陕西秦岭地区珍稀野生动物保护研究现状及保护对策

2020-04-07 10:27任宏涛陈嘉玥昝林森
陕西林业科技 2020年6期
关键词:朱鹮金丝猴栖息地

成 功,任宏涛,陈嘉玥,杨 森,龙 凤,昝林森,*

(1.西北农林科技大学,陕西 杨凌 712100;2.陕西省林业科学院,西安 710082)

秦岭横贯我国中部,素有“中国国家公园”的美誉。习近平总书记2020年4月来陕考察时指出“秦岭和合南北,泽被天下,是中国的中央水塔,也是中华民族的祖脉和中华文化的重要象征”。作为中国地理上重要的南北分界线,秦岭是长江、黄河的分水岭,南方多雨和北方干旱之间的过渡地区,发挥着调节气候、涵养水源、维护生物多样性等诸多功能[1]。

秦岭因其丰富的动植物资源,又被称为“中华基因库”。秦岭地区有陆生野生动物580余种,其中大熊猫、金丝猴、羚牛、朱鹮等为代表的国家I、Ⅱ级重点保护动物75种(其中I级12种)[2],形成了以国家公园为主体、自然保护区为基础的全国最大的自然公园群。本文从秦岭保护区概况、秦岭保护区的大熊猫、金丝猴、羚牛、朱鹮等为代表的秦岭珍稀保护动物保护及研究现状进行分析的基础上提出对策建议,为今后秦岭地区珍稀野生动物资源保护提供理论依据和指导。

1 秦岭保护区

陕西省秦岭保护范围涵盖秦岭山体,东西以省界为界、南北以秦岭山体坡底为界的区域[3],总面积58 200 km2。目前,秦岭已建成各类自然保护区33个,其中,国家级自然保护区19个、省级自然保护区14个。太白山国家级自然保护区、佛坪国家级自然保护区、长青国家级自然保护区、老县城国家级自然保护区、汉中朱鹮国家级自然保护区等形成了小规模的秦岭保护区群,是国家Ⅰ级保护动物大熊猫、金丝猴、羚牛、朱鹮等分布最为密集的区域(表1)。

表1 秦岭保护区群

2 珍稀野生动物资源保护及研究现状

2.1 大熊猫

大熊猫(Ailuropodamelanoleuca),属于熊科、大熊猫亚科、大熊猫属。大熊猫已在地球上生存了800多万年,被誉为“活化石”。截至2019年11月,全球圈养大熊猫种群数量达到600只[4]。

大熊猫主要分布于我国秦岭、岷山、邛崃山、大相岭、小相岭和凉山六大山系的崇山峻岭之中,包括四川、陕西、甘肃三省的17个市(州)。根据第四次全国大熊猫调查报告[5],我国野生大熊猫数量从1988年底的1 114只升至2014年底的1 864只(图1A),其中陕西地区348只,占全国的19 % (图1B)。

