2024, Vol. 35扩展功能
文章信息
- 吴洪潘, 初雯雯, 江晓珩, 戚英杰, 刘冬志, 初红军, 马伟, 邵长亮
- WU Hong-pan, CHU Wen-wen, JIANG Xiao-heng, QI Ying-jie, LIU Dong-zhi, CHU Hong-jun, MA Wei, SHAO Chang-liang
- 新疆卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区赤颊黄鼠穴居地微生境的选择
- Microhabitat selection in burrowing area of Spermophilus erythrogenys in Mt. Kalamaili Ungulate Nature Reserve, Xinjiang Uygur Autonomous Region
- 中国媒介生物学及控制杂志, 2024, 35(2): 218-224
- Chin J Vector Biol & Control, 2024, 35(2): 218-224
- 10.11853/j.issn.1003.8280.2024.02.016
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文章历史
- 收稿日期: 2023-12-28
2 汕头市濠江区乡村振兴战略发展中心, 广东 汕头 515071;
3 新疆卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区管理中心, 新疆 乌鲁木齐 830000;
4 新疆林科院森林生态研究所, 新疆 乌鲁木齐 830002;
5 北京林业大学, 北京 100083;
6 新疆维吾尔自治区草原总站, 新疆 乌鲁木齐 830049;
7 新疆环疆绿源环保科技有限公司, 新疆 乌鲁木齐 830019
2 Shantou Haojiang District Rural Revitalization Strategy Development Center, Shantou, Guangdong 515071, China;
3 Management Center, Mt. Kalamaili Ungulate Nature Reserve, Urumqi, Xinjiang 830000, China;
4 Institute of Forest Ecology, Xinjiang Academy of Forestry Sciences, Urumqi, Xinjiang 830002, China;
5 Beijing Forestry University, Beijing 100083, China;
6 Grassland Station of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi, Xinjiang 830049, China;
7 Huanjiang Lvyuan Environmental Protection Technology Co., Ltd., Urumqi, Xinjiang 830019, China
赤颊黄鼠（Spermophilus erythrogenys）是啮齿目（Rodentia）松鼠科（Sciuridae）黄鼠属（Spermophilus）的一种小型啮齿动物, 主要栖息于低山丘陵、草原、荒漠和半荒漠地带。国外主要分布于哈萨克斯坦、蒙古国、俄罗斯等国家和地区, 国内主要分布于甘肃省、新疆维吾尔自治区（新疆）、内蒙古自治区（内蒙古）等地[1-2]。赤颊黄鼠是新疆北部地区平原和低地牧场的主要害鼠之一, 在农田大量盗食农作物的茎叶、种子, 在牧区与牲畜争夺牧草, 对农牧业生产造成极大的危害[1], 还是鼠疫耶尔森菌（Yersinia pestis）、红斑丹毒丝菌（Erysipelothrix rhusiopathiae）等的传播媒介[2]。国内外对赤颊黄鼠的研究集中在分子遗传[3-4]、生理[5-8]、寄生虫[9-11]、种群[12-14]、疫源疫病[15-16]、骨骼结构[17-21]、空间分布[22]、种类鉴别与分类探讨[23]和鼠害[24-25]等方面。
赤颊黄鼠是新疆卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区（以下简称卡山保护区）内常见的昼行性鼠类, 但关于其习性研究较少, 对其穴居地微生境选择与环境因素关系的研究更未见报道。2019年春、夏季, 我们以卡山保护区赤颊黄鼠为研究对象, 调查、分析和研究了赤颊黄鼠对穴居地生境的选择及其穴居地微生境与环境因子之间的关系, 结果报告如下。
