苍山洱海国家级自然保护区自然地理

苍山洱海国家级自然保护区管理局于2020年依托大理大学,对云南苍山洱海国家级自然保护区(以下简称“保护区”)开展为期2年半(2020年7月—2022年12月)的综合科学考察。其中,自然地理状况是科学考察的先导和基础。项目组采用文献资料收集整理、实地调查和“3S”技术等方法,梳理、分析了保护区的自然地理状况。项目成果为全面了解保护区的自然地理状况,合理保护和有效管理保护区的自然资源提供参考依据。

论苍山洱海科学考察历史

目的:梳理苍山洱海科学考察的历史工作,刻画苍山洱海科学考察的历史脉络,总结苍山洱海科学考察的历史成就,提出未来科学考察的工作建议。方法:通过查阅文献资料,以生物科学考察历程为主线,根据近代以来中国社会的发展进程特征将苍山洱海科学考察历史划分为不同阶段,论述各阶段的考察工作和主要成就。结果:苍山洱海地区现代意义的科学考察于1882年由以德拉韦为代表的西方人所开启。1919年钟观光进入苍山采集标本,开中国人考察苍山洱海之先河。迄今,该地区的科学考察经历了4个主要发展阶段:新中国成立以前的早期阶段(1949年以前)、新中国初期(1949—1977年)、改革开放前20年(1978—2000年)、近20年(2001年至今)。经过140余年科学考察的成果积累,对苍山洱海的植物、大型真菌及部分动物类群(兽类、鸟类、鱼、部分昆虫)的物种资源及其分布特征已有较为系统的了解,对该区域的自然地理、地质、生态环境资源等亦有较为全面的认知。以福里斯特为代表的植物猎人从该地区带走大量植物种质资源到欧美,极大地促进了西方国家园艺和园林学科及其产业的发展。结论:苍山洱海科学考察的历史绵长、内容丰富,为中国所罕见,对近现代生物学,特别是植物学的发展作出了重要贡献。今后须针对人类强烈活动和全球变化背景下的生物多样性和生态环境保护与恢复、人类社会可持续发展等重大问题,进一步强化生物学、生态学、环境科学等方面的研究,促进科学进步;统筹结合国家级自然保护区管理的工作要求和资源开发利用的社会需求开展技术应用实践,助力苍山洱海更好地服务区域经济社会发展。

云南巍山青华绿孔雀自然保护区大中型兽类多样性调查

了解一个地区大中型兽类多样性现状和分布模式能使管理者明确兽类保护需要针对的重点类群和重点区域,是有效保护当地野生兽类资源的基础工作。然而该类群大多行踪隐秘,短期调查很难全面揭示其多样性水平,导致很多地区的兽类多样性调查还缺乏系统性。利用红外相机技术于2018年3月至2020年9月在云南巍山青华绿孔雀自然保护区开展了大中型野生兽类多样性调查,自动相机累计工作日为22714个,共记录到大中型兽类5目10科11种,其中,国家一级重点保护野生动物1种,即林麝(Moschus berezovskii);国家二级重点保护野生动物4种,分别为猕猴(Macaca mulatta)、豹猫(Prionailurus bengalensis)、亚洲黑熊(Ursus thibetanus)和黄喉貂(Martes flavigula),占本次监测兽类物种总数的45%。对比前期的调查资料显示,保护区新增监测到的大中型兽类有猕猴、亚洲黑熊和马来豪猪。研究还发现,地形条件影响着巍山青华绿孔雀自然保护区兽类多样性的分布模式,山脚的兽类多样性指数和拍摄率普遍高于山坡和山脊,而海拔和干扰因素不影响当地兽类分布。研究结果为保护区指明了兽类资源保护的物种目标,也为重点监测区域的设定提供了科学依据。

