荒漠破碎化生境中长爪沙鼠集合种群野外验证研究

近年来,人类活动和自然干扰,导致内蒙古阿拉善荒漠区生境的破碎化,出现了长爪沙鼠在不同斑块间的不连续分布,每一斑块内可能存在一个局域种群,而集合种群建立的前提条件,是局域种群斑块状分布在离散的栖息地环境中。2002~2012年每年的4~10月,在阿拉善荒漠区禁牧、轮牧、过牧和开垦4种人为不同利用方式形成的生境斑块中,采用标志重捕法对长爪沙鼠（Meriones unguiculatus）种群进行定点监测。通过分析长爪沙鼠种群动态,计算各局域种群的灭绝风险,利用Spearman秩相关系数检验种群动态的空间同步性,同时以种群周转率对长爪沙鼠扩散能力进行评估,以检验阿拉善荒漠区长爪沙鼠种群空间结构是否具有经典集合种群的功能。结果表明：（1） 不同生境斑块可被长爪沙鼠局域种群占据,11年间捕获长爪沙鼠2~7次不等;（2） 长爪沙鼠所有局域种群均具有灭绝风险,在轮牧区和禁牧区灭绝率高达1.000 0,开垦区灭绝率最低,也达到0.333 4,而本研究期间最大局域种群（2008年过牧区,26只/hm²）,在2010年发生了局域灭绝;（3） 不同生境斑块间没有明显的空间隔离而阻碍局域种群的重新建立,长爪沙鼠扩散能力较强,绝大部分月份的种群周转率在50.0%以上,特别是周转率达到100.0%的月份较多;（4） 不同生境斑块间仅轮牧区和禁牧区中长爪沙鼠种群密度显著正相关（P<0.05）,而其他生境斑块间相关性均不显著（P >0.05）,长爪沙鼠局域种群整体显示出明显的非同步空间动态。阿拉善荒漠区长爪沙鼠种群满足作为经典集合种群物种区域续存的4个条件,具有作为研究小哺乳动物集合种群的潜在价值。     

开垦对阿拉善荒漠啮齿动物群落功能多样性的影响

开垦会导致荒漠化的加剧,并对动物群落产生严重的影响。而功能多样性恰恰能体现环境或干扰胁迫导致的群落结构差异。但有关啮齿动物群落功能多样性的研究并不多见,为此,我们在2018至2020年的4月、7月和10月利用铗日法对开垦区和未开垦区的啮齿动物群落进行调查,选择并量化了与其营养、生活史、生理、形态及活动节律等相关的5个功能性状,以探讨开垦对啮齿动物群落组成的影响,以及性状组成和功能多样性变化。研究结果表明：(1)开垦区群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均低于未开垦区,开垦改变了啮齿动物群落性状组成;(2)阿拉善荒漠啮齿动物群落组成与蛰眠、繁殖周期和食性等功能性状显著相关;(3)开垦区春、秋季群落功能丰富度和功能均匀度高于未开垦区,各季节群落功能离散度显著高于未开垦区;而未开垦区夏季群落功能丰富度高于开垦区,秋季群落功能均匀度高于开垦区;(4)开垦区和未开垦区群落功能丰富度最高值均出现在夏季,二者在不同季节间差异较大;开垦区群落功能均匀度最高值出现在春季、功能离散度最高值出现在秋季,二者在季节间差异均较小;未开垦群落功能均匀度最高值出现在秋季、功能离散度最高值出现在夏季,二者在季节间差异均较大。上述结果说明,阿拉善荒漠区啮齿动物群落功能多样性变化与土地开垦和季节相关联,开垦会从啮齿动物群落的生态空间利用程度、资源利用、种间竞争及生态位等方面影响群落功能多样性。     

基于结构方程模型分析荒漠啮齿动物优势种对不同放牧干扰的响应

放牧被认为是草地生态系统的主要干扰之一。许多研究表明,放牧影响了啮齿动物的个体条件、繁殖、种群动态、群落组成及群落多样性等多个方面。由于受传统统计学方法的限制,这些研究只是单独的对放牧作用进行假设检验,而没有将多个假设放在同一个框架内进行验证。2006—2011年,采用标志重捕法对内蒙古阿拉善荒漠区不同放牧生境中啮齿动物优势种的数量进行研究并使用结构方程建模的方法将可能影响荒漠啮齿动物优势种的环境因子(气候条件、土壤硬度、植物隐蔽、植物生物量等19个指标)与啮齿动物优势种种群动态结合后进行多假设检验,旨在找出不同放牧干扰下制约优势啮齿动物环境因子的发生途径。结果表明:气候条件对五趾跳鼠和三趾跳鼠有直接不利影响,隐蔽对于两足活动的五趾跳鼠有负效应,而对四足活动的子午沙鼠有正效应。植物生物量对五趾跳鼠有正效应,但对子午沙鼠有负效应。土壤硬度的增加间接的有利于五趾跳鼠,对子午沙鼠有直接的正效应。因此荒漠啮齿动物优势种种群动态是多个过程共同作用的结果,气候条件是驱动啮齿动物种群动态的根本原因,而放牧会因为改变植物隐蔽而影响啮齿动物在群落中的组成。     

