（生态学专业论文）道路侧沟对黑眶蟾蜍幼体逃生能力的影响初探.pdf

摘要 两栖类在生态系统中具有极其特殊的地位，随着人类文明的发展，对两栖类越来越 多的关注不仅仅只存在农业和养殖业，道路侧沟致使两栖类死亡的现象也得到了广泛的 关注。为此，人们希望在满足侧沟日常防洪排水的工程安全基础上，还能通过生态改进 的方式减少其对两栖类的致死威胁。 为探索生态工程在侧沟修复中的理论与技术，本文以深圳市宝安区茜坑水库内工程 侧沟为研究对象，在进行充分野外调查的基础上，探讨侧沟的修建对两栖类的影响，并 从侧沟倾角、侧沟材质、侧沟深度和侧沟附近植被四个角度，研究分析了不同组合情况 下侧沟对黑眶蟾蜍的影响。最后室内模拟并初步研究了蟾蜍自身的最大跳远距离、最大 跳跃高度和最大侧壁攀附倾角与自身体长的关系，希望找出黑眶蟾蜍自身对外界环境的 最大承受能力值。结果表明t 1 库区内侧沟种类及样式众多，侧沟深大多在4 5 c m 以上，且采用水泥或浆砌石修 建而成，局部有少量藤本植物侵入。在亚热带季风气候区能起到良好的防洪排水功能， 实现其传统工程设计目的。 2 经目视遇测法( v i s u a le n c o u n t e rs u r v e y s ) 和穿越线法( t r a n s e c ts a m p l i n g ) 调查得知， 库区内环境最为复杂，受人为干扰最为严重的正门到管理处办公楼之间区域内两栖类有 7 种，隶属1 目、4 科、5 属，全为无尾目种类。尤以活动能力弱，易受外界干扰的黑眶 蟾蜍数量最多强q 司。 z 3 侧沟深度、植被侵入状况、侧沟边坡倾斜角度、侧沟壁粗糙度四个因素是侧沟 影响蟾蜍逃出率的主要因子。其中，( 1 ) 侧沟垂直深度越小，蟾蜍越容易跳出侧沟，侧 沟垂直深度达到5 0 c m 时无任何蟾蜍可逃出，垂直深度为2 5 e m 时也仅有1 0 的逃出；( 2 ) 藤本植被的侵入有助于黑眶蟾蜍及其他两栖类从侧沟内部逃出；( 3 ) 库区内能找到的最 小倾角侧沟中，倾角在4 5 。的侧沟对黑眶蟾蜍不存在任何影响，逃出率达到1 0 0 , ( 4 ) 浆砌石明显优于光滑的水泥光面侧壁，更有有利于黑眶蟾蜍的攀附及逃出。 4 室内控制实验从黑眶蟾蜍最大跳远距离、最大跳跃高度和最大侧壁攀附角度三 个方面对黑眶蟾蜍进行了研究。结果表明黑眶蟾蜍最大跳远距离和最大跳跃高度均在体 长长到2 7 5 c m 时达到稳定值，其值分别为1l c m 和1 1 3 c m ：而最大侧壁攀附角度却与体 长相关性不高，无论体长大小是多少，其值在7 2 8 。上下浮动。 本研究证明，在侧沟修建过程中，侧沟深最好不要超过l l c m ，为了最大化保护生态 系统平衡，倾角应在4 54 ，在某些情况下最大倾角允许为7 8 。尽量增大周围藤本植 物自由入侵度，为两栖类游走侧沟提供“自然阶梯”。同时，修建材料尽量避免光滑易 生苔藓的水泥，而应多采用粗糙且造价略低的浆砌石为原料。总之，在侧沟的修建过程 中充分考虑大自然中两栖类对生存空间的需求，并尽最大程度弱化人工设施对两栖类原 有生境的影响，创造人与自然和谐的环境。 关键词：生态工程；道路侧沟；蟾蜍幼体；逃出率；自然阶梯 a b s t r a c t a m p h i b i a nh a sav e r yi m p o r t a n tr o l ei ne c o s y s t e m r e c e n t l yt h e r eh a sb e e nc o n s i d e r a b l e d i s c u s s i o nw i t h i nt h es c i e n t i f i cc o m m u n i t ya b o u td e c l i n e si na m p h i b i a nd e n s i t i e sa n d d i s t r i b u t i o n si nm a n yr e g i o n sa r o u n dt h ew o r l d i ne c o l o g i c a le n g i n e e r i n g ，r e c e n t l y , o nf o r e s t r o a d st h a tr u nt h r o u g hm o u n t a i n o u sa r e a s ，m a n yc a r c a s s e so f a m p h i b i a n sw e r eo f t e nf o u n di n t h es i d ed r a i n a g ed i t c h e s s o ，p e o p l ew i s ht oi m p r o v et h ed e s i g no fd i t c h e st om a k e p r e v e n t i o no fa m p h i b i a nm o r t a l i t yi nr o a d s i d ed i t c hb a s e do nn o tc h a n g i n gt h ee n g i n e e r i n g s a f