对青藏高原野生动物保护生物学研究的思考

青藏高原是我国重要的生态屏障区,动物资源丰富,物种独特,是开展野生动物保护生物学研究的天然实验室。尽管青藏高原野生动物保护研究已取得重要成就,但随着科学技术的发展与进步,未来可以在以下3个方面进一步加强。一是坚持高原野生动物种群及栖息地的长期监测;二是利用多学科交叉及宏微观结合的技术与方法开展整合生物学研究;三是进一步加强高原野生动物保护生物学研究青年科技人才的培养。

基于红外相机监测的福建武夷山国家公园哺乳动物物种多样性初步研究

2018年12月—2021年9月采用公里网格法从福建武夷山国家公园内选取的125个公里网格中布设了162台红外相机进行调查监测。累计42 078个相机工作日内获得有效探测照片9 225张,鉴定出6目13科23种哺乳动物,有中华穿山甲Manis pentadactyla和黑麂Muntiacus crinifrons 2种国家一级重点保护野生动物和6种国家二级重点保护野生动物。赤麂Muntiacus vaginalis、小麂Muntiacus reevesi、野猪Sus scrofa和藏酋猴Macaca thibetana的相对多度和网格占有率较高。人类活动对区内哺乳动物多样性的空间分布存在一定影响,物种相对多度指数沿海拔梯度从低到高呈中峰模式。本研究初步掌握了园内大中型哺乳动物的物种组成、空间分布和相对多度,完善了园内哺乳动物编目信息,为国家公园的保护管理和规划制定提供了重要的基础资料。

生物多样性保护优先区抽样调查策略研究——以武陵山地区为例

生物多样性保护优先区是我国为加强生物多样性保护和监管划定的重要区域,目前部分优先区已陆续开展生物本底资料的调查评估工作,但受限于经费、时间等条件,对区内所有县域或网格全覆盖式科考,既不现实也无必要,因而区域尺度的抽样设计是一个亟需解决的关键问题。以武陵山生物多样性保护优先区为例,结合层次聚类和系统抽样方法,同时考虑历史调查资料的系统完整程度和空间保护属性,提出了一个科学可行的抽样方案。首先将研究区域内的所有县域聚为5类,每类挑选出2个重点县域,共获得6个历史上进行过系统科学考察的县域和4个本底资料相对缺乏的县域,进而挑选出76个重点调查网格(10 km×10 km),其中生物多样性富集网格36个,保护区外的人类干扰网格40个,抽样比例为11.09%,每个网格平均调查经费为2.52万元。该抽样策略区分了调查层次并突出重点区域,使调查和评估更有针对性,进一步完善了保护优先区基础调查系统,也强化了项目管理能力,对其他保护优先区项目开展具有一定参考价值。

气候变化导致青藏高原马鹿种群适应性分布退缩:以类乌齐马鹿国家级自然保护区为例

近50年青藏高原的气候变化速率是全球平均值的2倍,对高原有蹄类的种群分布和多样性维持带来严重影响。本研究以西藏类乌齐马鹿国家级自然保护区的马鹿种群为例,通过2013年和2021年对马鹿和牦牛种群数量、分布的调查,并整合了物种分布模型和种群动态模型,评估了当前和未来气候变化及人类活动(放牧、道路、居民点等)对马鹿种群适应性分布的影响。研究表明,马鹿种群在2013—2021年由890头增加到1400头,根据种群增长模型预计在2050年马鹿种群数量将达到1735头,但其适宜栖息地在2050年代下降43.4%,2070年代下降5.1%,表明马鹿种群增长与适宜栖息地缩小之间的冲突将不利于马鹿种群的可持续发展。同时,当前马鹿与牦牛栖息地重合率为19%,2050年代为60%,2070年代为37%,且牦牛与马鹿存在食物竞争,这在一定程度上减少了马鹿原有的适宜栖息地。为保护马鹿,建议减少牦牛的饲养量1000~1500头。本研究将种群增长模型、种间竞争关系与物种分布模型整合,把气候变化对物种的影响延伸到种群层面,对其他物种的保护具有借鉴意义。

