喬陸,楊宇,尚可,王磊,李鳳君,何松,李健,岳碧松*
(1.四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 610065;2.四川省屏山縣老君山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局,四川 宜賓 645353)
四川老君山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)是我國(guó)第一個(gè)以四川山鷓鴣等雉科Phasianidae鳥(niǎo)類為主要保護(hù)對(duì)象的保護(hù)區(qū),位于四川盆地南緣宜賓市屏山縣境內(nèi),總面積35 km,海拔800~2 008 m。森林覆蓋率達(dá)90%以上,植被以闊葉林為主,主要包括典型的亞熱帶常綠闊葉林和亞熱帶山地常綠、落葉闊葉混交林,分布少量的針葉樹(shù)種。區(qū)內(nèi)嚙齒類和食蟲(chóng)類小型獸類也十分豐富。
嚙齒類和食蟲(chóng)類小型獸類具有適應(yīng)性強(qiáng)、物種多、數(shù)量大、繁殖強(qiáng)、代謝快、壽命短等特點(diǎn),是森林生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分,也是森林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一(肖治術(shù)等,2002;王劼等,2004;趙聯(lián)軍,2016)。近年來(lái)針對(duì)四川境內(nèi)自然保護(hù)區(qū)小型獸類的研究較多,廖文波(2010)對(duì)老君山保護(hù)區(qū)的2個(gè)不同海拔點(diǎn)進(jìn)行了非飛行類小型獸類多樣性比較研究,發(fā)現(xiàn)保護(hù)區(qū)內(nèi)高低海拔小型獸類多樣性差異不顯著,黑腹絨鼠是保護(hù)區(qū)內(nèi)最具優(yōu)勢(shì)的物種,北社鼠數(shù)量稀少。岳先濤等(2020)對(duì)四川黑竹溝保護(hù)區(qū)及周邊區(qū)域的非飛行小型獸類物種多樣性及其群落組成進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)群落優(yōu)勢(shì)種和群落物種區(qū)系的分布型組成與海拔密切相關(guān)。劉瑩洵等(2021)研究了四川白水河國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)小型獸類物種多樣性及群落結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)物種豐富度和均勻度都受到環(huán)境的影響。劉芝秀等(2021)采用夾日法對(duì)小相嶺山系的小型獸類的群落多樣性進(jìn)行研究,結(jié)果表明農(nóng)耕區(qū)與闊葉林生境小型獸類群落相似性指數(shù)最高,而和高山灌叢草甸群落的小型獸類種類有較大不同,說(shuō)明小型獸類的群落結(jié)構(gòu)及多樣性與生境類型密不可分。與省內(nèi)其他保護(hù)區(qū)相比,有關(guān)老君山保護(hù)區(qū)小型獸類的研究較少。本研究對(duì)保護(hù)區(qū)小型獸類物種多樣性開(kāi)展調(diào)查,以期為進(jìn)一步研究及保護(hù)區(qū)管理提供基礎(chǔ)資料。
2020年6—10月在保護(hù)區(qū)內(nèi)及周邊11個(gè)采集區(qū)放置鼠夾采集小型獸類標(biāo)本。從保護(hù)區(qū)入口新田咀保護(hù)站開(kāi)始直至保護(hù)區(qū)內(nèi)至高點(diǎn)老君廟為止設(shè)置采樣區(qū),最低海拔886 m,最高海拔1 861 m。由于保護(hù)區(qū)植被茂密,加之夏季雨水較多,采樣點(diǎn)主要設(shè)置在巡護(hù)步道兩側(cè),在適宜生境中布放鼠夾,采集區(qū)間相距500 m以上,每個(gè)采集區(qū)采集600~800夾次(表1)。
表1 各采樣點(diǎn)信息及捕獲數(shù)量Table 1 Information and quantity of each sampling point
參照《中國(guó)小型獸類野外手冊(cè)》(Smith,解焱,2009)對(duì)采集到的小型獸類樣品進(jìn)行初步鑒定,組織樣品保存于95%乙醇中。DNA提取試劑盒提取樣品的總DNA,利用小型獸類通用引物擴(kuò)增長(zhǎng)度為1 270 bp左右的基因(侯全芬,2012),最后將獲得的基因序列與NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì),確定物種(李海龍等,2020)。對(duì)部分基因鑒定有疑問(wèn)的個(gè)體利用基因再次鑒定,引物序列詳見(jiàn)表2。
表2 本研究使用的cyt b和COⅠ基因PCR擴(kuò)增的引物信息Table 2 Primers for PCR amplification of cyt b and COⅠgenes used in this study
優(yōu)勢(shì)種使用捕獲的不同小型獸類種群數(shù)量占小型獸類總數(shù)的百分比()來(lái)確定(王玄,2020),≥10%的為優(yōu)勢(shì)種。利用MEGA5.0分析優(yōu)勢(shì)種的基因序列的堿基組成(肖海霞等,2015),計(jì)算轉(zhuǎn)換和顛換比,基于K2P模型計(jì)算遺傳距離(Kimura,1980)。通過(guò)DnaSP 5對(duì)優(yōu)勢(shì)種進(jìn)行遺傳多 樣 性 分 析(Librado & Rozas,2009;劉 津 等,2020)。單倍型多樣性和核苷酸多樣性是遺傳多樣性評(píng)估的2個(gè)重要參數(shù)(Li.,2010)。Grant和Bowen(1998)提出種群?jiǎn)伪缎投鄻有?、核苷酸多樣性分別大于0.5和0.005時(shí),即認(rèn)為種群的遺傳多樣性較高。
