王 彬， 楊劉洋， 王明勝， 吳延慶， 張華彬， 潘 濤， 李 恩

(1.安徽秋浦河源國家濕地公園服務中心，安徽 石臺 245100；2.安徽師范大學 生命科學學院 安徽省重要生物資源保護與利用實驗室，安徽 蕪湖 241000；3.生態(tài)環(huán)境部 南京環(huán)境科學研究所，江蘇 南京 210042)

物種的分布和相互作用與氣候密切相關[1]，全球氣候變化是21世紀人類和生物界面臨的重大挑戰(zhàn)[2]。聯(lián)合國氣候變化政府間專家委員會(Intergovernment Panel on Climate Change，IPCC)指出，與工業(yè)化前的水平相比，全球平均氣溫上升了大約1.5攝氏度。不斷上升的全球平均氣溫對全球生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性構成嚴重威脅，并且改變了全球生物多樣性模式[3]。假如物種能夠尋找滿足自身生存的生態(tài)位，它們的棲息地就會隨著氣候的變化而擴張或收縮。但是，如果氣候適宜的棲息地消失或受景觀障礙物影響，一些擴散能力較弱的物種就會因氣候變暖而滅絕。兩棲爬行動物作為變溫動物，因其生理特征和生長需求，其分布與擴散受氣候和景觀影響較大，應對氣候變化能力較弱，這可能是導致全球兩棲爬行動物數(shù)量下降的原因之一[4-5]。

圖1 青陽、石臺地理位置區(qū)劃圖Fig.1 The map of the geographical positions of Qingyang and Shitai

中國在動物地理區(qū)系上橫跨東洋界和古北界，其生物多樣性特別豐富，特別是在中南部山區(qū)以及南部熱帶區(qū)域[6]。安徽位于中國中部，是東洋界和古北界物種的過渡區(qū)域，兩界物種以大別山和黃山山區(qū)為界線，江淮丘陵與沿江平原地區(qū)沿兩區(qū)相互滲透。根據(jù)安徽省地形地貌及植被因子，將安徽省動物地理區(qū)系劃分為5塊(淮北平原區(qū)、江淮丘陵區(qū)、沿江平原區(qū)、大別山區(qū)、皖南山地丘陵區(qū))[7]，其中，對安徽省5個地理區(qū)采用Median’s Method方法、Jaccard系數(shù)進行聚類分析，可聚為山區(qū)組(皖南山區(qū)和大別山區(qū))和丘陵平原組(江淮丘陵、沿江平原和淮北平原)，進一步可將丘陵平原分為兩組，其中淮北平原單獨為一組[8]。

青陽縣、石臺縣地處中國中南部皖南山區(qū)西北麓，位于安徽南部、長江以南，屬黃山-懷玉山生物多樣性的優(yōu)先區(qū)域(具體地理位置見圖1)。青陽縣境內(nèi)南部以丘陵、北部以農(nóng)田區(qū)居多，屬農(nóng)田山地交互生境；石臺縣境內(nèi)河流、高丘較多，屬山地溪流生境。兩縣生境各有差異，這種差異是否能引起物種組成和分布上的差異值得探討。

本研究自2019年起，對青陽、石臺兩縣兩棲爬行動物本底資源進行了系統(tǒng)的調(diào)查與研究，系統(tǒng)分析兩縣物種組成與分布上差異，以期為兩縣生態(tài)保護、管理與建設提供數(shù)據(jù)支持，并填補全國動物地理區(qū)系在該區(qū)域的空白。

