荒漠區(qū)嚙齒動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種與植物因子的關(guān)系

劉永召 龍華 趙繼東 楊路 余俊國(guó)

摘要[目的]明確荒漠區(qū)在不同干擾下植物因子與嚙齒動(dòng)物優(yōu)勢(shì)物種之間的相互影響。[方法]研究西北某干旱地區(qū)輪牧與過牧干擾下嚙齒動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種種群的生物量和植物因子之間的關(guān)系，并進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度及回歸分析。[結(jié)果]優(yōu)勢(shì)物種三趾跳鼠、子午沙鼠和小毛足鼠均與灌木植物有較高的關(guān)聯(lián)度，植物因子對(duì)該地區(qū)優(yōu)勢(shì)鼠種生物量的作用有明顯差異，從而形成相互適應(yīng)、長(zhǎng)期共存的格局。[結(jié)論]揭示了植物生物量與嚙齒動(dòng)物生物量的變化關(guān)系，為研究該荒漠區(qū)嚙齒動(dòng)物優(yōu)勢(shì)物種群落分布規(guī)律提供了參考。

關(guān)鍵詞 嚙齒動(dòng)物；優(yōu)勢(shì)種；植物因子；輪牧；過牧

中圖分類號(hào) X171.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2016）09-022-03

Abstract[Objective]The aim was to study the interaction effect between plant factors and dominant species of rodents in desert region under different disturbance.[Method]The relationship between biomass of rodent dominant species and plant factors under rotational grazing and overgrazing disturbance in desearch region in northwest region was studied， the grey correlation degree and regression analysis was conducted.[Result]The dominant species like threetoed Jerboa， Meriones meridianus and Xiaomao foot mouse had higher correlation with shrub plants. Plant factors had obvious differences on biomass of dominant species， thus forming the pattern of mutual adaptation， longterm coexistence.[Conclusion]The relationship between plant biomass and the biomass of rodents is revealed， which provides reference for study on distribution law of dominant species of rodent in desert region.

Key words Rodent； Dominant species； Plant factor； Rotational grazing； Overgrazing

由于近年來(lái)人為干擾不斷加重， 使得溫帶草地的荒漠化日益嚴(yán)重。依賴于草地植物生存的草食動(dòng)物種群和群落格局隨之受到明顯影響[1]。嚙齒動(dòng)物群落是荒漠生態(tài)系統(tǒng)食物鏈上必不可少的消費(fèi)者[2]，探究合理的嚙齒動(dòng)物群落格局與植物群落的生長(zhǎng)狀態(tài)關(guān)系對(duì)于荒漠區(qū)的環(huán)境與發(fā)展至關(guān)重要[3-6]。目前，有關(guān)荒漠區(qū)嚙齒動(dòng)物與植物群落關(guān)系的研究逐漸得到重視，很多學(xué)者對(duì)不同干擾下荒漠區(qū)嚙齒動(dòng)物群落構(gòu)成、作用以及與生境中植物因子的影響關(guān)系進(jìn)行了探討[7-10]。筆者針對(duì)西北某荒漠地區(qū)，在人為的輪牧與過牧干擾條件下研究了嚙齒動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種與其棲息地植物因子之間的相互關(guān)系，旨在為研究該荒漠區(qū)嚙齒動(dòng)物優(yōu)勢(shì)物種群落分布規(guī)律提供理論依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 研究區(qū)地處西北某干旱地區(qū)，調(diào)查樣地包括過牧區(qū)和輪牧區(qū)。研究對(duì)象為各區(qū)域的草本植物、灌木植物和嚙齒動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種。由于該荒漠區(qū)植被類型較少，選取主要植物類型為研究對(duì)象。將植物因子依據(jù)生長(zhǎng)類型劃分為草本植物因子和灌木植物因子，其中植物因子的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為植物的高度、蓋度、密度和生物量（干重）。調(diào)查季節(jié)為夏季（7月）和秋季（10月）。動(dòng)物因子選取該地區(qū)嚙齒動(dòng)物優(yōu)勢(shì)物種三趾跳鼠、子午沙鼠和小毛足鼠[7-9]，以相應(yīng)物種的動(dòng)物生物量為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法 于2005～2007年的7、10月上旬在過牧區(qū)和輪牧區(qū)采用百夾法捕獲鼠類，每次隨機(jī)抽取22個(gè)樣方，每個(gè)樣方規(guī)格為10 m×10 m，放置100個(gè)捕鼠夾，以鼠的捕獲率作為相對(duì)密度指標(biāo)[10]。對(duì)樣方內(nèi)相應(yīng)調(diào)查灌木類植物的高度、蓋度、密度和生物量（干重）進(jìn)行測(cè)定，再對(duì)隨機(jī)樣方內(nèi)1 m×1 m小樣方草本植物的高度、蓋度、密度和生物量（干重）進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用matlab進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算，用Excel和SPSS軟件進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)和回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 灰度關(guān)聯(lián)度分析不同干擾下各優(yōu)勢(shì)鼠種受植物地上生長(zhǎng)因子的影響 將2005～2007年測(cè)得的22組不同干擾條件下植物地上生物量離散值繪制成曲線（圖1、2）。三趾跳鼠、子午沙鼠、小毛足鼠的百夾捕獲量見圖3～5。以過牧區(qū)夏季（7月）的植物地上生物因子為灰色關(guān)聯(lián)度分析的研究對(duì)象，將其分為草本植物因子地上生物量和灌木植物因子地上生物量，以二者作為比較序列；同時(shí)，將待研究的動(dòng)物因子生物量分別作為參考序列，進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析。

