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荒漠嚙齒動物群落是群落生態學研究中的重要內容,一直被廣泛關注[1]。人為的干擾活動可直接或間接地改變生物群落間的相互關系,導致自然生境的變化,從而對動物群落和系統功能產生重大影響。對人為不同干擾方式下荒漠嚙齒動物群落組成種群格局變動特征的比較研究,有助于深入理解荒漠嚙齒動物群落的形成機制和了解荒漠生態系統的結構與功能。阿拉善荒漠屬我國西北典型的干旱脆弱生態系統,近年來人為活動的加劇加速了沙漠化的進程。本研究針對阿拉善荒漠嚙齒動物群落格局變化進行了研究,這將有助于深入了解荒漠生態系統的結構與功能及草地退化的生態機制,同時對退化生態系統的恢復與重建也有重要意義。 1研究區自然概況 研究地位于內蒙古阿拉善左旗南部,地理坐標為東經104°10′~105°30′、北緯37°24′~38°25′,地處騰格里沙漠東緣。植被稀疏,覆蓋度僅1%~20%。植物種類貧乏,主要以旱生、超旱生和鹽生的灌木、半灌木、小灌木和小半灌木為主,多年生優良禾本科牧草和豆科牧草較少。建群植物以藜科、菊科和蒺藜科為主,其次為薔薇科、檉柳科植物。地形起伏不平,丘陵、沙丘與平灘相間。氣候為典型的高原大陸性氣候,冬季嚴寒、干燥,夏季酷熱,晝夜溫差大,極端最低氣溫-36℃,最高氣溫42℃,年平均氣溫8.13℃,無霜期156d。降水量45~215mm,主要集中在7~8月,年蒸發量3000~4700mm。土壤為棕漠土,淋溶作用微弱,土質松散、瘠薄,表土有機質含量1%~1.5%,含有較多的可溶性鹽。 依據草地利用方式的不同,選擇四種不同植被生境布設樣地:(1)開墾區。在原生植被基礎上,1994年開墾,植被主要以人工種植的梭梭(Halox-ylonammodendron)、沙拐棗(Calligonummongoli-cum)、花棒(Hedysarumscoparium)等半灌木和多年生牧草紫花苜蓿(Medicagosativa)等為主,伴生有小蓬(Nanophytonerinaceum)、霧濱藜(Bassiadasyphylla)等一年生雜類草,植被蓋度可達65%。土壤為灰漠土,水分含量2.77%~10.58%。(2)輪牧區。在原生植被基礎上,1995年開始采取圍欄輪牧的利用方式,輪牧小區的放牧間隔期為1個月,植被以霸王(Zygophyllumpterocarpum)建群,其次為紅砂(Reaumuriasoongorica)、刺葉柄棘豆(Oxytropisaciphylla)等多年生小灌木,伴生有駱駝蓬(Peqanumnigellastrum)、霧濱藜等一年生植物,植被蓋度24.5%。土壤為灰漠土,水分含量2.46%~9.32%。(3)過牧區。在原生植被基礎上,自由放牧利用,而且是全年連續放牧。植被以白刺(Nitrariassp.)、霸王建群,伴生有紅砂、刺葉柄棘豆、糙隱子草(Cleistogenessquarosa)等多年生植物和綿蓬(Suaedaglauca)、條葉車前(Plantagolessingii)等一年生植物,植被蓋度為8.5%。土壤為灰漠土,表面嚴重沙化,水分含量4.66%~12.46%。(4)禁牧區。在原生植被基礎上,自1997年開始圍封禁牧,到本研究開始的2002年已禁牧5年以上,植被以紅砂、珍珠(Sal-solapasserina)建群,其次為霸王、駝絨藜(Cera-toideslatens)、狹葉錦雞兒(Caraganastenophyl-la)、油蒿(Artemisiaordosica)等小灌木,草本以白草(Pennisetumflaecidum)為優勢種,其次為糙隱子草,伴生有霧濱藜等植物,植被蓋度為29.5%。土壤為灰漠土,水分含量4.40%~8.22%。 2研究方法 2002~2007年,每年4~10月分別在開墾區、輪牧區、過牧區和禁牧區設置樣方,面積均為0.96hm2。采用標志重捕法,籠距和行距為15m×15m,每月連捕4d,取樣時間為每年的4月、7月、10月。 3結果與分析 不同植被生境中嚙齒動物群落組成種捕獲量比例的變動特征如表1,本文僅對表中鼠種數和占捕獲量比例較大的鼠種進行分析。 3.1不同植被生境中嚙齒動物群落組成種數 2002~2007年,不同植被生境中嚙齒動物群落組成種的種數有差別,6個年度在不同植被生境中嚙齒動物群落組成種分別為:開墾區3~6種,平均4.67種;輪牧區5~7種,平均5.83種;過牧區5~6種,平均5.83種;禁牧區5~6種,平均5.83種。突出的特征是開墾區的鼠種數量最少,6個年度中3年(2005年、2006年、2007年)均低于其他各區,分別為3種、4種、3種;輪牧區、過牧區和禁牧區鼠種數較為一致,大部分年份為6種。 