苍山保护效益评估与边界优化调整探究

生物多样性丧失是全球热点问题,自然保护区被认为是保护生物多样性的有效措施之一。然而,许多保护区存在保护空缺和过度保护等问题。本研究以苍山为例,比较两种方法(物种分布模型与生态系统服务模型)在苍山洱海国家级自然保护区苍山部分(简称苍山保护区)的保护效益评估与边界优化调整中的优劣。通过52个物种的143个坐标并结合4大类环境数据,使用物种分布模型(Biomod2)对珍稀濒危植物的潜在物种分布区进行模拟。同时,使用生态系统服务和权衡的综合评价模型(InVEST)的生境质量模块对研究区域的生境质量进行评估。结果显示:(1)生境质量模型的大量适宜区域位于苍山保护区外的荒地和沼泽,苍山保护区外的适宜面积占到总适宜面积的86.14%。(2)物种分布模型表明适宜分布区主要位于苍山保护区内(99.89%),结合实际情况可知物种分布模型的运行结果更具优势。(3)基于物种分布模型模拟结果可知,苍山保护区的边界基本实现了对区域内珍稀濒危植物的有效保护,而内部核心区的划分有待进一步调整。结果表明:苍山保护区的核心区北部存在过度保护情况;而东部核心区存在较大保护空缺,因此需要向东部扩大以保证对区域内濒危植物更有效的保护。

苍山洱海地区两栖爬行动物多样性

通过文献整理、民间访谈、野外考察和标本检视等方法,于2020年8月—2023年11月,对苍山洱海地区的两栖爬行动物开展调查。主要结果有:(1)编制了该区域内两栖爬行动物名录,包括2纲3目20科44属62种,其中国家二级保护动物7种,“三有动物”35种,易危动物6种,濒危动物4种;(2)讨论了该区域内两栖爬行动物的分布和区系特点,并将其与周边区域进行比较;(3)根据调查结果,对苍山洱海国家级自然保护区的两栖爬行动物多样性保护和管理提出了建议。

苍山洱海地区蚱总科昆虫(直翅目:蝗亚目)多样性

通过2020年9月—2023年9月对云南苍山洱海国家级自然保护区蚱总科昆虫进行调查,共获得蚱类昆虫3科12属24种。结合以往有关记录,目前已知云南苍山洱海国家级自然保护区蚱总科昆虫共计4科16属39种。

苍山植被类型分布及其覆被变化和群落演替

通过结合植被生态遥感和野外调查对苍山植被覆被类型及其变化开展调查研究。植被遥感解析发现,苍山植被垂直带谱分布格局明显,亚高山带植被群落类型及其转移变化较复杂,核心保护对象苍山冷杉林主要分布于东坡高山带。随着保护区的建立,苍山植被覆盖度得到了显著提升,各功能分区已基本完全恢复为高覆盖度植被。野外群落调查发现,苍山冷杉林和多变石栎林群落结构稳定,一些海拔区段华山松林、云南松林和旱冬瓜林群落存在衰退风险。相较于以往单一方式的科学调查,本次遥感影像有效地促进了苍山植被覆被类型及其分流变化的解析,能够与野外调查结果相互支持,而对多种植被群落亚型、群系和群丛的野外调查验证依然非常必要。

苍山维管植物多样性

目的:系统调查整理苍山维管植物状况与珍稀濒危植物生存现状。方法:通过查阅历史文献和标本记录并结合样线法调查整理苍山维管植物名录,整理分析苍山珍稀濒危植物物种数量与种群规模,对被子植物进行区系分析。结果:大理苍山共记载野生维管植物208科996属3246种(含49亚种、227变种、2变型)。蕨类植物36科89属360种(含9变种),裸子植物8科14属20种(含4变种),被子植物164科893属2866种(含49亚种、214变种、2变型)。其中,国家重点保护野生植物62种,云南省重点保护野生植物6种,极小种群保护对象2种。结论:苍山具有较高的维管植物多样性,模式植物与保护植物十分丰富,但特有植物相对较少。

