荒漠区啮齿动物优势种与植物因子的关系

刘永召 龙华 赵继东 杨路 余俊国

摘要[目的]明确荒漠区在不同干扰下植物因子与啮齿动物优势物种之间的相互影响。[方法]研究西北某干旱地区轮牧与过牧干扰下啮齿动物优势种种群的生物量和植物因子之间的关系，并进行灰色关联度及回归分析。[结果]优势物种三趾跳鼠、子午沙鼠和小毛足鼠均与灌木植物有较高的关联度，植物因子对该地区优势鼠种生物量的作用有明显差异，从而形成相互适应、长期共存的格局。[结论]揭示了植物生物量与啮齿动物生物量的变化关系，为研究该荒漠区啮齿动物优势物种群落分布规律提供了参考。

关键词 啮齿动物；优势种；植物因子；轮牧；过牧

中图分类号 X171.1 文献标识码 A 文章编号 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

由于近年來人为干扰不断加重， 使得温带草地的荒漠化日益严重。依赖于草地植物生存的草食动物种群和群落格局随之受到明显影响[1]。啮齿动物群落是荒漠生态系统食物链上必不可少的消费者[2]，探究合理的啮齿动物群落格局与植物群落的生长状态关系对于荒漠区的环境与发展至关重要[3-6]。目前，有关荒漠区啮齿动物与植物群落关系的研究逐渐得到重视，很多学者对不同干扰下荒漠区啮齿动物群落构成、作用以及与生境中植物因子的影响关系进行了探讨[7-10]。笔者针对西北某荒漠地区，在人为的轮牧与过牧干扰条件下研究了啮齿动物优势种与其栖息地植物因子之间的相互关系，旨在为研究该荒漠区啮齿动物优势物种群落分布规律提供理论依据。

1 数据来源与方法

1.1 数据来源 研究区地处西北某干旱地区，调查样地包括过牧区和轮牧区。研究对象为各区域的草本植物、灌木植物和啮齿动物优势种。由于该荒漠区植被类型较少，选取主要植物类型为研究对象。将植物因子依据生长类型划分为草本植物因子和灌木植物因子，其中植物因子的统计数据为植物的高度、盖度、密度和生物量（干重）。调查季节为夏季（7月）和秋季（10月）。动物因子选取该地区啮齿动物优势物种三趾跳鼠、子午沙鼠和小毛足鼠[7-9]，以相应物种的动物生物量为统计数据。

1.2 研究方法 于2005～2007年的7、10月上旬在过牧区和轮牧区采用百夹法捕获鼠类，每次随机抽取22个样方，每个样方规格为10 m×10 m，放置100个捕鼠夹，以鼠的捕获率作为相对密度指标[10]。对样方内相应调查灌木类植物的高度、盖度、密度和生物量（干重）进行测定，再对随机样方内1 m×1 m小样方草本植物的高度、盖度、密度和生物量（干重）进行测定。

1.3 数据处理 试验数据采用matlab进行灰色关联度计算，用Excel和SPSS软件进行正态检验和回归分析。

2 结果与分析

2.1 灰度关联度分析不同干扰下各优势鼠种受植物地上生长因子的影响 将2005～2007年测得的22组不同干扰条件下植物地上生物量离散值绘制成曲线（图1、2）。三趾跳鼠、子午沙鼠、小毛足鼠的百夹捕获量见图3～5。以过牧区夏季（7月）的植物地上生物因子为灰色关联度分析的研究对象，将其分为草本植物因子地上生物量和灌木植物因子地上生物量，以二者作为比较序列；同时，将待研究的动物因子生物量分别作为参考序列，进行灰色关联度分析。

2.1.1 灰色关联性分析优势鼠种与植物因子相关系数。以过牧区7月三趾跳鼠与草本植物地上生物量和灌木植物地上生物量的灰度关联为例进行分析。草本植物生物量、灌木植物生物量构成比较数列，用相应的动物生物量数据作为参考数列，计算出不同干扰下三趾跳鼠、子午沙鼠、小毛足鼠受植物地上生长因子的影响，结果见表1。

2.1.2 结果分析。在不同干扰下与三趾跳鼠生物量有关的各因子中，轮牧7月、过牧7月和过牧10月的灌木植物地上生物量具有较主要的影响，表明三趾跳鼠较喜欢在灌木环境下生长，且其倾向于选择7月增加生物量。同时，子午沙鼠和小毛足鼠的习性与三趾跳鼠相似，以灌木植物地上生物量为显著影响，倾向于7月增加生物量。小毛足鼠一年可繁殖1～2次，每年4月开始繁殖，10月结束，因此，小毛足鼠更倾向于7月增加生物量。

