喬陸,楊宇,尚可,王磊,李鳳君,何松,李健,岳碧松*
(1.四川大學生命科學學院,生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室,成都 610065;2.四川省屏山縣老君山國家級自然保護區(qū)管理局,四川 宜賓 645353)
四川老君山國家級自然保護區(qū)是我國第一個以四川山鷓鴣等雉科Phasianidae鳥類為主要保護對象的保護區(qū),位于四川盆地南緣宜賓市屏山縣境內,總面積35 km,海拔800~2 008 m。森林覆蓋率達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,分布少量的針葉樹種。區(qū)內嚙齒類和食蟲類小型獸類也十分豐富。
嚙齒類和食蟲類小型獸類具有適應性強、物種多、數(shù)量大、繁殖強、代謝快、壽命短等特點,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)健康評價的重要指標之一(肖治術等,2002;王劼等,2004;趙聯(lián)軍,2016)。近年來針對四川境內自然保護區(qū)小型獸類的研究較多,廖文波(2010)對老君山保護區(qū)的2個不同海拔點進行了非飛行類小型獸類多樣性比較研究,發(fā)現(xiàn)保護區(qū)內高低海拔小型獸類多樣性差異不顯著,黑腹絨鼠是保護區(qū)內最具優(yōu)勢的物種,北社鼠數(shù)量稀少。岳先濤等(2020)對四川黑竹溝保護區(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行研究,發(fā)現(xiàn)群落優(yōu)勢種和群落物種區(qū)系的分布型組成與海拔密切相關。劉瑩洵等(2021)研究了四川白水河國家級自然保護區(qū)小型獸類物種多樣性及群落結構,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)采用夾日法對小相嶺山系的小型獸類的群落多樣性進行研究,結果表明農(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,說明小型獸類的群落結構及多樣性與生境類型密不可分。與省內其他保護區(qū)相比,有關老君山保護區(qū)小型獸類的研究較少。本研究對保護區(qū)小型獸類物種多樣性開展調查,以期為進一步研究及保護區(qū)管理提供基礎資料。
2020年6—10月在保護區(qū)內及周邊11個采集區(qū)放置鼠夾采集小型獸類標本。從保護區(qū)入口新田咀保護站開始直至保護區(qū)內至高點老君廟為止設置采樣區(qū),最低海拔886 m,最高海拔1 861 m。由于保護區(qū)植被茂密,加之夏季雨水較多,采樣點主要設置在巡護步道兩側,在適宜生境中布放鼠夾,采集區(qū)間相距500 m以上,每個采集區(qū)采集600~800夾次(表1)。
表1 各采樣點信息及捕獲數(shù)量Table 1 Information and quantity of each sampling point
參照《中國小型獸類野外手冊》(Smith,解焱,2009)對采集到的小型獸類樣品進行初步鑒定,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增長度為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)庫比對,確定物種(李海龍等,2020)。對部分基因鑒定有疑問的個體利用基因再次鑒定,引物序列詳見表2。
表2 本研究使用的cyt b和COⅠ基因PCR擴增的引物信息Table 2 Primers for PCR amplification of cyt b and COⅠgenes used in this study
優(yōu)勢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()來確定(王玄,2020),≥10%的為優(yōu)勢種。利用MEGA5.0分析優(yōu)勢種的基因序列的堿基組成(肖海霞等,2015),計算轉換和顛換比,基于K2P模型計算遺傳距離(Kimura,1980)。通過DnaSP 5對優(yōu)勢種進行遺傳多 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估的2個重要參數(shù)(Li.,2010)。Grant和Bowen(1998)提出種群單倍型多樣性、核苷酸多樣性分別大于0.5和0.005時,即認為種群的遺傳多樣性較高。
共采獲嚙齒類和食蟲類小型獸類339號,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16個物種(表3),加上保護區(qū)考察記錄(內部資料)及廖文波(2010)的調查記錄,共記錄嚙齒類和食蟲類小型獸類32種,其中,保護區(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鼩猬;中國特有種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 四川老君山國家級自然保護區(qū)調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個優(yōu)勢種的基因序列保守位點為736~893,變異位點除大絨鼠有11個外,其余3種均為25個,單態(tài)位點均未超過10,簡約信息位點為7~23個。4個優(yōu)勢種的基因序列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個優(yōu)勢種的核苷酸多樣性均超過了0.002,屬于正常水平。
表4 4個優(yōu)勢種基于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)對四川老君山自然保護區(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調查,共采到4種食蟲類和6種嚙齒類,其中黑腹絨鼠、四川短尾鼩數(shù)量最多,這與本次調查存在較大差異。這可能與保護區(qū)管理有關:2005年是保護區(qū)建設初期,人為干擾較大,2011年晉升為國家級自然保護區(qū)后,實行了嚴格的保護管理,人為活動大大減少,此次調查與2005年的調查時隔17年,植被也得到較大恢復。物種的多樣性與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有關,小型獸類作為生態(tài)環(huán)境指示指標之一,小型獸類物種多樣性的增加可以一定程度上說明保護區(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,主要是因為保護區(qū)海拔高差較小、植被類型單一、垂直帶譜不明顯。小型獸類對生境呈現(xiàn)出具有明顯的偏好(王劼等,2004)。保護區(qū)新田咀保護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化潛能的基礎(李洋,2014)。物種的遺傳多樣性越豐富,對環(huán)境變化的適應能力就越強,同時該種的生存能力和進化潛力也越大(王威,2016),保護區(qū)內的4個優(yōu)勢種均不是我國特有種,分布比較廣泛,表明4個優(yōu)勢種有更廣泛的適應性,也是其遺傳多樣性高的一個體現(xiàn)。李玉瓊等(2019)針對云南七縣的齊氏姬鼠基于基因進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1四川老君山國家級自然保護區(qū)小型獸類名錄Appendix 1 List of small mammals in the Laojunshan National Nature Reserve,Sichuan