贺兰山马麝的营养采食策略和微生境选择及评价研究

摘要

马麝（Moschus sifanicus），属偶蹄目、反刍亚目、麝科、麝属，为西北、西南高地型物种。自2002年11月起，马麝已升为我国重点保护野生动物名录中I级野生保护动物。贺兰山是野生马麝的一个重要的分布区，其特有的地理位置:周边被沙漠、黄河及城市阻断，使得贺兰山马麝的种群数量波动不受种群迁徙的限制，但由于麝香的稀有及高昂的价格，使其一度遭受到毁灭性猎杀。目前为止贺兰山地区的马麝几乎绝迹，濒临灭绝。要开展对贺兰山马麝的保护工作尚缺乏相关的基础数据，本次对贺兰山马麝生态学方面的研究是一项抢救性的研究工作，通过研究马麝食物组成、营养采食策略、栖息地选择与利用及生境适宜性评价等方面，首次系统的对贺兰山马麝的生存现状进行了综合分析，这对贺兰山马麝种群的保护与恢复有着十分重要的意义，同时也为维护贺兰山生态系统的稳定和生物多样性的的保护与管理提供理论依据与科学指导。
　　根据2014-2016年调查马麝在贺兰山出现的情况，结合2013年全年在贺兰山地区布设的红外相机拍摄到的马麝出现位置，对马麝活动区域中的采食植物种类进行了调查，并采集了马麝活动区域内可采食的植物标本及马麝的粪便，利用粪便显微分析法对各季节食物组成进行了研究分析，利用营养成份的测量方法对马麝食物营养成分和食性选择策略进行了研究，利用痕迹检验法、样方法和足迹链跟踪法对马麝各季节生境选择进行了调查研究并分析各季节选择与利用生境的差异性，利用最大熵（MAXENT）模型结合3S技术对贺兰山马麝生境适宜性进行了评价。将两年的粪便样本数据按照季节组合一起，保证每个季节70个，共计280个独立样本;按青草期和枯草期分别每期采集19科31种植物样本;测定马麝的利用生境样方750个，对照样方307个。主要研究结果如下:
　　(1)对贺兰山马麝的食物组成、季节性变化进行了研究，结果表明:马麝全年共取食植物类别共有19科31种（属）植物。采食各科植物中，蔷薇科(22.92％)、豆科(11.59％)、忍冬科(9.6％)、杨柳科(8.40％)和菊科(7.13％)所占比例较高，组成了马麝全年的主要食物。全年采食倾向于以灌木植物和草本植物为主，其中密齿柳、内蒙野丁香、秦氏黄芪为四个季节主要食物中的共有食物。全年取食种类差异不大，各季节均特有不同的大宗食物。取食种类上，春、夏两季最高，为31种（属）。其中秋季Shannon-Wiener指数H'高于其他三个季节，均匀度指数J'秋季最高为1.28，冬季其次，春夏季接近;食物生态位宽度B值秋季和冬季高于其他两个季节，并且秋季的生态位宽度高于冬季。
　　(2)对贺兰山马麝在枯草期（冬季）和青草期（夏季）的各营养成分及相关因子进行分析并通过对蛋白质、能量、单宁和食物组分进行建立CCD优化响应曲面模型研究，结果表明:在枯草期，马麝通常选择粗蛋白含量高，能量高、粗脂肪高、单宁含量低的植物为食;在青草期，马麝通常选择灰份含量高、粗脂肪含量高、低蛋白、低能量、单宁含量低的植物为食。对于冬夏两季贺兰山马麝的采食策略研究得知，马麝对食物的选择是由多因素共同作用而非单一因素决定的结果，并且粗蛋白、能量和单宁含量都是影响马麝采食的主要因素。同时也说明，马麝对食物的选择是一个受到多种因素影响的、复杂的过程。
　　马麝在不同季节选择食物是会受到植物的可获得性及其适口性的影响，在植物种类数量均丰盛的情况下，更倾向于选择鲜嫩多汁的植物的茎叶、草本及苔藓植物。在气候，环境等因素不断变化直至限制到马麝群体的采食时，随着选择范围不断变小，马麝也会选择适口性相对较差但却容易获取的食物，比如乔木的树皮、灌木角质化的表皮以及纤维较粗的高海拔草本植物，在食物短缺的冬季，马麝依然会将这些更容易获得的食物作为其采食的首选对象。
　　(3)对贺兰山马麝各季节的生境选择进行研究，结果表明:食物、隐蔽级、人为干扰是决定马麝生境选择的重要因子，不同季节马麝对生境因子的选择存在一定的差异:
　　春季马麝对利用生境中的13种生境因子有选择性，趋向于在以青海云杉林为主要优势乔木并兼有杜松、油松、山杨、灰榆等混合型的山地针叶林中生活，喜欢在高海拔、高密度低乔木、远距离的高灌木、水源距离远、裸岩距离远同时隐蔽级高的阴坡活动。
　　夏季马麝对利用生境中的12种生境因子有选择性，趋向于在以青海云杉林为优势乔木的山地针叶林的阴坡或半阴坡半阳坡的中坡位觅食，并且更趋向于高密度乔木、低密度灌木、高海拔、水源距离近、人为干扰距离远且隐蔽级高的栖息地活动。
　　秋季马麝对利用生境中的12种生境因子有选择性，趋向于选择海拔更高的以优势乔木为青海云杉林的混合型山地针叶林中，偏爱阳坡中坡位，并兼顾隐蔽级高、裸岩距离远、人为干扰距离远，灌木密度低、高密度的高大乔木生境。
　　冬季马麝对利用生境中的13种生境因子有选择性，马麝更趋向于选择山地针叶林和亚高山草甸灌丛中的半阴半阳破，偏爱选择以青海云杉林为主的混合林中，灌木距离大、乔木密度高、灌木密度大、坡度大、裸岩距离远、海拔高度高、乔木距离远以及植被盖度低的生境。
　　研究表明，贺兰山马麝在青草期栖息地海拔较枯草期偏低，这与马麝所采食的植物分布、光照、地形地貌均有一定关系。随着季节的变化，受到食物、人为干扰、隐蔽级、交配、哺乳等多方面因素的影响，贺兰山马麝对栖息地的选择与利用对策也发生一定的改变。
　　(4)对贺兰山马麝生境适宜性进行评价，结果表明:
　　贺兰山马麝生境适宜性评价的环境因子有13个，针叶林、距水源距离、距护林点距离、海拔高度、距矿区距离、距道路距离是对马麝生境分布影响较大的环境因子，坡向、草地、阔叶林、灌丛和坡度次之，高山草甸和荒漠对模型的贡献值最低，对马麝的生境选择影响也最小。
　　随着坡度增大、距矿区距离、距道路距离、距护林点距离增大，马麝的生境适宜性也逐渐增大，随着距水源距离的增加而减小。在海拔高度为1400-2800m之间时，生境适宜性随着海拔高度的升高而增大，超过2800m以后生境适宜性则随着海拔的升高而降低。说明马麝喜欢选择在远离人为干扰的区域内并且喜欢在山体陡峭的地区活动。
　　马麝的适宜生境主要集中在宁夏贺兰山的南部、内蒙古贺兰山中部及北部地区，宁夏贺兰山北部、内蒙古贺兰山南部少数地区适宜性生境呈斑块化分布，适宜性生境面积为120.24km2，约占研究地区总面积的3.27％。
　　人为干扰小，高海拔、陡坡、针叶林是影响贺兰山地区马麝选择生境的主要因素，要尽快采取措施，加大保护力度，建立生态廊道，提高马麝的生境质量，以促进种群发展。