白马雪山自然保护区响古箐滇金丝猴的食性

2008年6月至2009年5月,采用扫描瞬时取样法对云南白马雪山自然保护区响古箐滇金丝猴群的食性进行了研究。研究表明,该滇金丝猴群的食物主要由42个科105种植物组成。滇金丝猴全年的食物构成如下:松萝50.6%,成熟叶16.3%,果实/种子10.5%,嫩叶8.4%,竹笋7.9%,芽3.0%,花1.9%,树皮/叶柄/茎0.8%,真菌类0.5%。研究还表明,滇金丝猴的食谱具有一定的季节性:即夏季取食的植物种类最多,冬季取食的植物种类最少,嫩叶是滇金丝猴春季的主要食物,而果实/种子在响古箐的滇金丝猴秋季食物中占有重要的比重。此外,发现竹笋是滇金丝猴夏季的主要食物资源。研究还发现,除松萝以外,对其食物贡献率最大的10科植物的比重达到39.6%,而蔷薇科的取食则高达17.57%,表明响古箐滇金丝猴对不同种类的食物具有明显的选择性。以上结果表明,响古箐滇金丝猴的取食行为受食物资源季节性变化的影响。

白马雪山自然保护区响古箐滇金丝猴活动时间分配

2008年6月至2009年5月,在白马雪山国家级自然保护区南端的响古箐(北纬27°37',东经99°22'),采用瞬时扫描取样法对一群数量约480只的滇金丝猴群的活动时间分配进行了研究。研究期间共观察取样1609h,扫描个体数为260546。研究表明,响古箐滇金丝猴用38.8%的时间取食、27.4%的时间移动、20.9%的时间休息、12.9%的时间从事其他类型活动。滇金丝猴活动时间分配季节性差异明显。冬季,滇金丝猴的取食时间长于其他季节,达到41.5%;秋季,取食时间在全年最短(36.5%)。夏季的高温没有影响滇金丝猴的移动,它们移动的时间达到32.8%,高于其他3个季节。寒冷的冬季,响古箐滇金丝猴为了减少能量损失,用于休息的时间达到24.4%。秋季,滇金丝猴从事其他类型活动的时间(15.7%)多于另外3个季节。研究发现,绝对移动时间与昼长和月平均温度呈明显正相关(P<0.01),绝对休息时间与月平均温度呈负相关(r=-0.585,P=0.046),但降水量的多少与猴群各种活动时间分配之间没有明显的相关性(P>0.05)。食物贡献率与滇金丝猴日活动时间分配也存在相关性。取食松萝比例与猴群移动时间呈负相关(r=-0.902,P<0.001),与休息时间呈正相关(r=0.860,P<0.001)。猴群取食树叶比例增加时,它们移动时间也随之增加(r=0.832,P=0.001)。夏季,滇金丝猴取食竹笋的比例增加时,猴群移动时间也明显增多。以上结果表明,滇金丝猴活动时间分配受食物资源状况、昼长季节性变化和气候条件的影响。

ROC曲线形状在生态位模型评价中的重要性——以美国白蛾为例

【目的】生态位模型在生物地理学、入侵生物学和保护生物学中具有广泛的应用,被越来越多地用于预测物种潜在分布和现实分布的研究中。本文以美国白蛾为例介绍pROC方案在生态位模型评价中的应用及其注意事项,以期对物种潜在分布预测进行合理的评价,促进生态位模型在我国的合理运用和发展。【方法】介绍ROC曲线和AUC值基本原理,总结其在生态位模型评价中的应用,从物种存在分布点和不存在分布点的可信度出发,分析AUC值用于模型评价的优点和不足,最后介绍局部受试者工作特征曲线的线下面积方案(pROC方案)来弥补传统AUC值的不足。【结果】AUC值虽独立于阈值,但因其综合灵敏度和特异度,而屏蔽这2个指标各自的特征,不能分别评估预测结果的灵敏度和特异度,同时对遗漏率和记账错率不能进行权衡,会误导使用者对模型的评价。与AUC值相比,ROC曲线的形状更具有价值,蕴含丰富的模型评价信息。【结论】模型评价需要将灵敏度和特异度区别对待,ROC曲线形状比AUC值在生态位模型评价中更为重要,pROC方案相对于传统AUC值具有优势,但容易对过度模拟做出不当判断。模型评价与作者研究目的密切相关:当以预测物种潜在分布为目的时(如入侵物种潜在分布、气候变化对物种分布的影响和谱系生物地理学),模型评价应当给予灵敏度(或者遗漏率)更多的权重;当以预测物种现实分布为目的时(如保护区界定和濒危物种引入),模型评价应当给予灵敏度和特异度同等的权重。

