（生态学专业论文）高原鼠兔洞口数量与结构的空间分布特征研究.pdf

m a s t e rt h e s i s2 0 1 1 | i | i l i i | l l | f | l l i | | l l i i l l l l y 19 0 4 0 8 6 s c h o o lc o d e ：1 0 2 6 9 s t u d e mn u m b e r ：510 813 0 0 0 9 6 e a s tc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y as t u d yo ns p a t i a ld i s t r i b u t i o no fp l a t e a u p i k a sb u r r o we n t r a n c ea n db u r r o w s t r u c t u r e c o l l e g e ： l i f es c i e n c e a p p l i c a m ： m ab o f i n i s h e di na p r i l ，2 01 1 华东师范大学学位论文原创性声明 行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期：川年彦月? 日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 高原鼠兔洞口数量与结构 读学位期间在导师指导下完成的 特征研究系本人在华东师范大学攻 ( 请勾选) 学位论文，本论文的研究 成果归华东师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学 位论文，并向主管部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网 送交学位论 文的印刷版和电子版；允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、 借阅；同意学校将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检 索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制 学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) () 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部 或“涉密”学位论文 木 于 日解密，解密后适用上述授权。 适用上述授权。 过的学位论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方 为有效) ，未经上述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认 为公开学位论文，均适用上述授权) 。 里遮硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名 、 职称单位备注 王天厚教授华东师范大学主席 徐宏发教授华东师范大学 邹春静副教授华东师范大学 本研究得到如下项目基金资助： 国家自然科学基金( 3 0 8 7 0 3 0 8 ，3 1 0 7 1 9 4 4 ) 上海市教育发展基金会晨光计划( 2 0 0 7 c g 31 ) 上海市青年科技启明星计划( 1 0 q a l 4 0 2 2 0 0 ) 摘要 高原鼠兔( 0 c 办d 幻刀口c 孵d 胛砌p ) 是青藏高原生态系统的关键种，栖息于青藏高 原海拔3 0 0 0 m 以上的高山草甸或荒漠草原。常利用植被高度低、视野开阔的生境， 退化的草地是其理想的栖息地。高原鼠兔是高原生态系统食物链的重要组成部分， 其洞穴分布广泛为许多高原物种提供了栖息场所，对维持高寒草甸生态系统的稳定 性有重要意义。然而由于和家畜竞争牧草资源，高原鼠兔被认为是我国青藏高原地 区草场破坏的主要原因之一，在一些地区被大规模灭杀。为有效控制其种群数量， 从上世纪七十年代开始学者们对高原鼠兔展开了一系列研究，包括形态学、行为学、 生态学、生理生化、分子生物学等各方面。该物种的生物学信息充实，有利于我们 在此基础上建立一定区域内鼠兔微生境利用的空间分布模型。 作为一种以洞穴延伸范围觅食和活动的小型哺乳动物，研究表明高原鼠兔洞口 数量分布与洞穴周边生境因子有密切关系，其关系尚不明确，故研究还有待深入。 景观尺度上研究高原鼠兔栖息生境因子利用特征为研究提供了新的途径。为此我们 在四川省石渠县云波沟研究区( 面积为7 2 2 k m 2 ) 内结合鼠兔洞口数据和 n d v i ( n o m a l i z e dd i 髓r e n c ev e g e t a t i o ni n d e x ) 数据，以及d e m ( d i g i t a le l e v a t i o nm o d e l ) 数据，对高原鼠兔栖息地生境利用模式进行了研究。