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保護區梅花鹿夏季生境選擇影響因素調查研究

時間:2019-10-05 來源:四川動物 作者:趙成 李艷紅 石琴 王 本文字數:7273字

  摘要:梅花鹿Cervus nippon為國家Ⅰ級重點保護動物,四川鐵布梅花鹿自然保護區分布有我國現存最大的梅花鹿野生種群。2011年6-9月,采用樣方法對保護區梅花鹿夏季棲息地選擇進行了調查。共布設109個樣方(利用樣方61個,對照樣方48個),測量并比較了海拔、坡度等20個生境因子。結果顯示,梅花鹿偏向利用的植被類型為灌叢、草甸、針葉林,同時選擇隱蔽度較高的生境;此外,距水源距離、灌木高度、灌木蓋度、灌木密度、草本高度和草本蓋度6個連續變量在利用樣方和對照樣方之間差異有統計學意義。回歸模型分析結果表明,梅花鹿夏季偏好選擇草本蓋度大、距離水源和林緣較近的生境,拒絕遠離水源和林緣的生境。

  關鍵詞:梅花鹿; 棲息地選擇; 鐵布梅花鹿自然保護區;

  作者簡介:  趙成(1986-),博士,講師,生態學專業,主要從事動物生態保護研究,E-mail:[email protected];  胡杰, 博士, 教授, 主要從事珍稀野生動物保護遺傳和生態學研究, E-mail:[email protected];

Summer Habitat Selection of Cervus nippon in the Sichuan Tiebu Sika Deer Nature Reserve

  Abstract:Sika deer (Cervus nippon) is classified as a class Ⅰ key protected wild animal species in China. The largest wild population of C. nippon is distributed in the Sichuan Tiebu Sike Deer Nature Reserve. From June to September 2011, quadrat sampling method was used to investigate the summer habitat selection of C. nippon in the reserve. Twenty habitat variables, such as elevation and slope gradient, were assessed in 109 quadrats. Of the 109 qudrats, 61 sites were used for the survey and 48 were set as control. The results showed that C. nippon preferred bush, meadow, and coniferous forest with high concealing condition. There were significant differences between the used and control quadrats in 6 continuous variables, such as the distance to water, shrub height, shrub cover, shrub density, herb height, and herb cover. The result of logistic regression analysis showed that C. nippon prefers the habitat with higher herb cover, shorter distance to water and forest edge in summer.

  Keyword:Cervus nippon; habitat selection; Tiebu Sika Deer Nature Reserve;

  梅花鹿Cervus nippon隸屬于偶蹄目Atiodactyla鹿科Cervidae,國家Ⅰ級重點保護野生動物,歷史上幾乎遍布我國華東、華北、華中、華南、西南和青藏高原的東部(Whitehead,1993;郭延蜀,鄭慧珍,2000),由于氣候環境的改變以及人為影響,目前中國僅存3個梅花鹿亞種:東北亞種C. n. hortulorm、華南亞種C. n. kopschi和四川亞種C. n. sichuanicus,分布于黑龍江、吉林、遼寧、安徽、浙江、江西、四川和甘肅迭部交界區域(郭延蜀,2000;宋延齡,劉志濤,2005);其中,四川鐵布梅花鹿自然保護區分布有我國現存最大的野生種群(戚文華等,2014)。

  棲息地是野生動物賴以生存的場所,了解和掌握瀕危物種棲息地的利用特征是制定保護和管理策略的基礎(孟秀祥等,2011;Zhang et al.,2011;Khadka & James,2016)。迄今為止,國外學者對梅花鹿棲息地利用方面的研究成果較為豐富(Asada & Ochiai,1996;Borkowski,2000;Yokoyama et al.,2000;Sakuragi et al.,2003;Diaz et al.,2017;Endo et al.,2017);國內關于梅花鹿棲息地利用方面的研究相對較少,且主要集中于華南亞種(付義強等,2006;李佳等,2015;Li et al.,2017),針對四川亞種棲息地利用方面的研究則更少(Zhao et al.,2014)。

  由于環境的差異,不同地理種群的梅花鹿所面臨的生存壓力也不一樣,進而導致影響其棲息地選擇的主要因素也存在一定差異。例如,生活于俄羅斯西部的梅花鹿主要選擇的生境為蒙古櫟Quercus mongolica林、落葉闊葉林和紅松Pinus koraiensis針闊混交林(Aramilev,2009);分布于吉林琿春東北虎國家級自然保護區的東北亞種卻不偏好紅松針闊混交林和蒙古櫟林(楊海濤等,2018);而分布于江西的華南亞種不偏好森林,而偏好灌草叢(付義強等,2006;Li et al.,2017)。鑒于此,作者對四川鐵布梅花鹿自然保護區梅花鹿夏季的棲息地選擇進行了研究,以期進一步豐富該亞種的生態生物學資料,揭示影響其生境選擇的關鍵因素,并為其保護與管理提供參考。