滇金丝猴夜宿树的选择及夜宿地的利用方式

野生灵长类夜宿地的利用方式可以明确地反映一个物种特有的生境利用方式和生存之道。2003年12月至2004年10月,我们利用可自动脱落GPS无线电项圈对云南省丽江市金丝厂的一个滇金丝猴(Rhinopithecus bieti)群体的活动进行了持续跟踪记录。本研究着重于对所研究猴群夜宿树的选择和夜宿地的利用方式的考查,并结合可能影响夜宿地选择和利用的环境因素,比如天气、季节、日均温度等做了系统分析。研究群计有180余只个体,家域面积约27.8 km^(2)。GPS项圈记录到夜宿树的有272个夜晚,由此我们确认了131个夜宿地。其中70个(54.3%)夜宿地仅利用了一次,剩余的则不同程度地多次利用(2~9次)。在这些重复利用的夜宿地中,持续利用同一夜宿点的情形共发生了19次,其中连续3个夜晚在同一夜宿地过夜的现象出现了3次,剩下的16次是连续利用同一夜宿地2次。这种连续利用同一夜宿地的情况占重复利用同一夜宿的7.0%,发生频率不高,而且几乎都出现在冬季(84.0%)。滇金丝猴对于同一夜宿地的重复造访的时间间隔约50 d。一旦发生连续重复利用的情况,猴群当天的移动距离显著缩短(527 m vs.884 m),降低了群体移动所必需的能量消耗。明显地,滇金丝猴夜宿点的选择受其当天下午和第二天早上觅食点的位置的影响。鉴于较大的群体和明显回避夜宿地重复利用的特性,提示这是猴群对家域内食物分布的行为响应,避免对同一地点的过度利用造成食物的不足。采用大量(131个)而分散的夜宿地利用方式会保证猴群能够获得充足的食物供应。此外,相较于其他树种,滇金丝猴更喜欢在云南铁杉(Tsuga dumosa)树上过夜,而且尽量不以夜宿点作为觅食点,可能与卫生和安全有关。

中国濒危兽类保护基因组学和宏基因组学研究进展与展望

揭示濒危兽类的演化历史、濒危机制及适应性演化策略,是保护生物学关注的重大科学问题。近十几年来,高通量测序技术的不断发展以及多学科交叉融合,为揭示濒危物种的演化历史、遗传结构、适应性演化及其与肠道微生物的协同演化的分子机制提供了重要的技术支撑,由此产生了保护基因组学和保护宏基因组学两个分支学科,为野生动物尤其是濒危动物的保护生物学研究提供了新的方向与思路。本文综述了我国在保护基因组学和保护宏基因组学领域取得的重要进展,并展望未来的发展趋势,以期进一步推动我国濒危兽类保护生物学的发展。

中国濒危兽类保护遗传学研究进展与展望

我国是全球生物多样性大国,拥有包括大熊猫、金丝猴、华南虎、麋鹿、白鱀豚等特有物种和旗舰物种在内的丰富兽类资源。近几十年来,土地利用模式转变、盗猎、环境污染、气候变化等因素使许多兽类物种面临生存威胁,导致物种遗传多样性丧失。而遗传多样性是生物多样性的基本组成部分,决定了物种和种群能否长期生存。保护遗传学作为保护生物学的一大分支学科,旨在通过遗传学分析探明种群遗传变异和物种濒危的遗传学机制。近40年来,随着研究手段和技术的不断发展,我国兽类保护遗传学在遗传多样性和近交水平评估、景观遗传学、生态遗传学和圈养种群遗传管理等方面都取得了重要成果。然而,未来人类社会发展可能为濒危兽类带来的威胁依然存在,高通量测序等新技术的进一步发展则能够帮助我们更加深入地了解濒危物种和种群遗传适应与濒危机制,从而实现对濒危兽类的有效管理与保护。

