基于MapGIS平台的阿拉善荒漠区啮齿动物群落专家系统中推理机的研究与实现

本研究在前期研发阿拉善荒漠区啮齿动物群落专家系统的基础上,对开垦、轮牧和过牧3种不同类型生境中啮齿动物优势种子午沙鼠(Meriones meridianus)、三趾跳鼠(Dipus sagitta)和小毛足鼠(Phodopus roborovskii)相对数量与8个不同植物因子动态关系进行定量非线性分析,借助MapGIS平台,利用3种优势啮齿动物种群相对数量与8个不同植物因子组成的数据库系统、3种优势啮齿动物种的图像信息组成的知识库系统、3种不同生境下19种不同生态模型组成的模型库系统,构成啮齿动物群落中种群相对数量与植物因子动态关系的推理机,通过程序设计语言VB(Visual Basic)进行MapGIS二次开发,在专家系统中予以设计并实现.     

基于MapGIS平台的阿拉善荒漠区啮齿动物群落专家系统中推理机的研究与实现

本研究在前期研发阿拉善荒漠区啮齿动物群落专家系统的基础上，对开垦、轮牧和过牧3种不同类型生境中啮齿动物优势种子午沙鼠(Meriones meridianus)、三趾跳鼠(Dipus sagitta)和小毛足鼠(Phodopus roborovskii)相对数量与8个不同植物因子动态关系进行定量非线性分析，借助MapGIS平台，利用3种优势啮齿动物种群相对数量与8个不同植物因子组成的数据库系统、3种优势啮齿动物种的图像信息组成的知识库系统、3种不同生境下19种不同生态模型组成的模型库系统，构成啮齿动物群落中种群相对数量与植物因子动态关系的推理机，通过程序设计语言VB (Visual Basic)进行MapGIS二次开发，在专家系统中予以设计并实现。     

阿拉善地区不同植被生境中鼠类栖息地选择的特性

2002～2007年,在阿拉善荒漠区选择开垦区、轮牧区、过牧区和禁牧区四种植被生境,采用标志重捕法研究不同植被生境中鼠类栖息地选择的特性。结果表明:6个年度中啮齿动物群落的优势种群在四种不同植被生境中各不相同,各个群落的组成种类和主要种类的数量有较大变化;6年中不同植被生境中啮齿动物群落组成种的年平均种数为轮牧区=过牧区=禁牧区>开垦区。不同植被生境中主要组成种变化较大:开垦区为长爪沙鼠、黑线仓鼠;轮牧区为子午沙鼠、小毛足鼠;过牧区为三趾跳鼠、五趾跳鼠;禁牧区为小毛足鼠。长爪沙鼠在开垦区与其他三种干扰区间有极显著差异(P<0.01),而在其他三种干扰区间无差异;三趾跳鼠在过牧区与其他三种干扰区间有极显著差异(P<0.01)。     

应用红外相机陷阱法估计荒漠啮齿动物种群密度

啮齿动物是草地生态系统中的重要成分。监测啮齿动物种群动态对于草地生态系统小型哺乳动物的生态学研究及草地鼠害控制均具有重要的意义。目前国内外对啮齿动物的种群监测主要以铗捕法、笼捕法为主,既费时又费力。红外相机技术的应用可弥补这一缺点,然而关于红外相机技术测度荒漠小型啮齿动物种群数量的研究并不多见。本研究采用红外相机陷阱法和标志重捕法对内蒙古阿拉善荒漠区主要啮齿动物的种群数量进行连续监测,并分析不同方法监测结果的优缺点,以期选择一种基于红外相机技术适合荒漠啮齿动物种群数量监测的方法。研究结果表明,基于红外相机技术的随机相遇模型和捕获率模型在评估荒漠区五趾跳鼠(Allactaga sibirica)和三趾跳鼠(Dipus sagitta)的种群密度中均具有较好效果,但是捕获率模型在评估子午沙鼠(Meriones meridianus)种群密度时效果优于随机相遇模型,且捕获率模型涉及参数较少。在监测荒漠啮齿动物种群数量时,对于跳鼠的研究两种方法均可使用,对于啮齿动物多物种种群数量研究,建议采用捕获率模型。     

