不同干扰下荒漠啮齿动物群落多样性的多尺度分析

尺度问题是生态学的核心问题。本文将荒漠啮齿动物群落主要特征参数Shannon-Wiener多样性指数作为信息,来探究其在人为干扰下对尺度变化的响应,目的是为了揭示不同干扰条件下荒漠区啮齿动物群落多样性随尺度变化的趋势,为动物群落格局—过程研究的尺度推绎提供生态学基础。2003~2008年每年7月,在内蒙古阿拉善荒漠禁牧、轮牧、过牧和开垦4种不同干扰生境中,选择了1.25hm2,2.5hm2,5hm2和10hm2等4个空间尺度,应用铗日法统计样地中的啮齿动物群落种数及各物种的捕获数据,计算Shannon-Wiener多样性指数,将其作为原始信号进行小波分解。研究结果表明：在荒漠区≤10hm2内,除过牧区外,在其他干扰类型中啮齿动物群落多样性随空间尺度增加均呈上升趋势。啮齿动物群落多样性的原始信号中存在规则的周期性干扰,这种干扰可能是由群落的年际波动造成的。在4种尺度下,各干扰区啮齿动物群落多样性除在开垦区未表现出明显周期外,其余干扰区各自均具有相同的周期：轮牧区4年,禁牧区3年,过牧区2年。荒漠区4种干扰类型中随着空间尺度的增加啮齿动物群落多样性变动幅度减小,抗干扰能力逐渐增强。但不同干扰中啮齿动物多样性的变动幅度和抗干扰能力是不同的。禁牧区与开垦区的啮齿动物多样性在≤2.5hm2范围内较易受到扰动;过牧区在≤5hm2的范围内较不稳定;轮牧区在整个10hm2范围内都易受到扰动。     

不育剂EP - 1 对荒漠啮齿动物优势种群数量的影响

2011 ～ 2012 年在内蒙古阿拉善荒漠区,利用复合不育剂EP - 1 (左炔诺孕酮- 炔雌醚),设试验区和对照区,采用春季试验区一次性投饵的方法,对子午沙鼠、小毛足鼠和三趾跳鼠3 种荒漠啮齿动物优势种群的不育控制进行研究。结果表明,不育剂EP - 1 显著降低了优势种群当年的幼体出生率,试验区5 ～ 6 月小毛足鼠幼体比例较对照区显著降低(P < 0. 05),5 ～ 8 月子午沙鼠和6 ～ 8 月三趾跳鼠成体比例分别较对照区显著增加(P < 0. 05),同时显著降低了优势鼠种当年的种群数量,试验区子午沙鼠和小毛足鼠种群在繁殖高峰期的数量均显著低于对照区(P < 0.05),4 ～ 5 月三趾跳鼠种群数量显著低于对照区(P < 0. 05)。次年,试验区5 ～ 7 月子午沙鼠种群成体比例显著高于对照区(P < 0. 05),全年种群数量显著低于对照区(P < 0.05),而三趾跳鼠种群数量与对照区差异并不显著。因此,不育剂EP - 1 对3 种荒漠啮齿动物优势种群数量增长均具有控制作用,尤其对子午沙鼠种群的持续控制效果更加明显。可见,种群在繁殖期年龄结构的变化是影响其种群数量动态的重要因素。     

不同干扰荒漠生境中子午沙鼠的繁殖及种群动态特征

子午沙鼠(Merionesmeridianus)广泛分布于我国西北部地区,是荒漠啮齿动物群落的优势鼠种。种群繁殖特征是动物生活史参数中的一个重要组成部分,是种群数量补充的重要来源,而干扰是影响繁殖特征的重要因素。本研究于2012~2014年,在位于蒙古阿拉善左旗南部典型荒漠的野外实验区,设置禁牧、开垦、过牧、轮牧4种不同干扰样地,使用铗日法对实验样地子午沙鼠相对数量及繁殖特征进行调查。4种不同干扰生境中的子午沙鼠种群数量具有显著差异,禁牧过牧轮牧开垦;雌雄性比在轮牧生境中最高,开垦生境次之,禁牧生境最低;4种干扰生境中,轮牧样地子午沙鼠雌鼠怀孕率显著高于禁牧、过牧和开垦样地;雄鼠的睾丸下降率在过牧干扰样地显著高于其他3种干扰方式样地,轮牧样地雄鼠睾丸下降率最低;雌鼠平均胎仔数在4种干扰生境间无显著性差异;轮牧干扰样地繁殖指数显著高于其他3种干扰方式样地;繁殖指数、怀孕率及睾丸下降率对密度的反馈作用最为明显,但在不同的干扰生境中其反馈特征有差异。综上,子午沙鼠在轮牧生境中各繁殖特征指数最高,繁殖能力最强,种群密度相对较高,更适合其生存,其密度制约效应表现最为明显。     