1 自然概況

石臺縣位于皖南山區(qū)腹部(N29.98°-30.37°；E117.20°-117.94°)縣內(nèi)地貌以低山、高丘分布最廣，總面積1156平方千米，約占全縣總面積的82%。境內(nèi)山巒起伏，溝壑縱橫，海拔高度一般在50至1000米之間。石臺縣屬于中亞熱帶濕潤氣候區(qū)，光照充足，雨量充沛，四季分明，且冬夏長，春秋短。因受太平洋暖空氣和北方冷空氣的交替影響，一般年份，春季溫涼多雨，夏季炎熱濕潤，秋季先干后濕，冬季寒冷少雨。境內(nèi)由于受特定的中、低山及高丘地形影響，又顯示出顯著的山地氣候特征，如近地面風向復雜多變，平均風速小，巖、坡、谷地溫差較大，夏季晝熱夜涼，地形雨明顯，雷陣雨較平原地區(qū)多等。年平均氣溫為16℃，歷年平均降水量為1626.4毫米，年平均日照總時數(shù)1704.4小時[9]。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

在2019年8月、10月和2020年7月共展開了三次針對兩棲爬行動物的野外調(diào)查，主要采用樣線-樣點結合法，輔以分子鑒定法。針對兩棲爬行動物的細胞色素b(Cytb)片段，在Primer 5.0中設計了通用引物，通過對鑒定樣品特異性片段擴增、測序，經(jīng)National Center for Biotechnology Information(NCBI)Blast比對后得到分子鑒定結果。

綜合相關文獻，結合遙感技術和ArcGIS軟件，對兩縣的土地利用情況進行分類(主要分為植被、耕田、人造地表和水體)，樣線、樣點數(shù)量根據(jù)各類土地的面積占比(見表1)布設，并能體現(xiàn)一定海拔梯度(見圖2)。每條樣線選取三個生境較好的區(qū)域作為調(diào)查樣點。最終，兩縣各設40條爬行動物樣線和40條兩棲動物樣線。調(diào)查過程中，三人為一小組，以每條樣線為中心，建立2～10m的緩沖區(qū)，彼此平行前進，一人記錄物種，一人記錄樣線樣點信息，一人負責用單反相機或攝像機拍攝影像，樣點調(diào)查是以樣線上的一點為中心，在方圓100m的區(qū)域內(nèi)統(tǒng)計調(diào)查物種的種類與數(shù)量。每條樣線分早、中、晚調(diào)查三次。

圖2 青陽、石臺兩縣生境、海拔樣線分布圖(A:生境樣線分布圖；B：海拔樣線分布圖)

表1 青陽縣、石臺縣各類土地面積及覆蓋占比

2.2 分類依據(jù)

兩棲爬行動物的分類鑒定主要依據(jù)《中國兩棲動物及其分布彩色圖鑒》[11]《中國爬行動物圖鑒》[12]；珍稀瀕危物種主要依據(jù)《中國物種紅色名錄》[13]，同時參考《中國脊椎動物紅色名錄》[14]；區(qū)系分析主要依據(jù)《中國動物地理》[15]《安徽省兩棲爬行動物名錄修訂》[16]；優(yōu)勢種通過計算各物種數(shù)量占總數(shù)量的比值來確定(>5%)[17]。

2.3 數(shù)據(jù)分析

2.3.1 物種多樣性分析 為了評估兩縣生物多樣性，我們計算了Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)、物種豐富度、Cody指數(shù)和S?rensen-Dice系數(shù)[18]。

Pi為第r個物種的個體數(shù)與總的物種個體數(shù)之比；a和b分別表示群落a和群落b的物種數(shù)，c為兩群落共有物種數(shù)。

Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)是反映物種豐富度和均勻度的綜合指數(shù)，它們值的增加意味著群落中物種分布的更加均勻；Cody指數(shù)和S?rensen-Dice系數(shù)用于比較群落間物種組成的變化；Cody指數(shù)反映了群落間物種更替率；而S?rensen-Dice系數(shù)則反映群落間物種組成的相似性。

