黑河中游人工固沙植被恢复对爬行类和兽类动物多样性的影响

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00055

摘要/Abstract

摘要：

天然流动沙丘和固定沙丘植被恢复，会影响荒漠无脊椎动物和脊椎动物多样性。以黑河中游张掖绿洲为研究区，利用陷阱收集器和红外触发相机调查流动沙丘、5~10年和20~30年梭梭（Haloxylon ammodendron）林爬行类和兽类动物及节肢动物多样性，确定爬行类和兽类动物多样性及与节肢动物互作关系对人工固沙植被恢复的响应规律。结果表明：流动沙丘转变为人工梭梭林会影响爬行类动物群落结构，20~30年梭梭林爬行类动物捕获数量及物种丰富度显著低于流动沙丘。虫纹麻蜥（Scincella doriae）和荒漠沙蜥（Phrynocephalus przewalskii）在5~10年梭梭林生境捕获数量增加，而在20~30年梭梭林捕获数量则降低；荒漠麻蜥（Eremias przewalskii）在人工梭梭林捕获数量显著低于流动沙丘。流动沙丘和人工梭梭林兽类群落组成也明显不同，流动沙丘转变为人工梭梭林显著提高了兽类的月相对多度指数、物种丰富度和多样性指数。大沙鼠与捕食性兽类（如兔狲（Otocolobus manul）和赤狐（Vulpes vulpes））的活动强度均随着人工梭梭林恢复年限的增加先升后降。流动沙丘转变为梭梭林还会影响节肢动物、爬行类和兽类的互作关系。亚洲野猫（Felis silvestris）的活动强度与大沙鼠（Rhombomys opimus）的活动强度显著负相关，虎鼬（Vormela peregusna）的活动强度与大沙鼠的活动强度显著正相关；兔狲和虎鼬的活动强度与荒漠麻蜥捕获数量负相关；爬行类的捕获数量与蛛形纲捕获数量显著负相关，兔狲和赤狐的活动强度与鞘翅目捕获数量显著正相关。此外，流动沙丘转变为人工梭梭林降低了蛛形纲对鞘翅目和蚁科的捕食强度。总之，流动沙丘转变人工梭梭林提高了大沙鼠、爬行类及节肢动物的数量，虎鼬、兔狲和赤狐等捕食性兽类的活动强度也随之增加并改变了节肢动物、爬行类和兽类互作关系，从而影响了荒漠动物多样性及其生态功能。

关键词: 黑河中游, 流动沙丘, 人工梭梭林, 爬行类, 兽类

Abstract:

Conversion of natural mobile and fixed sandy dune into artificial sand-fixing vegetation changes the vegetation and soil environment， which in turn affects the vertebrates and invertebrate diversity. In this paper， we establish long-term monitoring sites for desert animal diversity in mobile sandy dune （MSD）， 5-10-year-old （HAP_5-10）， and 20-30-year-old Haloxylon ammodendron plantation （HAP_5-10 and HAP_20-30） located in the Zhangye Oasis of the middle reaches of the Heihe River Basin. Reptiles， mammals and arthropods in the MSD， HAP_5-10， and HAP_20-30 habitats were observed using pitfall trapping and infrared-triggered cameras， and to determine the patterns of response of reptile and mammal diversity and the interaction with arthropods to the restoration of artificial sand-fixing vegetation. The results showed that conversion of natural mobile sandy dunes into Haloxylon ammodendron plantations changed the assemblage of reptiles， and the abundance and species richness of reptiles in the MSD were higher than those in HAP_20-30 habitats. Phrynocephalus przewalskii and Scincella doriae captured increased slightly in HAP_5-10 habitats compared to MSD habitats， but decreasing in HAP_20-30 habitats. Eremias przewalskii caught in MSD was significantly higher than in HAP_5-10 and HAP_20-30 habitats. The mammal assemblages also showed significant variations between MSD with HAP_5-10 and HAP_20-30 habitats. Conversion of mobile sandy dune to H. ammodendron plantations significantly increased the monthly relative abundance index， species richness and diversity index of mammals. The activity intensity of both Rhombomys opimus and predatory mammals （e.g.， Otocolobus manul and Vulpes vulpes） increased and then decreased with the number of years of restoration of the H. ammodendron plantations. Conversion of mobile sandy dune to H. ammodendron plantations also affected arthropod， reptile and theropod interactions. The activity intensity of Felis silvestris was significantly negatively correlated with that of R. opimus， and that of Vormela peregusna was significantly positively correlated with that of R. opimus， and activity intensity of O. manul and V. peregusna was negatively correlated with abundance of E. przewalskii. The abundance of reptiles was significantly negatively with the abundance of Arachnida， and the activity intensities of O. manul and V. vulpes was significantly positively correlated with the abundance of Coleoptera. In addition， it was found that the conversion of mobile sandy dunes into H. ammodendron plantations reduced the predation intensity of arachnid arthropods on beetles （Coleoptera） and ants （Formicidae）. In conclusion， the transformation of mobile sandy dunes into H. ammodendron plantations had increased the abundance of R. opimus， reptiles and arthropods， and the intensity of predatory animals such as V. peregusna， O. manul and V. vulpes had increased and altered arthropod， reptile and animal interactions， which affects the desert animal diversity and their ecological functions.