2.2 KS检验 由于灰色关联分析只显示相关大小，不能显示他们之间的关联是正相关还是负相关，故采用KS检验，提高结果的有效性。

2.2.1 对过牧区和轮牧区夏、秋季植物因子采样数据正态分布KS检验。对该荒漠地区过牧区夏季（7月）草本植物因子（包括高、盖、密、生物量）的样本数据进行单样本KS检验。结果表明，该组样本数据均满足正态分布。同样检验过牧区夏季（7月）的灌木植物因子、过牧区秋季（10月）的植物因子以及轮牧区夏、秋季的植物因子，结果表明样本数据均符合正态分布。

对荒漠地区7月的过牧区啮齿动物生物量、10月的过牧区啮齿动物生物量、7月的轮牧区啮齿动物生物量、10月的轮牧区啮齿动物生物量的样本数据进行单样本KS检验。结果表明，样本数据均满足正态分布。

2.2.2 对过牧区和轮牧区夏、秋季动物因子优势种采样数据正态分布KS检验。用SPSS统计学软件对植物生物量与嚙齿动物生物量之间的关系进行回归分析，结果见表2。

2.2.3 结果分析。分析线性回归模型可知，7月过牧区草本植物生长最好时，放牧造成草本被吃掉，所以对三趾跳鼠产生负影响，灌木更多地为三趾跳鼠的生长和繁殖提供所需条件。子午沙鼠在过牧区的生物量比轮牧区多，7月过牧区灌木也比轮牧区多，说明子午沙鼠更多地依赖灌木生存，而放牧使得草本对子午沙鼠产生负影响。7月过牧区小毛足鼠比轮牧区多，灌木比轮牧区也要多，所以灌木主要影响小毛足鼠，由于放牧，草本负向影响小毛足鼠的生物量；10月，小毛足鼠生物量减少，灌木有所减少，其他影响与7月类似；此时草本和灌木都较稳定，主要因为小毛足鼠依赖于灌木生存，所以灌木正相关，无放牧影响，草本负相关；此时草本增长太快，小毛足鼠生物量减少，所以草本生物量和小毛足鼠生物量负相关。

3 结论

通过对草本生物量、灌木生物量、啮齿动物生物量进行正态分布检验，对植物生物量与啮齿动物生物量回归分析，得到回归数学模型，揭示了植物生物量与啮齿动物生物量的变化关系。结果表明，三趾跳鼠、子午沙鼠、小毛足鼠生物量作为因变量，草本植物因子生物量和灌木植物因子生物量作为自变量，得出过牧主要对草本产生较大影响，对灌木影响不大，轮牧条件下草本和灌木生物量都是自然变化；子午沙鼠在过牧区较多是由于其对灌木的过度依赖，而三趾跳鼠和小毛足鼠在过牧区生物量都比轮牧区少，说明过度放牧导致三趾跳鼠和小毛足鼠生物量的降低。

参考文献

[1]王德利，王岭.草食动物与草地植物多样性的互作关系研究进展[J].草地学报，2011，19（4）：699-704.

[2]杨维康，蒋慧萍，王雪芹，等.古尔班通古特沙漠区大沙鼠对荒漠植物群落的扰动效应[J].生态学杂志，2009，28（10）：2020-2025.

[3]杨维康，乔建芳，蒋慧萍，等.大沙鼠掘洞对准噶尔荒漠植物群落的小尺度影响[J].干旱区地理，2006，29（2）：219-224.

[4]付和平，武晓东，杨泽龙.不同干扰条件下荒漠啮齿动物生态位特征[J].生态学报，2005，25（10）： 2637-2643.

[5]陈善科，保平，张学英.阿拉善荒漠草地生态危机及其治理对策[J].草原与草坪，2000（2）：9-11.

[6]王利清，杨玉平，张福顺，等.呼和浩特地区啮齿动物群落年度动态研究[J].中国草地学报，2013，35（5）：118-123.

[7]MELO A S，RANGEL T F L V B，DINIZFILHO J A F.Environmental drivers of betadiversity patterns in New—World birds and mammals[J].Eeography，2009，32（2）：226-236.

[8]王利民，周延林，鲍伟东.鄂尔多斯高原沙地啮齿动物群落资源利用研究Ⅰ：空间资源维利用研究[J].内蒙古大学学报（自然科学版），2001，32（5）：567-574.

[9]袁帅，付和平，武晓东，等.荒漠啮齿动物群落对开垦干扰的响应及其种群生态对策[J].生态学报，2013，33（20）：6444-6454.

[10]QIAN H，BADGLEY C，FOX D L.The latitudinal gradient of beta diversity in relation to climate and topography for mammals in North America[J].Global ecologyand biogeography，2009，18（1）：111-122.