内蒙古阿拉善荒漠啮齿动物群落结构及其多样性研究

对内蒙古阿拉善荒漠区啮齿动物群落结构和多样性进行了研究。依据样地种多度(捕获率)聚类方法,并结合生境中地带性植被类型的综合特征,该荒漠区啮齿动物可划分为6个地带性群落。Ⅰ.小毛足鼠(Phodopus roborovskii)+三趾跳鼠(Dipus sagitta)+子午沙鼠(Meriones meridianus)群落。Ⅱ.长尾仓鼠(Cricetulus longicaudatus)+大林姬鼠(Apodemus speciosus)群落。Ⅲ.五趾跳鼠(Allactaga sibirica)+子午沙鼠(Meriones meridianus)+三趾跳鼠(Dipus sagitta)群落。Ⅳ.三趾跳鼠(Dipus sagitta)+小毛足鼠(Phodopus roborovskii)+子午沙鼠(Meriones meridianus)群落。Ⅴ.长耳跳鼠(Euchoreutes naso)+五趾跳鼠(Allactaga sibirica)群落。Ⅵ.子午沙鼠(Meriones meridianus)+黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)群落。其中群落Ⅲ多样性指数最高,为2.0557;群落I与群落IV的相似性系数最大,为0.5147;群落Ⅲ具有代表性。该荒漠区啮齿类数量与生境中的土壤水分、土壤基质呈显著正相关;与建群植物种数呈显著负相关;而与生境的海拔高度相关性极低。     

红砂种群繁殖特性的研究

以 2个不同生境条件及发育阶段的红砂种群为对象 ,开展了红砂种群繁殖特性的研究。结果表明 ,红砂除以种子和根基劈裂方式繁殖外 ,特定条件下还存在不定根繁殖方式。3种繁殖方式在种群繁殖中所占比例因种群所处生境及发育阶段的不同而有较大差异。位于干旱、沙化生境的成熟阶段红砂种群以无性繁殖为主 ,占种群繁殖比例的 72 .4 % ,样地内未见当年实生苗和幼龄有性繁殖个体。位于相对湿润、以侵入种出现在山地草原的幼龄阶段种群以有性繁殖为主 ,占种群繁殖比例的 5 3.5 % ,其中当年实生苗占 3.9%。两个红砂种群中 ,红砂灌丛的劈裂繁殖体数与冠径均呈显著的正相关关系 (n=30 ,P<0 .0 1)。不定根繁殖与灌丛大小不相关 (n=30 ,P>0 .0 5 ) ,其发生主要依赖于枝条被流沙掩埋后 ,再遇降水使沙土含有足够萌根的水分。封育条件下 ,红砂种群当年仅有 4 8%的灌丛开花结实 ,平均种子产量为 0 .89g/丛 ,变化在 0 .0 4～ 3.6 3g/丛之间。此外 ,讨论了繁殖特性与环境条件的关系     

松嫩平原异质生境光稃茅香种群构件结构的比较

单位面积挖掘取样,采用按分蘖节营养繁殖世代数划分分株龄级、按实际生活年限划分根茎龄级的方法,对松嫩平原草甸、弃耕地和林间草地的光稃茅香种群构件结构进行了统计比较。结果表明,三种生境下光稃茅香种群分株由1~2个龄级构成,均呈增长型年龄结构。根茎由三个龄级构成,也均呈增长型年龄结构。分株生产力和根茎贮藏力均呈现幼龄级最高,随着龄级增加依次下降。潜在种群中由1a和2a根茎产生的构件占78.6%以上。生境和龄级对分株数量、分株生产力和根茎贮藏力有显著的交互作用。在生境间,林间草地各龄级分株和根茎的数量特征均显著低于其他两种生境,其潜在种群的构件数量也最少。林间草地1a分株生产力与根茎贮藏力均高于其他两种生境。光稃茅香种群在异质生境下的种群结构既有差异性,也具有对其环境条件适应的相对稳定性。     