  1、研究區域與研究方法

  1.1 研究區域概況

  四川省若爾蓋縣鐵布梅花鹿自然保護區(102°52′~103°08′E,33°58′~34°11′N)位于青藏高原東沿,總面積約260 km2.區內地貌屬中切割山原,谷底海拔2 400 m,峰嶺海拔3 000 m左右,最高可達3 850 m.受西風環流及東南季風的影響,夏季溫涼、冬季寒冷、干濕季明顯,年均降水量625.5 mm.區內植被垂直分布明顯,且坡向影響強烈。在河岸及河漫灘地帶以柳Salix spp.為主,其間分布有沙棘Hippophae rhamnoides、小檗Berberis spp.、高叢珍珠梅Sorbaria arborea等的河灘灌叢;陰坡以油松Pinus tabulaeformis林、粗枝云杉P. asperata林、紫果云杉P. purpurea林、岷江冷杉Abies faxoniana林、白樺Betula platyphylla林和山楊Populus davidiana林為主;陽坡是由小檗、沙棘等組成的灌叢草甸和山坡灌叢(郭延蜀,2000)。森林、灌叢、草甸構成的復合生境為梅花鹿生命活動的各個階段提供了適宜的生存環境(Zhao et al.,2014)。

  1.2 調查方法

  2011年6-9月在保護區設置20條垂直于等高線的樣線,每條長2 km,間距大于2 km,且盡可能覆蓋區內各種植被類型。在滿足以下條件時設置樣方:1)樣線的起始點與終點,2)發現梅花鹿實體或新鮮糞便、尸體等痕跡處,3)植被類型發生明顯變化,4)若無上述情況,則海拔每上升100 m或行走1 h設置1個樣方(張文廣等,2007)。

  樣方設置采取參考Wei等(2000)的方法:1個1 m×1 m的正方形,1個20 m×20 m的正方形和2個彼此垂直的2 m×10 m的長方形,另在20 m×20 m正方形樣方中每1/4小樣方(10 m×10 m)的中心,分別設1個1 m×1 m的正方形樣方。每個樣方記錄如下信息:

  坐標:用GPS記錄20 m×20 m的正方形樣方中心的地理坐標。

  樣方類型:分為1和0,1表示發現梅花鹿實體(狀態:覓食、臥息等)或其糞便、食痕等的樣方,0表示沒發現梅花鹿及其痕跡的樣方(對照樣方)。

  坡向:東、南、西、北和無坡向。

  坡位:上坡、中坡和下坡。

  坡度:用坡度儀直接測量。

  海拔:在大樣方的中心點由GPS測量。

  距水源距離:根據GPS定位,后期結合地形圖和衛星影像圖測量距離。

  距林緣距離:記錄樣方距林緣的垂直距離,從林緣到林內取“+”值,從林緣到林外取“-”值。

  隱蔽度:在每個大樣方的對角線上,相距30 m處,各執一花桿(高1.5 m),對視對方花桿,記錄所見比例,取2次之平均數。分為4級:<25%(所見桿比例>75%)、25%~50%(所見桿比例為50%~75%)、50%~75%(所見桿比例為25%~50%)、>75%(所見桿比例<25%)。

  植被類型:針葉林、闊葉林、灌叢、草甸、耕地和其他。

  喬木密度:大樣方內喬木的數量。

  喬木高度:大樣方內所有喬木的平均高度。

  喬木胸徑:測量4個10 m×10 m正方形樣方中距中心點最近的喬木的胸徑,并計算其平均值。

  灌木密度:2個2 m×10 m長方形樣方的灌木平均數。

  灌木高度:2個2 m×10 m長方形樣方的灌木平均高度。

  灌木蓋度:2個2 m×10 m長方形樣方的灌木平均蓋度。

  草本高度:5個1 m×1 m正方形樣方的草本平均高度。

  草本蓋度:5個1 m×1 m正方形樣方的草本平均蓋度。

  距居民區距離:根據GPS定位,后期結合地形圖和衛星影像圖測量距離。

  距大路距離:指距機動車行駛道路的距離,根據GPS定位,后期結合地形圖和衛星影像圖測量距離。

  1.3 數據分析

  針對植被類型、隱蔽度、坡度、坡向4個離散型變量,采用卡方檢驗分析利用樣方與對照樣方的差異性。

  通過單樣本K-S檢驗分析數值型變量是否符合正態分布,如果符合正態分布,則使用獨立樣本t檢驗分析利用樣方和對照樣方的差異性,否則,使用Mann-Whitney U檢驗。

  通過信息理論方法(Burnham & Anderson,2002)來確定預測梅花鹿棲息地選擇的關鍵因子。為保證變量的獨立性,對所有變量進行相關分析,對相關系數絕對值>0.5的變量進行篩選,保留其中更具生物學意義的變量進入下一步分析。使用Akaike信息標準校正小樣本量(AICC)評估所有可能的變量組合,并通過ΔAICC值進行模型篩選;對ΔAICC<2的模型進行模型平均,然后比較每個變量的相對重要性和95%置信區間,以此確定關鍵的影響因子(Wang et al.,2018)。數據分析在SPSS 20和R中完成。