图1 大熊猫数量及省份分布

陕西现有野生大熊猫主要分布于佛坪、洋县、太白、周至、留坝、宁强等地,集中在秦岭中段南坡,在北坡及西段有少量分布。秦岭大熊猫分布密度为0.093只·km-2,是大熊猫分布的六大山系中种群密度最高的山系[5]。岷山、琼莱、秦岭和凉山等四个最大栖息地的大熊猫种群在遗传上没有亲缘关系,秦岭山系种群和其它山系种群的遗传分化最大,是大熊猫的一个独立亚种,被命名为“大熊猫秦岭亚种”[6-7]。全球仅有的一只圈养的棕色大熊猫也位于秦岭佛坪国家自然保护区。大熊猫几乎完全靠吃竹子为生,竹子占其全年食物量的99%,大熊猫自身没有能够消化竹子纤维的基因,消化竹子纤维主要靠胃肠道菌群[8]。大熊猫主食竹子以秦岭箭竹、缺苞箭竹、巴山木竹子等为主。秦岭箭竹是海拔1 600 m以上林区的重要物种,箭竹林面积127 322 hm2,占秦岭大熊猫栖息地总面积的36.6%[9]。在海拔2 100 m的桦树林生态环境下,秦岭箭竹种群各构件生物量及单位面积总生物量均最大,能为大熊猫栖息提供良好的食物来源,而且竹子不同植物部分组成的均衡饮食对圈养大熊猫的整体新陈代谢和健康非常重要[10-11]。基于卫星分类、地理信息系统分析相结合的方法发现,秦岭大熊猫在低海拔和高海拔山地竹林间迁徙[12]。在主要道路附近,大熊猫密度明显降低,影响区距离国道5 000 m,距离省道1 500 m,道路附近森林覆盖率降低是导致附近大熊猫密度降低的主要原因[13]。对来自佛坪、洋县、周至、太白和留坝等保护区大熊猫微卫星遗传分析发现,秦岭大熊猫种群由一个连续的遗传簇组成,基因流动受到坡向和地形两个因素影响。连接太白河—牛尾河、兴隆岭—太白山、兴隆岭/太白山—天华山/金鸡梁、天华山/金鸡梁—平河梁的4个大熊猫走廊带可能为促进大熊猫栖息地之间的基因流动发挥了重要作用[13-14]。

气候变化是影响野生动物栖息地及生物多样性的一个重要因素[15-16]。到2050年,气候变化将导致秦岭大熊猫栖息地向东迁移11 km,较高海拔适宜生境碎片化减少,较低海拔(1 900 m以下)碎片化加剧,有可能导致较高海拔的大熊猫过度拥挤,进一步加剧秦岭中部的栖息地短缺,自然保护区网络保护了大熊猫目前61.73 %的适宜栖息地和59.23 %的未来适宜栖息地[17-18]。因此,根据气候变化,适时调整大熊猫栖息地保护区范围,对于今后更好地保护大熊猫生存环境具有重要意义。

2.2 金丝猴

金丝猴(Rhinopithecusroxellana)属于猴科,疣猴亚科,仰鼻猴属。仰鼻猴属包括川金丝猴、滇金丝猴、黔金丝猴、越南金丝猴、缅甸金丝猴5种(表2)。目前我国川金丝猴数量约22 000只,其中陕西秦岭约5 500只[19]。

基因组测序分析发现,北部物种(川金丝猴和黔金丝猴)与喜马拉雅物种(滇金丝猴和缅甸金丝猴)约在160万年以前发生了分化,北部物种(62万年前)形成早于喜马拉雅物种(15万年前)[20]。秦岭是我国金丝猴分布的最北极,秦岭金丝猴(Rhinopithecusroxellanaqinlingensis)起源于岷山和邛崃山金丝猴基因交流产生的群体[19,21]。属川金丝猴秦岭亚种。

秦岭金丝猴主要分布于陕西境内秦岭山区的周至、太白、宁陕、佛坪、洋县等地,大多活动在2 000~3 000 m的高海拔山区的针阔混交林地带,过着群居生活,呈现由一雄一雌及其后代单位和全雄性单位组成的多层次社会[22]。夏季多在3 000 m左右的高海拔山林活动,冬季及早春则多在2 000 m左右低海拔地带活动。受到日照(纬度)的影响,约90%金丝猴的分娩发生在3-5月,即食物供应高峰之前的2-4个月[23]。

研究发现,人类的活动对金丝猴的种群带来了负面影响。在1700—2000年间,人口密度迅速扩大所引发的森林砍伐、农业扩张,导致了我国东部、东南部和中部金丝猴类的灭绝[24]。利用MAXENT模型预测发现,秦岭金丝猴的适宜栖息地在2050年因气候变化将减少37%,平均海拔将升高160 m。在太白山、长青等12个自然保护区中,金丝猴适宜栖息地将减少10 %~100 %[25]。因此,进一步调整国家公园的范围,建立如宁陕县等区域栖息地走廊,以减轻未来气候变化对秦岭金丝猴的影响。