1 材料与方法 1.1 调查地自然概况卡山保护区位于中国新疆准噶尔盆地的东北部, 东经88°30′~90°00′, 北纬44°36′~46°00′, 占地面积14 856.48 km2。阿富准铁路、国道G216和新线高速公路从保护区中间穿过, 将保护区一分为二[26]。主要地理景观包括戈壁、沙漠以及盐沼湿地等地形地貌。年平均气温为2 ℃, 1月平均温度-24.3 ℃, 7月平均温度20.5 ℃。年平均降水量低至159.1 mm, 年平均蒸发量为2 090 mm, 属典型大陆性气候。受地理位置、气候和土壤等生态因素的制约, 卡山保护区荒漠植被稀少, 结构单调, 植被覆盖稀疏。植被主要由麻黄科（Ephedra）、柽柳科（Tamaricaeae）和蒺藜科（Zygophyllaceae）的灌木和矮灌木组成。主要建群植物以菊科（Lompositae）、藜科（Ehenopodirm）和柽柳科的种类较多, 其次为蒺藜科、禾本科（Gramineae）。常见的灌木有梭梭（Haloxylon ammodendron）、沙拐枣（Calligonum mongolicum）、驼绒藜（Ceratoides latens）等[27]。常见的草本有盐生假木贼（Anabasis salsa）、芨芨草（Achnatherum splendens）、阿魏（Ferula sinkiangensis）等。卡山保护区内栖息着野放普氏野马（Equus ferus）、蒙古野驴（E. hemionus）、鹅喉羚（Gazella subgutturosa）、大鸨（Otis tarda）、猎隼（Falco cherrug）和金雕（Aquila chrysaetos）等多种国家重点保护野生动物[28-32]。
1.2 研究方法 1.2.1 样方设置及生境因子参照李叶等[33]的方法, 2019年春、夏季, 在卡山保护区调查赤颊黄鼠穴居地洞群, 设置5 m×5 m大样方, 四角及中心设置5个1 m×1 m小样方, 然后在洞群0.5~1 km以外生境中选择无赤颊黄鼠活动的区域设置对照地样方。记录2种样方的海拔高度、植被、植物种数、植被盖度、植被高度、土壤含水率以及距道路距离等因子, 样方生境因子具体描述如下：
海拔（elevation, E）：通过全球定位系统（GPS）记录样方中心点的海拔高度。
坡度（slope, S）：使用军用罗盘（型号：DQL-4）测量5 m×5 m样方中心的坡度值。
植物种数（No. plant species, NPS）：计数小样方内的植物种类。
植被盖度（vegetation density, VD）：测算5个1 m×1 m小样方内的植被盖度, 之后计算其平均值作为大样方的植被盖度。
生物量（biomass, B）：剪割5个1 m×1 m小样方内的灌木和草本植物新生部分, 120 ℃烘箱恒温烘烤12 h, 恒重之后计算其平均值作为大样方的生物量。
灌木种数（number of shrub species, NSS）：测定5个1 m×1 m小样方内的灌木种类数, 之后计算其平均值作为大样方的灌木种数。
灌木盖度（species density, SD）：测算5个1 m×1 m小样方内的灌木盖度, 之后计算其平均值作为大样方的灌木盖度数据。
灌木高度（shrub height, SH）：测算5个1 m×1 m小样方内的灌木高度, 之后计算其平均值作为大样方的灌木高度数据。
草本种数（number of herbs species, NHS）：计数5个1 m×1 m小样方内的草本种类, 累加作为大样方的草本种数。
草本盖度（herbal density, HD）：测算5个1 m×1 m小样方内的草本盖度, 之后计算其平均值作为大样方的草本盖度数据。
草本高度（herbal height, HH）：测算5个1 m×1 m小样方内的草本高度, 之后计算其平均值作为大样方的草本高度数据。
土壤含水率（soil moisture content, SMC）：在小样方内用土钻钻取地表 10~30 cm地表土, 剔除植物根段和枯落物等杂质, 随机取样3次混合, 编号带回实验室, 置于120 ℃烘箱中烘烤12 h, 前后重量的比值作为土壤含水率。
道路距离（distance to road, DR）：测算大样方中心与研究区域最近的便道、乡道和国道的距离。
