神农架川金丝猴栖息地植物区系特征及食物资源研究

2008年春季我国南方特大冰雪灾害,给受灾林区的森林生态系统及野生动物造成了巨大影响。神农架是川金丝猴分布的最东端,也是重灾区之一。该文基于灾前两年的实地调查资料,对神农架川金丝猴栖息地植物区系进行分析,以期为灾后生物多样性的检测评估及川金丝猴栖息地恢复建设提供依据。实地调查发现,川金丝猴栖息地内木本植物共有255种,隶属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;据统计在栖息地内共有31科58属85种川金丝猴的食源植物。该区植物区系中温带分布性质的属占优势,有58个,占属数的56.30%;热带分布性质的属有22个,东亚和中国特有分布成分共有23个属,分别占属数的21.36%和22.33%;显示了该区地处亚热带与温带的过度性质。还统计了栖息地食源植物区系谱,分析了该区域食源植物特点。     

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。     

山西历山国家级自然保护区猕猴栖息地优势树种生态位特征

采用Shannon生态位宽度指数和Levins生态位重叠指数计算法,分析了历山国家级自然保护区猕猴栖息地森林22个主要优势树种(包括12种乔木和10种灌木)的生态位特征。结果表明:(1)乔木层中生态位宽度最大的为鹅耳枥(3.477),其次为千金榆(3.340)、野核桃(3.194)和蒙古栎(3.123),最低为榆树(1.039);在灌木层中连翘的生态位宽度(3.491)最大,三裂绣线菊(3.017)、珍珠梅(1.938)、胡颓子(1.759)和葱皮忍冬(1.593)次之,大花溲疏(1.131)最低,说明它们具有较好的环境适应性,在竞争中占有优势地位;(2)22个优势种的生态位普遍产生重叠,但重叠程度均较小,优势种生态位相似性为0.10~0.30,表明历山猕猴栖息地优势种间竞争并不激烈;(3)生态位重叠与生态位宽度之间的关系并不是绝对的正相关,这可能是由物种所处生境的异质性决定的。     

鄂西南木林子常绿落叶阔叶混交林恢复过程中优势树种生态位动态

运用Shannow-wiener生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,分析了鄂西南木林子常绿落叶阔叶混交林恢复过程中优势树种生态位动态。结果表明:大穗鹅耳枥(Carpinus fargesii)、四照花(Cornus kousa var.Chinensis)、青冈(Cycloblanopsis glauca)生态位总宽度较大,且在5个不同恢复时期均有分布。恢复期14a、35a、60a、85a和110a生态位宽度最大的树种分别为白马桑(Weigela japonica var.sinica)、大穗鹅耳枥、四照花、光皮桦(Betula luminifera)和尾叶冬青(Ilex wilsonii)。随着群落的恢复,优势落叶树种生态位宽度表现出下降趋势,优势常绿树种则呈上升趋势。当恢复到顶极群落阶段,乔木层常绿和落叶树种生态位接近,灌木层常绿灌木占据较大生态位。随着群落的恢复,优势落叶树种与其它树种的生态位重叠值呈波动性下降趋势,优势常绿树种表现为波动性上升趋势,群落全部树种间生态位重叠程度呈小幅度波动性下降趋势。相同或相似生活型的演替早期种间的高生态位重叠,意味着种间对资源利用的相似性和竞争关系,演替后期种与其它树种间的生态位重叠的增加,意味着不同生活型树种在水平空间重叠而在垂直空间分化,这是不同树种对有限环境资源充分利用的一种机制。     

人为干扰对碧峰峡栲树次生林群落物种多样性及其优势种群生态位的影响

为进一步了解人为干扰对碧峰峡生态旅游区的生态环境及不同种群利用资源、占据生态空间的能力的影响,并为该区植物资源、大熊猫栖息地的保护及旅游可持续措施的制定提供依据,调查了人为干扰下碧峰峡栲树(Castanopsis fargesii)次生林物种多样性及其优势种群生态位的组成情况。结果表明:7200m2的样方中共记录到156个植物种,隶属于70科114属,其中乔木16科23属33种,灌木39科67属95种,草本38科42属47种;乔木层总体物种多样性水平在中度干扰下最低,在轻度及重度干扰下差异不大。灌木层总体物种多样性水平在中度干扰下最高,在轻度干扰下最低。而草本层物种多样性随着干扰强度的加深有明显降低趋势;随着人为干扰强度的增加,乔木层中优势种栲树的生态位宽度均为最大,与其他树种生态位重叠值在中度干扰下有所降低,枹栎(Quercus serrata)的生态位宽度会变小,山茶科(Theaceae)植物的生态位变宽,同时其生态位重叠值增大;在灌木层中,重度干扰下,菝葜(Smilax china)生态位宽度减小,栲树幼苗的生态适应范围也骤减,其他大多数物种在中度干扰下,生态位宽度最低;在草本层中,蕨类植物及皱叶狗尾草(Setaria plicata)在重度干扰下生态位宽度及重叠值均增高,其适应范围变广,种间竞争加剧。综合分析表明,群落各层次物种多样性水平对人为干扰的响应各不相同,其中人为干扰对灌木及草本层物种多样性影响最大。同时人为干扰会改变群落物种组成及种间原有的关系,特别是中度干扰会使群落间优势种地位增强,种间竞争关系加剧,导致其原有生境被破坏,不利于群落发展。因此强化景区保护及合理经营迫在眉睫。     

