然保护区为研究对象,基于该保护区1980年、1990年、2010年、2015年的土地利用数据,结合DEM数据和川金丝猴(Rhinopithecus roxellana hubeiensis)分布及行为特征数据,应用层次分析法(AHP法)和集合种群容量(metapopulation capacity),分析了神农架保护区自建立以来(1980–2015)森林的面积变化、驱动因素以及川金丝猴栖息地面积和破碎化动态格局,论证了神农架保护区对森林和川金丝猴栖息地的保护成效。结果表明,神农架保护区自建立以来,保护区内森林面积增加了34.27%,森林覆盖度由47.94%上升到64.36%,增加了16.42%,其中82.77%的新增森林为灌木林和疏林转变而来;川金丝猴最适宜栖息地面积增加了17.70%,集合种群容量增加了515.17%,最适宜栖息地的破碎化程度显著降低。天然林保护工程(the Natural Forest Conservation Program,NFCP)和退耕还林工程(the Sloping Land Conversion Program,SLCP)实施后,保护区内森林面积增加了23.24%,森林覆盖度增加了12.77%,川金丝猴最适宜栖息地面积增加了14.29%,集合种群容量增加了367.20%。本研究结果表明,神农架保护区在森林和旗舰种栖息地保护方面,均取得了很好的保护成效。     

人为干扰对神农架川金丝猴连通性及遗传多样性的影响

川金丝猴湖北种群是川金丝猴分布的最东缘,现主要分布于神农架国家公园和巴东自然保护区,其作为单独的管理单元,相对较低的遗传多样性、孤立的遗传状态和较小的种群数量,使得该种群面对环境变化脆弱性高。以神农架为研究区域,首先基于物种分布模型获得川金丝猴移动的阻力图层,利用电路理论分析适宜生境连接度;其次,设置道路和旅游两个人为干扰情景,运用最小费用距离模型与电路理论模型,分析道路和旅游活动对川金丝猴移动路径以及对不同亚群内和亚群间连通性的影响;最后,利用CDPOP软件模拟道路对川金丝猴遗传多样性的影响。结果表明:(1)神农架川金丝猴适宜生境分布较集中,生境斑块间存在多个潜在扩散区域;(2)道路改变了川金丝猴往来于南北生境间的最优路径,旅游干扰对川金丝猴移动路径无明显影响,其干扰主要在于川金丝猴对其具有回避性,回避距离为100 m;(3)道路显著降低金猴岭亚群内的连通性,并显著增加了所有亚群间的移动阻力,旅游活动对亚群内和亚群间的连通性无显著影响;(4)川金丝猴种群在150年内的遗传多样性呈下降趋势,道路的影响将加剧遗传多样性下降的程度。基于以上结果本文提出了针对性的保护建议,对于该物种的保护和其他濒危物种的类似研究具有较强的参考价值和借鉴意义。     

利用非损伤性方法评估神农架保护区川金丝猴种群遗传多样性

湖北神农架国家级自然保护区是中国川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)的重要分布区之一,为了更好地了解神农架川金丝猴种群遗传结构,并制定有效的保护对策,采集了该保护区2个川金丝猴种群126份样品,其中分布在大龙潭的人工补食种群粪便样品60份,分布在千家坪的一个小种群粪便样品63份、肌肉样品3份。通过应用线粒体DNA(mtDNA)引物和筛选出的9对近缘微卫星位点成功地进行了川金丝猴种群的遗传多样性和遗传结构分析,同时使用Y染色体相关标记方法进行性别鉴定。结果显示:在24份川金丝猴mtDNA D-loop区401bp序列中,共检测出27个变异位点,定义了20个单倍型,单倍型多样性(h)为0.9820,核苷酸多样性(π)为0.0129;其中有9对微卫星位点能够在117份粪便样品DNA中稳定扩增,2对位点可能偏离Hardy-Weinberg平衡,平均有效等位基因数(Ne)为3.85,遗传杂合度(Ho)为0.7450;多态信息含量(PIC)为0.5950。使用Y染色体标记方法,在58个特有的基因型中检测到18个雄性和40个雌性川金丝猴。微卫星标记和mtDNA D-loop区基因序列均表明神农架川金丝猴存在较丰富的遗传多样性,同时2个取样点川金丝猴种群间出现了明显的遗传分化。     