人为不同干扰条件下荒漠啮齿动物群落格局的动态特征——动物与植物群落的典型相关分析

群落的格局和动态是群落牛态学和生态系统生态学研究中的基础问题,也是揭示群落结构和功能的核心问题。为了深入了解生态系统的结构与功能,研究啮齿动物群落格局在人为不同干扰下的动态特征,特别是研究荒漠区的脆弱生态系统中啮齿动物群落格局在人为不同干扰下的动态特征,是揭示人为干扰下荒漠生态系统结构和功能变化特征的基础。2002～2004年在内蒙古阿拉善典型荒漠区,选择了4种不同干扰条件的生境,分别为禁牧区、过牧区、轮牧区和开垦区,研究了人为不同干扰下啮齿动物群落格局的变动趋势,应用典型相关方法分析了啮齿动物群落与植物群落在不同干扰条件下的相互关系。结果表明,在两种观察尺度域上（标志样地和线路样地）动物群落变量与植物群落变量的相关关系表现为：动物群落变量与植物群落变量中的草本关系最为突出,在分析的两个尺度的8个样地中,除标志样地的过牧区外,其它7个样地均与草本关系密切,且绝大多数样地动物群落变量与草本的盖度和地上生物量呈负相关关系。这说明荒漠生态系统中,在4种干扰条件下,草本的特性,特别是草本的盖度和地上生物量对啮齿动物群落格局及其动态变化起到关键作用,其值越大,啮齿动物群落组成种的丰富度（数量）和生物量就越小。就同一种干扰条件下的两种尺度域上的情况看,动物群落和植物群落的相关性较突出的特点是：在禁牧区和开垦区,喜湿的种类（黑线仓鼠和草原黄鼠）与植被的相关性显著,在轮牧区和过牧区,喜旱的种类（小毛足鼠和三趾跳鼠）与植被的相关性显著,且均与草本呈负相关关系。     

阿拉善荒漠区两种优势跳鼠种间营养生态位

营养生态位作为生态位理论的重要维度之一，不仅能够表现出物种的营养需求特征，而且可以反映物种在生态系统中的营养层级、功能地位以及物种间的营养关系。动物不同组织中的碳、氮稳定同位素比值可反映某一物种在不同时间段的食性信息，因而对探讨物种间摄食、栖息地资源利用和营养生态位的变化具有重要指示作用。以2017年在阿拉善荒漠实验区采用铗日法所捕获的三趾跳鼠（Dipus sagitta）和五趾跳鼠（Allactaga sibirica）为研究对象，测定其脱脂毛发与骨骼组织的δ¹³C和δ¹⁵N比值，分析探讨2种小型啮齿动物的营养级与营养生态位变化以及摄食策略与资源分配机制。结果表明：无论从长期时间尺度（一生）还是短期时间尺度（季节）分析，结果都一致表现出三趾跳鼠与五趾跳鼠种间营养生态位重叠面积（OA）值为0‰²，种间营养生态位发生分离；三趾跳鼠的营养级显著低于五趾跳鼠的营养级，但其营养生态位面积却大于五趾跳鼠；随着季节的变化，三趾跳鼠与五趾跳鼠的摄食范围和营养生态位面积均呈现出春季最大，夏季减小，秋季再增加的趋势。两种跳鼠的营养生态位变化与摄食策略符合生态位分化假说，二者通过种间营养生态位分化实现同域共存。     

风和光对东北鼢鼠堵洞行为的影响

东北鼢鼠的堵洞行为,是其适应地下生活一种行为反应。通常认为是其避光怕风的生态习性促使其产生堵洞行为,但相关的实验证据较为缺乏。为验证这一观点的正确性以及为进一步探究其堵洞行为产生的机理提供科学依据,本研究于2014年8月在内蒙古呼伦贝尔草甸草原进行了野外试验。试验采用2×2列联表设计,将风、光因子组合为4个处理,分别为,风光都进入洞道、风进入洞道光不进入洞道、风不进入洞道光进入洞道、风光都不进入洞道。并通过自行设计的专利“风光隔离器”使每个处理达到了试验的要求。试验随机选取68只东北鼢鼠作为试验样本,并将样本平均分配到4个处理中进行试验,对堵洞与否进行记录。通过Shannon信息量互信息法、卡方独立性检验分别对风、光因子的独立性、风光单因子与堵洞行为的关系进行了分析。结果表明：就堵洞而言,风光因子是独立的,不存在交互作用（I=7.22×10-5）;风、光单因子与东北鼢鼠的堵洞次数差异不显著（P﹥0.05）。野外试验表明,东北鼢鼠的堵洞行为与风和光无关。     