该地区自2 0 0 7 年开始退牧还草， 去除了家畜竞争对鼠兔栖息地利用的影响。2 0 0 8 年8 月至9 月在研究区域内共调查样 线7 条总长度1 9 k m ，样线单元共2 4 3 8 个。通过比较样线单元内洞口数量与n d v i 和坡 度的相互关系发现：鼠兔洞穴数量和坡度没有显著的线性关系( r 2 = o 0 4 ，p = o 4 4 1 ) ；n d v i 较低区间( o 1 0 3 ) 内鼠兔洞口的数量置信区间显著低于理论预期 值，中等n d v i 区间( 0 3 0 4 ) 内鼠兔洞口的数量置信区间与理论值没有显著差异， 而n d v i 较高区间( 0 4 一o 6 ) 内，鼠兔洞口的数量显著高于理论预期，回归分析结果 表明，n d v i 与单位样线单元内洞口数有显著正相关的线性回归关系y = 1 6 5 0 x + 0 8 7 ( 砰= 0 7 8 ，p 0 0 0 1 ) 。研究表明在影响鼠兔觅食效率的洞穴周边生境因子中， 植被生物量与洞口数量分布有密切联系，而地形因素对洞口分布的影响不显著。 高原鼠兔洞穴可分为复杂洞穴和简单洞穴。复杂洞穴经过多年挖掘，其结构复 杂功能多样，往往具有多个出口。简单洞穴洞道结构简单洞口数少，用于临时避敌。 为分析两种洞穴的空间分布规律，我们采用了一种快速检测小型哺乳动物洞穴复杂 度的方法。用舞台烟雾注入高原鼠兔洞穴的随机洞口，烟雾通过洞道从相连接的洞 口喷出后，标示所有洞口位置，记录该洞穴洞口数及相对位置，通过地表洞口分布 对高原鼠兔洞穴结构复杂度进行估计。2 0 0 9 年8 月至9 月我们在四川省石渠县云波沟 面积为7 2 2k m 2 的研究区域内对鼠兔洞穴结构在不同生境因子条件下( 植被条件和 坡度) 的空间分布进行研究。在已有的研究基础上我们将植被条件分为优劣、坡度 分为平地、缓坡和陡坡，按各类型共调查1 4 4 组鼠兔洞穴。按照植被情况差异分组结 果显示，n d v i 高值区域的洞穴结构复杂度显著高于n d v i 低值区域( m 锄w 1 1 i t e yu t e s t ，z 一2 6 0 7 ，p = o 0 0 9 ) 。按照坡度情况分组结果显示。缓坡地区洞穴复杂度显 著高于平地洞穴复杂度( m a l l r l - w h i t e yu t e s t ，z = 一4 1 1 6 ，尸 缓坡温度 ( 1 0 8 9 士1 6 9 陡坡温度( 9 5 7 士3 6 3 ) ；湿度数据( ) 显示：平地湿度( 9 9 8 6 士0 6 3 缓坡湿度( 9 7 7 5 士3 9 4 ) 陡坡湿度( 9 3 5 1 土8 7 8 ) 对照湿度( 5 7 6 0 士1 5 7 4 ) 。对 照温湿度指暴露在研究站内空气中测得的温湿度。m 锄w l l i t e yu t e s t 结果显示各组 数据间均存在显著差异。研究表明不同生境条件下高原鼠兔洞穴结构空间分布有所 差异，植被条件好的地区洞穴结构趋于复杂；洞穴结构的差异还与坡度有关，造成 这一现象的原因可能是不同坡度洞穴内温湿度的差异。我们发现缓坡地区的高原鼠 兔洞穴结构较平地和陡坡复杂，主要原因可能是其温湿度条件适中，为鼠兔越冬和 繁殖提供了有利的条件。 钾c 我们建立的鼠兔种群分布模型反映了其种群的空间分布规律，在7 2 2 k m 2 的研 究区内估计共有鼠兔4 1 6 5 4 2 只，平均5 7 6 9 土l o 5 0 只l l a 。根据h a y n e 样线调查鼠 兔种群密度9 5 置信区间为5 7 8 9 士1 6 1 8 ( n - 5 ) 只l l a ，通过a r c g i s 提取的样线鼠 兔平均密度为5 9 9 0 土6 6 3 ( n - 5 0 ) 只h a 。初步研究结果表明鼠兔模型预测值落在了 实际观察值9 5 置信区间内，说明模型预测基本符合高原鼠兔实际种群分布情况。 本研究尝试应用3 s 技术建立小型动物空间分布模型，该模型可以与高原鼠兔行为 学、活动范围、家域和局地基因交流等研究紧密结合，具有广阔的应用前景。 关键词：高原鼠兔、洞口数量、洞穴结构、n d v i 、坡度、空间分布模型 a b s t r a c t p l a t e a up i k a ( ( 砣厅d 幻刀口c 甜黝，z 砌p ) i sa k e y s t o n es p e c i eo ft h et i b e t a np l a t e a ue c o s y s t e m ， w h i c hm a i l l l yi 1 1 1 1 a b i ti nt h ea l p i n em e a d o wo r l ed e s e r ts t e p p ea ta ne l e v a t i o na b o v e 3 0 0 0m e t e