e t y i no r d e rt os t u d yt h et h e o r ya n dt e c h n o l o g yi nb u i l d i n gd i t c h ，t h i sr e s e a r c hw i l ls t u d y r o a d s i d ed i t c hi nq i a n k e n gr e s e r v o i ro fs h e n z h e n i tw i l ld i s c u s st h ee f f e c tt oa m p h i b i a n f r o mr o a d s i d ed i t c hb a s e do nl o t so fs u r v e yf r o mt h eb e l o wp o 缸o f v i e w ：o b l i q u i t yo fs l o p e s u r f a c e ，m a t e r i a l ，d e p t h , c o v e r a g eo fv e g e t a t i o n a tl a s t ，i no r d e rt of i n dt h ei n d e xt h a t j u v e n i l et o a d s ( d u t t a p h r y n u sm e l a n o s t i c t u s ) c a ne n d u r et ot h ee n v i r o n m e n t ，al a b o r a t o r y s i m u l a t i o nw i l ls h o wt h r e ea s p e c t sa b o u tt h el o n gj u m p ，t h eh i g hj u m pa n dt h ea n g l et h a t j u v e n i l et o a d sc a l lh o l do nt h es l o p eo fd i t c h t h er e s u l ts h o w s ： 1 t h er e s e a r c ho ff l e l d w o r ks h o w st h a tt h e r ea r em a n yk i n d so fd i t c h e si nq i a n k e n g r e s e r v o i r , a n dt h ed e p t ho fm o s td i t c h e sa r eo v e r4 5 c mb u i l ti nc o n c r e t eo rm o r t a rl a i ds t o n e t h e r ea r eaf e wl i a n a sn e a rr o a d s i d ed i t c h t h e s ec a nf o r mag o o df u n c t i o no ff l o o d p r e v e n t i o na n dd r a i n a g ei ns u b t r o p i c a lm o n s o o nc l i m a t e ，a l s oat r a d i t i o n a ld e s i g np u r p o s e 2 t h r o u g hv i s u a le n c o u n t e rs u r v e y sa n d t r a n s e c ts a m p l i n gi nt h er e s e r v o i rt h a ti s d i s t u r b e dm o s ts e v e r i t y ；i ta l s os h o w st h e r ea r es e v e nk i n d so fa m p h i b i a n sw h i c hb e l o n g st o o n e o r d e r , f o u rf a m i l i e sa n df i v eg e n u s ，a l li sa n u r a h o w e v e r , t h en u m b e ro fj u v e n i l et o a d s t h a th a st h ew e a k e ra c t i v s i t ya b i l i t yi st h em o s ts u i t a b l es p e c i e s ，s ow ew i l lt a k ei ta st h e e x p e r i m e n t a lm a t e r i a l 3 t h r o u g ho u tt h er e s e a r c h ，w eh a v ef o u n dt h a to b l i q u i t yo fs l o p es u r f a c e ，m a t e r i a l ， d e p t h ，c o v e r a g eo fv e g e t a t