山西陵川南方红豆杉群落优势种生态位特征

为合理开发和保护山西濒危植物南方红豆杉资源提供依据, 采用Levins 生态位宽度、Pianka 生态位重叠和生态位相似性指数计算法, 分析了山西陵川南方红豆杉群落25 个优势种生态位特征。结果表明: (1)山西陵川南方红豆杉群落25 个优势种中, 生态位宽度值相对较大的为鹅耳枥(1.464)、苔草(1.450)和南方红豆杉(1.400), 而淫羊藿(0.049)、陕西荚蒾(0.862)和臭梧桐(0.936)的生态位宽度值相对较小; (2)25 个优势种的生态位普遍产生重叠, 重叠程度在0.4 以上的种对有186 对, 占总数的62%, 表明种间竞争激烈; (3)生态位相似性比例在0.4 以上的种对有156 对, 占总数的52%, 表明优势种对资源的利用相似程度较大。(4)生态位宽度大的群落优势种, 其具有较强的竞争力, 对环境以及资源的利用能力较强, 与其它物种间的生态位重叠值较大, 生态位相似性比例也较高。     

神农架国家级自然保护区川金丝猴栖息地的植物群落分类及特征

采用植物社会学调查方法,对神农架国家级自然保护区川金丝猴栖息地植物群落进行了调查,并对127个植物样方调查资料进行了聚类分析。综合数量分类及植物社会学的分类标准,将神农架川金丝猴栖息地植被划分为13个群丛和4个群落;分析了各群丛的结构特征、地理分布特征(海拔、地形等)以及不同群丛的植物组成和食源植物状况,同时对各群丛乔木层的胸径等级和高度进行了分析。结果表明:群丛Ⅰ(华山松-金佛山箬竹-湖北大戟)、群丛Ⅵ(巴山冷杉+红桦-箭竹+兴山五味子-抱茎风毛菊)、群丛Ⅸ(华山松-鄂西绣线菊-中日金星蕨)以及群丛Ⅻ(巴山冷杉+华山松-鞘柄菝葜+鄂西绣线菊-中日金星蕨)4个群丛所含物种数最多,其中群丛Ⅰ、Ⅵ、Ⅸ所含食源植物种数也最多;群丛Ⅳ(红桦-湖北花楸-离舌橐吾)胸径大于30 cm的树木所占比例及乔木层平均高度均最大;这5个群丛是神农架国家级自然保护区川金丝猴栖息地的主要植被类型。该研究可为神农架国家级自然保护区川金丝猴栖息地的植被保护与恢复提供重要参考。     

洮河自然保护区大峪沟林区紫果云杉群落木本植物种群生态位特征

基于群落调查数据,以样地代表多种资源的综合状态,物种重要值作为生态位的计测指标,利用Levins和Shannon生态位宽度,Schoener生态位相似和Pianka生态位重叠对洮河自然保护区大峪沟林区的紫果云杉群落木本植物种群生态位进行定量研究。结果表明：紫果云杉群落乔木层共有树种8种,隶属于4科6属,紫果云杉占绝对优势,岷江冷杉为次优势种;灌木层共有植物50种,隶属于16科25属,忍冬科的蓝靛果、葱皮忍冬和唐古特忍冬等以及蔷薇科的峨眉蔷薇和银露梅等构成了灌木层的主体,紫果云杉幼苗优势不明显,但生态位宽度最大。本研究表明,生态位宽度受物种生态特性及其分布和生境共同影响,重要值大的物种生态位宽度一般较大,生态位宽度大的物种之间生态位相似性和重叠性一般较大,并与其它物种重叠的概率高、重叠程度大,生态位宽度小的物种集中出现时也会出现较大的生态位重叠,同科或同属的物种间常有较大生态位相似和重叠。生态位宽度反映着种群的扩散潜力,生态位相似反映着群落的稳定性,生态位重叠反映着物种间存在或潜在的竞争程度。紫果云杉在乔、灌木层均有最大的生态位宽度,生态适应性最强,群落结构稳定,具有进一步扩散的可能。     