金丝猴拍摄记

金丝猴是我国特有的珍稀动物。由于分布范围小,种群数量少,被列为国家一级重点保护动物。神农架保护区的金丝猴属川金丝猴,它披着一身金色艳丽的长毛,长着一对蓝宝石般的眼睛,机敏灵活,十分招人喜爱。它们象大山的精灵,常年生活在海拔1800-2700米左右的林莽之中,游人一般很少能见到它们的踪影。保护区的朋友告诉我,拍摄金丝猴     

神农架川金丝猴栖息地优势树种生态位及食源植物

该文采用定量分析法, 研究了湖北神农架千家坪地区川金丝猴 (Rhinopithecus roxellana) 现生栖息地优势树种的生态位宽度、生态位重叠和生态位相似比例, 分析了优势树种生态位对神农架川金丝猴生存的影响。结果如下:1) 在64000m2的样方中, 木本植物255种, 隶属于44科105属, 其中乔木23科51属129种, 灌木22科49属113种, 木质藤本7科9属13种。优势科主要有蔷薇科、樟科、槭树科、忍冬科、壳斗科和四照花科等。2) 生态位宽度在栖息地森林群落乔木层中最高的为红桦 (Betula albo-sinensis) (5.261), 华山松 (Pinus armandii) (4.545) 、巴山冷杉 (Abiesfargesii) (4.289) 和糙皮桦 (Betula utilis) (3.256) 次之;灌木层中最高的为红晕杜鹃 (Rhododendron erubescens) (2.245), 多枝柳 (Salixpolyclona) (2.064) 、华中山楂 (Crataegus wilsonii) (1.508) 和陇东海棠 (Malus kansuensis) (1.453) 次之。3) 主要树种生态位宽度大于1的有30种, 占总数的11.67%, 其中21种是川金丝猴食源植物, 占神农架川金丝猴食源植物总数的10.40%;重要值排名前25位的树种中, 18种为食源植物, 占重要值总和的74.50%。4) 优势种的生态位重叠值在0.4以上的有7对种群;大部分种群的生态位相似性比值在0~0.3之间, 占全部种对的83.82%。结果表明, 神农架川金丝猴栖息地植物组成复杂, 优势种多为食源植物;优势种的生境高度相似、生态位多有重叠、种间竞争较为激烈, 将导致现有栖息地森林群落结构及植物组成发生变化, 食源植物短缺, 甚至栖息地面积缩减等现象, 这些都会影响川金丝猴的生存。因此, 加强保护神农架千家坪川金丝猴现生栖息地森林为川金丝猴创造适宜生存空间迫在眉睫。     

白颈长尾雉繁殖生态的研究

白颈长尾雉以常绿阔叶林、常绿针阔混交林和人工针叶林等3种类型的植被生境为其典型的繁殖地,植物群落乔木层盖度一般均在90％左右。雄鸟的求偶炫耀行为有3种形式,即初发情炫耀、深发情炫耀和交配前炫耀。每天出现两个高峰,上午为7:00—9:00,下午为1:00—3:00。雄雉发情交配过程可分为5个阶段,雌雉产卵过程可分为3个阶段。该雉营地面巢,每窝产卵5～8枚,孵化期为24天。     