2.1.1 灰色關(guān)聯(lián)性分析優(yōu)勢(shì)鼠種與植物因子相關(guān)系數(shù)。以過牧區(qū)7月三趾跳鼠與草本植物地上生物量和灌木植物地上生物量的灰度關(guān)聯(lián)為例進(jìn)行分析。草本植物生物量、灌木植物生物量構(gòu)成比較數(shù)列，用相應(yīng)的動(dòng)物生物量數(shù)據(jù)作為參考數(shù)列，計(jì)算出不同干擾下三趾跳鼠、子午沙鼠、小毛足鼠受植物地上生長(zhǎng)因子的影響，結(jié)果見表1。

2.1.2 結(jié)果分析。在不同干擾下與三趾跳鼠生物量有關(guān)的各因子中，輪牧7月、過牧7月和過牧10月的灌木植物地上生物量具有較主要的影響，表明三趾跳鼠較喜歡在灌木環(huán)境下生長(zhǎng)，且其傾向于選擇7月增加生物量。同時(shí)，子午沙鼠和小毛足鼠的習(xí)性與三趾跳鼠相似，以灌木植物地上生物量為顯著影響，傾向于7月增加生物量。小毛足鼠一年可繁殖1～2次，每年4月開始繁殖，10月結(jié)束，因此，小毛足鼠更傾向于7月增加生物量。

2.2 KS檢驗(yàn) 由于灰色關(guān)聯(lián)分析只顯示相關(guān)大小，不能顯示他們之間的關(guān)聯(lián)是正相關(guān)還是負(fù)相關(guān)，故采用KS檢驗(yàn)，提高結(jié)果的有效性。

2.2.1 對(duì)過牧區(qū)和輪牧區(qū)夏、秋季植物因子采樣數(shù)據(jù)正態(tài)分布KS檢驗(yàn)。對(duì)該荒漠地區(qū)過牧區(qū)夏季（7月）草本植物因子（包括高、蓋、密、生物量）的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行單樣本KS檢驗(yàn)。結(jié)果表明，該組樣本數(shù)據(jù)均滿足正態(tài)分布。同樣檢驗(yàn)過牧區(qū)夏季（7月）的灌木植物因子、過牧區(qū)秋季（10月）的植物因子以及輪牧區(qū)夏、秋季的植物因子，結(jié)果表明樣本數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布。

對(duì)荒漠地區(qū)7月的過牧區(qū)嚙齒動(dòng)物生物量、10月的過牧區(qū)嚙齒動(dòng)物生物量、7月的輪牧區(qū)嚙齒動(dòng)物生物量、10月的輪牧區(qū)嚙齒動(dòng)物生物量的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行單樣本KS檢驗(yàn)。結(jié)果表明，樣本數(shù)據(jù)均滿足正態(tài)分布。

2.2.2 對(duì)過牧區(qū)和輪牧區(qū)夏、秋季動(dòng)物因子優(yōu)勢(shì)種采樣數(shù)據(jù)正態(tài)分布KS檢驗(yàn)。用SPSS統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)植物生物量與嚙齒動(dòng)物生物量之間的關(guān)系進(jìn)行回歸分析，結(jié)果見表2。

2.2.3 結(jié)果分析。分析線性回歸模型可知，7月過牧區(qū)草本植物生長(zhǎng)最好時(shí)，放牧造成草本被吃掉，所以對(duì)三趾跳鼠產(chǎn)生負(fù)影響，灌木更多地為三趾跳鼠的生長(zhǎng)和繁殖提供所需條件。子午沙鼠在過牧區(qū)的生物量比輪牧區(qū)多，7月過牧區(qū)灌木也比輪牧區(qū)多，說(shuō)明子午沙鼠更多地依賴灌木生存，而放牧使得草本對(duì)子午沙鼠產(chǎn)生負(fù)影響。7月過牧區(qū)小毛足鼠比輪牧區(qū)多，灌木比輪牧區(qū)也要多，所以灌木主要影響小毛足鼠，由于放牧，草本負(fù)向影響小毛足鼠的生物量；10月，小毛足鼠生物量減少，灌木有所減少，其他影響與7月類似；此時(shí)草本和灌木都較穩(wěn)定，主要因?yàn)樾∶闶笠蕾囉诠嗄旧?，所以灌木正相關(guān)，無(wú)放牧影響，草本負(fù)相關(guān)；此時(shí)草本增長(zhǎng)太快，小毛足鼠生物量減少，所以草本生物量和小毛足鼠生物量負(fù)相關(guān)。

3 結(jié)論

通過對(duì)草本生物量、灌木生物量、嚙齒動(dòng)物生物量進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，對(duì)植物生物量與嚙齒動(dòng)物生物量回歸分析，得到回歸數(shù)學(xué)模型，揭示了植物生物量與嚙齒動(dòng)物生物量的變化關(guān)系。結(jié)果表明，三趾跳鼠、子午沙鼠、小毛足鼠生物量作為因變量，草本植物因子生物量和灌木植物因子生物量作為自變量，得出過牧主要對(duì)草本產(chǎn)生較大影響，對(duì)灌木影響不大，輪牧條件下草本和灌木生物量都是自然變化；子午沙鼠在過牧區(qū)較多是由于其對(duì)灌木的過度依賴，而三趾跳鼠和小毛足鼠在過牧區(qū)生物量都比輪牧區(qū)少，說(shuō)明過度放牧導(dǎo)致三趾跳鼠和小毛足鼠生物量的降低。

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