野生动物与宠物

动物可分为野生动物和家养动物,越来越多的野生动物被人们当作宠物来饲养。野生动物作为宠物的危害是巨大的。野生动物对人类的危害主要包括直接攻击人类,携带病原威胁人类以及对环境设施造成的破坏。人类对野生动物的危害包括野生动物驯养繁殖、疾病传播等方面。野生动物对家养动物的危害包括直接危害和疾病危害。因此,野生动物不适合作为宠物饲养,不仅仅是因为它们原本的生活习性,对野生动物资源的破坏,更重要的是病原体可能跨越种间障碍而威胁人类的安全。

粪便DNA分析技术在分子生态学研究中的机遇与挑战

随着粪便DNA分析技术的不断发展与完善,其越来越多地被应用于分子生态学研究中,特别是野生动物的遗传状况评估研究。粪便DNA的获取可以在不干扰,甚至无需观察到动物本身的情况下展开,因此避免了取样活动可能给野生动物带来的干扰或伤害,极大地促进了野生动物分子生态学的研究。虽然粪便DNA分析技术在其建立伊始因DNA质量问题而受到了一定的挑战,但自其建立至今,研究者发展了多种技术来克服这一问题,现已能获得较高质量的粪便DNA,并将基因分型错误率控制在较低水平。本文将结合我们在粪便DNA分析技术上积累的经验,从粪便样品采集、保存、DNA提取、PCR扩增以及等位基因分型等各个环节对该技术进行详细探讨,以期阐明该技术在野生动物分子生态学研究中所面临的机遇与挑战,进一步推动其在我国野生动物保护研究中的应用与发展。

利用鳍条组织进行流式细胞实验的可行性研究

流式细胞术能快速检测生物细胞的DNA含量和细胞周期,在鱼类遗传育种方面已得到广泛运用。目前的研究多基于鱼类血液和生殖细胞开展实验,存在周期性和操作难度的限制。该研究利用草鱼(Ctenopharyngodon idellus)不同组织进行流式分析,在鳍条组织中得到了明显的峰图,并在4种鱼类的重复实验中得到了稳定结果,且不同鱼类的鳍条组织均存在细胞周期,大部分细胞停留在G_0/G_1期。利用斑马鱼(Danio rerio)作为内标测定出团头鲂(Megalobrama amblycephala)鳍条组织的相对DNA含量(C值)为(1.25±0.07)pg,与相关研究结果基本吻合,认为利用鳍条组织作为血液和生殖细胞的替代材料进行流式细胞实验是科学可行的。

白河国家级自然保护区川金丝猴的分布和数量

川金丝猴是中国特有的濒危珍稀灵长类动物,掌握川金丝猴的种群分布和数量的准确信息,对于该物种的保护具有十分重要的意义。2014年1月-2015年12月采用访问调查,结合野外固定样线法对白河国家级自然保护区的川金丝猴开展了专项调查研究。调查发现,保护区分布有4个川金丝猴自然种群,根据主要活动区域分别命名为下坪地群、杜家坪群、燕子垭群、童家山群,各自数量分别为330~400只、470~490只、220~270只、390~440只,总数约为1 470-1 600只,占四川省川金丝猴总数的10%左右。调查还发现,白河自然保护区内的川金丝猴群也表现出了明显的季节性"分离-聚合"现象。食物资源匮乏的冬季,下坪地群分为下坪地、马家山两个猴群;杜家坪群分为芝麻沟、油房沟两个猴群;童家山群分成童家山、二道桥两个猴群;这些相对独立的猴群各自占领一定的活动区域。由于燕子垭群数量相对较少,暂时未发现"分离-聚合"行为。结果表明:白河国家级自然保护区川金丝猴的保护工作取得了明显的成效,保护区川金丝猴种群数量保持了持续增长。但是,依然存在放牧、采药等人为干扰,亦面临偷盗猎的风险,加强栖息地的保护管理依然是川金丝猴面临的首要任务。