EP-1 不育剂对长爪沙鼠野生种群增长的控制作用

长爪沙鼠在内蒙古地区的分布非常广泛,长期以来由其造成的“鼠害” 不仅给农牧业生产带来危害,而且还传播疾病。2009 年3 ～ 10 月,在内蒙古鄂尔多斯荒漠草原,利用复合不育剂左炔诺孕酮- 炔雌醚(EP-1)
对长爪沙鼠野生种群进行了不育控制试验研究。结果表明,复合不育剂EP-1 对长爪沙鼠种群结构和种群密度均有显著影响,在5 月和6 月两个繁殖高峰期,不育剂EP-1 显著降低了幼体出生的数量,实验区与对照区幼体组
成差异和成体组成差异均达到极显著(P < 0.01)。在8 ～ 10 月,实验区和对照区种群结构组成中,幼体之间、成体之间差异均达到显著和极显著(P < 0.05, P < 0.01)。在整个发育生长期,实验区长爪沙鼠幼体种群从6 月
份开始出现,9 月达到数量最高值,幼体种群全年呈现下降趋势。而对照区幼体种群从5 月份开始出现,且数量在5 月份达到全年的最高值,幼体种群与实验区相反呈增长趋势。实验区种群总体数量全年呈下降趋势,而对
照区相反,呈增长趋势。因此,复合不育剂EP-1 显著降低了长爪沙鼠种群的繁殖率、幼体出生比例和种群密度,可以对长爪沙鼠野生种群起到有效的繁殖控制作用,进而降低该鼠对农牧业生产的危害和对人类疾病传播
的风险。     

不同干扰条件下荒漠啮齿动物生态位特征

2002和2003年的4、7、10月份在内蒙古阿拉善荒漠区设开垦区、轮牧区、过牧区和禁牧区4个不同类型的干扰区,每个干扰区布设4个固定样方,对荒漠啮齿动物的空间生态位及其季节特征进行了研究。结果表明:五趾跳鼠和子午沙鼠的空间生态位宽度指数最高,分别为0.925和0.908;短尾仓鼠、小毛足鼠和草原黄鼠的次之,分别为0.789、0.782和0.711;五趾心颅跳鼠的最低,为0.003。草原黄鼠与小毛足鼠等6个种对的空间生态位重叠指数最高,均大于0.9,接近于1,生态位几乎完全重叠。长爪沙鼠与五趾心颅跳鼠、三趾心颅跳鼠的空间生态位重叠指数均为0,不存在资源利用竞争。在荒漠生境中,啮齿动物不仅对不同干扰条件的适应性较强,而且对资源利用存在较大程度的趋同性。在不同干扰条件下荒漠啮齿动物的生态位宽度会随着不同季节的变化出现明显的改变。同样,生态位重叠和生态位分化随着不同生态季节的变化也会发生明显的改变,春、秋季的生态位重叠程度低,分化程度高,秋季较春季略强;夏季的生态位重叠程度高,而分化程度低。     

典型草原啮齿动物密度与牧草损失量的关系

研究啮齿动物密度对牧草损失量的关系,对于计算草地经济损害水平至关重要,可以为草地畜牧业管理决策提供指导。本研究于2012 - 2016 年,在锡林郭勒典型草原(东乌珠穆沁旗),应用标志重捕法和样方法对啮齿动物密度以及9 月份植物地上生物量进行调查,用啮齿动物密度及其日食量来估算鼠类对牧草的损害程度,确定牧草损失量。研究结果表明:(1)啮齿动物密度与牧草损失量的最佳拟合曲线是三参数S 型曲线,为:Loss = k/(1+e ^{a - rdensity});(2)当啮齿动物密度>906 个标准鼠单位/hm² 时,牧草产量发生最大损失(牧草产量损失比=23.30% );(3)根据所拟合的曲线,得出该类型草地啮齿动物对牧草损害的危害阈值为174 个标准鼠单位/hm² 。     