2.3.2 動物區(qū)系相似性分析 為了評估兩縣與安徽省5個動物地理分區(qū)(安徽皖南山地丘陵地區(qū)、安徽大別山地區(qū)，沿江平原地區(qū)、江淮丘陵地區(qū)和淮北平原地區(qū))的區(qū)系關系，計算了各區(qū)域間動物區(qū)系的相似性值(AFR)，方法參考[19]，其中AFR=C(N1+N2)/(2N1N2)，式中N1、N2分別表示兩區(qū)域總物種數(shù)，C為兩區(qū)域共有物種數(shù)。值域為0～1，或0%～100%。判別標準為：當AFR值為80%～100%、60%～79%、40%～59%、<40%時，兩區(qū)域動物區(qū)系分別為共同關系、密切關系、周緣關系、疏遠關系。

(3) 為了避免因內(nèi)線亮點過于凸現(xiàn)，出現(xiàn)以“個人打團隊”的不利局面，中國男籃的進攻戰(zhàn)術設計應該進一步多元化，盡量挖掘各位置隊員的潛能，做到強力內(nèi)線下場時，中國隊仍有較強的對抗能力，以此實現(xiàn)中國男籃由“準”世界強隊向世界強隊的行列邁進。

3 結果

3.1 分子鑒定結果

針對從形態(tài)難以鑒定的18份樣品，使用引物M1,M2完成了所有樣品的分子鑒定，其中9份為活體標本，鑒定結果為鉛山壁虎8只，烏華游蛇1條；9份動物尸體或蛇蛻，鑒定結果為赤鏈蛇L.rufozonatum3條，烏梢蛇P.dhumnades3條，銹鏈腹鏈蛇H.craspedogaster2條，黑背鏈蛇L.ruhstrati1條。鑒定結果將對整個調(diào)查結果予以補充，具體鑒定結果見表2。

表2 兩棲爬行動物分子鑒定引物序列表及鑒定結果Table 2 Sequence table of primers and identification results for molecular identification of amphibians and reptiles

3.2 物種組成

根據(jù)三次野外實地調(diào)查，兩縣共發(fā)現(xiàn)兩棲爬行動物4目17科57種(表3)。其中，兩棲動物共記錄2目8科21種(青陽縣20種，石臺縣19種)，爬行動物共記錄2目9科34種(青陽縣記錄28種、石臺縣記錄29種)。

兩棲動物中，蛙科發(fā)現(xiàn)的種類與數(shù)量最多(青陽縣7屬9種，石臺縣7屬10種)，其次分別為叉舌蛙科、姬蛙科、樹蛙科、雨蛙科、蟾蜍科、角蟾科和蠑螈科。爬行動物中，游蛇科種類占明顯優(yōu)勢(石臺縣11屬13種，青陽縣12屬15種)，龜鱉目數(shù)量較少，發(fā)現(xiàn)頻數(shù)極低。

三次調(diào)查，兩棲爬行動物發(fā)現(xiàn)的種類與數(shù)量均有所差異。顯著差異表現(xiàn)在2019年10月與2019年8月、2020年7月之間。三次調(diào)查中，2019年8月物種種類與數(shù)量最多，2019年10月則最少。與2019年8月相比，2020年7月爬行動物數(shù)量明顯下降(見圖3)。

3.3 區(qū)系特征及瀕危狀況

兩縣的調(diào)查物種未發(fā)現(xiàn)古北種，整體區(qū)系特征表現(xiàn)為東洋種占絕對優(yōu)勢，廣布種雜混期間，與當?shù)貏游锏乩韰^(qū)系相符合。