邦亮东黑冠长臂猿日食性与活动节律的季节性变化

日食性变化和活动节律是动物行为的重要方面,通过对日食性变化与活动节律的研究,可以了解食物、温度和光照时间等环境因素的变化对动物行为的影响,以及动物在行为上的应对策略。2009 年1 -12 月,在广西靖西县邦亮东部黑冠长臂猿自治区级自然保护区内,采用瞬时扫描取样法对2 群东黑冠长臂猿觅食行为和活动节律进行了研究。结果显示,东黑冠长臂猿的活动和食性在旱季和雨季都具有明显的节律。鸣叫只发生在12:00之前,但旱季的鸣叫时间偏晚。在日节律上,东黑冠长臂猿在离开过夜树后和进入过夜树前各有一个取食高峰,07:00 喜欢取食果实和无花果,16:00 也选择更多的果实,但无花果较少,13:00 - 15:00 取食更多的叶和芽。在10:00 - 12:00,其用于休息和社会活动的时间增加。在雨季,东黑冠长臂猿以果实和无花果为主要食物,并且花大量时间觅食无脊椎动物;但在旱季,其食物以叶和芽为主。与之相适应,东黑冠长臂猿在旱季通过减少移动增加休息来节约能量开支和应对低温,同时它们增加取食的时间以获得等价的能量和营养。雨季时社会行为的比例明显高于旱季,而且其高峰出现在08:00 - 10:00,但旱季社会行为主要出现在11:00 - 14:00。在雨季东黑冠长臂猿没有出现休息高峰,相反在旱季10:00 左右出现一个明显的休息高峰。上述行为节律体现了东黑冠长臂猿对环境季节性变化的良好适应,使其能够在寒冷并且退化的喀斯特森林中生存繁衍。     

浙江清凉峰国家级自然保护区野猪空间分布及活动节律

为了解浙江清凉峰国家级自然保护区内野猪(Sus scrofa)的分布及活动节律,2018年3月至2019年2月,我们利用红外相机技术对其进行了网格化监测。在千顷塘和龙塘山区域总计布设109个红外相机监测点,共计调查39 240个相机日。结果表明,在千顷塘区域,野猪倾向于在落叶阔叶林(拍摄率5.33 ±5.64)和针阔混交林(3.75 ±3.46)活动,而在龙塘山区域,则倾向于针阔混交林(4.32 ±5.21);千顷塘与龙塘山区域野猪各月间的日活动差异指数α均存在极显著差异(P < 0.01),冬季的α值高于其他季节;昼行性指数β的平均值分别为0.870和0.768,显著高于理论值13/24(P < 0.01),表明清凉峰的野猪种群具有明显的昼行性特征,且在冬季的活动时间分配较之其他季节更不均匀。通过核密度估计法分析不同季节野猪的日活动节律发现,保护区内野猪春季有晨昏两个活动高峰(08:00-10:00、17:00-19:00),冬季活动高峰出现在午后(13:00-17:00),其他季节无明显活动高峰。本研究有助于加深对野猪华南亚种生态习性的认知,为保护区的野生动物管理工作提供科学依据。     

同域分布鼬獾和食蟹獴活动节律的比较

为探明同域分布的鼬獾（Melogale moschata）和食蟹獴（Herpestes urva）的日活动节律、时间生态位及其两者共存机制,于2016年12月至2017年12月,在广西弄岗国家级自然保护区开展红外相机监测获取数据,后采用核密度估计（Kernel density estimation）和重叠指数（Coefficient of overlap）对该地区的鼬獾和食蟹獴进行了研究。结果表明：鼬獾属于典型的夜行性动物,其日活动模式为双峰型,活动峰值出现在01：00—05：00和21：00—24：00;与雨季相比,旱季的活动峰值均提前1 h,活动高峰期延长3 h。食蟹獴为典型昼行性动物,其日活动模式为单峰型,活动峰值出现在11：00—18：00,与雨季相比,旱季活动高峰期提前并延长1 h。两者间的日活动模式重叠指数较低（Δ=0.17）,但旱季（Δ=0.22）高于雨季（Δ=0.12）。两者主要通过改变时间生态位来避免对食物资源和领域的竞争,从而实现共存。     