洱海水鸟多样性及种群时空格局

为了全面掌握洱海水鸟资源现状,2021年3月—2022年2月开展洱海水鸟调查。共记录到9目13科67种,其中古北种40种,广布种17种,东洋种10种;冬候鸟占比59.70%,留鸟占比13.43%,过境鸟占比13.43%,夏候鸟占比11.94%,迷鸟占比1.50%。2021年12月全湖最高记录到86000多只水鸟,其中骨顶鸡约64000只。洱海南部、西部和北部水鸟种类和数量居多,东部相对较少。全年记录到国家Ⅰ类保护水鸟3种,国家Ⅱ类保护水鸟7种,洱海水鸟多样性稳定向好转变。

采样方式对苍山采集昆虫群落的比较研究

为明确不同采样方式对分析昆虫群落结构特征的影响,以苍山东坡中山湿性常绿阔叶林为研究地点,采用马氏网(MS)、地陷阱法(XJ)、灯诱法(DY)以及扫网法(SW)4种采样方式,进行为期1年的昆虫群落调查,比较不同采样方式及组合采集的昆虫群落结构特征,分析结果的差异性,明确不同采样方式的优劣及可替代性。结果显示:在采集的59科13340头昆虫中MS捕获41科6896头,XJ捕获31科6201头,DY捕获24科141头,SW捕获22科102头;比较不同采样方式采集到的各目数、科数、物种数和个体数,MS最佳,XJ和DY次之,SW最差;不同采样方式的优势类群存在差异;4种采样方式的群落相似性相互间差异较大(Cs≤0.60);除SW+XJ、DY+XJ及SW+XJ+DY组合外,其余的组合采样效果相当,可以酌情替换。

苍山大中型兽类多样性

目的:调查苍山地区大中型兽类多样性现状,揭示物种多样性空间分布模式,为苍山兽类资源保护提供科学依据。方法:2020年7月—2022年12月采用样线法、红外自动相机陷阱法、访问法对苍山地区兽类多样性现状开展调查。研究期间共调查47条样线,样线总长度为52 km;共布设60台红外自动相机,累计监测9975台天。结果:目前苍山至少分布有19种大中型兽类,包括林麝、中华小熊猫等9种国家一级或二级保护野生动物;食肉目和鲸偶蹄目物种丰富度最高,物种多样性随海拔的上升而下降,并与植被类型密切相关。结论:大型食肉目动物在生物多样性保护中具有脆弱性,低海拔针阔叶混交林和阔叶林栖息地对于大中型兽类来说有较高的保护价值。

洱海鱼类多样性

通过查阅20世纪50年代以来洱海鱼类相关文献资料,结合2022年洱海鱼类实地采样和走访调查,对洱海鱼类历史区系变化及现状进行分析。截至2022年,洱海共记录鱼类54种,分属于7目14科31属,其中土著种20种,特有土著种9种,国家二级保护动物1种:大理裂腹鱼Schizothorax taliensis。2022年洱海鱼类调查共发现鱼类23种,分属于4目9科,其中鲤科鱼类占鱼类物种总数的60.87%,其他鱼类占39.13%,包括鳅科、塘鳢科、鰕虎鱼科、鳢科、银鱼科、胡瓜鱼科、鲿科及鲇科,优势种为子陵吻鰕虎鱼Rhinogobius giurinus、■Hemiculter leucisculus、黄颡鱼Pelteobagrus fulvidraco和西太公鱼Hypomesus nipponensis;调查发现草金鱼Carassius auratus red var为洱海新记录物种。洱海鱼类群落组成表现为土著种种群数量减少,外来种逐渐增多,经济型鱼类和小型鱼类为当前优势种。