共采獲嚙齒類和食蟲(chóng)類小型獸類339號(hào),在海拔1 500 m左右的闊葉林(二埝坪附近)獲得的數(shù)量最多,而在人工林中獲得的較少(表1)。經(jīng)形態(tài)鑒定和DNA條碼確認(rèn)16個(gè)物種(表3),加上保護(hù)區(qū)考察記錄(內(nèi)部資料)及廖文波(2010)的調(diào)查記錄,共記錄嚙齒類和食蟲(chóng)類小型獸類32種,其中,保護(hù)區(qū)新記錄種6種:云南缺齒鼩缺齒鼩黑姬鼠黃胸鼠大絨鼠和中國(guó)鼩猬;中國(guó)特有種8種:缺齒鼩、巖松鼠、高山姬鼠、安氏白腹鼠、川西白腹鼠、黑齒鼩鼱、中華絨鼠和大絨鼠。
32種小型獸類中,古北界物種僅5種,占15.63%,東洋界物種最多,有26種,占81.25%,廣布種1種,占3.12%(附表1)。優(yōu)勢(shì)種為北社鼠(=24.19%)、黑姬鼠(=12.39%)、四川短尾鼩(=12.09%)和大絨鼠(=11.21%),它們不僅數(shù)量多,分布海拔也比較廣泛(表3)。
表3 四川老君山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)調(diào)查采集到的小型獸類樣品信息Table 3 Sample information of small mammals collected from the Laojunshan National Nature Reserve,Sichuan
4個(gè)優(yōu)勢(shì)種的基因序列保守位點(diǎn)為736~893,變異位點(diǎn)除大絨鼠有11個(gè)外,其余3種均為25個(gè),單態(tài)位點(diǎn)均未超過(guò)10,簡(jiǎn)約信息位點(diǎn)為7~23個(gè)。4個(gè)優(yōu)勢(shì)種的基因序列GC含量都明顯低于AT含量,呈現(xiàn)明顯的A+T偏倚性(表4)。遺傳多樣性分析表明,四川短尾鼩單倍型多樣性和核苷酸多樣性最高,黑姬鼠單倍型多樣性和大絨鼠核苷酸多樣性最低,但4個(gè)優(yōu)勢(shì)種的核苷酸多樣性均超過(guò)了0.002,屬于正常水平。
表4 4個(gè)優(yōu)勢(shì)種基于cyt b基因的遺傳多樣性分析Table 4 Genetic diversity analysis of the 4 dominant species based on cyt b gene
廖文波(2010)對(duì)四川老君山自然保護(hù)區(qū)二埝坪(海拔約1 500 m)和老君廟(海拔約2 000 m)附近的小型獸類展開(kāi)調(diào)查,共采到4種食蟲(chóng)類和6種嚙齒類,其中黑腹絨鼠、四川短尾鼩數(shù)量最多,這與本次調(diào)查存在較大差異。這可能與保護(hù)區(qū)管理有關(guān):2005年是保護(hù)區(qū)建設(shè)初期,人為干擾較大,2011年晉升為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)后,實(shí)行了嚴(yán)格的保護(hù)管理,人為活動(dòng)大大減少,此次調(diào)查與2005年的調(diào)查時(shí)隔17年,植被也得到較大恢復(fù)。物種的多樣性與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有關(guān),小型獸類作為生態(tài)環(huán)境指示指標(biāo)之一,小型獸類物種多樣性的增加可以一定程度上說(shuō)明保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)正在向健康、穩(wěn)定方向發(fā)展。
小型獸類的分布與環(huán)境因子(如海拔、植被等)有密切的關(guān)系(岳先濤等,2020;劉瑩洵等,2021;劉芝秀等,2021)。本研究表明,人工林中的小型獸類物種多樣性低、數(shù)量少,而闊葉林中的數(shù)量大大增加,主要是因?yàn)楸Wo(hù)區(qū)海拔高差較小、植被類型單一、垂直帶譜不明顯。小型獸類對(duì)生境呈現(xiàn)出具有明顯的偏好(王劼等,2004)。保護(hù)區(qū)新田咀保護(hù)站附近的人工林中捕獲的小型獸類數(shù)量較少,而植被和環(huán)境較好的二埝坪的小型獸類數(shù)量最豐富;觀音巖區(qū)域裸露的石頭較多、植被較差,捕獲的標(biāo)本也少,而爛池子區(qū)域靠近人居環(huán)境,捕獲到最多的樣本為褐家鼠,說(shuō)明小型獸類的種類和數(shù)量可以在一定程度上反映該區(qū)域的生境狀況。
遺傳多樣性是物種保持進(jìn)化潛能的基礎(chǔ)(李洋,2014)。物種的遺傳多樣性越豐富,對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力就越強(qiáng),同時(shí)該種的生存能力和進(jìn)化潛力也越大(王威,2016),保護(hù)區(qū)內(nèi)的4個(gè)優(yōu)勢(shì)種均不是我國(guó)特有種,分布比較廣泛,表明4個(gè)優(yōu)勢(shì)種有更廣泛的適應(yīng)性,也是其遺傳多樣性高的一個(gè)體現(xiàn)。李玉瓊等(2019)針對(duì)云南七縣的齊氏姬鼠基于基因進(jìn)行的遺傳多樣性分析發(fā)現(xiàn),單倍型多樣性0.965,核苷酸多樣性為0.007 58,具有較高的遺傳多樣性。本研究中的北社鼠和四川短尾鼩的單倍型多樣性分別為0.775和0.916,核苷酸多樣性分別為0.016 98和0.090 82,也表明它們具有較高的遺傳多樣性。
附表1四川老君山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)小型獸類名錄Appendix 1 List of small mammals in the Laojunshan National Nature Reserve,Sichuan