r s d e g r a d e dg r a s s l a i l di sa i li d e a lh a b i t a to fp l a t e a up i k a ，w h e r et h el o w v e g e 协t i o nc o n d i t i o np r o v i d e sa i lo p e nh o r i z o no ft h ep i k a s f o rp r o v i d i n gr e m g e sa 1 1 d f o o dr e s o u r c ef o rm a l l yp l a t e a us p e c i e s ，p l a t e a up i k ai sv e r yi m p o r t 2 m tf o rm es t a b i l i 够o f a l p i n em e 荻【0 we c o s y s t e m ，h o w e v e rt h e yh a v eb e e nd e e m e dt oap e s to nt i b e 伽1p l a t e a u ， a sc o m p e t i n g 、析t ht h el i v e s t o c kf o rm e i rf o o d t h e r e f o r e ，廿1 e yh a db e e nk i l l e dw i t h p o i s o ni ns o m er e g i o n s f o re 丘e c t i v e l yc o n t r o lo fp i k a sp o p u l a t i o n ，t l l es c i e n t i s t sh a v e c a 盯i e do u tas e r i e so fs t u d i e ss i n c e 吐屺19 7 0 s ，i n c l u d i n gm o 咄o l o g y ，b e h a v i o r ，e c o l o 鼢 p h y s i o l o 鼢b i o c h e m i s 咄m o l e c u l a rb i o l o g ya n ds oo n w i t l lt l l e s eb i o l o g i c a li 晌m a t i o n a b o u tt h i ss p e c i e ，i tc a i lb eh e l p m lf o ru st 0b u i l dt | 1 es p a t i a ld i s t r i b u t i o nm o d e lf o rt l l e i r m i c r o h a 【b i 住l t u t i l i z a t i o ni i ls o m e 剐e a a sac e n t r a lp l a c ef o r a g e rp l a t e a up i l 【af o r a g e si naf i x e dl o c a t i o n ( e g d e l l sa 1 1 do t h e r r e 如g e s ) ，r e s e a r c h e sh a v ep r o v e dm eh a b i t a tf a c t o r sa n dt h em l i l l b e ro fp i k a s b u n o w e n t r 觚l c e sd i s t r i b u t i o na r ec l o s e l yr e l a t e e d b u th o wd o e st l l i s r e l a t i o n s h i pw o r k e d ? l a i l d s c 印es c a l es t u d i e so nt h e d i s t r i b u t i o no fp l a t e a up i k ah a b i t a tu t i l i z a t i o nc a l lb e h e l p 如lt os o l v et h i sp r o b l e m c o n s e q u e n t l y ，w eu s e dn o 肌a l i z e dd i f r e r e n c ev e g e t a t i o n i n d e x ( n d v i ) a i l dt h ep l a t e a up i k ab u r r o we n t r a l l c e sd a 诅t 0e v a l 删et h ev e g e t a t i o n “l i z a t i o np a t t e mo ft h ep i k ai na7 2 2 k s t u d ya r e ai ny u n b og o u ，s h i