竹巴笼矮岩羊昼间行为节律和时间分配

2008年11月中旬至2009年1月中旬和2009年3月至8月,采用瞬时扫描取样法和目标取样法在竹巴笼自然保护区对矮岩羊的昼间行为节律和时间分配进行了研究,结果表明:矮岩羊的昼间行为活动有明显的节律性,活动高峰出现的时间与矮岩羊昼间取食高峰时间基本一致。取食和卧息是最主要的行为方式,分别占总观察频次的53.83%和27.76%,频次较少的是站立和移动,分别占总观察频次的9.93%和8.24%,其它行为所占频次最少,只有0.24%,昼间2个取食高峰(9:00-11:00, 17:00-19:00)和1个卧息高峰(11:00-16:00),呈现出取食-休息-取食的规律。Kruskal-Wallis H 检验表明,季节因素对矮岩羊取食(P <0.05)、卧息(P <0.05)和其它行为(P <0.05)所占时间影响显著,而对移动(P >0.05)和站立(P >0.05)行为影响不显著。各年龄段之间其它行为所占的时间比例差异显著(P<0.05),而取食(P>0.05)、移动(P>0.05)、卧息(P>0.05)和站立(P>0.05)所占时间比例差异不显著;对比分析不同性别矮岩羊昼间行为时间分配差异,雌性的取食、移动和卧息的时间略高于雄性,而站立和其他行为时间低于雄性;Mann-Whitney U 检验对不同性别矮岩羊昼间的各种行为差异进行分析表明:性别因素对矮岩羊昼间时间分配和行为节律产生一定程度的影响,但差异不显著(P>0.05)。     

神农架大九湖亚高山泥炭湿地水汽通量特征及其与相关环境因子的关系

以神农架大九湖亚高山泥炭湿地为对象,采用涡度相关技术,通过采集湿地水汽通量的年际数据,并进行数据统计和分析,研究水汽通量特征及其与环境因子的关系。结果显示：（1）大九湖泥炭湿地全年蒸散量占降水量的58.59%,能够满足大九湖生态系统水汽循环的需要。（2）大九湖泥炭湿地的水汽通量全年各月份日均变化大多为正值,即释放水汽,表明该地区总体表现为水汽源;在季节尺度上,水汽通量最大值出现在夏季,夏季水汽通量日均变化幅度最大。（3）净辐射月均变化幅度较大,其中夏季净辐射最大,占全年的34.96%。各季节的净辐射与水汽通量均呈正相关,春季、夏季和秋季的拟合效果（R²）均超过0.7,夏季最高（0.8347）,且高于其他同纬度6个地区。（4）除2018年1月外,各月份水汽通量与气温均呈显著正相关,特别是夏季最显著相关,这与夏季植物蒸腾和水分蒸发旺盛有关。（5）气温和净辐射对水汽通量的影响在各季节均显著,但各季节间有所差异。研究表明净辐射在大九湖泥炭湿地水汽循环中的作用大于气温对水汽通量的影响。     

基于森林碳库动态评估神农架国家级自然保护区的保护成效

保护区是维持生物多样性和生态系统功能的最有效方式, 但其保护成效有待提升, 土地利用变化是重要影响因素之一。本研究以神农架国家级自然保护区为对象, 基于神农架地区近20年的调查研究和数据积累, 通过异速生长模型、生物量方程、抽样加权等方法, 对比分析了土地利用方式转变格局下神农架国家级自然保护区森林生态系统地上、地下、凋落物、粗木质残体、土壤有机碳5个碳库动态, 分析论证了20年间(1990-2010)神农架保护区对森林生态系统碳库的保护成效。研究发现, 林地占神农架保护区总面积的92.76%, 其中针叶林(51.85%)、落叶阔叶林(35.11%)及常绿阔叶林(4.47%)3种森林类型合计占林地面积的98.56%。20年间神农架保护区林地面积增加了0.11%, 灌木林地和耕地面积分别减少了8.85%和6.06%。神农架保护区2010年碳储量为24.24 Tg C (22.57-26.62 Tg C), 土壤有机碳和地上碳合计占全部碳储量的90.68%。常绿阔叶林、落叶阔叶林和针叶林3种森林类型碳储量占神农架保护区碳储量的95%。20年间神农架保护区5个碳库碳储量均有所增加, 共固碳25.04 kt C (21.83-29.57 kt C), 固碳率为1.21 kt C/年(1.09-1.48 kt C/年), 其中地上生物量碳库和土壤有机碳库分别增加14.50 kt C (11.81-18.31 kt C)和6.84 kt C。保护区内总碳库碳密度高于保护区外22.37 t C/ha。研究结果表明, 神农架国家级自然保护区在保护森林固碳能力方面取得了一定的成效。     