根據(jù)《中國生物多樣性紅色名錄——脊椎動物卷》，青陽縣發(fā)現(xiàn)的48種兩棲爬行動物中，有1種為極危級別，即平胸龜(Platysternonmegacephalum)；中華鱉(Pelodiscussinensis)、烏龜(Mauremysreevesii)、尖吻蝮(Deinagkistrodonacutus)、王錦蛇(Elaphecarinata)和銀環(huán)蛇(Bungarusmulticinctus)5種為瀕危級別；棘胸蛙(Quasipaaspinosa)、黑眉晨蛇(Orthriophistaeniurus)、赤鏈華游蛇(Sinonatrixannularis)、烏華游蛇(Sinonatrixpercarinata)、烏梢蛇(Ptyasdhumnades)和舟山眼鏡蛇(Najaatra)6種為易危級別。石臺縣發(fā)現(xiàn)的48種兩棲爬行動物中，平胸龜(P.megacephalum)為極危級別；中華鱉(P.sinensis)、銀環(huán)蛇(B.multicinctus)、烏龜(M.reevesii)、尖吻蝮(D.acutus)和王錦蛇(E.carinata)5種為瀕危級別；棘胸蛙(Q.spinosa)、凹耳臭蛙(Odorranatormota)、黑眉晨蛇(O.taeniurus)、烏梢蛇(P.dhumnades)、灰鼠蛇(Ptyaskorros)、烏華游蛇(S.percarinata)、白頭蝰(Azemiopskharini)和舟山眼鏡蛇(N.atra)8種為易危級別。兩縣發(fā)現(xiàn)的瀕危物種中，平胸龜(P.megacephalum)跟烏龜(M.reevesii)為瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約(CITES)附錄中的物種。此外，兩縣發(fā)現(xiàn)的兩棲爬行物種中，各有15種為中國特有種(具體見表3)。

3.4 物種多樣性分析結果

多樣性分析結果表明，盡管兩縣兩棲爬行動物物種豐富度相同，但是石臺縣兩棲物種多樣性指數(shù)(Simpson指數(shù)0.866915，Shannon-Wienner指數(shù)2.279978)要高于青陽縣(Simpson指數(shù)0.71364，Shannon-Wienner指數(shù)2.091278)。至于爬行動物，石臺縣物種豐富度略高，但是其多樣性指數(shù)較青陽縣偏低(見表4)。Cody指數(shù)(兩棲動物1.5，爬行動物5.5)和S?rensen-Dice系數(shù)(兩棲動物0.92，爬行動物0.81)表明，兩縣兩棲爬行動物中，爬行動物的物種更替率明顯高于兩棲動物，兩棲動物的種群相似度要高于爬行動物。

表3 安徽青陽縣、石臺縣兩棲爬行類動物名錄、區(qū)系及分布Table 3 List,fauna and distribution of amphibians and reptiles in Qingyang county and Shitai county in Anhui province

續(xù)表3

圖3 青陽、石臺兩縣野外調(diào)查兩棲爬行動物發(fā)現(xiàn)種類與數(shù)量(物種數(shù)量參考左坐標軸，物種種類參考右坐標軸)Fig.3 Species and number of amphibians and reptiles found in field survey in Qingyang and Shitai counties(Species number refers to the left axis and categories of species refers to the right axis)

4 討論

4.1 物種組成與多樣性

青陽縣縣境南北向長約65公里，東西向寬約40公里，地勢南高北低，南部高山峭拔，中部為丘陵，北部多平原、圩區(qū)；石臺縣在大地構造上屬于江南古陸和南京坳餡的過渡地帶，南部為黃山余脈，北部是九華山脈南端，形成南、北高，東、西低的地勢。兩縣生境多樣，生境保存相對完整，物種資源較為豐富。兩縣共發(fā)現(xiàn)兩棲爬行動物4目17科55種(見表3)，占安徽省兩棲爬行動物(5目20科116種)的47.41%。由此可見，兩縣的兩棲爬行動物資源在安徽省具有很好的代表性。

兩棲動物中，青陽縣的優(yōu)勢種有澤陸蛙Fejervaryamultistriata(56.16%)、黑斑側褶蛙Pelophylaxnigromaculatus(14.24%)、天目臭蛙Odorranatianmui(8.42%)和中華蟾蜍Bufogargarizans(6.38%)。石臺縣的優(yōu)勢種有澤陸蛙F.multistriata(43.91%)、天目臭蛙O.tianmui(14.10%)、武夷湍蛙Amolopswuyiensis(10.68%)、中國雨蛙Hylachinensis(8.53%)和小弧斑姬蛙Microhylaheymonsi(8.35%)。爬行動物中，青陽縣的優(yōu)勢種有赤鏈蛇Lycodonrufozonatum(34.44%)、鉛山壁虎Gekkohokouensis(16.56%)、銅蜓蜥Sphenomorphusindicus(8.61%)、北草蜥Takydromusseptentrionalis(7.95%)和頸棱蛇(5.30%)。石臺縣的優(yōu)勢種有鉛山壁虎G.hokouensis(58.52%)、北草蜥T.septentrionalis(7.77%)、福建綠蝮Viridoviperastejnegeri(7.43%)和多疣壁虎Gekkojaponicas(6.35%)。