q uc o u n 吼 s i c h u a np r o v i n c e t h e 铲a z i l l gf o r b i d d e np o l i c yh a sb e e nc a r r i e do u ts i n c e2 0 0 7i i lt h i s a r e aa i l dt i l el i v e s t o c kc o m p e t i t i o nh a sb e e nr e m o v e ds i n c et h e n w ec a 玎i e do u ts e v e n r a n d o ml i n et i 觚s e c t s 谢t l lat o t a ll e n 舀ho f19 k m ，f r o ma u g u s tt 0s u p t e m b e r 2 0 0 8 n l e n d v io ft h e 咖d ya r e aw a se x 仃a c t e d 舶mac b e r s - 0 2r e m o t es e n s i n gi m a g et a l ( e ni n s e p t e m b e r l8 t h ，2 0 0 8 t i l es 1 0 p ei m f o m a t i o nw a se x t r a c t e d 劬mt h ed 讶t a le l e v a t i o n m o d e l ( d e m ) b a s e do nad i g i t i z e dt o p o 铲印h i cm 印o fs h i q uc o u i l 吼t h e nt h en d v ia 1 1 d t h es l o p ew e r ec o m p a r e dw i t ht l l ep l a t e a up i k ab u r r o wn u m b e ri ne a c hs a 1 p l i n gu n i t a l i n e a rr e 掣e s s i o nm o d e ls h o w e dt h a tt h e r ei si l os i g i l i f i c a n tl i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t 、e nt h e t h e r ea r et w o 够p e so fb 1 j r r o ws y s t e m s ，o n ew i t hc o m p l e xs 咖c t u r e ，w h i l ea n o t h e ro i l e w i t hs i i n p l e 灿c t u r e a r e rm a i l yy e a r so fd i g g i n g ，c o m p l e xs y s t e m sh a v em a n ye x i t s 埘mm u l t i p l e 向n c t i o n s s i m p l es y s t e m sh a v el e s se x i ta sat e m p o r a 巧s h e l t e r s f o r a n a l y z i n gt l l es p e c i a ld i s t r i b u t i o np a t t e mo fd i 疏r e n tb u r r o ws y s t e m s ，w ei n 仃o d u c e da n e wm e t h o dt od e t e c tt h ec o m p l e x i t ) ，o fs m a l lm a m m a l s b u r r o ws t m c t u r e w bi i l j e c t e d t h es t a g es m o k ei n t om eb u f r o w so fp i k a s t h es m o k ef h m e df 如mc o n n e c t e db u r r o w s ， a i l dt h e nw ec o u l df i n dt h eq u 趾t 时o fe x i t sa i l dt h el o c a t i o no fe v e 巧b u 玎o w s w e a n a l y s e dt h ec o m p l e x i 够o fb 咖ws y s t e mb yc o m p a r i n gt h ed i s t r i b u t i o no fb u 玎o w e n t r a m c ea tt h ee a r t h ss 耐i a c e w es t u d i e dt h ed i s t 曲u t i o no fp i k a sb u r r o