苍山大型真菌多样性

目的:调查苍山大型真菌物种资源,初步讨论苍山不同海拔、不同植被类型与大型真菌多样性之间的关系,提出合理保护与利用的建议。方法:采用随机踏查、样线调查的方法,以经典分类学为基础,结合分子生物学的方法对采集到的标本进行鉴定,分析区域内物种组成和分布特征。结果:本次科学考察共采集苍山大型真菌标本2490份,鉴定出大型真菌400种,隶属于6纲18目59科147属,包括1个新物种——苏氏地星Geastrum suae;物种数≥10的优势科有9个,占已知科的15.25%,牛肝菌科Boletaceae 54种、红菇科Russulaceae 51种、鹅膏菌科Amanitaceae 33种、伞菌科Agaricaceae 29种、丝盖伞科Inocybaceae 15种、丝膜菌科Cortinariaceae 14种、马勃科Lycoperdaceae 13种、膨瑚菌科Physalacriaceae 13种及蜡伞科Hygrophoraceae 11种,共计233种,占总物种数的58.25%;物种数≥10的优势属有6个,占已知属数的4.08%,红菇属Russula 30种、鹅膏菌属Amanita 30种、乳菇属Lactarius 19种、牛肝菌属Boletus 16种、蘑菇属Agaricus 12种及丝盖伞属Inocybe 11种,共计118种,占总物种数的29.50%;苍山共有食用菌187种、药用菌56种,毒菌83种,食毒不明的124种,可栽培大型真菌28种;苍山大型真菌物种分布在海拔上符合典型的单峰分布格局,随着海拔的上升,物种数量呈现出先增加后减少的分布格局;苍山大型真菌物种在阔叶林中更为丰富,针阔叶混交林次之,针叶林中大型真菌种类最少。结论:苍山大型真菌资源较为丰富,具有较好的开发利用价值和科研价值,需有效保护,科学合理地利用苍山大型真菌资源。

几种鲜食玉米在洱海流域种植的表观品质评价

针对鲜食玉米在云南省实际生产中遇到的品种杂乱、品质参差等问题,为了筛选出适合在洱海流域种植的高品质鲜食玉米品种,采用外观表现、食用品质、商品价值、基本营养品质等4个方面的34项指标,对14个品种鲜食玉米的栽种适用性和品质表现进行研究。结果表明:1)相同自然环境和农艺条件下,14个品种鲜食玉米的外观、食用、商品、营养等表观品质存在显著差异;2)品质最佳的白色糯玉米品种为‘农科糯336’,其色泽明亮均匀,外观评分26.83,籽粒含水量69.7%、可溶性固形物含量15.75%,品尝评分54.2;3)‘中彩糯518’是4个品种的彩色糯玉米中表现最好的,其穗长19.6 cm,秃尖0.36 cm,外观评分24.50,外观和商品品质相对较好;4)在甜玉米品种中,‘瑞佳甜4号’品尝评分57.29,胚占比2.98%,可溶性固形物含量15.08%,品质优于‘昌甜100’;5)‘农科玉336’为品质最优的甜加糯玉米品种,其外观评分26.33,品尝评分48.57,煮后硬度8.27×10^(5)Pa,穗重258 g。