  2、結果

  2.1 利用樣方和對照樣方各因子的差異顯著性分析

  共設置梅花鹿利用樣方61個,對照樣方48個。

  對保護區梅花鹿夏季利用樣方和對照樣方中4個離散型變量分析的結果表明,植被類型和隱蔽度之間的差異有統計學意義,而坡向和坡位之間的差異無統計學意義(表1)。梅花鹿偏好灌叢、草甸、針葉林和隱蔽度較高的生境。

表1 鐵布梅花鹿自然保護區梅花鹿夏季利用樣方和對照樣方中離散型變量比較

鐵布梅花鹿自然保護區梅花鹿夏季利用樣方和對照樣方中離散型變量比較

  對14個連續性變量分析的結果表明,距水源距離、灌木高度、灌木蓋度、灌木密度、草本高度和草本蓋度6個變量在利用樣方和對照樣方之間的差異有統計學意義,其他變量之間的差異無統計學意義(表2)。

表2 鐵布梅花鹿自然保護區梅花鹿利用樣方和對照樣方中連續型變量比較

鐵布梅花鹿自然保護區梅花鹿利用樣方和對照樣方中連續型變量比較

  2.2 邏輯斯蒂回歸模型

  相關分析結果發現,灌木蓋度和灌木密度之間的相關系數較大(r=0.838,P<0.001)。鑒于灌木密度既能反映樣方的隱蔽度又能代表樣方的食物量情況,僅將灌木密度納入模型進行分析。各回歸模型中ΔAICC<2的有3個,共涉及11個變量(表3)。對ΔAICC<2的模型進行模型平均結果表明,影響梅花鹿夏季棲息地選擇的主要因子為草本蓋度、距林緣距離和距水源距離;且梅花鹿偏好選擇草本蓋度大、靠近水源和林緣的棲息地,回避遠離水源、林緣的生境。

表3 最優邏輯斯蒂回歸模型集合

最優邏輯斯蒂回歸模型集合

  注: 植被類型為分類變量, 包含針葉林、闊葉林、灌叢、草甸、耕地和其他Note: vegetation types are categorical variables, including coniferous forests, broadleaved forests, shrubs, meadows, cultivated land, and others

表4 模型平均結果

模型平均結果

  注: 植被類型(針葉林)作為固定參考因子Note: vegetation type (coniferous forest) as a fixed reference factor

  3、討論

  研究表明,食物是影響動物棲息地選擇的最重要因素(李偉等,2010;趙成等,2012;鄭維超等,2012;王征,張旭暉,2014;劉鵬,張薇薇,2017)。郭延蜀(2001)研究發現,草甸和灌叢為梅花鹿四川亞種的主要食物基地。許多鹿科動物都會選擇隱蔽性較好的生境避開天敵(劉振生等,2004;游章強等,2014)。本研究表明,梅花鹿通常偏好灌木和草本繁茂、隱蔽度較高的生境。

  水源對野生動物的分布有明顯的影響,鹿科動物多偏好在距水源較近的區域活動(胡杰等,2018),梅花鹿也不例外(付義強等,2006;Zhao et al.,2014)。本研究結果顯示,梅花鹿偏好選擇距離水源較近的生境,這進一步印證了水源對梅花鹿分布的重要性,即便是在雨水相對豐富的夏季,梅花鹿依然偏好近水生境。郭延蜀(2000)曾指出,梅花鹿四川亞種多出現在距離水源30~550 m的范圍內,本研究中梅花鹿夏季利用樣方距離水源為324.67 m±247.68 m,與其類似。此外,作為典型的林緣動物,梅花鹿利用的棲息地也相對靠近林緣地帶。

  研究表明,除了食物、隱蔽地和水源,人為干擾也是影響野生動物棲息地利用的重要因素(劉振生等,2004;冉江洪等,2006;游章強等,2014;Zhao et al.,2017;胡杰等,2018)。本研究顯示,人為干擾在梅花鹿利用樣方和對照樣方之間的差異無統計學意義,未進入最優模型,可能有以下兩方面因素:一方面,區內道路和居民點多依水而建,梅花鹿對水的需求致使其無法長期回避人為活動頻繁的區域;另一方面,區內尚有大量居民從事生活生產活動,人鹿關系密切,梅花鹿已適應一定程度的人為干擾。

  本研究結果表明,分布于鐵布梅花鹿自然保護區的梅花鹿四川亞種在夏季偏好選擇隱蔽度高、距離水源和林緣較近、灌木和草本生長繁茂的生境。鑒于此,加強管護靠近水源和林緣的灌草叢,是保護梅花鹿四川亞種棲息地的關鍵。

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