ws t m c t u r ei n d i 虢f e n th a b i t a t ( v e g e t a t i o na 1 1 ds l o p e ) i na7 2 2h z s t u d ya r e am y h b og o u ，s h i q u c o u n 劬s i c h u a i lp r o v i n c ei ns 印t e m b e r2 0 0 9 w ec l a s s i f i e dt h ev e g e t a t i o ni n t o2l e v e l s ( h i g h e ra n dl o w e r ) a i l dt h es l o p ei n t o3l e v e l s ( 铲o l l l l d ，g e n t l es l o p ea 1 1 ds t e e ps l o p e ) o n t h eb a s i so fp r e v i o u sr e s e a r c h i nt h ed i 疵r e mh a b i t a tw es t u d i e d14 4p i k a s b u r r o w s y s t e m s t h er e s u l ts h o wt h a tt h ec o m p l e x i t yo fb u r r o ws y s t e m sa r em g h e ri nh i g hn d v i a r e a t l l a i ll o w n d v ia r e a ( m 籼一肌i t e yu t e s t ，z _ 一2 6 0 7 ，p _ 0 0 0 9 ) t 1 1 ec o m p l e x i t y o fb u 玎o ws y s t e m sa r e 王l i g h e ri ng e m l es l o p et 1 1 a nb o m 铲o u i l d ( m 锄- 礓l i t e yut e s t ，z _ 一4 11 6 ，氏o 0 0 1 ) a n ds t e e ps l o p e ( m 锄- w 1 l i t e yu t e s t ，z = 一4 9 6 8 ，p g r o u n d ( 1 1 9 2 士1 3 4 ) g e n t l es l o p e ( 1 0 8 9 士1 6 9 ) s t e e ps l o p e ( 9 5 7 士3 6 3 ) t 1 1 eh u m i d 时i n d i f f e r e n th a b i t a ti n d i c a t e sm a t ( )： 黟o u n d ( 9 9 8 6 士o 6 3 )g e n t l e s l o p e ( 9 7 7 5 士3 9 4 )s t e e p s l o p e ( 9 3 51 士8 7 8 ) c o n t r o l ( 5 7 6 0 士15 7 4 ) t h er e s u l to fm a l l l l 一w h i t e yu t e s ts h o w st h a t t h e r ea r es i g n i f i c a i l td i f f e r e n c e si na l lg r o u p s t h es t u d ys h o w st h a tt h ec o m p l e x i t ) ro f p i k a s b u i t o ws 仃u c t u r ea r ed i f f e r e n ti nd i f - f e r e mh a b i t a t s t h eb i u t o 、v ss t n l c t u r ea r em o r e c o m p l e xi nt h ep l a c ew h e r ct l l ev e g e t a t i o nc o n d i t i o ni s b e t t e r t h ed i s t i n c t i o no f 恤 b u r r o ws t m c t u r ei i ld i f f e r e n ts l o p e sm a yb er e s u l ti nt 1 1 ec h 培e so ft e m p e r a t u r ea n d h u m i d i 够w ef o u n dt h a tm o r ec o m p l e xb u r r o w sa r ee x p e r i e n c e di i lg e m l es l o p e t h e m a i nr e a s o nm a yb et h a tm et e m p e r a t u r ea i l dh u m i d 时h e r ea r em o r e 印p r o p r i a t ef o r p i k a st oo v e r 、v i m e ra n db r e e d i n g w eb u i l tam o d e lt 0r e f l e c tt h ed i s t r l b u t l o no f 。