乔木层植被结构对印支灰叶猴夜宿地选择的影响

为了评估濒危灵长类印支灰叶猴(Trachypithecus crepusculus)现有分布区的夜宿地质量,并为亚洲疣猴栖息地植被的保护提供具体意见,于2010年1月—2022年12月对云南无量山印支灰叶猴夜宿地选择策略进行研究。通过长期行为监测确定猴群夜宿地位置,利用样方调查法对夜宿地地形、乔木层植被特征和食物资源等因素进行分析。结果表明:(1)印支灰叶猴夜宿地内乔木的胸径[(33.92±6.09)cm]、基径[(38.94±8.36)cm]、树高[(16.10±2.86)m]和有藤乔木株数[(8.32±5.95)株]皆显著高于对照样方,其余生境变量与对照样方无显著差异,说明印支灰叶猴偏好在乔木高大且附生藤本植物丰富的区域夜宿,而地形、冠层覆盖度和食源植物丰富度等因素对印支灰叶猴夜宿地选择无影响。(2)就夜宿地内印支灰叶猴的食源植物而言,红梗楠[Phoebe rufescens,(0.67±1.60)株]、华南蓝果树[Nyssa javanica,(0.66±1.18)株]显著高于非夜宿地,罗浮锥[Castanopsis faberi,0株]、枹丝锥[Castanopsis calathiformis,(0.29±1.17)株]和黄丹木姜子[Litsea elongata,(0.59±3.31)株]显著低于非夜宿地,其余19种食源植物在夜宿地和非夜宿地之间无显著差异,说明食物资源丰富度不是猴群夜宿地选择的限制因素。(3)对调查样方环境因子进行主成分分析,共得到7个环境因子,累计贡献率达到81.23%;非参数检验结果表明,高度因子和藤本因子贡献率高且对猴群夜宿地选择有显著影响;冠层盖度和灌木因子有影响,但主成分贡献率低于10.00%;地形因子、数量因子和乔木外形因子对猴群夜宿地选择无显著影响。总体上,无量山印支灰叶猴在选择夜宿地时因安全需求和便利需求主要受乔木层结构的影响,高大乔木丰富的低海拔森林可能提供更多高质量夜宿地资源,建议在无量山印支灰叶猴保护工作中重点关注低海拔森林栖息地的保护与恢复。

青藏高原土壤侵蚀对气候变化和生态政策的非线性响应

[目的]评估土壤侵蚀的时空变化趋势,揭示驱动因素对其贡献,阐明生态恢复政策对其产生的影响,为青藏高原土壤侵蚀治理提供科学依据。[方法]评估青藏高原1990—2020年土壤水力侵蚀量,分析其时空变化趋势,并基于随机森林回归模型探讨气候、人为和地形因素对土壤侵蚀的影响。[结果](1)1990—2020年青藏高原平均土壤侵蚀模数为305.78 t/km^(2),80%以上的区域属于微度侵蚀。土壤侵蚀的年际变化呈现先减后增的趋势,1990—2010年青藏高原的土壤侵蚀有所改善,2010—2020年的土壤侵蚀状况有所加重,呈非线性变化。(2)气候因素对土壤侵蚀的影响超过了人为因素,年降水量是青藏高原土壤侵蚀的主要驱动因素。此外,2010年后人为因素对土壤侵蚀的影响逐渐增加。[结论]气候因素是青藏高原土壤侵蚀的主要驱动因素,2010年后青藏高原实施的生态恢复政策初见成效,且随机森林回归可以很好地进行土壤侵蚀驱动因素的探究。

鲜食玉米不同生育期根际土壤微生物群落特征的演化分析

【目的】围绕玉米不同生育期根系土壤微生物的组成变化,探究鲜食玉米根系土壤微生物群落构成演化规律及其与环境因子的耦合关系。【方法】基于鲜食玉米大田试验,在鲜食玉米的播前期(PS)、拔节期(JS)、抽雄期(TS)和乳熟期(MS)进行根际土壤的采集及其理化性质的测定,并使用16S和ITS基因测序分析鲜食玉米不同生育期下根际土壤中微生物群落结构的特征。【结果】玉米不同生育期根系土壤细菌群落结构和多样性差异显著,而真菌群落组成在各生育期无显著变化。在拔节期,随土壤养分含量的显著降低,细菌变形菌门的相对丰度显著增加,而真菌子囊菌门的相对丰度则显著下降。在乳熟期,根系土壤细菌不同属间的正相关共生关系相较于其他生育期达到最高,而此时真菌不同属间的正相关共生关系则降至最低。结构方程模型分析结果显示,根际土壤细菌多样性与土壤pH、总磷和速效钾间存在正效应,而真菌多样性则与上述指标间存在负效应。【结论】土壤微生物群落结构在鲜食玉米生育期内发生显著改变,相比真菌,细菌更易受到外界环境的影响,微生物群落结构随外界环境的改变继而影响着鲜食玉米产量的构成。