珠海市陆生天然次生林优势种的生态位

在珠海市10个陆生次生林群落中设置了112个10m×10m样方,用于珠海市次生林群落23个优势种的生态位宽度和生态位重叠的研究。结果表明:珠海次生林群落23个优势种的Shannon-Wiener生态位宽度和Levins生态位变度值范围为0.4049～0.7736和0.0551～0.3086,生态位宽度较大的种类分别是山油柑(Acronychia pedunculata)、大头茶(Gordonia axillaris)、银柴(Aporosa dioica)、小盘木(Microdesmis casearifolia)、白颜树(Giron-niera subaequalis)和假苹婆(Sterculia lanceolata);生态位相似性比例值为0～0.3810,银柴与阴香(Cinnamomum burmanii)的生态位相似性比例值最高;山油柑与另外22个优势种均存在不同程度的生态位重叠;大头茶只与少数优势种存在生态位重叠;另有20.6%的种对之间不存在生态位重叠。建议使用山油柑、大头茶、白颜树和黄桐(Endospermum chinense)等生态位宽度较高、分布广泛、适应力强的树种,进行森林恢复与人工林改造。     

陕西周至老县城自然保护区天然林物种组成及主要种群生态位

采用样方法对陕西周至老县城自然保护区森林植物群落进行调查,运用生态位宽度(B)、生态位重叠值(L)及生态位相似比例(C)指标对主要乔木种群的生态位特征进行测定与分析,探讨植物种群在群落中的地位和作用以及彼此间的竞争关系。结果表明:(1)经调查老县城自然保护区共记录到植物物种243种,隶属于64科159属;分为3个植被型、9个群系。(2)主要乔木种群中,华山松和锐齿槲栎的生态位宽度较大,其Bi、Ba值分别为0.654、0.699和0.534、0.460;短柄枹栎和兴山榆的生态位宽度较小,其Bi、Ba值分别为0.064、0.023和0.049、0.016。(3)白桦和太白杨、糙皮桦和山杨种对的生态位重叠值和生态位相似性比例均较大,其Lij、Lji分别为0.108、0.114和0.089、0.128,Cij分别为0.939和0.744。优势种间的生态位重叠值和生态位相似比例总体较小,表明在现阶段群落演替中,植物对环境资源的竞争不激烈,物种空间异质性低。     

神农架川金丝猴冬春季节食性分析

采用样方调查法和粪便显微组织学分析法研究了冬季和春季神农架地区川金丝猴的食性。结果表明:川金丝猴冬季取食的植物有7科9属15种,以蔷薇科、松萝科、松科和木樨科为主,春季取食的植物有25科37属48种,以蔷薇科、松萝科、四照花科、卫矛科、樟科、桦木科和木樨科为主;春季食物组成与食源植物相对高度、相对频度呈显著正相关,与相对生物量、相对丰富度呈极显著正相关;冬季食物组成与相对生物量呈显著正相关,与相对高度和相对丰富度呈正相关,与相对频度呈负相关,但相关性差异均不显著;神农架川金丝猴的食物组成中,松萝类植物所占比例冬季(16.51%)明显高于春季(5.69%),说明这类植物只是冬季食物较缺乏时的一种补救,并非是它们的主要食物。     

神农架川金丝猴冬春季节取食影响因素

以样方调查法和粪便显微组织学分析法确定了冬春季神农架地区川金丝猴的食物组成,分析了主要食源植物的营养成分,探讨了影响川金丝猴冬春季节取食的主要因素.结果表明:在冬季,川金丝猴食物组成与食源植物的粗灰分含量( r=0.709,P=0.015)呈正相关,而与食源植物的相对丰富度(r=0.543,P=0.084)、粗蛋白含量(r=0.036,P=0.916)、粗纤维含量(r=0.458,P=0.156)、粗脂肪含量(r=0.445,P=0.170)、含水量(r=-0.099,P=0.771)和无氮浸出物含量(r=-0.522,P=0.100)均不相关;在春季,与食源植物的相对丰富度(r=0.721,P=0.000)呈正相关,与含水量(r=0.114,P=0.507)、粗脂肪含量(r=0.151,P=0.380)、无氮浸出物含量(r=0.084,P=0.625)、粗蛋白含量(r=-0.275,P=0.105)、粗纤维含量(r=-0.010,P=0.956)和粗灰分含量(r=-0.178,P=0.299)不相关.主成分分析表明,食源植物的粗纤维(0.992)、粗脂肪(0.944)、粗蛋白(0.905)和食物丰富度(0.885)为川金丝猴冬季取食的主要影响因子,粗蛋白(0.946)、无氮浸出物(0.939)、含水量(0.920)和食物丰富度(0.898)为川金丝猴春季取食的主要影响因子.     