距水源地距离（distance to water hole, DWH）：测算大样方中心与研究区域水源地的距离。
距居民点距离（distance to residential area, DRA）：测算大样方中心与研究区域居民点的距离。
距隐蔽物距离（distance to Hidden object, DHO）：测算大样方中心与研究区域最近隐蔽物（鼠洞、灌木、草丛和沙丘等）的距离。
土壤基质（soil matrix, SM）：土壤基质分为5种, 分别为碱土、壤土、黏质土、砂质土和裸岩。
坡位（slope position, SP）：坡位类型分为4种, 分别为平滩、坡顶、山腰和坡底。
1.2.2 数据分析在Excel 2019软件中录入野外采集数据, 用SPSS 20.0软件进行数据的统计和分析。对数值型生态因子数据分别进行描述性统计分析, 确定其各自的均值及标准误。对数据进行单个样本Kolmogorov-Smirnov检验, 以判定数据是否符合正态分布[33]。经检验不符合正态分布（P < 0.05）的数据, 利用非参数估计中的两独立样本的Mann-Whitey U检验分析生态因子数据的差异性[33]。经检验符合正态分布（P > 0.05）的数据, 利用独立样本t检验分析生态因子数据的差异性[33]。对非数值型生态因子数据进行2个等级变量间的相关分析。
对生境因子数据进行主成分分析（principal component analysis, PCA）。根据样本数据矩阵计算出样本相关矩阵, 求出相关矩阵的特征根和特征向量[33]。根据特征根和特征向量求出各主成分及贡献率。通过主成分分析确定在赤颊黄鼠微生境选择上起主要作用的生境因子。检验水准α=0.05。
2 结果 2.1 赤颊黄鼠穴居地微生境因子选择2019年4－7月, 共调查赤颊黄鼠穴居地微生境样方52个, 对照样方55个。赤颊黄鼠穴居地微生境选择相关因子的描述性统计和差异性比较结果见表 1。
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在所列16个数值型生境因子中, 赤颊黄鼠穴居地微生境与对照地2个独立样本的Mann-Whitney U检验表明, 在记录的16个生境因子中仅海拔高度、土壤含水率有统计学意义（均P < 0.01）, 而在坡度、植物种数、植被盖度、灌木种数、灌木高度、草本种数、草本高度、距道路距离、距水源地距离、距居民点距离、距隐蔽物距离11个生境因子方面差异无统计学意义（均P > 0.05）。Mann-Whitey U检验得出海拔（Z=-4.543, P < 0.001）、土壤含水率（Z=-3.458, P=0.001）差异有统计学意义。
通过2个等级变量间的相关分析, 发现赤颊黄鼠穴居地微生境与对照地在坡度选择上, Kendall’s相关系数为0.277（P=0.035）；Spearman相关系数为0.296（P=0.033）。通过2个等级变量间的相关分析, 发现赤颊黄鼠穴居地微生境与对照地在土壤类型的选择上, Kendall’s相关系数为0.102（P=0.383）；Spearman相关系数为0.125（P=0.125）。
2.2 赤颊黄鼠穴居地微生境因子的主成分分析通过主成分分析, 得出卡山保护区赤颊黄鼠的微生境选择的特征值。见表 2。
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主成分分析结果显示, 赤颊黄鼠穴居地微生境选择的相关矩阵前6个主成分的特征值均 > 1, 累积贡献率为72.743%。显示前6个因子包含了基本信息, 可以较好地反映穴居地微生境的微生境特征, 因此, 选用前6个主成分进行分析, 其相应的因子负载见表 3。
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由表2、3可见, 第1主成分的贡献率达23.686%, 其中绝对值较大的权系数出现在植被盖度（0.920）和草本盖度（0.863）等生态因子上, 显示这些生境因子具有较大的信息荷载量。第2主成分的贡献率为15.722%, 绝对值较大的权系数出现在灌木盖度（0.778）和灌木种数（0.768）等生态因子上。第3主成分的贡献率为10.994%, 绝对值较大的权系数出现在土壤含水率（0.667）等生态因子上。第4主成分的贡献率达8.231%, 其中绝对值较大的权系数出现在距道路距离（0.529）等生态因子上。第5主成分的贡献率达7.541%, 绝对值较大的权系数出现在距道路距离（-0.668）和生物量（0.533）等生态因子上。第6主成分的贡献率达6.568%, 绝对值较大的权系数出现在坡度（0.464）等生态因子上。