3.2不同植被生境嚙齒動物捕獲量變動特征 分析各種植被生境中鼠類優勢種的數量表明,適應農田和半荒漠的長爪沙鼠是開墾區的特有種,2003年、2004年分別占全部鼠種捕獲量的7.2%和5%,其他各區均未出現;適應農田的黑線倉鼠的數量在開墾區較高,且年度波動較大,2002年占全部鼠種捕獲量的31.3%,2003年達61.4%,2004年為6.7%,2005年下降為0,2006年再度上升,直到2007年上升到17.7%,而在其他植被生境中較少;適應沙地和荒漠生活的三趾跳鼠在開墾區完全消失,在過牧區數量大幅增加,2002年占總捕獲數的31.7%,2003年占7.4%,2004年占23.8%,2005年占44.9%,2006年占7.6%,2007年占19.8%;五趾跳鼠在不同植被生境中均有分布,但在過牧區大部分年份數量較高,其占捕獲量的比例分別為2002年24.4%、2003年3.7%、2004年11.0%、2005年21.7%、2006年33.8%、2007年48.7%;子午沙鼠在不同植被生境中均有分布,且輪牧區大部分年份的比例較高,2002年為63.5%,2003年為59.1%,2004年為72.3%,2005年為50.9%,2006年為2.2%,2007年為13.1%;小毛足鼠主要分布在輪牧區、過牧區、禁牧區,開墾區很少,禁牧區在大部分年份比例較高,2002年為36.0%,2003年為4.5%,2004年為19.0%,2005年為4.3%,2006年為12.0%,2007年為27.4%。在輪牧區也占有較高比例。#p#分頁標題#e# 3.3嚙齒動物在不同植被生境間和年度間的差異 進一步分析嚙齒動物群落組成種的數量在不同植被生境中的差異發現(表2):長爪沙鼠、三趾跳鼠、黑線倉鼠在開墾區與其他各區間有極顯著差異,這三種鼠在輪牧區、過牧區、禁牧區間均無差異;子午沙鼠僅在開墾區與過牧區間有顯著差異,在其他各區間均無差異;五趾跳鼠在過牧區與其他各區間有極顯著差異,其他各區間均無差異;小毛足鼠在輪牧區、禁牧區分別與開墾區、過牧區間有極顯著差異,在輪牧區與禁牧區間無差異,在開墾區與過牧區間有極顯著差異。分析6年中各個優勢鼠種在同一植被生境中的年度間差異發現(表3),五趾跳鼠在過牧區年度間有極顯著差異,在開墾區其他各年分別與2005年有極顯著差異,在輪牧區和禁牧區年度間均無差異;三趾跳鼠在禁牧區和輪牧區年度間均有極顯著差異,在過牧區年度間有顯著差異,而在開墾區6年中均未捕獲到三趾跳鼠;子午沙鼠在四種植被生境中6年間都有差異,其中在輪牧區、過牧區和禁牧區均達到極顯著水平,在開墾區年度間差異達顯著水平;黑線倉鼠在開墾區年度間有極顯著差異,在其他3個區年度間沒有差異;小毛足鼠在禁牧區年度間有極顯著差異,在過牧區年度間有顯著差異,在開墾區和輪牧區年度間均沒有差異;長爪沙鼠在開墾區年度間有差異,但未達顯著水平,在其他3個區6年中均未捕獲到長爪沙鼠。 綜合以上分析,2002~2007年在阿拉善地區不同植被生境中嚙齒動物群落組成種的年平均種數:輪牧區=過牧區=禁牧區>開墾區;主要組成種變化明顯:開墾區為長爪沙鼠、黑線倉鼠,輪牧區為子午沙鼠、小毛足鼠,過牧區為三趾跳鼠、五趾跳鼠,禁牧區為小毛足鼠。嚙齒動物群落主要物種的數量在不同植被生境間和同一植被生境中年度間的差異表明:長爪沙鼠和黑線倉鼠數量在開墾區年度間有差異,且這兩種鼠在開墾區與其他區間均有差異;五趾跳鼠、小毛足鼠數量在過牧區年度間有差異,且這兩種鼠在過牧區與其他區間有差異。 4討論 在景觀生態中,生境破碎化是指在人為活動和自然干擾下,大塊連續分布的自然生境被其他非適宜生境-基質分隔成許多面積較小的斑塊(片斷)的過程[2]。干擾出現在從個體到景觀的所有層次上,干擾是景觀的一種主要的生態過程,它是景觀異質性的主要來源之一,不同性質和來源的干擾是景觀結構和功能變化的根據[3]。干擾對景觀破碎化的影響是復雜的,因而要求在研究干擾時必須從綜合角度和更高層次出發,研究各種干擾事件的不同影響[4]。阿拉善荒漠的四種干擾類型,開墾、輪牧、過牧和禁牧產生了四種不同的植被生境。本研究表明,嚙齒動物組成種類和數量對四種干擾方式的反映特征存在明顯差別,特別是開墾區和過牧區嚙齒動物群落的組成種類及主要種類的數量均有較大的改變,這與其他學者的研究結果較為相似。ZachFJones等[5]對亞利桑那州草地嚙齒動物群落的研究發現,放牧地和未放牧地鼠種組成比例明顯不同。張大銘等[6~7]報道了阿拉山口在新興城市崛起的過程中嚙齒動物群落發生的變化,同時其對準噶爾盆地的研究發現,從荒漠向人工環境轉化的過程中,鼠類的種類和數量也在出現相應的變化。 干擾可能導致某些物種的消失或泛濫,從研究結果看,開墾區變化明顯的是長爪沙鼠和黑線倉鼠,輪牧區變化明顯的是小毛足鼠,過牧區變化明顯的是三趾跳鼠。從群落主要物種在不同植被生境間和同一植被生境中不同年度間的差異性分析結果看,開墾區為長爪沙鼠或黑線倉鼠,過牧區為五趾跳鼠和小毛足鼠。由此可以確定,主要物種在開墾區和過牧區反應較明顯。