韭山列岛自然保护区虾类优势种生态位

根据韭山列岛自然保护区2015年11月, 2016年2月、5月、8月的调查资料, 运用相对重要性指数(index of relative importance, IRI)、生态位宽度以及生态位重叠指数等生态指标, 对调查海域的优势种虾类进行生态位特征分析, 以了解该海域内虾类组成及优势种间的关系。结果表明, 保护区共调查到虾类16种, 隶属8科12属, 均属暖温种或暖水种, 其中优势种(IRI > 500)有7种, 隶属于4科5属; 虾类相对资源量呈春秋季高, 夏冬季低的季节性分布特征。除脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)外, 优势种的时空生态位宽度值(时间生态位宽度与空间生态位宽度的乘积)均大于非优势种。日本鼓虾(Alpheus japonicus)和细巧仿对虾(Parapenaeopsis tenella)的时空二维生态位重叠值最大, 表明其对资源的利用具有相似性; 安氏白虾(Exopalaemon annandalei)和哈氏仿对虾(Parapenaeopsis hardwickii)的时空生态位重叠值最小, 说明二者相关性低。通过计算得知, 相对重要性指数(IRI)与生态位宽度对物种重要性排序结果有异: 时空生态位宽度值最大的为葛氏长臂虾(Palaemon gravieri), 而IRI值最高的为日本鼓虾。与相对重要性指数(IRI)相比, 生态位宽度指数不仅能反映物种对资源的利用能力, 还能反映物种分布是否均匀, 但这两者均不能反映生物量的多少。     

福建罗卜岩闽楠(Phoebe bournei)林中优势树种生态位研究

在福建省三明市罗卜岩自然保护区内选择由落叶阔叶树种为主的常绿落叶阔叶混交林向中亚热带典型常绿阔叶林演替过程中的4个不同演替阶段的代表性群落,以群落组成类型作为一维资源位,以树种的重要值作为资源位上的表现特征,定量分析了闽楠林中优势树种生态位宽度和生态位重叠情况。结果表明,大部分的常绿阔叶树种具有较大的生态位宽度值,而落叶阔叶树种则呈现较小的生态位宽度值;两类树种的;生态位虽有一定程度的重叠,但总体仍然较低。这些结果与两类树种对光等生态因子要求不同直接相关。生态位宽度值较大的常绿阔叶树种之间可产生较高的生态位重叠值。生态位宽度值较大的树种与生态位宽度较小的树种也可产生较大的生态位重叠值,但较小生态位宽度值的树种与较大生态位宽度值的树种往往只有小的生态位重叠值,而较小生态位宽度值的树种之间则可有国产高的生态位重叠值。上述的生态位研究结果有助于理解由落叶阔叶树种为主的常绿落叶阔叶林向中亚热带典型常绿阔叶林演替过程中优势各群的生态适应性变化规律。     

神农架川金丝猴栖息地乔木层物种多样性及其海拔梯度变化

应用样方调查法,分析了湖北神农架自然保护区川金丝猴栖息地植被乔木层物种多样性和群落结构随海拔梯度的变化。结果如下：（1）调查样方160个,总面积64000m^2,共记录木本植物37科123属289种,其中乔木25科90属198种,灌木7科29属84种,木质藤本5科4属7种。优势科主要有蔷薇科、忍冬科、樟科、壳斗科和杜鹃花科等。（2）根据不同海拔乔木层物种组成的差异,该区植被类型可分为落阔叶林（1900～2100m）、针阔叶混交林（2200～2400m）和暗针叶林（2500～2600m）3种。（3）随着海拔升高,多样性指数（Shannon—Wie—ner指数）在3种植被类型中旱下降趋势;均匀度指数（Pielou指数）在针阔叶混交林和暗针叶林中呈下降趋势,在落叶阔叶林中变化不明显。（4）随着海拔升高,各乔木层所占比例,乔木l层（〉20m）逐渐减小,乔木Ⅱ层（10～20m）无明显变化,乔木Ⅲ层（〈10m）呈上升趋势。（5）以树高替代年龄,分析了9种优势乔木村种的种群年龄结构,结果表明该区植被的乔木层呈现稳定增长趋势。     

川金丝猴mtDNA D-loop序列遗传多态性分析

采用非损伤性DNA分析技术,分析了甘肃白水江保护区、陕西长青保护区、湖北神农架保护区3个川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)种群中的20份粪便样品和2份肌肉样品,成功扩增了mtDNA D-loop区部分片段。经过GenBank数据库的BLAST比对,确定了22份样品均来自川金丝猴,经过Clustal W和DNASP软件分析,在22份川金丝猴mtDNA D-loop区393bp中,共检测出54个多态性位点,分为17个单倍型,单倍型多态性(h)为0.965,核苷酸多态性(π)为3.10%。3个种群之间的遗传距离为0.003～0.098,核苷酸差异为0.08%～2.80%,表明所得到的川金丝猴样品中存在着较丰富的遗传多态性,种群间存在一定的遗传差异。