3 讨论啮齿动物与其生存环境间存在着复杂的联系, 如生境特性、捕食和竞争、隐蔽场所、食物等因素均会影响其对生境的选择, 除了啮齿动物的生理指标外, 还包括直接或间接影响动物生存、繁殖的多种环境因素, 其中既有生境条件的影响, 也有天敌、种间竞争以及种内密度调节等因素的作用[34-35]。仅依据生境来推断啮齿动物的种群状况有一定的局限, 但可根据对微生境选择的主导因子分析, 发现其最适生境, 以指导人们制定科学的防治措施。啮齿动物生境选择与植被条件的关系已有不少报道[14, 36-38], 如布氏田鼠（Microtus brandti）和大沙鼠（Rhombomys opimus）生境选择的研究结果已被用于生态防治, 并取得良好效果[39-40]。因此, 开展赤颊黄鼠穴居地微生境选择的研究具有实际应用意义。
通过研究发现, 影响卡山保护区赤颊黄鼠穴居地微生境选择的主要因子依次是海拔高度和土壤含水率。对海拔高度生境因子的选择表现出显著差异, 可能和研究区域的地形地貌有关。卡山保护区地形以沙漠、戈壁、山地丘陵等为主, 天敌猛禽会停驻在高处搜寻猎物。与高原鼠兔（Ochotona curzoniae）躲避天敌的策略相似, 黄鼠也会选择地势平坦, 邻近穴居地, 利于奔跑的地形[33]。选择平坦开阔的区域, 有利于提前发现天敌, 可提高生存概率。主成分分析表明, 影响赤颊黄鼠生境选择的主要因子依次是植被盖度（0.920）、草本盖度（0.863）、灌木盖度（0.778）、灌木种数（0.768）。这4个主要因子的选择可能与黄鼠的生存策略有关。植被盖度高能提供掩护, 黄鼠就近获取食物, 耗费在警戒行为的时间就少；而在植被盖度低的区域, 黄鼠需要扩大活动范围才能获取食物, 耗费在警戒行为的时间多, 遭遇天敌捕食的概率增加, 这与徐峰等[41]对大沙鼠行为研究的结果类似。
卡山保护区干旱、半干旱的荒漠环境, 制约赤颊黄鼠穴居地微生境选择主要是食物和隐蔽条件。袁帅等[42] 2017年对内蒙古阿拉善荒漠区不同放牧生境中啮齿动物优势种数量的研究发现, 生物量对子午沙鼠（Meriones meridianus）的种群数量有负效应。生物量对同为四足啮齿类的赤颊黄鼠也存在重要影响, 穴居地周围植被的生物量可能决定了食物丰富度的多寡。如表2、3中, 第5主成分的贡献率为7.541%, 生物量（0.533）是绝对值较大的权系数。而对比调查样方, 发现黄鼠对草本盖度、灌木盖度和生物量有选择偏好, 说明食物资源的多寡也是影响赤颊黄鼠穴居地微生境选择的一个十分重要的指标。植被的种数、盖度和密度等指标高, 说明微环境既提供隐蔽条件, 又提供充足的食物, 是理想的穴居地。而荒漠干旱地区的小型啮齿动物具有耐旱的生理特点, 能直接从食物中获取所需水分[43], 对水源的需求不像大型动物那么强烈, 其对食物和隐蔽条件要求更高。这可从赤颊黄鼠穴居地微生境与水源地距离差异无统计学意义（P=0.235）证实。经实地调查研究与对照样方分析, 赤颊黄鼠倾向于选择海拔高、土壤含水率低、平滩类型的微生境作为穴居地, 一般在缓阳坡。土壤基质与穴居地微生境选择关系不大。与同域生存的大沙鼠相比, 海拔、土壤含水率是2种鼠共有的穴居地微生境选择因子, 但植物种数不是赤颊黄鼠有统计学意义的穴居地微生境选择因子, 说明相对于大沙鼠, 赤颊黄鼠可能对穴居地微生境要求低, 对环境更适应[44]。
自2017年以来, 卡山保护区采矿及石油等工业活动退出保护区, 人类活动的区域仅局限在国道G216线、Z917铁路、五彩湾至富蕴高速公路、管护站和喀木斯特附近的居民点[45]。回避人类活动是绝大多数野生动物的选择。与对照组比较, 赤颊黄鼠会选择距居民点和距隐蔽物较近的生境环境活动, 实验组和对照组差异无统计学意义。说明人类活动的影响对黄鼠的影响较小, 不是决定性因素。本实验不足之处是未测量穴居地和对照样方的土壤硬度, 该指标可判断土壤硬度对啮齿类穴居地微生境尺度上选择的影响。对卡山保护区恢复区域进行啮齿类种群动态和数量变化的研究, 将是后续生态恢复和生态安全研究的重点。
志谢 新疆环疆绿源环保科技有限公司为现场工作提供交通工具, 王建忠、杨文国、段黎同志参加调查和数据收集；卡山保护区管理中心的李文梅、布兰、梁兴凯、艾代、阿成、蒙坎、蒋峰、马自清、陈明勇、文杰等同志提供了许多帮助；北京林业大学周冉博士、唐丽萍博士给予指导和帮助, 特此志谢利益冲突 无
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