辽东半岛不同生境天然结缕草种群冬眠构件的结构

按生物的构件理论,将冬眠苗和冬眠芽视为结缕草种群的冬眠构件,并将全体冬眠苗和冬眠芽看作潜在种群,将全体分蘖株看作现实种群,分析了4个不同生境中冬眠苗和冬眠芽的结构以及潜在种群与现实种群的数量特征。结果表明,同一生境中结缕草种群的冬眠苗和冬眠芽具有相似的结构;不同生境中,结缕草种群的冬眠构件数量、分蘖株数量差异极显著,但根状茎冬眠构件占分蘖株数量的比率没有显著差异,从而揭示了不同生境结缕草种群保持大小相对稳定及其与生境长期适应的种群动态。     

家畜放牧对草地啮齿动物影响的研究进展

本文综述了截止2015年国内外文献,分析了家畜放牧对啮齿动物的影响。放牧家畜的践踏和排泄物等引起土壤理化性质改变影响了啮齿类空间利用等,家畜采食影响了啮齿类食物资源及其丰度,采食还引起植物营养成分改变及次生防御化合物的产生,而植被高度变化导致了啮齿动物捕食风险的增加和生活史策略的改变。这些方面的影响与综合作用改变了啮齿动物的微栖息环境、分布、食性,以及领域、采食和挖掘等行为,繁殖和生活史特征;影响了啮齿动物的种群结构、种群数量消长及其调节过程;改变了啮齿动物的群落结构和种间相互作用,引起其群落演替。在综述上述各方面研究进展的基础上,提出放牧对啮齿动物影响的作用途径及其方式,放牧条件下草-畜-鼠耦合机制,不同放牧制度对啮齿动物的影响以及整合现代学科发展的相关探索是未来研究的重点。     

荒漠区子午沙鼠种群数量动态及其预测

2002-2010年,在内蒙古阿拉善荒漠区采用铗日法对禁牧区和轮牧区子午沙鼠(Meriones meridianus)种群数量进行调查,分析子午沙鼠种群数量的季节和年间变动规律,同时利用线性回归分析进行种群预测.结果表明,9年共捕获子午沙鼠2 360只,占总捕获量的39.68%,说明子午沙鼠为该地区的优势鼠种.在轮牧区...     

民勤绿洲边缘地下水埋深对柽柳灌丛生长及物种多样性的影响

采用空间替代时间方法,以柽柳灌丛为研究对象,研究了民勤绿洲边缘地下水深对柽柳灌丛的生长、演变及物种多样性的影响。结果表明:随着地下水位的不断下降,柽柳灌丛逐渐衰退,以白刺、红沙为主的荒漠植物逐步发展为优势种群。柽柳生长的最适生态水位2~3 m,生态警戒水位4 m,死亡临界地下水位10 m。当地下水位10 m,降水和地下水共同作用导致组成柽柳灌丛的物种数最多。当地下水位下降到10 m以下,生长在固定沙丘上的柽柳衰退速度快于半固定沙丘。     

准噶尔盆地沙漠植被多元特征分析

用主成分分析排序法分析准噶尔盆地沙漠植被的多元特征。结果表明:根据植物种的盖度和出现频率认为,梭梭(Haloxylona mmodendron)、琵琶柴(Reaumuria soongorica)、西伯利亚白刺(Nitraria sibirica)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)和对节刺(Horaninowia ulicina)是该地区最为重要的沙漠植被组成成份及地带性植物;一年生植物表现出较为重要的特征,是沙漠植被中重要的组成成份;与前人的研究成果一致,可为准噶尔沙漠植被的演替提供有价值的资料。     