i o na r et h em a i nf a c t o r st h a tc a na f f e c tt h ec h a n c eo fe s c a p i n gf r o m ar o a d s i d ed i t c h o u rr e s e a r c hs h o w st h a t ：( 1 ) t h el e s st h ed e p t ho fr o a d s i d ed i t c ha r e ，t h e e a s i e rt h ej u v e n i l et o a d sc a ne s c a p ef r o mt h e m ；( 2 ) t h ei n v a s i o no fl i a n a sm a k e si te a s i e rt o e s c a p i n gf o ro u re x p e r i m e n t a lm a t e r i a l ；( 3 ) a m o n ga l lk i n d so fd i t c h e st h a tw ec a nf i n di n r e s e r v o i r , t h ed i t c hw i t ha na n g l eo f4 5d o e sn o tm a k ea n yt h r e a t e nt ot o a d s ，a10 0 e s c a p e r e n d e r i n g ；( 4 ) i ti sb e t t e rt oe s c a p ef r o mas l o p ew i t hm o r t a rl a i ds t o n et h a nas l o p ew i t h c o n c r e t e 4 l a b o r a t o r ys i m u l a t i o nc o n s i d e r i n gt h el o n gj u m pa n dt h eh i 曲j u m ps h o w st h a tt h e l o n g e rt h ej u v e n i l et o a d sa r e ，t h eh i g h e ri n d e x e sa r e ，u n t i lt h eb o d yl e n g t hr e a c h e s2 7 5 c m a f t e rt h a tv a l u e t h ei n d e x e sm a i n t a i na t1lc ma n d1 1 3 c m h o w e v e r , t h ea n g l es i m u l a t i o n s e e m st h ei n d e xd on o th a v ea n yr e l a t i o nw i t ht h eb o d yl e n g t h ，t h ei n d e xi sa l w a y sr l e a r7 2 8 0 t i l i ss t u d yp r o v e st h a td u r i n gt h eb u i l d i n go fr o a d s i d ed i t c h ，t h eb e s td e p t hi sn om o r et h a n 1lc m , a n df o re c o s y s t e m ，t h eb e s ta n g l ei s4 5 0 ，i ns o m ec a s e s ，i tc a r lr e a c ht o7 8 0 i n c r e a s i n g t h ep l a n ti n v a s i o nc a ng i v et h ea m p h i b i a nw h i c hl i v e sn e a rt h ed i t c h e sa n a t u r a ls t e p ”a tt h e s a m et i m e i ti sb e t t e rt oc h o o s em o r t a rl a i ds t o n et ob u i l dt h ed i t c h ，f o ri ti sc h e a p e rt h a n c o n c r e t ea n dn o te a s yt ob r e e dp l a n u sw h i c hm a k e st h es l o p es m o o t h e r i nt h ee n d ，w h e nb u i l d i n gad i t c h ，i ti sv e r yi m p o r t a n tt oc o n s i d e rt h en e e do fa m p h i b i a n i t i sa g o o dc h o i c et ow e a k e nt h ee f f e c tt ol i v e r sa n dc r e a t ea h a r m o n i o