Seasonal and diurnal biting activities and zoonotic filarial infections of two Simulium species (Diptera: Simuliidae) in northern Thailand

Seasonal and daily biting activity patterns, and natural filarial infections of adult black flies attracted to human bait were investigated at Ban Pang Faen, a rural area in Chiang Mai Province in northern Thailand. Collections were carried out twice a month from 0600 to 18-00 hours from January 2005 to February 2006. Among ten Simulium species collected, S. nodosum and S. asakoae were predominant occupying 57.3% and 37.2% of the total 16,553 females, respectively. These two predominant species showed different patterns in seasonal abundance: majority of S. nodosum (86.7%) were collected in hot season (from mid February to mid May), while most of S. asakoae (74.5%) were collected in rainy season (from mid May to mid October). For the daily biting activity, S. nodosum had two patterns: the main one was unimodal with a peak from 17-00 to 18-00, and the other was bimodal and had the major peak from 1600 to 18-00 and the minor one from 07-00 to 09-00. The pattern of S. asakoae was mostly unimodal with a peak from 06-00 to 10-00. The filarial larvae found in S. nodosum and S. asakoae were morphologically different from each other. The short and thick infective larvae found in S. asakoae differed from all known filarial larvae; it is suggested that they might be a bird parasite, Splendidofilariinae or Lemdaninae. The infection of the mammophilic S. nodosum with large Onchocerca type infective larvae was confirmed in this area. Natural filarial infections were found in each month (except December) in either S. nodosum or S. asakoae or in both. Monthly infection rates with all stages of larvae were 0.6-5.0% for S. nodosum, and 1.0-4.0% for S. asakoae. It is suggested that people in this village are exposed to the risk of infection with zoonotic filariae throughout the year.     

中国中西部3处高山林灌交错区不同植被类型下大中型土壤动物群落特征

高山林灌交错区是植被垂直带谱中的一个重要过渡区域,为探究高山林线附近林灌交错区不同植被类型下大、中型土壤动物群落特征,对贡嘎山、太白山和神农架等3处高海拔林灌交错区内的土壤动物群落进行了调查.共捕获大、中型土壤动物1099只,隶属于3门9纲26目.结果显示:不同植被类型针叶林与灌木林下,土壤动物的总体密度差异不显著;针...     

基于红外相机技术对帚尾豪猪活动节律和时间分配初步观察

2012年8月至2013年7月,采用红外相机技术对广西弄岗国家级自然保护区15 hm^2森林动态监测样地及其周边区域内的帚尾豪猪(Atherurus macrourus)进行观察,采用活动强度指数分析其活动节律和时间分配,探讨月相和环境因子对其活动节律和时间分配的影响。结果表明,不同时间段内帚尾豪猪的活动强度存在极显著差异(t=4. 666,df=23,P=0. 001),活动峰值出现在20:00~21:00和05:00~06:00;夜间主要以移动(63. 2%)和觅食(23. 6%)为主。帚尾豪猪各月份间的时间分配存在极显著差异(t=8. 581,df=11,P=0. 001),旱、雨季间的时间分配存在显著差异(Z=-2. 166,P=0. 03)。各月相间帚尾豪猪出现的频次存在显著差异(χ~2=5. 00,df=1,P=0. 025),以新月期和满月期活动最为频繁,上弦月活动最少。相关性分析表明,活动强度指数与月降雨量、月最高温度及最低温度(R^2=0. 440,R^2=0. 435,R^2=0. 457)都存在显著的负相关,帚尾豪猪最适的活动温区为10℃~26℃。本研究初步掌握了帚尾豪猪在弄岗保护区的活动节律和时间分配,有助于后期理解栖息地和气候变化对其活动的影响。