Key words: the middle reaches of the Heihe River Basin, mobile sandy dunes, Haloxylon ammodendron plantations, reptiles, mammals

中图分类号:

Q958

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图/表 8

图１ 2023年各月降水量和月平均气温（A）与近10年平均各月降水量和月平均气温（B）

Fig.1 Monthly precipitation （A） and monthly average temperature （B） in the study area in 2023 and over 10 years between 2014 and 2023

图2 流动沙丘、5~10年梭梭林和20~30年梭梭林捕获的爬行类数量和物种数比较注：不同小写字母表示差异显著，P0.05

Fig.2 Comparison of the number of individuals and species in reptiles captured in the mobile sandy dune， 5-10-year-old， and 20-30-year-old Haloxylon ammodendron plantations

图3 流动沙丘、5~10年梭梭林和20~30年梭梭林3种爬行类捕获数量比较注：不同小写字母表示差异显著，P0.05

Fig.3 Comparison of the abundance of three reptile species captured in the mobile sandy dune， 5-10-year-old， and 20-30-year-old Haloxylon ammodendron plantation

图4 流动沙丘（○）、5~10年梭梭林（△）和20~30年梭梭林（□）兽类群落组成的NMDS排序图

Fig.4 Non-metric multidimensional scaling （NMDS） plots indicating 2-dimensional distances of mammals in the mobile sandy dune （○）， 5-10-year-old （△）， and 20-30-year-old （□） Haloxylon ammodendron plantations

图5 流动沙丘、5~10年梭梭林和20~30年梭梭林兽类月相对多度指数、物种丰富度和多样性指数比较注：不同小写字母表示差异显著，P0.05

Fig.5 Comparison of the monthly relative abundance index， species richness and diversity index in mammals observed in the mobile sandy dune， 5-10-year-old， and 20-30-year-old Haloxylon ammodendron plantation

图6 流动沙丘、5~10年梭梭林和20~30年梭梭林主要兽类种月相对多度指数比较

Fig.6 Comparison of the monthly relative abundance of dominant mammals in the mobile sandy dune （MSD）， 5-10-year-old （HAP5-10）， and 20-30-year-old （HAP20-30） Haloxylon ammodendron plantation

表1 捕食性兽类活动强度与蛛形纲、鞘翅目和蚁科数量的Spearman相关系数

Table 1 Spearman correlations of abundance and Arachnida， Coleoptera， and Formicidae with activity intensity of predatory mammals

捕食性动物	昆虫
捕食性动物	蛛形纲（Arachnida）	鞘翅目（Coleoptera）	蚁科（Formicidae）
月相对多度指数	-0.08	0.50	-0.18
物种数	0.24	0.55	0.21
亚洲野猫（Felis silvestris）	-0.37	-0.37	-0.28
兔狲（Otocolobus manul）	-0.08	0.65⁺	-0.01
虎鼬（Vormela peregusna）	0.41	0.52	0.29
赤狐（Vulpes vulpes）	0.00	0.64⁺	-0.15
狗獾（Meles meles）	-0.23	0.52	0.02

表2 爬行类与蛛形纲、鞘翅目和蚁科数量的Spearman相关系数

Table 2 Spearman correlations of abundance and Arachnida， Coleoptera， and Formicidae with reptiles

爬行动物	昆虫
爬行动物	蛛形纲（Arachnida）	鞘翅目（Coleoptera）	蚂蚁（Formicidae）
个体数	-0.43^*	0.24	-0.28
物种数	-0.35⁺	-0.08	-0.25
荒漠沙蜥（Phrynocephalus przewalskii）	-0.36⁺	0.17	-0.31
虫纹麻蜥（Scincella doriae）	-0.38⁺	-0.33⁺	-0.32
荒漠麻蜥（Eremiasprzewalskii）	-0.16	0.21	-0.02

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