u se n v i r o n m e n tf o rb o t h h u m a na n dn a t u r e k e yw o r d s ：e c o l o g i c a le n g i n e e r i n g ；r o a d s i d ed i t c h ；j u v e n i l et o a d s ；e s c a p i n gr a t e ；n a t u r a l s t e p s 独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所 取得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：2 翌z ! 么：兰乡 ， 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇 编本学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名蚴 日 飙叫坛夕 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 指导狮签名：堑坠 e t 期：良尊厶s - 2 电话： 邮编： 东北师范大学硕士学位论文 1 1 选题依据 1 引言 两栖类在生态系统中具有极其特殊的地位，近年来，道路侧沟致使两栖类死亡的现 象得到了业界的广泛关注。为此，人们希望在满足侧沟日常防洪排水的工程安全基础上， 通过生态化方式改进以减少其对两栖类的致死威胁n 卅。 1 1 1 两栖类的研究意义 在脊椎动物的演化历程扮演桥梁地位的两栖爬行动物，不仅因其多处于生态系统营 养结构的中间层，是生态系统能量流动和物质循环过程中的重要环节，在生态系统的食 物网中也是非常重要的一环。又由于他们的活动范围常局限于特定潮湿的环境内，对环 境变化的敏感度特别高，因此也是良好环境监测指标生物。对两栖爬行动物种类和种群 数量的调查，是生态系统生物量、生物多样性、食物网链状况、生态环境质量等研究的 重要内容之一蚴。 1 1 2 侧沟对两栖类的致死影响 土木工程对两栖类的影响主要体现在道路的修建对两栖类的致死作用，即道路的发 展是导致两栖类种群数量下降的原因之一。这是由于一方面公路将两栖类的生境隔离， 使它们在穿过公路时被车辆压死，同时增加了外界干扰，使它们对公路边的生境利用率 下降口羽；另一方面道路两旁的侧沟对两栖类的物理隔离及致死影响。前者自上个世纪9 0 年代就得到了西方国家普遍的关注，而后者本世纪初才引起人们的重视口4 。嚣1 。 修建侧沟引起的生境破碎和生境改变是导致两栖类种群下降的最主要也是最直接 的原因。两栖类动物在林道、居民区等道路侧沟跌落致死的情况普遍存在。对由于产卵 场和栖息地不在同一位置，必须要在两者之间往返的两栖动物来说，侧沟经常成为对整 个群落具有毁灭性打击的障碍。目前我国的道路侧沟和农用水渠的u 型沟道已经形成贯 穿的网络，所以侧沟的大规模修建有可能促两栖类群体或个体的孤立化。而个体群落的 分割化极有可能引起两栖类的灭绝。日本学者长谷川指出( 1 9 9 8 ) 道路及其配套侧沟的 修建引起的森林、湿地、水域的斑块化和生境 改变，不仅使两栖类的栖息生境面积减少，而且使斑块间的隔离增加，阻断了斑块间 两栖类种群的扩散和迁移，导致生境中两栖类的分布范围缩小，种群数量下降以至种群 灭绝。此外，由此带来的生境破碎产生的边界，还可能为外来种的定居提供适宜的环境， 或者至少扩大了外来种侵入斑块内部的机会 2 9 , 3 0 。 东北师范大学硕士学位论文 因此，应在加强对两栖类种群动态的研究的基础上，探明侧沟对其下降机制的影 响，进而制定相应的生态侧沟修建策略，最终实现减少两栖类种群下降的目的。 1 2 国内外研究进展 1 2 1 国外研究进展 西方发达国家对道路侧沟导致两栖类死亡的认识比较早，并就侧沟对两栖类的影响 做了初步的研究。 1 9 9 9 年，n o g a m ih 的y u l ( i 发现了森林道路两侧排水沟内有大量两栖类残体，指出 以往研究在关注于如何拯救两栖类的同时，还亲自开展了有关研究并证实了更大倾斜角 度的侧沟能够提高两栖类的逃出率。 2 0 0 0 年，日本的大河内勇、大川烟修和含品伸子研究了防止道路侧沟两栖类动物跌 致死的方法，证明北茨城市的关西蟾蜍需要浅v 字型的侧沟才能1 0 0 逃脱。 2 0 0 0 年，列克星敦大学的d a v i dm 、m a r s h 和p e t e rc 在种群动力学和两栖类保育 研究中指出，池塘附近两栖类的研究能够为该地区提供两栖类种群变化动态，是值得进 行的研究方式，同时要加强侧沟的生态化改造，以减小其对两栖类物理隔离的影响。 美国伊利诺斯州的c h r i s t o p h e r a p h i l l i p s 在长期从事两栖类监测的同时发现，纵横 交错在伊利诺斯州上的排水沟为两栖类提供了良好的生存环境，而城市内部的水泥侧沟 并不是栖息地理想选择。 荷兰的k r i j g s v e l d ，k l 在2 0 0 4 年的生物保护报告中指出，应大力加大侧沟的宽度 和侧沟分布密度。 