雪豹保护遗传学和基因组学研究进展

雪豹(Panthera uncia)隶属于食肉目猫科豹属,是生活在青藏高原及其周边地区的旗舰物种。随着分子生物学和高通量测序技术的发展,雪豹保护遗传学和保护基因组学研究得到快速的发展,其中非损伤性遗传取样法显著推动了雪豹保护遗传学研究。本文综述了非损伤性遗传取样法在雪豹物种鉴定、个体识别和性别鉴定等研究中的应用,雪豹的系统发生地位、系统地理格局和种群遗传结构及其亚种争议、演化历史、适应性演化和基因组特征等保护遗传学和基因组学方面的研究现状和进展,并对雪豹保护遗传学和基因组学未来发展趋势进行了展望,以期促进雪豹保护生物学研究和保护对策的科学制定。

白马雪山自然保护区超大滇金丝猴群的日活动节律

2008年6月至2009年5月,在白马雪山国家级自然保护区(27°24'-27°37'N,98°22'-99°25'E)南端的响古箐(27°37'N,99°22'E),采用15分钟的扫描取样法对一群数量约480只的超大滇金丝猴(Rhinopithecus bieti)群日活动节律进行了研究.研究发现,滇金丝猴群全年的日活动节律,表现为上午07∶00-11∶00和下午16∶00-18∶00各出现一个明显的取食高峰,在12∶00-14∶00期间全群进入白天的休息阶段;移动也在上午和下午各出现一个高峰;其他类型活动没有明显的起伏变化.不同季节间,日活动节律存在一定差异:春季和冬季,滇金丝猴群上午的取食高峰出现在11∶00,夏季和秋季的取食高峰出现在08∶00;春季,滇金丝猴群下午的移动高峰从15∶00-19∶00;夏季,它们下午的移动高峰出现在15∶00-16∶00;滇金丝猴群在秋季表现出两个午休高峰时段12∶00和13∶00,其他季节午休高峰仅出现在13∶00.可见,响古箐超大滇金丝猴群的日活动节律表现为具有明显的取食、移动和休息高峰.它们的日活动节律受群体大小、季节性食物、消化机理和周围环境温度等因素的影响.

中国野生动物调查存在的问题与改进建议

一百余年前,人类就开始了相对系统的野生动物调查。目前已经建立了成熟的方法体系,并制定了相应的调查规范。最近几十年来,我国科研人员进行了大量的野生动物调查。但是,当前我国的野外调查规范还不够细致,调查者在调查时缺乏必要的约束,导致调查数据不规范、不可靠,很多重要信息缺失。突出问题有:样线信息不全,只有起点和终点的经纬度,没有自动记录的详细样线信息(如每秒记录一次的连续点位信息,含经纬度和时间);动物位点信息缺乏可信度指标(如距观测者的距离);调查时间不合理;调查地点的空间取样不均衡;记录的标准化不够(如每个观测点的观测时长不确定)等等。对此,我们参考国际通用的调查规范,提出了一些简单易行的调查要点,以便提高野外调查数据的质量。另外,我们提倡野外记录的无纸化,充分利用现有的手机应用软件(APP)和模型工具提高野外记录以及后期数据处理的效率。最后,我们提议建立固定的中国生物多样性监测样线体系,以便消除每年调查时空间取样的不确定性,更好地量化野生动物的时间动态,为野生动物的保护和管理提供依据。

河南董寨再引入朱鹮的巢址选择

为有针对性地制定朱鹮(Nipponia nippon)保护计划,促进朱鹮再引入,壮大野外种群规模,2014—2019年7—11月,对河南董寨再引入朱鹮的35个巢址及其周边3 m×3 m样方的22个生境特征进行观察、测量和记录。结果表明:大多数巢筑于针阔混交林(n=23)和针叶林(n=10)。在野化放飞初期,朱鹮对营巢树种选择相对多样,但后期对大别山低山区马尾松(Pinus massoniana)显现明显的偏好(n=27,占81.8%)。筑巢树的平均胸径(35.53±9.82)cm,平均高度(16.07±2.27)m,巢距地面平均高度(12.58±1.70)m (n=33)。各巢间主要在巢树胸径大小、巢址距觅食地或乡县交通干道远近以及巢点上下郁闭度等方面存在明显差异。巢位大多数选择在树中位(n=18)或上位(n=11)。巢距交通干道较近对朱鹮繁殖孵化有一定干扰,巢距觅食地远近对朱鹮幼鸟的成活率有较大影响。本研究揭示了再引入野化放飞朱鹮的巢址选择规律,对朱鹮保护工作具有一定的参考意义。