安南坝野骆驼国家级自然保护区鼠类群落结构的研究

为全面了解安南坝野骆驼国家级自然保护区鼠类群落结构和多样性,于2018-2019年采用铗日法对该区10种不同生境类型下的25个调查点进行鼠类调查,并对鼠类群落多样性进行分析。结果表明：捕获鼠类124只,分属3科6属9种;其中三趾跳鼠、子午沙鼠和柽柳沙鼠为保护区优势鼠种。聚类和PCA分析可知安南坝保护区鼠类主要分布于2个群落。荒漠耐旱群落广泛分布于保护区各生境,耐旱-喜湿混合群落主要分布在芦苇群系和水柏枝群系生境。在调查的10种生境中,芦苇群系生境丰富度指数和多样性指数均高于其他生境。除环境因素外,鼠类群落的多样性受群落内鼠种数目和物种分配的均匀程度2个因素影响。鼠类垂直分布表现出在1400~1800 m和2600~3000 m海拔分布的鼠种多,呈现出中间低两头高的趋势。由此可见,生境类型和海拔高度影响着安南坝保护区的鼠类群落结构。     

无翅大头粪金龟生物学特性研究

俗称“草原蜣螂”、“屎壳郎”的荒漠草原新害虫的鉴定结果表明,该虫属金龟子总科粪金龟科大头粪金龟属无翅大头粪金龟种。一年一代,以成虫在土壤中越冬,掘洞营地下生活,史成虫危害,幼虫不危害,主食为驴驴蒿、合头草、红砂等。     

兰州干旱半干旱地区植被恢复模式与应用

干旱半干旱地区植被的恢复是我国生态环境建设中最突出的难点问题之一.在总结多年实践经验和研究成果的基础上,针对兰州地区的立地条件提出干旱半干旱地区植被恢复的基本模式:以当地天然生长且能自我繁殖的植物为种源,在人工正向干预的基础上,引导并培育其繁衍和生长,逐步达到恢复植被的目的.人工干预的模式主要有:封育、植物混交配置、破土导入、破土引导、破土保护等.同时以典型的红砂Reaumuria soongorica群落为主研究了培育和更新技术.     

Rodent burrow network dynamics under human‐induced landscape transformation from desert to steppe in Kalmykian rangelands

Rodents play an important role in rangelands through the engineering of extensive burrow systems, which provides key habitats for many animal and plant species. We have analyzed the long‐term variation in the abundance and distribution of rodent burrows in grazing ecosystems of southern Russia (Kalmykia) under the landscape change from desert to steppe caused by the drastic reduction of livestock after the collapse of the USSR in the early 1990s. We conducted burrow surveys in the “desert” (1980) and “steppe” (2017) periods on 19 3‐km transects. We found considerable changes in burrow abundance and distribution, as well as evidence of desert habitat fragmentation and isolation caused by the expansion of tall‐grass communities. Burrows of the open‐dwelling diurnal ground squirrel (Spermophilus pygmaeus), the dominant and the keystone species during the “desert” period, almost completely disappeared from the rodent burrow network by 2017, indicating significant habitat loss. In contrast, the burrows of the folivorous social vole (Microtus socialis) which was rare in the 1980s, became abundant and ubiquitously distributed. The burrow density of the desert‐dwelling psammophilous midday gerbil (Meriones meridianus) decreased, while the distances between occupied patches increased, indicating desert habitat fragmentation and loss of population connectivity. Burrows of the folivorous tamarisk gerbils (M. tamariscinus) were recorded only sporadically in both 1980 and 2017. The observed changes in the rodent burrow network, the key component of grazing ecosystems, correlate with rodent species ecology and can have long‐term and important consequences for ecosystem functioning.     