荒漠景观破碎化条件下啮齿动物群落beta 多样性变化特征

2002 ～2010 年,采用夹日法对内蒙古阿拉善荒漠区禁牧、轮牧、过牧和开垦4 种不同人为干扰生境中啮齿动物群落β 多样性进行了研究,同时分析不同生境的灌木植物群落特征来探讨人为干扰下的景观破碎化。依据人为干扰下景观破碎的情况将研究区域内生境梯度的变化按照:禁牧到轮牧、轮牧到过牧、过牧到开垦、禁牧到过牧、禁牧到开垦、轮牧到开垦进行划分,分别利用Jaccard 指数、Sorenson 指数和Cody 指数分析景观破碎化条件下啮齿动物群落β 多样性变化特征。结果表明,不同生境梯度间3 种β 多样性指数差异均显著(P <0. 05),禁牧到过牧梯度β 多样性差异最大。不同干扰生境间的灌木植物群落特征差异极显著(P < 0. 01),Shannon-Wiener 指数、Simpson 指数和物种数均表现为轮牧区> 过牧区> 禁牧区> 开垦区。环境变化程度与β 多样性变化的程度一致。人为干扰是该区域景观破碎化的主要原因,特别是放牧活动,导致环境异质性显著增加。在荒漠区,这种随环境梯度造成异质性加大而增加的β 多样性,并不是由物种增加较大导致,而是由啮齿动物群落物种组成差异和变化增大所致.     

内蒙古典型草原布氏田鼠营养生态位及其种间关系

研究啮齿动物营养生态位不仅可以了解啮齿动物在生态系统中所占据的营养层,而且可以揭示啮齿动物不同生长发育时期的主要食物来源及变化,通过分析营养生态位的特征及变化,可以探讨多种啮齿动物的种间关系。本研究于2018年7月,在内蒙古典型草原采用铗日法捕获啮齿动物标本4种81只,应用稳定性¹³C、¹⁵N同位素技术对布氏田鼠（Lasiopodomys brandtii）营养生态位及其与达乌尔黄鼠（Spermophilus dauricus）、黑线毛足鼠（Phodopus sungorus）、五趾跳鼠（Allactaga sibirica）的种间关系进行研究。结果表明：（1）布氏田鼠不同年龄组骨骼组织营养生态位宽度即稳定同位素贝叶斯标准椭圆面积,Ⅲ龄组最高（0.802‰²）,Ⅱ龄组次之（0.699‰²）,Ⅳ龄组最低（0.666‰²）,3个年龄组之间营养生态位共同重叠面积为0.064‰²,其共同食物源仅占不到10%;（2）布氏田鼠无论是长期食性或短期食性,与另外3种均不存在食物源竞争,但布氏田鼠生态位宽度较窄对食物的选择性较强,因此一旦食物源成分改变不再适于该鼠,布氏田鼠种群极有可能面临食物源短缺,种群迁移可能是最直接的选择。     

应用马尔可夫链模型预测长爪沙鼠和黑线仓鼠种群数量

依据1984～2004年21年在呼和浩特郊区对长爪沙鼠(Meriones unguiculatus)和黑线仓鼠(Cricetulus barabansis)种群数量动态的调查数据,结合优选法(0.618法),应用加权马尔可夫链预测模型,建立了长爪沙鼠和黑线仓鼠种群数量预测模型。应用此模型分别预测了长爪沙鼠和黑线仓鼠2004年的种群数量,预测值与实测值相符,预测准确。同时,预测了未来三年(2005～2007年)长爪沙鼠和黑线仓鼠的种群数量。结果表明,此方法计算简便、准确、可靠,为鼠类种群数量的预测提供了新的方法。     

草原鼢鼠土丘与不同根系类型植物的关系

本研究于2013-2015年的5月（春季）和9月（秋季）,在锡林浩特市南部白银库伦牧场的天然草地监测草原鼢鼠（Myospalax aspalax）生境中植被情况及新旧土丘数量,采用偏冗余分析的方法研究了新旧土丘数量与植物地上生物量的干重、株丛数和物种数之间的关系。结果表明：5月鼢鼠新土丘数量与轴根型、根蘖型植物呈正相关且具有较大解释量。鼢鼠旧土丘数量与疏丛型植物呈正相关,与轴根型和根蘖型植物呈负相关,且具有较大解释量。9月鼢鼠新土丘数量与疏丛型、密丛型和根蘖型植物呈正相关且解释量较大。鼢鼠旧土丘与疏丛型、密丛型和根蘖型植物呈正相关且解释量较大。这些结果说明草原鼢鼠的造丘活动和微栖息地选择和食物资源有关,存在季节差异。轴根型和根蘖型植物对鼢鼠的春季活动有重要影响;疏丛型、密丛型和根蘖型植物对鼢鼠的秋季活动有重要影响。