p i k a s w ee s t l m a t e dt h a tt h e r ea r e41 6 5 4 2 p i k a si nt h es t u d ya r e ao f7 2 2 k m 2 t h ed e n s 时i sa b o u t5 7 6 9 士10 5 0i n d i v i d u a l sp e r h a p i k ap o p u l a t i o n sd e n s 时i s5 7 8 9 士1 6 1 8 ( n = 5 ) 9 5 c o i l f i d e n c ei n t e n ，a lb a s i so ns u e y u s i n gh a ) ，i l et r a i l s e c tm e t h o d t h er e s u l te x t r a c t e df o 衄m o d e lb ya r c g i ss h o w st h a t t h e r ea r e5 9 9 0 士6 6 3 ( n _ 5 0 ) i l l d i v i d 砌p e r h a t l l e 咖d yi n d i c a t e dt h a tt h cm o d e l p r e d i c t i o nc o n s i s t e n tw i t ht h ea c t u a l w bt r i e dt ob u i l das p a t i a ld i s t r i b u t i o nm o d e lo f s m a l lm a m m a lu s i n g3 st e c h n i q u e t l i sm o d e lw i l lb eh e l p f u lf o rt h es t u d i e so fp i k a s b e h a v i o r ，h o m em g e ，g e n ef l o wa i l ds oo n i i lt h e 矗m 鹏，t h i sm o d e l 丽l lh a v eb r o a d a p p l i c a t i o np r o s p e c t s k e vw 0 r d s ：p l a t e a up i k a ，b u r m we n t r a n c e ，b u r r o ws t r u c t u r e ，n d v i ，s l o p e ，s p a t i a l d i s t b _ u t i o nn 】o d e l 的空问分布研究 1 3 1 1 高原鼠兔的食物组成和天敌4 1 2 高原鼠兔洞口数量与其种群数量的相关性5 1 3 高原鼠兔洞穴结构及利用方式5 1 4 高原鼠兔生境利用对高原生态系统的影响5 1 5 高原鼠兔空间分布研究方法的进展6 第二章研究地区概况8 2 1 地形、土壤和气候特征9 2 2 植被情况。9 2 3 其它物种分布和人类活动9 第三章高原鼠兔洞口数量空间分布特征的g i s 分析。l l 3 1 前言1 1 3 2 研究方法1 1 3 2 1 野外数据收集ll 3 2 2 地理信息系统数据提取1 3 3 2 3 统计7 亨祛1 3 3 3 结果1 4 3 3 1 研究区域植被概况1 4 3 3 2 高原鼠兔洞口分布与n d 指数的关系1 5 3 3 3 高原鼠兔洞口分布与栖息地坡度的关系17 3 4 讨论18 3 4 1 高原鼠兔栖息地植被利用特征l8 3 4 2 坡度因子对高原鼠兔栖息地利用的影响1 9 3 4 3c b e r s 数据的使用优势1 9 第四章高原鼠兔洞穴系统结构空间分布特征的分析2 l 4 1 盲旷言2 l 4 2 研究方法2 1 4 2 1 野外数据收集2 l 4 2 2 统计方法2 3 4 3 结果2 3 4 3 1 不同生境类型高原鼠兔洞穴结构的差异2 3 4 3 2 不同生境类型高原鼠兔洞穴内温湿度的差异2 6 4 4 讨论：2 9 4 4 1 高原鼠兔洞穴结构在空间上的分布特征2 9 4 4 2 不同坡度高原鼠兔洞穴内部温湿度的差异原因2 9 4 4 3 高原鼠兔洞穴结构研究的意义3 0 第五章高原鼠兔种群数量的空间分布模型3 2 5 1 盲妒言3 2 5 2 研究方法3 3 s 2 1 数据采集方法和空间分布模型构建方法3 3 5 2 2 模型可靠性初步检验方法3 3 究 3 5 3 5 一3 6 。3 7 3 7 。3 7 3 8 一3 8 3 8 3 8 3 8 一3 8 3 8 一3 9 4 l 4 7 4 8 研究 栖息于海 9 8 0 ；边疆 辉等，1 9 9 9 ) 。