荒漠啮齿动物群落格局改变

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荒漠啮齿动物群落格局改变

 

荒漠啮齿动物群落是群落生态学研究中的重要内容,一直被广泛关注[1]。人为的干扰活动可直接或间接地改变生物群落间的相互关系,导致自然生境的变化,从而对动物群落和系统功能产生重大影响。对人为不同干扰方式下荒漠啮齿动物群落组成种群格局变动特征的比较研究,有助于深入理解荒漠啮齿动物群落的形成机制和了解荒漠生态系统的结构与功能。阿拉善荒漠属我国西北典型的干旱脆弱生态系统,近年来人为活动的加剧加速了沙漠化的进程。本研究针对阿拉善荒漠啮齿动物群落格局变化进行了研究,这将有助于深入了解荒漠生态系统的结构与功能及草地退化的生态机制,同时对退化生态系统的恢复与重建也有重要意义。   1研究区自然概况   研究地位于内蒙古阿拉善左旗南部,地理坐标为东经104°10′~105°30′、北纬37°24′~38°25′,地处腾格里沙漠东缘。植被稀疏,覆盖度仅1%~20%。植物种类贫乏,主要以旱生、超旱生和盐生的灌木、半灌木、小灌木和小半灌木为主,多年生优良禾本科牧草和豆科牧草较少。建群植物以藜科、菊科和蒺藜科为主,其次为蔷薇科、柽柳科植物。地形起伏不平,丘陵、沙丘与平滩相间。气候为典型的高原大陆性气候,冬季严寒、干燥,夏季酷热,昼夜温差大,极端最低气温-36℃,最高气温42℃,年平均气温8.13℃,无霜期156d。降水量45~215mm,主要集中在7~8月,年蒸发量3000~4700mm。土壤为棕漠土,淋溶作用微弱,土质松散、瘠薄,表土有机质含量1%~1.5%,含有较多的可溶性盐。   依据草地利用方式的不同,选择四种不同植被生境布设样地:(1)开垦区。在原生植被基础上,1994年开垦,植被主要以人工种植的梭梭(Halox-ylonammodendron)、沙拐枣(Calligonummongoli-cum)、花棒(Hedysarumscoparium)等半灌木和多年生牧草紫花苜蓿(Medicagosativa)等为主,伴生有小蓬(Nanophytonerinaceum)、雾滨藜(Bassiadasyphylla)等一年生杂类草,植被盖度可达65%。土壤为灰漠土,水分含量2.77%~10.58%。(2)轮牧区。在原生植被基础上,1995年开始采取围栏轮牧的利用方式,轮牧小区的放牧间隔期为1个月,植被以霸王(Zygophyllumpterocarpum)建群,其次为红砂(Reaumuriasoongorica)、刺叶柄棘豆(Oxytropisaciphylla)等多年生小灌木,伴生有骆驼蓬(Peqanumnigellastrum)、雾滨藜等一年生植物,植被盖度24.5%。土壤为灰漠土,水分含量2.46%~9.32%。(3)过牧区。在原生植被基础上,自由放牧利用,而且是全年连续放牧。植被以白刺(Nitrariassp.)、霸王建群,伴生有红砂、刺叶柄棘豆、糙隐子草(Cleistogenessquarosa)等多年生植物和绵蓬(Suaedaglauca)、条叶车前(Plantagolessingii)等一年生植物,植被盖度为8.5%。土壤为灰漠土,表面严重沙化,水分含量4.66%~12.46%。(4)禁牧区。在原生植被基础上,自1997年开始围封禁牧,到本研究开始的2002年已禁牧5年以上,植被以红砂、珍珠(Sal-solapasserina)建群,其次为霸王、驼绒藜(Cera-toideslatens)、狭叶锦鸡儿(Caraganastenophyl-la)、油蒿(Artemisiaordosica)等小灌木,草本以白草(Pennisetumflaecidum)为优势种,其次为糙隐子草,伴生有雾滨藜等植物,植被盖度为29.5%。土壤为灰漠土,水分含量4.40%~8.22%。   2研究方法   2002~2007年,每年4~10月分别在开垦区、轮牧区、过牧区和禁牧区设置样方,面积均为0.96hm2。采用标志重捕法,笼距和行距为15m×15m,每月连捕4d,取样时间为每年的4月、7月、10月。   3结果与分析   不同植被生境中啮齿动物群落组成种捕获量比例的变动特征如表1,本文仅对表中鼠种数和占捕获量比例较大的鼠种进行分析。   3.1不同植被生境中啮齿动物群落组成种数   2002~2007年,不同植被生境中啮齿动物群落组成种的种数有差别,6个年度在不同植被生境中啮齿动物群落组成种分别为:开垦区3~6种,平均4.67种;轮牧区5~7种,平均5.83种;过牧区5~6种,平均5.83种;禁牧区5~6种,平均5.83种。突出的特征是开垦区的鼠种数量最少,6个年度中3年(2005年、2006年、2007年)均低于其他各区,分别为3种、4种、3种;轮牧区、过牧区和禁牧区鼠种数较为一致,大部分年份为6种。   