兩縣兩棲爬行動物記錄的種類大體相同，差異表現(xiàn)在兩縣的優(yōu)勢種上。這種差異可能是兩縣的生境差異所致[20]，青陽縣內(nèi)以農(nóng)田濕地為依托生境的兩棲爬行物種明顯更占優(yōu)勢，而石臺縣內(nèi)則是以山地溪流為依托生境的兩棲爬行物種更占優(yōu)勢。

2019年10月份調(diào)查中，兩棲爬行動物物種豐富度明顯低于其它兩次調(diào)查，這可能是當時氣溫偏低，部分物種開始冬眠所致[21]。2020年7月調(diào)查中爬行動物發(fā)現(xiàn)數(shù)目較低，此此次調(diào)查過程中遭遇幾十年一遇的大降雨，部分物種生境(尤其是陸生爬行動物)明顯遭受破壞，可能是此次爬行動物數(shù)量下降的原因之一。

表4 石臺縣和青陽縣兩棲爬行動物多樣性指數(shù)

物種多樣性指數(shù)分析結果表明，整體而言，石臺縣兩棲爬行物種多樣性要高于青陽縣。盡管石臺縣爬行動物物種豐富度要高于青陽縣，但是石臺縣爬行動物多樣性較青陽縣略低，這可能是由于石臺縣壁虎科數(shù)量偏多(占爬行動物發(fā)現(xiàn)數(shù)量的64.88%)，最終導致了石臺縣爬行動物多樣性低于青陽縣。Cody指數(shù)和S?rensen-Dice系數(shù)表明，兩縣兩棲爬行動物中，爬行動物的物種更替速率明顯高于兩棲動物，兩棲動物的種群相似度要高于爬行動物。研究結果表明，溫度、氣候等環(huán)境因子的變化和物種棲息地生境的差異能夠引起兩棲爬行動物物種組成和多樣性上的差異。

4.2 區(qū)系相似性分析

通過對與安徽5個動物地理區(qū)的平均動物區(qū)系相似性(AFR值)比較，發(fā)現(xiàn)兩縣的兩棲爬行動物為共同關系(0.8542)，且兩縣與安徽5個動物地理區(qū)相似度的變化趨勢相同(皖南山地丘陵地區(qū)>大別山地區(qū)>江淮丘陵>沿江平原地區(qū)>淮北平原地區(qū))(見表5)。兩縣屬皖南山地地區(qū)，其中兩棲動物占皖南山地丘陵地區(qū)65.63%，爬行動物占皖南山地丘陵地區(qū)的53.13%。

由表5可知，區(qū)系相似性結果與李中文的聚類結果基本吻合，除皖南山區(qū)外，大別山地區(qū)、江淮丘陵地區(qū)與兩縣區(qū)系關系更為密切，這也揭示了兩縣與沿江平原地區(qū)和淮北平原地區(qū)的生態(tài)因子存在一定差異。若分開考慮，則青陽縣兩棲爬行動物較石臺縣而言，除皖南山地丘陵外，與安徽其它4個地理區(qū)的平均區(qū)系相似度更高。造成上述情況的原因在于，兩界物種以大別山和黃山山區(qū)為界線，江淮丘陵與沿江平原地區(qū)沿兩區(qū)相互延伸滲透，江淮丘陵與沿江平原地區(qū)可視為皖南山地丘陵地區(qū)、大別山地區(qū)和淮北平原地區(qū)之間過渡區(qū)域。青陽縣北部為平原地貌，且與江淮丘陵和沿江平原地區(qū)有部分區(qū)域重疊，而石臺縣整體為山地溪流生境，處皖南山地丘陵腹部，因此，青陽縣整體生態(tài)因子較石臺縣而言，與除皖南山地丘陵外的其它4個地理區(qū)更加接近。兩棲爬行動物尤其是兩棲動物，其物種擴散受水系影響較大[22]，因而兩縣與安徽南部長江流域各區(qū)塊之間演化成密切或周緣關系。這種密切或周緣關系，提示加強周邊環(huán)境的保護，對于維持和提高兩縣兩棲爬行動物的生物多樣性有積極作用。