研究表明，高原鼠兔作为高原生态系统的关键种( s m i t ha n df o g g i n ， 1 9 9 9 ) ，对维持高寒草甸生态系统的稳定性有重要意义( a 劬u r 甜口z ，2 0 0 8 ；李文靖 和张堰铭2 0 0 6 ) ，一方面它穴居活动方式在一定程度上改善了环境中的土壤条件， 为许多高原鸟类提供了栖息场所；另一方面因其种群数量巨大成为许多食肉动物的 主要食物资源( 舢t h l l r 甜口，2 0 0 8 ) 。然而，许多报道表明高原鼠兔与家畜竞争牧草 资源，一些学者认为该物种是我国青藏高原地区草场破坏的主要原因之一( 杨振宇 和江小蕾，2 0 0 2 ) ，并在一些地区开展了大规模灭杀( 景增春等，2 0 0 6 ；p e c h 甜以， 2 0 0 7 ) 。高原鼠兔的生态学研究一直是高寒草甸生态学研究的重要内容之一( 王祖望 等，1 9 8 7 ；宗浩等，1 9 9 1 ；p e c h 刃口正，2 0 0 7 ) ，涉及的研究内容广泛且丰富( s m i t ha n d f o g 西n ，1 9 9 9 ) ，但对于该物种的栖息地利用的空间分布特征仍不明确，缺少在景观 尺度下的栖息地利用特征的研究和相关的模型构建。其次，栖息地利用的重要方面， 即该物种的洞穴利用的研究比较缺乏，影响了对其生物学的全面认识。 目前，对高原鼠兔栖息地利用的研究方法很多，如标志重捕法和堵洞盗洞法， 并结合样方、样线提取生境因子数据( 魏万红等，2 0 0 4 ；边疆晖等，1 9 9 9 ；陈剑等， 2 0 0 8 ) 。这类方法的优势是计数和对微生境描述较准确，但因为工作量大而增加了在 大尺度上应用的难度。而痕迹样线法以小型啮齿类的粪便及洞穴使用情况等为判断 依据( g i r a u d o u ) 【以口，1 9 9 5 ；1 9 9 8 ) ，其优点在于简便、覆盖区域大，易于与g i s 技术 结合，可满足对一定区域内动植物分布格局研究的需要，因而应用日益广泛 ( g i r a u d o u xp f 口正，1 9 9 5 ；1 9 9 8 ；q u e r ep f 口正，2 0 0 0 ；r a o u lg f 口正，2 0 0 6 ；v a n i s c o t t ep f 口f ，2 0 0 9 ) 。用遥感图像计算分级归一化植被指数( n o n n a l i z e dd i 骶r e n c ev e g e t a t i o n h l d e xn d v i ) 常用于反映区域植被格局情况，该指数能反映大范围区域内的植被分 布情况( 杨建平等，2 0 0 5 ；l l o r e t 甜口正，2 0 0 7 ) ，使得在大面积的研究区域内分析植被 和动物种群分布的空间关系成为可能。目前该指数已运用在野生动物栖息地研究中 ( n o 甜口，2 0 0 6 ；v 2 m i s c o t t e 甜口z ，2 0 0 9 ) ，但是已有的使用遥感技术的高原鼠兔栖息 地研究结果尚未得到有效的分析( m a r s t o n 甜口z ，2 0 0 7 ) 。本文研究地区植被类型较 单一，适宜使用n d v i 来反映植被生长情况、生物量信息( h u e t e 刃口，2 0 0 2 ；j e n s e ， 华东师范大学硕f ：学位论文高原鼠兔洞l j 数量与结构的窄问分布研究 2 0 0 7 ) ，因此我们尝试结合g i s ( g e o 伊a p h yi m p f o m a t i o ns y s t e m ) 空间分析和痕迹样 线法研究高原鼠兔洞l j 数量空间分布特征。回答高原鼠兔对栖息地的利用方式将如 何影响其栖息地的植被? 归纳并建立模型预测鼠兔种群的空间分布情况。 洞穴是穴居动物生存的重要场所，洞穴结构及其利用方式的研究长期受到高度 关注( c a m e m ne ta 1 ，1 9 8 8 ；c a m e r o ne ta 1 ，1 9 9 8 ；s m a l l w o o de ta 1 ，1 9 9 9 ) 。高原鼠兔是一 种以活动中心( 居住洞穴及觅食洞穴) 觅食的小型哺乳动物，这类动物的觅食时始 终与洞穴保持一定的距离以方便躲避天敌的捕食，并通过调整离开洞穴距离，和觅 食时间，以期获得最高的觅食效率。因此影响鼠兔地面活动距离的洞穴的空间分布 特征亦与栖息地植被，坡度等生境因子有密切联系( r o a c he ta 1 ，2 0 0 1 ) 。我们针对鼠 兔洞穴的特点首次采用舞台烟雾注入高原鼠兔洞穴分析洞穴的连接情况。烟雾通过 洞道从相连接的洞口喷出后，标示洞口位置，记录该洞道洞口数及相对位置，通过 地表洞口分布对高原鼠兔洞穴结构的复杂度进行估计，研究高原鼠兔洞穴结构在空 间上的分布特征，明确不同洞穴类型在空间分布的特征差异。同时使用温湿度记录 仪记录洞穴内部的微生境特征，以分析洞穴结构空间分布差异产生的原因。 