目录

摘要

1 绪论

1．1 麝类概况

1．1．1 麝类的分类渊源

1．1．2 研究物种简介

1．1．3 我国麝类的种群资源

1．1．4 麝类的经济价值及致危因素

1．2 麝类的国内外研究进展

1．2．1 麝类的食性研究

1．2．2 麝类的生境选择研究

1．2．3 麝类的家域研究与栖息地评价

1．2．4 麝类的遗传多样性研究

1．3 本论文的研究意义及研究内容

1．3．1 研究意义

1．3．2 研究内容

2 研究地概况

2．1 地理位置及范围

2．2 地质地貌

2．2．1 地貌特征

2．2．2 地质变迁

2．3 气候特点

2．4 水文环境

2．5 土壤分布

2．6 植物多样性与植被类型

2．7 野生动物资源

3 贺兰山马麝的食物组成

3．1 前言

3．2 研究方法

3．2．1 植物样品及马麝粪样的采集

3．2．2 显微装片的制备

3．2．3 显微片的镜检与计算

3．2．4 食物组成与食物多样性分析

3．3 结果

3．3．1 春季食物组成

3．3．2 夏季食物组成

3．3．3 秋季食物组成

3．3．4 冬季食物组成

3．3．5 马麝食性的季节性差异

3．4 讨论

3．4．1 误差来源及改进策略

3．4．2 贺兰山马麝对食物的适应

3．5 本章小结

4 贺兰山马麝冬季与夏季食物营养策略的比较

4．1 前言

4．2 研究方法

4．2．1 植物样品的采集保存

4．2．2 测量方法

4．2．3 数据处理

4．3 结果

4．3．1 冬季与夏季食物的各营养成分及次生代谢产物含量比较

4．3．2 贺兰山马麝冬季与夏季采食策略主要因素分析

4．4 讨论

4．4．1 食物中的各营养成分及物质对马麝食物选择的作用

4．4．2 贺兰山马麝的食物选择及综合评价

4．5 本章小结

5 贺兰山马麝的微生境选择

5．1 前言

5．2 研究方法

5．2．1 野外样线与样方的布设

5．2．2 各微生境因子的测定方法

5．2．3 数据处理

5．3 研究结果

5．3．1 马麝春季微生境选择研究

5．3．2 马麝夏季微生境选择研究

5．3．3 马麝秋季微生境选择研究

5．3．4 马麝冬季微生境选择研究

5．3．5 马麝在枯草期与青草期觅食地微生境选择比较研究

5．4 讨论

5．4．1 马麝春季栖息地的选择

5．4．2 马麝夏季栖息地的选择

5．4．3 马麝秋季栖息地的选择

5．4．4 马麝冬季栖息地的选择

5．4．5 马麝枯草期与青草期栖息地的选择

5．5 本章小结

6 贺兰山马麝的生境适宜性评价

6．1 前言

6．2 研究方法

6．2．1 最大熵模型的选用

6．2．2 数据的采集与提取

6．2．3 模型检验与生境等级划分

6．3 研究结果

6．3．1 最大熵(MAXENT)模型预测

6．3．2 对模型预测结果的检测

6．3．3 环境变量对马麝分布的影响

6．3．4 贺兰山马麝生境适宜性分布

6．4 讨论

6．4．1 生境因子的选取与评价结果

6．4．2 生态位模型的选用与模型数据的输入

6．4．3 对贺兰山马麝的保护建议

6．5 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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