高寒生态脆弱区不同扰动类型草地植被群落状况

通过实地调查及实验室方法测定天祝高寒生态脆弱区5种扰动生境(一年生草地、多年生草地、围栏草地、牧道草地及"黑土滩"草地)的植被群落状况。结果表明,植物群落组成在一年生草地中99%为燕麦、多年生草地中80%为垂穗披碱草和无芒雀麦、3种天然草地中以嵩草、苔草、针茅、珠芽蓼、棘豆、委陵菜为主。群落高度、植被盖度及地上生物量在一年生草地中都相对较大,是人为因素(如农耕)干扰最强,其优势度随时间推移而上升,生境内植物种类多样性下降;而优势度在"黑土滩"草地中呈现低水平,是自然环境压力包括生物因素(如鼠类)干扰最强,原始植被破坏程度高,需要进行大量植被恢复工作,其群落高度、植被盖度及地上生物量也相对较低;其他生境的优势度随着放牧程度的增加而减小。由此可见,放牧和鼠害仍然是高寒草甸生态破坏的一个最重要原因。     

乌兰布和沙漠地区不同沙生灌木的耐盐性综合评价

针对乌兰布和沙漠地区生长的唐古特白刺（Nitraria tangutorum）、西伯利亚白刺（N.sibirica）、柠条（Caragana korshinskii）、长叶红砂（Reaumuria trigyna）、沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）、霸王（Zygophyllum xanthoxylon）、柽柳（Tamarix austromongolica）7种沙生灌木,通过盆栽试验的盐分梯度反复干旱法,在测定的一系列形态、生长指标以及光合、水分生理指标的基础上,经过主成分分析的降维分析,采用隶属函数对7种沙生灌木的耐盐性进行了聚类分析,在此基础上运用权重法定量评价了它们的耐盐性。结果表明,地径、气孔导度、水分利用效率、水势、枝条长度、地上干质量、主根系长度、侧根系长度、侧根数、根径可作为沙生灌木耐盐性评价鉴定的指标;7种植物的耐盐性分为强、中、弱三类：第Ⅰ类(强)植物,长叶红砂、柽柳;第Ⅱ类（中）植物,西伯利亚白刺、唐古特白刺;第Ⅲ类（弱）植物,沙冬青、霸王、柠条。同时7种植物的耐盐性由强到弱的顺序为长叶红砂、柽柳、西伯利亚白刺、唐古特白刺、沙冬青、霸王、柠条。     

模拟CO2升高及降水变化对红砂碳氮特征的影响

为探讨荒漠植物红砂根、茎、叶在CO₂升高与降水变化条件下的碳氮含量及分配特征,以当年生民勤红砂为试验材料,利用开顶式CO₂控制气室,研究了350、550及700 μmol·mol^-13种CO₂浓度和降水减少30%(-W₂)、减少15%(-W₁)、自然降水(W₀)、增加15%(+W₁)和增加30%(+W₂)5个降水变化下红砂根、茎、叶的有机碳、全氮含量、C/N及有机碳和全氮积累(吸收)量。结果表明:1)相同降水条件下,CO₂浓度升高使根、茎、叶有机碳含量显著增加,全氮含量显著减少;在-W₂降水量和700 μmol·mol^-1CO₂浓度时根有机碳含量增幅最大(13.33%),在+W₁降水量和700 μmol·mol^-1CO₂浓度时叶全氮含量降幅最大(56.31%);CO₂浓度升高使红砂根、茎、叶C/N显著升高,对有机碳、全氮积累(吸收)量影响显著。2)相同CO₂浓度条件下,降水增加对根、茎、叶有机碳含量及全氮含量影响显著;550 μmol·mol^-1CO₂浓度和+W₂降水量时叶有机碳含量增幅最大(11.56%),700 μmol·mol^-1CO₂浓度和+W₂降水量时叶全氮含量降幅最大(35.31%);降水量对红砂根、茎、叶的C/N及有机碳、全氮积累量影响显著。3)在CO₂浓度升高与降水变化下,红砂有机碳含量在根中最高,全氮含量在叶中最高,C/N在根中最大,红砂有机碳、全氮积累(吸收)量在叶中最高。综上所述,未来CO₂浓度升高及降水改变的情况下,红砂生长情况取决于CO₂浓度与降水量的协同作用对有机碳、全氮含量的影响,CO₂浓度升高会在一定程度上减缓干旱对红砂碳氮吸收及利用的抑制作用,在湿润条件下能有效地增强红砂对碳氮的吸收及利用能力。