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人类活动造成的全球变化,导致了世界范围内前所未有的生物多样性丧失和自然生境退化,影响了动物的栖息地分布[1, 2]。放牧作为人为干扰因子之一,主要通过采食,践踏以及排泄物三种方式来影响森林生态系统[3]。牲畜放牧的生态代价包括生物多样性的丧失﹑各种分类群的种群密度减少﹑生态系统功能的破坏﹑群落组织的变化等[4]。各种研究表明放牧给野生动物带来影响:改变枯落物分解,间接影响土壤动物多样性[5];减少有蹄类动物灌草层食物资源,降低了有蹄类动物的多度[6];小型哺乳动物群落物种组成、结构和多样性指数受放牧影响 ,物种丰富度和多样性指数随放牧压力增加而减小[7];牲畜放牧等人类扰动以及带来的生境退化造成了尼泊尔喜马拉雅山雪豹的生存压力[8];在对湿地鸟类的调查中也发现,放牧是遇见率最高的干扰因子,其对水鸟的繁殖和迁移有着潜在影响[9]。
大熊猫 (Ailuropoda melanoleuca)是世界生物多样性保护的旗舰物种,为我国特有 [10],但在保护区内其本身和栖息地受到放牧干扰的影响。第四次全国大熊猫调查结果显示,凉山山系放牧干扰的样线遇见率为0.74个·条−1,在所有大熊猫分布山系中最为严重[11]。而该山系中的美姑大风顶国家级自然保护区,是凉山山系大熊猫种群的腹地。保护区中大量牛、马、羊和猪全年随意的散养在保护区境内,牲畜群在大熊猫核心区内随意的采食和活动,竹林和林下植被由于践踏或啃食而遭到大面积破坏,放牧严重区域出现了竹子死亡的情况。有研究也表明,放牧会使大熊猫主食竹的株高、基径与更新能力明显降低,甚至干枯死亡,而受放牧干扰区域内的枯死竹的数量是无放牧干扰区域枯死竹数量的20倍[12-15]。
大熊猫食性极为特化,其食物的99%由竹子组成[16]。竹子资源的生长情况对大熊猫这一物种长远的生存繁衍尤为重要。除了家畜采食竹子的枝叶,影响了其光合作用效率以外[15],放牧对林下土壤的影响,可能也是原因之一。竹林下方土壤是竹子生长最重要的环境基础之一,土壤的健康状况制约着其上竹子的生长。土壤的性状包括容重、孔隙状况,含水量等,可以反映土壤结构组成,决定着水分运移和供给植被利用养分的能力[17]。针对研究林下土壤性质对放牧的响应,可以深入了解放牧对竹林影响的内在原因。所以于2022年4—6月在美姑大风顶国家级自然保护区中进行调查和采样,以了解放牧对竹林生长的影响和揭示保护区内放牧点竹子长势不好甚至死亡的可能原因。
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放牧对大熊猫栖息地的竹子生长有重要影响(见表1),放牧样方中成竹的基径、株高都显著小于大熊猫样方(P<0.05),而枯死竹数量显著高于大熊猫样方(P<0.05)。
表 1 不同样方竹子生长参数
Table 1. Growth parameters of bamboo in different quadrats
变量Variables 牲畜利用
Utilized by livestock大熊猫利用
Utilized by the giant pandaMean±SD Mean±SD T/Z P 成竹株高(cm)The height of the mature bamboo 115.85±68.42 153.62±37.67 −3.764 0.000* 成竹基径(mm)The base diameter of the mature bamboo 7.01±3.10 8.65±2.83 −2.422 0.023* 枯死竹株数The number of the dead bamboo 4.28±5.19 0.50±1.00 3.780 0.001* -
由图2可知,不同样方中土壤的理化性质各不相同。土壤容重在各样方中的表现为:放牧样方>竹子死亡样方>大熊猫样方>对照样方。其中,对照样方中的土壤容重显著小于放牧样方和竹子死亡样方(P<0.05)。大熊猫样方中的土壤容重低于放牧和竹子死亡样方,但差异不显著(P>0.05)。土壤含水率表现为:对照样方>大熊猫样方>放牧样方>竹子死亡样方,各样方之间差异不显著(P>0.05)。在土壤毛管持水量中,大熊猫样方>竹子死亡样方>对照样方>放牧样方。大熊猫样方中的毛管持水量显著高于其他样方(P>0.05)。土壤毛管孔隙度的变化表现为:竹子死亡样方>放牧样方>对照样方>大熊猫样方,各样方之间差异不显著。土壤pH值表现为放牧样方>竹子死亡样方>对照样方>大熊猫样方。其中放牧样方和有竹子死亡的样方中的pH值都显著大于大熊猫和对照样方(P<0.05)。
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将1×1 m小样方中,竹子死亡的情况按百分比分为以下4个范围:0﹑<25%﹑25%~50%﹑>50%。竹子死亡比例>50%的放牧样方,土壤容重最高,往后依次是竹子死亡比例<25%,25%~50%和没有竹子死亡的样方,各样方之间差异不显著(P>0.05)。土壤含水率在没有竹子死亡的样方中最高,其次是竹子死亡比例为25%~50%,>50%,<25%,不同样方差异不显著(P>0.05)。各样方中的土壤毛管持水量表现为:竹子死亡比例<25%的最高,显著高于没有竹子死亡的样方和死亡比例25%~50%的样方(P<0.05)。死亡比例为25%~50%样方中的毛管持水量最低,显著低于死亡比例>50%的样方(P<0.05)。土壤毛管孔隙度在各样方中差异不显著,从低到高依次是:25%~50%﹑0﹑>50%﹑<25%。土壤的pH值在死亡比例为25%~50%的样方中显著高于其它样方(P<0.05),没有竹子死亡的样方中pH值最低(见图3)。