2 0 0 5 年，加拿大的m a z e r o l l em a r cj 指出，侧沟对青蛙不构成威胁，反而提高了蛙 类在沟内的繁殖率，同时指出侧沟这种小尺度的廊道在种群动力学上也具有重要作用。 综上，西方国家对侧沟的研究开展比较早，且针对两栖类的研究也有所开展，但也 应该看到，西方国家侧沟研究地区主要在农地，侧沟多为土质，倾角较大，且有常流水， 沟边长有植被。而我国的侧沟多为水泥或浆砌石的侧沟，因此对西方的侧沟研究借鉴要 有一定甄别性口卜铷。 1 2 2 国内研究进展 目前我国关于“蟾蜍 的研究多集中在其生理、种群分布及种类调查方面，涉及到 生态工程保护的研究还尚未见报道。 同时，国内主流的侧沟设计还鲜有关注到两栖类的生存问题，相反，更多的是将注 意力集中在侧沟的形式和尺寸，且侧沟主要是基于排水功能进行选择与设计的，较少考 虑对蟾蜍生存的影响。同时侧沟仍然是以梯形和矩形边沟为主，路侧空间较小，安全性 较差侧。 2 0 0 7 年张文举等认为，应将浆砌边沟取代为生态边沟，减小大量的圬工，使得道路 2 东北师范大学硕士学位论文 美化符合环保意识的同时还能较好地解决道路排水问题。以某高速公路生态边沟为实 例，简单介绍了生态边沟的设计方法并进行了水力学分析 虽然国内目前还没有对侧沟与两栖类保护之间的关系引起足够的重视，但工程上对 侧沟的设计主要在以下几个方面达成了一致意见，而该意见却间接地对两栖类起到了一 定的保护作用，如：( 1 ) 侧沟设计不必形式化，要因地制宜；( 2 ) 注重侧沟附近植被的 种植；( 3 ) 减小侧沟深度，增大宽度。 综上国内外关于侧沟及其对两栖类的影响研究，可知，侧沟是两栖类生存和繁殖的 重要场所，但其对两栖类的物理隔离和致死现象也是普遍存在的，为此，开展如何减小 侧沟工程对两栖类影响的研究就显得尤为必要了一1 。 1 3 研究目的和意义 深圳宝安区茜坑水库内大大小小纵横交错的侧沟虽然满足了排水的功能，但却人为 的将两栖动物如蛙和蟾蜍的生存空间进行了划分，这些工程设施严重影响了两栖类爬行 动物的生存和繁殖。 本研究以茜坑水库管理处附近沟渠地作为研究区，通过对本区蛙类、蟾蜍类预调查， 在了解本地两栖类自然状况的基础上，通过室内研究实验和野外放生实验相结合的方式 研究库区侧沟对两栖类的影响，并制定减小侧沟对两栖类幼体影响的方法。 希望本研究不仅为公路侧沟施工提供理论指导和科学支持，还可客观评价茜坑水库 的生态环境总体状况并为制定宏观的生态管理规划提供科学依据，同时还能够对我国新 时期的侧沟建设起到示范作用，减少工程对生态社会环境的负效应，保障社会经济安全、 构建自然与人类的和谐关系起到积极的推进作用。 随着我国经济的发展，生态环保意识的提高，基于生态保护的新式侧沟的研究和应 用需求就变的日渐迫切起来。 1 4 研究内容、技术路线和创新点 1 4 1 研究内容 茜坑水库侧沟类型调查； 茜坑水库两栖种类调查； 野外侧沟放生实验； 室内控制实验。 东北师范大学硕士学位论文 1 4 2 技术路线 指 导 图1 技术路线图 构建该物种 生态工程数 据库 1 4 3 创新点 传统的侧沟土木工程设施主要考虑雨季迅速排水，避免对公路产生影响，因此在构 建过程中多采用混凝土材质的u 型设计，但这种结构却对生活在附近的两栖类产生了不 良影响。为此，人们希望在满足侧沟日常防洪排水的工程安全基础上，还能通过生态改 进的方式减少其对两栖类的致死威胁。 本研究从生态工程角度研究侧沟对两栖类的影响，在满足侧沟工学强度的前提下， 充分考虑到两栖类的对环境的需求，探讨侧沟与两栖类之间的影响与适应关系。 4 东北师范大学硕士学位论文 2 1 气候状况 2 实验区域自然概况 茜坑水库水源保护区位于深圳市宝安区观澜镇西南约5 o k r a 处，地处亚热带季风气 候区，气候温和，雨量充沛。据历年实测，最大降雨量出现在1 9 7 5 年，为2 4 0 8 9r i l i i l $ 最小降雨量出现在1 9 6 3 年，为7 8 4 8 衄；年平均降雨量1 9 4 4 0m m ，但在时问上的分 配很不均匀，汛期的降雨量占全年的8 0 以上，而且多以暴雨的形式出现，多年平均降 雨天数约为1 4 0 天左右；年平均径流深8 5 0i n t o ，多年平均径流量为3 7 4 3 万3 ；多年 平均蒸发量约为1 3 4 5m m 。上述温暖潮湿的环境不仅造就了茂密丛生的植被群落，同 时也为两栖类等动物提供了良好的生存环境。 _ 坑木以鼢萨 图2 研究地位置图 本区域年平均气温为2 2 4 ，最高气温为3 8 7 ，最低气温为0 2 c ；多年相对湿 度为7 9 ；常年盛行风向为南东东和北北东，夏季盛行东南风和西南风，多年平均风速 为2 6 m s ；夏、秋季的台风是本区域内的灾害性天气，年平均4 8 次，影响较严重的有 1 6 次，极端最大风速大于4 0 m s 。 图3 深圳年气温和降雨曲线( 2 0 0 6 0 1 2 0 0 8 0 4 ) 东北师范大学硕士学位论文 2 2 植被类型 茜坑水库水源保护区果树占地面积最大，以荔枝为主，多数处于幼树或初果期。