不同干扰下荒漠啮齿动物种群动态的空间同步性

荒漠啮齿动物是动物生态学研究中的重要类群,对于丰富种群和群落生态学理论具有重要意义.国外关于荒漠啮齿动物的研究较多,尤以北美的研究较为深入,涉及群落组成(Brown,1973)、生态位(Harris, 1984;Kenagy and Bartholomew, 1985)、物种共存(Brown and Munger,1985)、资源分享及微生境选择(Brown and Lieberman,1973;Price,1978)等方面;而国内关于荒漠啮齿动物研究相对较少.     

阿拉善黄鼠模式产地标本染色体核型

采用骨髓细胞直接制备染色体的方法,对采自阿拉善黄鼠(Spermophilus alaschanicus Buchner,1888)模式标本产地,内蒙古阿拉善南部典型荒漠区的5号黄鼠(Spermophilus spp.)标本进行染色体研究.结果表明,该种二倍体体细胞的染色体数为2n=38,与达乌尔黄鼠(草原黄鼠)(S.dauricus Brandt,1843)二倍体体细胞的染色体数2n=36,完全不同,且形态特征与达乌尔黄鼠具有明显差异.基于该种的染色体和形态特征以及分布区域,并与国内外相关研究比较的结果,确认该种为阿拉善黄鼠.     

东北鼢鼠活动强度及其与土壤温度和湿度的关系

动物的活动节律是对环境条件的综合适应,营地下生活的啮齿动物常年栖息于相对低氧和黑暗的土壤环境,其活动节律及强度如何受栖息地土壤温度和湿度影响,是否具有性别差异特征,一直受到广泛关注。这种影响的结果能够较为客观地反映出地下生活啮齿动物对其栖息地长期适应的生活史策略。东北鼢鼠（Myospalax psilurus）是我国北方草甸草原的优势鼠种,研究其昼夜和季节性活动强度及其与土壤温度和湿度关系,对了解东北鼢鼠生存和繁殖策略及危害防治具有重要意义。本研究于2016年和2017年每年的5月（春季）、7月（夏季）、9月（秋季）在内蒙古呼伦贝尔草甸草原,利用无线电追踪方法对东北鼢鼠活动强度进行连续监测,分析了东北鼢鼠不同季节日活动强度及其性别差异,以及活动强度与土壤温度和土壤相对湿度间关系。结果表明：（1）东北鼢鼠日活动节律是单峰型,不同季节活动高峰期均出现在夜晚至次日凌晨,高峰期活动持续时长不同,春季持续12 h,夏季持续7 h,秋季持续6 h。雌雄个体日活动强度和季节活动强度差异不显著,并且表现出高度的同步性。（2）东北鼢鼠活动强度与土壤温度显著相关（P<0.01）,土壤温度春季7℃~10℃（20：00至次日08：00）、夏季17℃~22℃（20：00至次日03：00）和秋季10℃~12℃（22：00至次日04：00）时,东北鼢鼠的活动强度最高,随着土壤温度的升高活动强度逐渐降低。活动强度与土壤相对湿度无显著相关性。     

内蒙古半荒漠与荒漠区的啮齿动物群落

内蒙古广阔的半荒漠与荒漠区属于典型的大陆干旱区和极干旱区,东西界线基本与气候湿润系数0.2-0.05相吻合,包括了内蒙古境内的温性荒漠草原、温性草原化荒漠和典型荒漠的各类草地。1988-1993年和1998-2003年,在约380000km2范围内,根据地带性植被分布及其地形、地貌、土壤的特征,野外设置317个调查样地,采用铗日法调查啮齿动物群落的分布特征,共布放有效铗日157702个,捕获啮齿动物37种,选用其中的23种主要啮齿动物构成“样方-种多度(捕获率)”原始数据矩阵(23×317),应用快速聚类方法对该区域内啮齿动物群落进行分类,在此基础上采用GIS技术应用ArcView3.2软件,将啮齿动物的捕获量信息在1999-2000年TM卫星影像图上进行叠加,结果表明该地区啮齿动物地带性群落可分为9个。GIS技术分析得出的该区域内啮齿动物地带性群落分布图,很好地将植被的信息和生境中主要啮齿动物分布的信息同时合成反映出来,明确了啮齿动物地带性群落分布的区域和特征,可为区域性啮齿动物综合治理提供科学依据。