油料籽实在反刍动物生产中的应用研究进展

油料籽实是油料作物的种子,具有营养价值高、生物活性物质丰富等特点,其作为饲料可以提高反刍动物的免疫力和生产性能、改善瘤胃发酵、减少甲烷排放,但需要控制添加量,因此被开发利用作为反刍动物日粮中的添加剂。本文对油料籽实种类及其组成成分、含有的生物活性物质及其功效以及在反刍动物生产中的应用研究进展进行综述,旨在为油料籽实在反刍动物中的合理应用提供参考。

1990—2020年土地利用和气候变化对青藏高原生态系统调节服务的影响

气候变化和土地利用是影响生态系统服务的两类主要因素,然而其具体影响却很难量化区分。本研究基于生态系统服务与权衡综合评估模型(Integrated Valuation of Ecosystem Service and Trade-offs,InVEST)及修正土壤风蚀方程模型(Revised Wind Erosion Equstion,RWEQ),对青藏高原1990—2020年6个时期的水土保持服务和防风固沙服务进行情景分析,量化区分土地利用和气候变化对两项服务的影响。结果表明:气候变化主导了青藏高原大部分区域的水土保持和防风固沙服务(贡献度>70%),年降水量和年均气温是引起水土保持服务变化的主要影响因素,年均风速则是影响防风固沙服务的主要因素。然而,1990—2000年西北部是土地利用类型转化明显的区域,生态保护政策成功实施导致土地利用成为水土保持和防风固沙服务增加的主导因素;2000—2010年,青藏高原东北部农田向城镇用地转变主导了防风固沙服务的增加,西北部草地向未利用土地转变主导了水土保持服务和防风固沙服务的减少;2010—2020年,在西北部草地转变为未利用土地的地区以及东南部林地转变为草地的地区,土地利用主导了水土保持和防风固沙服务的减少。本研究有助于深入理解人类活动和气候变化对生态系统服务的影响,对青藏高原的土地利用政策制定及生态修复决策具有重要意义。

青藏高原未来土地利用变化与景观生态风险多情景预测

土地利用变化与景观生态风险评价对区域生态保护及规划管理具有重要意义。以青藏高原为例,基于斑块生成土地利用变化模拟模型(Patch-generating Land Use Simulation,PLUS),对土地利用驱动因素进行分析,构建2030~2050年惯性发展、经济建设、生态保护3种未来情景,模拟各情景下土地利用及景观生态风险变化。结果表明:(1)青藏高原近10 a土地转化模式主要是草地和未利用地的转化。草地和林地与草地和未利用地之间的转化具有倾向性,未利用地、草地和林地土地利用变化因素中DEM(Digital Elevation Model)、DEM和年平均气温贡献度最高。(2)2030~2050年3种情景下,不同情景下区域土地利用变化具有差异性,惯性发展情景下,水域和建设用地扩张明显,面积为1627、10 km^(2);生态保护情景下,林地和草地增加,面积为232、15143 km^(2);经济建设情景下,林地和草地减少,面积为224、7653 km^(2),耕地、建设用地增加,面积为146、24 km^(2)。青藏高原的保护政策不同区域应该结合实际情况制定。(3)青藏高原景观生态风险呈西北高东南低的空间分布特征,以较低风险区为主。惯性发展情景下,2030~2050年生态风险呈现出先下降后上升的趋势;经济建设情景下,2030~2050年生态风险明显提高,其中较高风险区增加最多,面积为56051 km^(2);生态保护情景下,2030~2050年生态风险明显降低,其中较低风险增加最多,面积为16136 km^(2)。研究成果可为青藏高原生态保护与治理提供决策参考。