茜 坑水库管辖区内植被类型如下： 植被类型主要有麻竹( d 1 a t i f l o r u sm u n r o ) 、云南甜竹( d e n d r o c a l a m u sb r a n d i s i i ) 、毛 笋竹( g l e v i s ( b l a n o c o ) m e r r ) 、红竹僻i r i d e s c e n sc y y a oe t & zc h e r t ) 、人工赤桉林 ( e u c a l y p t u sm a r g i n a t a ) 、蟛蜞菊( w e d e l i ac h i n e n s i s ( o s b ) m e l t ) 、马占相思林( a c a c i a m a n g i u m ) 、黄金间碧玉( l s i n c ac d c h ue tc s c h a o ) 、麻竹慨l a t i f l o r u sm u n r o ) 、青皮 竹( b a m b u s at e x t i l e sm c c l u r e ) 、粉单竹( l i n g n a n i ac h u n g i im c c l u r e ) 、早竹( p p r a e c o x c d c h ue tc s c h a o ) 、中华大节竹( i s i n c ac d c h ue tc s c h a o ) 及桂竹僻m a k i n o i h a y a t a ) 和茶杆竹( p s e u d o s a s aa m a b i l i s ) 、芒萁( d i c r a n op t e r i sp e d a t a ) 等。 2 3 土地利用现状 土地利用现状大致如下： 人工林地：面积为5 7 3 3 0 0m 2 ( 指坡面面积，下同) ，多位于库区偏远部分和山坡的 上部，处于自然状态。 次生林地：面积为1 0 9 0 0m 2 位于库尾保护区最北处，土壤处于自然状态，人为破 坏程度较低。 经济林地：面积为1 7 5 8 0 0m ? ，均为果园( 以荔枝为主，龙眼、芒果、菠萝为辅) 。 稀疏林地：面积为3 5 1 0 0 0m ? ，单位面积中林木较少。 荒坡地：面积为2 7 3 3 0 0m 2 ，包括植被覆盖率极低的荒地、裸地、边坡，多数处于 库区的中部及水库消长带。荒地中林本很少，有部分草本分布。 其它用地：指零星边坡、道路、水坝、办公区的建设用地等，总面积为3 8 8 0 0 0m 2 ， 此面积已绿化或硬化。 表l 茜坑水库土地利用现状 除了生长茂密的林区，库区内尚有多处水体( 池塘、水沟、水陆交错带等) ，形成 各种适合两栖爬行动物栖息繁殖的生态环境。 6 东北师范大学硕士学位论文 3 1 茜坑水库侧沟类型调查 3 研究方法 为了掌握所调查区域侧沟的详细情况，在研究了库区建筑图的基础上进行实地踏 查，以便完整充分了解库区内侧沟的分布和类型。 3 1 1 调查时间 本次调查时间为2 0 0 8 年5 月2 6 日、2 7 日两天。 3 1 2 调查地点 在总面积为3 8 8 0 0 0r n 2 的硬化建筑用地中，沿公路两侧皆修有尺寸不同的侧沟，为 保证调查的全面，采取实地踏查的方式，沿库区内三条主要公路进行考察和测量，具体 考察范围见下图： 图4 茜坑水库侧沟调查线路图 图中a 、b 、c 为调查范围，其中，a 区为水库林区，公路两侧植被密生，但侧沟类 型单一，多为水泥材质垂直侧壁的侧沟； b 区位于水库南侧，新修建了大量浆砌石材质垂直侧壁侧沟，侧沟种类单一，沟外 长有芒萁，蟛蜞菊； c 区范围包括水库正门，上山路、库区两个小池塘、停车场、管理处办公楼及其北 面的公路，此处地表形态复杂，有湿地、天然草地、人工草地、池塘、公路、建筑，受 人为干扰较为严重、且干扰频繁，同时侧沟类型多样，因此是本次调查的重点区域。 7 东北师范大学硕士学位论文 3 1 3 调查指标 侧沟调查的主要指标如下：库区内分布位置、侧沟长、侧沟上口宽、下口宽、侧沟 深、侧沟材质和侧沟有无植被入侵。 3 1 4 数据获取方法 鉴于库区内各种类型侧沟经多年使用，发生大小不一的形变，为此，对每种类型侧 沟选择典型且具有代表性的实验段，每隔1 0 米用皮尺进行一次测量，共获取至少3 组 以上数据再取其平均值做为该类型侧沟的观测数值。 3 2 茜坑水库两栖种类调查 影响两栖类种群数量变动的因素很多，生境状况是其中最重要的因素之一，能否维 护两栖类种群数量，关键在于能否保证适宜的生境质量。已有的研究表明，两栖类对生 境的景观特征有一定的要求，且不同类群对生境的选择性也不同。两栖类种群分布与植 被、湿度、离水源距离等生境特征密切相关，同时人类活动对其生境选择的影响也很大。 为此有必要对库区侧沟附近两栖类种群类别和数量进行调查，得知侧沟附近常见两栖类 并选取库区内数量多且活动能力弱、受侧沟影响严重的的两栖种类做本实验的研究材 料。 3 2 1 调查时间 调查时间为2 0 0 8 年5 月1 5 日- 2 0 0 8 年6 月3 0 日，其中2 0 0 8 年5 月1 5 日一5 月1 8 日为预观察，检验方法的可行性。2 0 0 8 年5 月1 9 日q 月3 0 日正式实地调查， 每周3 天，共1 8 天。