3.2不同植被生境啮齿动物捕获量变动特征   分析各种植被生境中鼠类优势种的数量表明,适应农田和半荒漠的长爪沙鼠是开垦区的特有种,2003年、2004年分别占全部鼠种捕获量的7.2%和5%,其他各区均未出现;适应农田的黑线仓鼠的数量在开垦区较高,且年度波动较大,2002年占全部鼠种捕获量的31.3%,2003年达61.4%,2004年为6.7%,2005年下降为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较少;适应沙地和荒漠生活的三趾跳鼠在开垦区完全消失,在过牧区数量大幅增加,2002年占总捕获数的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,但在过牧区大部分年份数量较高,其占捕获量的比例分别为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,且轮牧区大部分年份的比例较高,2002年为63.5%,2003年为59.1%,2004年为72.3%,2005年为50.9%,2006年为2.2%,2007年为13.1%;小毛足鼠主要分布在轮牧区、过牧区、禁牧区,开垦区很少,禁牧区在大部分年份比例较高,2002年为36.0%,2003年为4.5%,2004年为19.0%,2005年为4.3%,2006年为12.0%,2007年为27.4%。在轮牧区也占有较高比例。#p#分页标题#e#   3.3啮齿动物在不同植被生境间和年度间的差异   进一步分析啮齿动物群落组成种的数量在不同植被生境中的差异发现(表2):长爪沙鼠、三趾跳鼠、黑线仓鼠在开垦区与其他各区间有极显著差异,这三种鼠在轮牧区、过牧区、禁牧区间均无差异;子午沙鼠仅在开垦区与过牧区间有显著差异,在其他各区间均无差异;五趾跳鼠在过牧区与其他各区间有极显著差异,其他各区间均无差异;小毛足鼠在轮牧区、禁牧区分别与开垦区、过牧区间有极显著差异,在轮牧区与禁牧区间无差异,在开垦区与过牧区间有极显著差异。分析6年中各个优势鼠种在同一植被生境中的年度间差异发现(表3),五趾跳鼠在过牧区年度间有极显著差异,在开垦区其他各年分别与2005年有极显著差异,在轮牧区和禁牧区年度间均无差异;三趾跳鼠在禁牧区和轮牧区年度间均有极显著差异,在过牧区年度间有显著差异,而在开垦区6年中均未捕获到三趾跳鼠;子午沙鼠在四种植被生境中6年间都有差异,其中在轮牧区、过牧区和禁牧区均达到极显著水平,在开垦区年度间差异达显著水平;黑线仓鼠在开垦区年度间有极显著差异,在其他3个区年度间没有差异;小毛足鼠在禁牧区年度间有极显著差异,在过牧区年度间有显著差异,在开垦区和轮牧区年度间均没有差异;长爪沙鼠在开垦区年度间有差异,但未达显著水平,在其他3个区6年中均未捕获到长爪沙鼠。   综合以上分析,2002~2007年在阿拉善地区不同植被生境中啮齿动物群落组成种的年平均种数:轮牧区=过牧区=禁牧区>开垦区;主要组成种变化明显:开垦区为长爪沙鼠、黑线仓鼠,轮牧区为子午沙鼠、小毛足鼠,过牧区为三趾跳鼠、五趾跳鼠,禁牧区为小毛足鼠。啮齿动物群落主要物种的数量在不同植被生境间和同一植被生境中年度间的差异表明:长爪沙鼠和黑线仓鼠数量在开垦区年度间有差异,且这两种鼠在开垦区与其他区间均有差异;五趾跳鼠、小毛足鼠数量在过牧区年度间有差异,且这两种鼠在过牧区与其他区间有差异。   4讨论   在景观生态中,生境破碎化是指在人为活动和自然干扰下,大块连续分布的自然生境被其他非适宜生境-基质分隔成许多面积较小的斑块(片断)的过程[2]。干扰出现在从个体到景观的所有层次上,干扰是景观的一种主要的生态过程,它是景观异质性的主要来源之一,不同性质和来源的干扰是景观结构和功能变化的根据[3]。干扰对景观破碎化的影响是复杂的,因而要求在研究干扰时必须从综合角度和更高层次出发,研究各种干扰事件的不同影响[4]。阿拉善荒漠的四种干扰类型,开垦、轮牧、过牧和禁牧产生了四种不同的植被生境。本研究表明,啮齿动物组成种类和数量对四种干扰方式的反映特征存在明显差别,特别是开垦区和过牧区啮齿动物群落的组成种类及主要种类的数量均有较大的改变,这与其他学者的研究结果较为相似。ZachFJones等[5]对亚利桑那州草地啮齿动物群落的研究发现,放牧地和未放牧地鼠种组成比例明显不同。张大铭等[6~7]报道了阿拉山口在新兴城市崛起的过程中啮齿动物群落发生的变化,同时其对准噶尔盆地的研究发现,从荒漠向人工环境转化的过程中,鼠类的种类和数量也在出现相应的变化。   干扰可能导致某些物种的消失或泛滥,从研究结果看,开垦区变化明显的是长爪沙鼠和黑线仓鼠,轮牧区变化明显的是小毛足鼠,过牧区变化明显的是三趾跳鼠。从群落主要物种在不同植被生境间和同一植被生境中不同年度间的差异性分析结果看,开垦区为长爪沙鼠或黑线仓鼠,过牧区为五趾跳鼠和小毛足鼠。由此可以确定,主要物种在开垦区和过牧区反应较明显。