表5 青陽縣、石臺縣與安徽5大地理區(qū)系兩棲爬行動物之間的平均區(qū)系相似性

4.3 物種的分子鑒定技術

從分子的角度對物種進行鑒定，往往能夠捕捉到近源物種之間的細微差別，鑒定結果更加準確。同時，分子鑒定對標本要求較低，對形態(tài)受損的樣品也能做到準確鑒定。但是，分子鑒定速度較傳統(tǒng)分類學慢，且部分物種遺傳序列并未收錄，生物信息收錄不足將制約分子鑒定的結果[23]。

本研究中，分子鑒定結果中的黑背鏈蛇和烏華游蛇在調(diào)查過程中未見活體。在生物調(diào)查中，形態(tài)鑒定和分子鑒定同時運用，對調(diào)查結果將會給予一定的數(shù)據(jù)補充?？梢灶A見，隨著分子生物學技術的發(fā)展，物種的分子鑒定技術也必將日益完善，在生物調(diào)查中也會更為常見。

4.4 保護建議

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，影響兩縣兩棲爬行動物分布的因素主要為人為干擾。人為干擾主要體現(xiàn)在兩方面：一方面是對物種的直接干擾(人為捕殺)，另一方面則是對物種棲息地的破壞。人為捕殺主要體現(xiàn)在有經(jīng)濟價值的兩棲爬行動物物種上，如兩棲動物中的棘胸蛙、黑斑側褶蛙，爬行動物中的龜鱉目、王錦蛇、尖吻蝮等。而棲息地的破壞更能影響到所有兩棲爬行動物種群，特別是對于一些有特殊生態(tài)需求的物種，如兩棲動物中的棘胸蛙，調(diào)查中我們僅在海拔100米以上的山地溪流或水庫旁有所發(fā)現(xiàn)，爬行動物中的壁虎科主要分布在相對原始的村落，青陽縣的村莊較石臺縣更為現(xiàn)代化，故青陽縣壁虎科發(fā)現(xiàn)數(shù)量遠低于石臺縣，而山溪后棱蛇則主要分布在水質較好的山地溪流中(部分物種分布見圖4)。但是在整個調(diào)查過程中，我們發(fā)現(xiàn)當?shù)貙游飾⒌仄茐牡男袨閷乙姴货r，如開山取礦、開河挖沙、毀林開墾等。

針對調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的兩棲爬行動物的致危因素，提出以下幾點建議：(1)加強對非法捕殺野生動物的打擊力度；(2)加強對當?shù)卦鷳B(tài)的保護，明令禁止各種破壞動物棲息地的行為；(3)加強宣傳力度，加強當?shù)鼐用癖Ｗo環(huán)境的意識。

圖4 部分物種分布圖(實線代表超過10條樣線發(fā)現(xiàn)該物種，虛線表示超過1條、少于10條樣線發(fā)現(xiàn)該物種，箭頭表示僅在此發(fā)現(xiàn))

致謝：感謝吳孝兵教授在論文寫作過程中的指導；感謝段書龍、蔡瑞慶、魏文天、陳進、繆建軍、溫月、李亞楠等實驗室成員參與調(diào)查并提供部分數(shù)據(jù)；感謝兩縣林業(yè)局給予調(diào)查合作。