青藏高原有蹄类动物多样性和特有性:演化与保护

青藏高原是地球上一个独特的自然地理单元,具有丰富的生境类型和生物种类,是生物多样性与全球环境变化领域的热点研究区域。青藏高原发育着独特的动物区系,尤其是有蹄类动物,如藏羚(Pantholops hodgsonii)、野牦牛(Bos mutus)、藏原羚(Procapra picticaudata)、普氏原羚(P.przewalskii)、白唇鹿(Przewalskium albirostris)等青藏高原特有动物。在本文中,我们探讨了如下问题:青藏高原有多少种有蹄类动物?有多少种特有有蹄类动物?其分布格局如何?生存状况如何?保护现状如何?我们首先确定了青藏高原动物地理区的地理边界。发现青藏高原有28种有蹄类,其中10种是青藏高原特有种。青藏高原有蹄类种数占中国有蹄类的42%,单位面积上的有蹄类物种密度比中国现生有蹄类物种平均密度高62%。特有种比例高达36%。然而,青藏高原有蹄类物种分布不均匀,其丰富度呈东部高西部低格局,而高原特有有蹄类则分布于高原腹地。青藏高原有蹄类动物生存受威胁比例高,其中71%为受威胁物种,54%被列入濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)附录I或附录II。野外调查发现大额牛(Bos frontalis)已经野外灭绝,目前仅在高黎贡山有人工养殖的群体。青藏高原有蹄类物种红色名录指数从1998–2015年呈现持续下降趋势,全球气候变化将加剧这一趋势。青藏高原有蹄类受威胁局面仍在继续,物种生存状况持续恶化。虽然经过40年的自然保护区建设,但一些青藏高原有蹄类的重要种群与栖息地并没有被自然保护区和新建的三江源国家公园所覆盖。因此,在开发青藏高原、实现人类社会经济发展目标的同时,应尽量保存高原野生动物种群与生境,实现青藏高原草地生态系统的可持续利用与生物多样性保护的双赢目标。

利用红外相机对高黎贡山中段西坡兽类和鸟类多样性初步调查

高黎贡山地区属于全球生物多样性热点地区之一。长期以来,受地形复杂且植被浓密等限制,对该地区生物多样性现状缺乏全面深入的调查。2013年11月至2015年9月期间,通过布设红外相机,我们对云南高黎贡山国家级自然保护区西坡怒江州泸水县片马区域的兽类和鸟类多样性进行了初步调查,试图进一步补充该区域兽类和鸟类多样性本底资料。调查期内共监测41个不同相机位点,累计9 503个相机日,拍摄到808组独立有效照片。经鉴定包括兽类21种和鸟类24种,分属于10目21科38属,其中怒江金丝猴(Rhinopithecus strykeri)是近年来在高黎贡山地区新发现的灵长类动物。灵长目、肉食目、偶蹄目、雀形目、鸡形目和啮齿目等类群的相对多样性指数较高,且分布广泛。进一步对7种丰富度较高物种的出现时间段分析发现:(1)熊猴(Macaca assamensis)、怒江金丝猴和血雉(Ithaginis cruentus)的日活动规律峰值出现在上午和下午;(2)橙腹长吻松鼠(Dremomys lokriah)和紫啸鸫(Myophonus caeruleus)的日活动高峰出现在中午,但前者在黄昏活动相对较多;(3)黄喉貂(Martes flavigula)和野猪(Sus scrofa)具有一定的夜行性,但野猪的夜行性更强。本研究提供了高黎贡山中段西坡兽类和鸟类多样性现状的基础数据,有助于今后深入研究和推进本地区生物多样性保护。