每天观察3 次( 9 ：0 0 1 2 ：0 0 、1 2 ：0 0 1 7 ：0 0 、1 7 ：0 0 一1 9 ：o o ) 。 3 2 2 调查地点 因c 区自然条件复杂多样，包括水库上山路、池塘、库区内部三种典型自然环境， 故在此区布设三条调查路线，见图5 ： 8 东北师范大学硕士学位论文 图5 库区内两栖类调查路线图 路线1 ：仪2 2 。4 1 3 5 4 5 - n 2 2 。4 17 3 8 2 9 ”，e l1 4 。0 1 0 9 7 2 ” e 1 1 4 。0 1 0 6 2 9 ”，海拔5 2 8 m 起点是水库管理处正门，终点到“观澜河引水工程管理处 石碑，全长1 3 5 米，调查宽 度为7 m ，沿途路面为水泥板路，侧沟内有常流水，夜晚常有车辆出入，两侧长有榕树 和景观篱笆，是管理处附近典型生境。 路线2 - ( n 2 2 。4 1 3 8 5 ”，n 2 2 4 l ，4 1 7 1 ”，e 1 1 4 9 0 1 ，0 6 3 4 e 1 1 4 9 0 l7 0 6 1 7 ，海拔7 1 2 m ) 起点是“观澜河引水工程管理处 石碑，终点是小池塘与管理处门前台阶处，全长1 4 0 米，调查宽度为2 4 m 5 m ，沿途为长有马尼拉草的砖路，路两侧长有蟛蜞菊，此处人为 干扰极少，本线路可作为库区内小湿地区调查的代表。 路线3 ：( n 2 2 。4 1 4 6 5 1 n 2 2 4 1 ，4 8 8 6 ”，e 1 1 4 9 0 1 0 4 5 7 ”e 1 1 4 。0 0 5 9 3 7 ，海拔8 1 4 m ) 全长3 3 5 米，调查宽度为7 m ，沿途路面为水泥板路，两侧长有桉树、竹林和篱笆，其 中竹林区可作为库区内部侧沟调查的典型代表。 3 2 3 调查方法 根据实地初步考察，我们选择目视遇测法( v i s u a le n c o u n t e rs u r v e y s ) 和穿越线取样法 ( t r a n s e c ts a m p l i n g ) 相结合的方式进行调查，在排除相似生境和选取典型代表生境的原则 下，选择水库管理处附近的三条调查路线( 如图) ，手持电筒，以线路两侧能够看到两 栖类的距离为宽度，二人以0 3 m s 步速巡视一些永久性或暂时性水域附近，目视记录 所见之两栖爬行动物种类。 目视遇测法( v i s u a le n c o u n t e rs u r v e y s ) 且r 调查人员在一定时间内有系统走过特定区 域的栖地，记下眼睛看到的两栖类动物种类与数目。此法适用于动物资源的清查与监测， 多用于研究地区两栖类的种丰度( r i c h n e s s ) ，及比较同一群聚中不同物种的相对数量， 但不能估算族群密度。 9 东北师范大学硕士学位论文 穿越线法( t r a n s e c ts a m p l i n g ) ，由于自然环境会有生态因子呈梯度变化的情形，因此 两栖类的分布易呈现梯度变化趋势。穿越线法适用于比较物种与环境因子梯度间的变化 关系，此法常与目视遇测法共同使用。 3 3 野外放生实验 在确定了库区内的侧沟类型并选定实验材料后，根据侧沟影响两栖类的四个主要因 子开展野外黑眶蟾蜍放生实验，可以最直接的了解到侧沟对黑眶蟾蜍的影响。同时对侧 沟进行比较分析，筛选出对两栖类威胁最小的侧沟类型，为今后侧沟工程的施工提供理 论支持。 3 3 1 实验时间 两栖动物习性隐蔽，为了躲避炎热天气，多数在晨昏或夜间活动。为此，本次实验 材料( 黑眶蟾蜍) 捕获时间为2 0 0 8 年8 月1 日晚2 0 ：0 0 - 2 2 ：o o ；野外放生实验实施时 间为2 0 0 8 年8 月2 日下午1 7 点。 3 3 2 实验地点 实验地点为c 区内的不同类型侧沟。 3 3 3 实验材料 根据前期库区两栖类调查得知，库区内黑眶蟾蜍在两栖类的数量上占有绝对优势。 因此，本实验把黑眶蜍作为实验材料。 黑眶蟾蜍( 最m e l a n o s t i c t u s ) ，属蟾蜍科，广泛栖息于农林、低地，城镇内的校 园、沟渠等地。每到繁殖季节就会成群出没于溪涧。它较其他蟾蜍更接近人类居住地， 而且数目相当多，俗语中的癞蛤蟆多指黑眶蟾蜍椭铂。 黑眶蟾蜍的捕获地点是深圳茜坑水库管理处( ( n 2 2 0 4 1 3 5 4 5 ”n 2 2 0 4 1 3 8 2 9 ”， e 1 1 4 0 0 1 0 9 7 2 ” e 1 1 4 0 0 1 0 6 2 9 ”，海拔5 2 8 叫，起点是水库管理处正门，终点是“观澜 河引水工程管理处 石碑，全长1 3 5 米，调查宽度为7 m 。沿途路面为水泥板路，侧沟内 有常流水，夜晚常有车辆出入，两侧长有榕树和景观篱笆，是管理处附近典型生境。) 两小时共捕获黑眶蟾蜍7 8 只。 3 3 4 实验设计 捕获的蟾蜍经人工分选，筛选出体长在1 9 c m - 4 6 c m 的蟾蜍3 0 只用做实验，其它 的则带回原地放生。筛选出的蟾蜍被放置在临时性的容器内( 长6 0 c m 、宽4 5 c m 、高4 0 c m ) ， 为保持潮湿的环境，容器底部持有2 c m 深水，保持室温在2 4 _ 2 c 。