根据高原鼠兔生境利用特征研究的需要，我们采用痕迹样线法和烟雾标志法结 合g i s 空间分析，在四川省石渠县俄多马乡云波沟对高于鼠兔洞口数量和洞穴结构 空间分布进行了研究。 本文主要着眼于解决以下问题： 一、洞口作为高原鼠兔躲避天敌的重要场所和反映其种群数量的重要指标，其 数量空间分布具有怎样的特征? 二、不同结构的高原鼠兔洞穴( 居住洞穴和觅食洞穴) 在空间的分布有无差异 与生境因子之间的联系是怎样的? 三、能否进一步归纳并建立空间分布模型，用以预测鼠兔种群的空间分布，该 模型适应性如何? 解决以上问题，将有助于我们对鼠兔等小型哺乳动物空间分布特征的了解，有 针对性的制定其种群数量管理办法，从而有利于高寒草甸生态系统的稳定性。为我 们从景观生态学的角度开展野生动物栖息地研究奠定基础，还对研究动物的空间分 布规律，理解其依据生境因子条件采取的环境适应策略具有重要意义。 2 华东师范大学硕+ 学位论文高原鼠兔洞l j 数量与结构的宅问分布形f 究 第一章高原鼠兔生物学研究概述 高原鼠兔( 仉j l l o 幻，z 口c 比，z d 咒缸p ) 又名黑唇鼠兔，属兔形目鼠兔科。平均体长约 1 6 0 毫米左右。耳小且短圆，前后爪均很发达，胡须较短。夏季毛色深，呈暗沙黄褐 色，唇周及鼻部黑褐色，冬季毛色显淡，呈浅沙黄色，体侧颜色较背面更显浅淡； 喜欢选择滩地、山麓缓坡等开阔生境，主要取食禾本科、莎草科及豆科等植物( 刘 季科等，1 9 8 0 ；蒋志刚和夏武平，1 9 8 5 ) ；每胎产仔l 至9 只，平均产子数4 到5 只。成年 雌体年生育3 至5 次，种群性比为1 ：1 或雄性略多于雌性，但差异不显著( 王学高和戴 克华，1 9 9 1 ) 。主要分布在我国境内的青藏高原及临近高原地区，尼泊尔、锡金等国 毗邻高原地区亦有分布( 郑昌琳，1 9 8 9 ) ( 图1 1 ) 。 莛豹 分布区d i s t r i b u t i o n o 图1 1 高原鼠兔的分布范围 f i g u r e1 1c u r r e n tg e o g r 印h i cd i s t r i b u t i o no fp l a t e a up i k a ( h t t p ：、7 l n v w i u c n r e d l i s t o 唱) 3 华东师范大学硕卜学位论文高原鼠兔洞u 数量与结构的空间分布研究 目前，高原鼠兔的生态学研究已经取得丰硕的成果，这为我们对其进行生境 利用的空间分析，提供了许多有价值的参考依据。目前利用地理信息系统( g i s ) 开展小型哺乳动物分布空间分布特征的研究还比较少，对高原鼠兔栖息地利用空 间分布特征的研究不仅可以填补这方面的空白，也能为高原鼠兔种群数量的管 理，和高寒草甸生态系统的保护提供科学依据( s m i t ha i l df o g g i n ，1 9 9 9 ) 。已有 的高原鼠兔对生境利用的研究主要集中在以下几方面： 1 1 高原鼠兔的食物组成和天敌 在矮嵩草草甸，高原鼠兔主要取食垂穗披碱草( 功m 螂，z “纪，z s ) 、早熟禾( 尸d 口 口，z 聆“口? ) 、蓝花棘豆( g 吵加p 括咖6 旭) 、甘肃棘豆( a 吵舭p 西勋咒j “p 凇括) 、矮嵩草 ( 6 ，嚣觑厅“m f 凰) 和二柱头蔗草( 切姗d 括f 瑶渺口比淞) 、弱小火绒草( p d 即鲫加历“所 p 螂f 舰聊) 、长茎藁本( 彳甩印 口凰肠c 纪职) 、兰石草( 三彻c p 口肋g f f c 口) 和红花岩生忍 冬( d ，z f c p 旭唧纪d 肠) 。垂穗披碱草、甘肃棘豆和蓝花棘豆在不同栖息地中选择指 数都较高，为高原鼠兔优先选择的食物。在不同栖息地，高原鼠兔取食植物有差别， 喜食食物比例也存在着明显差别，高原鼠兔食物选择呈现泛化趋势( 蒋志刚，夏武平 1 9 8 5 ) 。当栖息地植物群落种类组成发生变化后，高原鼠兔可以通过改变其食物组成 而适应新的栖息地( 刘伟等2 0 0 8 ) 。 高原鼠兔有较强的奔跑能力，在发现天敌后快速躲入洞穴以避敌害。其天敌动 物主要有香鼬s 纪，口口加七口) 、艾虎( 施l s 绍肠p 诣坶，2 口甩以f ) 、赤狐( 玩勿酷勿鲫) 、 大蓠“加j j l p m f 伽f 螂) 、猎隼( 凡纪dc 而p 舢g ) 和红隼( 砌切f 砌“聆c ”如) 等( 魏万 红等，1 9 9 4 ；杨生妹，2 0 0 7 ) 。因此，高原鼠兔在高寒草甸生态系统中承受着较高的 捕食风险，在长期的进化过程中也形成了减少捕食风险的一些行为对策。作为一种 以固定中心觅食的小型哺乳动物食物的质量和天敌的捕食决定了高原鼠兔对栖息地 的利用方式，它们根据被捕食的风险决定地面活动的时间与距离( r o a c h 订以 2 0 0 1 ) 。由于其食物种类泛化，因此洞穴周围的植被情况和坡度等因素与其洞穴的空 间分布有紧密的联系。 4 华东师范大学硕- = 学位论文高原鼠兔洞口数量0 结构的空间分布研究