Effects of Grazing on the Bamboo Forest and Soil Properties under the Forest in Giant Panda Habitat
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摘要: 人类活动的影响,导致了物种栖息地的急剧丧失和破碎化。大熊猫是生物多样性保护的旗舰种,受到人类干扰的严重威胁。全国第四次大熊猫调查结果显示,放牧成为大熊猫栖息地最严重的的人类干扰因子。探究放牧对栖息地影响的内在机制和科学管控措施也成为了近年来大熊猫生态学研究的热点。本项目于2022年4–6月在美姑自然保护区放牧最严重的区域,采用野外实地调查并结合微观分析相结合的方法,精确评估放牧家畜对大熊猫主食竹及林下栖息地土壤质量的影响。研究发现,牲畜利用的样方中竹子株高和基径都比大熊猫利用样方中低,并且枯死竹数量更高;放牧会增加林下土壤的容重和酸碱度,降低土壤水分含量,可能是造成竹子的枯死原因之一。研究结果有助于制定合理的保护管理策略,为解决大熊猫栖息地内严重的放牧问题提供科学依据。
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关键词:
- 大熊猫;
- 放牧家畜;
- 土壤性质;
- 美姑大风顶国家级自然保护区
Abstract: Due to the impact of human activities, the habitat of species is rapidly lost and fragmented. Giant panda is the flagship species of biodiversity protection, which is seriously threatened by human interference. According to the fourth national giant panda survey results, grazing has become the most serious human disturbance factor in the giant panda habitat lost. In recent years, exploring the internal mechanism and scientific control measures of grazing on the habitat has also become a hot spot in the ecological research of giant pandas. This project was conducted from April to June 2022 in Meigu Dafengding National Nature Reserve, in the most severely grazed area, and the method of field investigation and microbial analysis was adopted to accurately assess the impact of grazing livestock on the soil quality of giant panda's staple food bamboo and forest habitat. The results showed that the height and diameter of bamboo in the quadrat used by livestock were lower than those in the quadrat used by giant pandas, and the number of dead bamboo was higher. Grazing increased the bulk density and pH of the soil under the forest, and reduced the soil moisture content, which may be one of the reasons for the death of bamboo. The research results are helpful to formulate reasonable protection and management strategies and provide scientific basis for solving the serious grazing problems in the giant panda habitat.oblems in the giant panda habitat. -
表 1 不同样方竹子生长参数
Tab. 1 Growth parameters of bamboo in different quadrats
变量Variables 牲畜利用
Utilized by livestock大熊猫利用
Utilized by the giant pandaMean±SD Mean±SD T/Z P 成竹株高(cm)The height of the mature bamboo 115.85±68.42 153.62±37.67 −3.764 0.000* 成竹基径(mm)The base diameter of the mature bamboo 7.01±3.10 8.65±2.83 −2.422 0.023* 枯死竹株数The number of the dead bamboo 4.28±5.19 0.50±1.00 3.780 0.001* -
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