为避免高温的影响， 蟾蜍从侧沟的逃生率实验可在第二天傍晚1 7 ：0 0 开始，这样短的时间间隔不会对整个 1 0 东北师范大学硕士学位论文 实验产生影响睛3 删。 将捕捉到的蟾蜍于第二天傍晚1 7 ：0 0 点由室内带出，放置于阴凉处3 0 分钟让其进 行充分的适应后开始实验。 选取每种类型侧沟两米长作为实验段，用挡板将侧沟两侧封住，在不同类型侧沟底 分别放置3 0 只蟾蜍，在给定单位时间内( 2 0 分钟) 记录从侧沟底部沿两壁爬出成功到 达侧沟外草丛中的蟾蜍数量。为保证实验准确性，逃出的蟾蜍予以人工及时捕回，并让 其休息至少1 0 分钟后再进行下一组实验。为了减小实验误差，每个侧沟做三次重复。 3 4 室内控制实验 最后，通过室内控制实验测定黑框蟾蜍幼体自身最大极限值来了解其对外界环境的 承受能力。该部分主要由三个实验组成： 3 4 1 实验材料 本实验选取库区内的黑眶蟾蜍作为实验材料，获取时间为2 0 0 8 年8 月6 日雨天， 根据上次实验调查得知，选取获取蟾蜍容易的库区内公路线，捕捉大量蟾蜍幼体，实验 材料中雌雄皆有，共计4 0 只。带回室内用游标卡尺( 精确到1 r a m ) 测量黑眶蟾蜍体长m 7 哪! 。 3 4 2 黑眶蟾蜍最大跳远距离实验 因体长在1 9 c m - 3 3 c m 的黑眶蟾蜍占总数的8 7 以上，为了使实验更具有代表性， 则将体长在这一长度区间的蟾蜍选作实验材料。将黑眶蟾蜍置于实验台上，人为刺激其 尾椎骨，使受刺激的蟾蜍向前跃出，用直尺测得其五次跳跃最大距离，取其平均值作为 作为该蟾蜍最大跳远距离数值。 3 4 3 黑眶蟾蜍最大跳跃高度实验 将上述同一批次蟾蜍置于一光滑透明有机玻璃缸内( 长6 0 c m 、宽6 0 c m 、1 5 0 高c m ) ， 有机玻璃缸外固定一醒目直尺，缸内留有l c m 水，放入蟾蜍，人为刺激其尾椎骨，使其 跃起，记下五次跃起所达缸边最大高度，并取其平均值作为该蟾蜍最大跳跃高度数值。 3 4 4 黑眶蟾蜍最大倾角攀附实验 ( 1 ) 实验材料 为了最大程度体现不同大小黑眶蟾蜍对不同倾角斜坡的攀附能力，这里选取体长在 1 9 c m - 4 6 c m 的蟾蜍做为实验材料。 ( 2 ) 实验装置 ， 如图所示，平板( 长2 0 c m 、宽l o o m ) 侧面b 端通过细线穿过垂直支架顶端c ，连接 东北师范大学硕士学位论文 到小型电机上。实验时，将黑眶蟾蜍放置于平板a b 的水平起始位置b 、端，缓慢启动电 机，在细线带动下，以0 5 c m s 的速度将平板b 端缓慢抬起，随着倾角增大，直至蟾蜍 无法停留在b 端滑到底端a 为止，迅速断开电机电源，记下此时b 距离底端的垂直高度， 通过反三角函数计算出此时的倾斜角度o 。每组体长下的蟾蜍测1 0 组数据，去掉出现 几率偏小的数据后取其平均值最为该体长下黑眶蟾蜍的室内最大倾角攀附值m 驯。 3 5 数据分析方法 图6 室内模拟实验装置图 所有数据分析均在计算机上利用e x c e l2 0 0 3 软件进行数据的处理和分析。 反三角函数计算公式如下： 0 = a r c s i n ( x 2 0 ) 式中。是平板a b 与水平面的夹角，现实中代表侧沟坡面倾角。x 是b 距离底端的垂 直距离，单位a m 。 1 2 东北师范大学硕士学位论文 4 结果与分析 4 1 侧沟类型调查结果与分析 根据上述实地调查分析可知，茜坑水库侧沟类型如下表所示： 表2 茜坑水库侧沟类型表 代表侧沟对两栖类的影响程度 如表所示，库区内主要有8 种类型侧沟，其中侧沟壁材质主要有两种：水泥光面和 浆砌石粗糙面；坡面倾角则有四种：4 5 。、6 5 。、7 5 。和9 0 。：侧沟深度则有2 5 c m 、 4 5 c m 、5 0 c m 三种类型： 基于实地调查可知，侧沟影响蟾蜍的主要因子有四个，即：侧沟深度、侧沟坡面倾 角、侧沟坡面粗糙度( 侧沟材质) 以及侧沟内有无藤本植被侵入。由于库区地处亚热带、 植被种类繁多，同时为简化实验、减少其它不定性因子的影响，在进行侧沟内植被侵入 状况实验时我们只选取有蟛蜞菊侵入，且覆盖度达到5 0 0 , , - 6 0 段进行实验。 1 3 东北师范大学硕士学位论文 4 2 库区两栖类调查 经过2 0 0 8 年5 月1 9 日川月3 0 日正式实地调查和数据采集，并主要参考费梁的 中国两栖动物图览进行鉴别璐1 ，茜坑水库两栖种类调查表如下，库区内共调查到两栖类 7 种，隶属1 目、4 科、5 属，全为无尾目种类。 表32 0 0 8 年5 6 月深圳市茜坑水库两栖类调查总表 由上表可以看出，蟾蜍科的黑眶蟾蜍数量最多且分布广泛，这是由于：( 1 ) 黑眶蟾 蜍比较耐旱，除了繁殖季节在水域周边活动外，平时在公路及侧沟两侧一些稍微干燥的 地方也有分布；( 2 ) 蟾蜍类本身活动能力较蛙类弱，更容易困在沟道内，且运动能力远 不及蛙类，因此较易发现。 而蛙类自身更喜欢湿润的环境，如池塘边、水库内的泥地内，且跳跃能力发达，不 易被发现和捕捉。在调查期间，侧沟内鲜见被困住的蛙类及其残体。 综上分析，可以知道，调查区内两栖类种类繁多，相对于蛙类而言，黑眶蟾蜍