2.3 羚牛

羚牛(Budorcastaxicolor)又称扭角羚,属牛科,羊亚科,羚牛属,是分布在喜马拉雅山东麓密林地区的大型牛科食草动物,属典型的高寒物种。羚牛分为:秦岭羚牛亚种(Btbedfordi)、四川羚牛亚种(Bttibetana)、高黎贡羚牛亚种(Bttaxicolor)和不丹羚牛亚种(Btwhitei),其中四川亚种和秦岭亚种是我国特有亚种[26]。据估计,全球羚牛数量大概在7 000~12 000头。

秦岭羚牛(Budorcastaxicolorbedfordi),属于金色羚牛,又被称为“秦岭金毛扭角羚”,是目前群体最大的羚牛,约为3 000~5 000头。秦岭亚种主要分布在秦岭西段,主产县为周至县,在太白、宁陕、洋县、佛坪和柞水等县也有分布。遗传多样性分析发现,秦岭羚牛遗传多样性较低,周至和佛坪群体两者遗传分化较小,存在着较高的基因流水平,周至与长青群体的基因流水平较低[27]。

秦岭羚牛具有复杂的季节性运动方式,一年有四次垂直迁徙。而四川羚牛一年只有两次迁徙,夏天高海拔地区,秋季低海拔地区[28]。秦岭羚牛的家域估算面积雌性为82.06 km2,雄性为58.53 km2,远高于四川羚牛家域15.1 km2,这种差异可能是因为秦岭羚牛体型比四川羚牛大,较大的个体有更大的能量需求[29]。对佛坪自然保护区野生羚牛活动分析发现,羚牛的活动受到气温变化、食物多样性及繁育需要等多重影响,一天之中,羚牛活动高峰在黄昏;一年之中,羚牛冬季活动度最低。在春季,羚牛雌性白天运动率显著高于雄性,而雄性夜间活动率高于雌性;夏天时,雄性的活动率显著高于雌性[30]。栖息地相关性分析发现,羚牛的栖息地分布与公路等人工设施以及草甸、湿润地形和积雪等自然条件呈负相关,而与针叶林带及粗糙地面等呈正相关。大型水利工程所产生的人为干扰、噪音及景观的变化导致保护区内野生动物减少或者栖息地发生迁移。因此,基础设施、水利设施等的修建可能对羚牛的栖息地产生了较大的影响[31-32]。

2.4 朱鹮

朱鹮(Crestedibis)属鹮科,鹮亚科,朱鹮属。因其标志性的艳红头冠和黑色的长嘴,被称为“东方宝石”。1981年,陕西洋县发现了7只野生的朱鹮,这是当时全世界发现的仅有的野生朱鹮。随着朱鹮保护方法及人工饲养繁育技术不断改进,朱鹮的数量得到了明显的增加。目前,全球共有5 000多只朱鹮,其中4 100只位于陕西[33]。

通过朱鹮古今样本基因组分析发现,朱鹮数量在10 000万年前随着全球气温上升、人类活动增加逐渐下降。同时,相比早期朱鹮祖先,朱鹮种群多样性也在下降,超过50%的遗传变异丢失[34]。对死胎、死雏及活鸟朱鹮样本全基因组比较发现,死亡个体基因多样性较低,近亲交配程度较高。KLHL3、SETDB2、TNNT2、PKP1、AK1和EXOSC3等与致病相关的富集可能是导致胚胎和雏鸟死亡的原因[35]。。到2019年,人工饲养的朱鹮已经是第10代了,经过几十年的保护,圈养朱鹮数量超过1 000只[33],朱鹮的挽救过程同时伴随着大约一半祖先基因变异的丧失和高有害突变积累,而遗传多样性的丧失和基因有害突变的富集可能使朱鹮对气候变化、农用化学品等产生易感性[36]。因此,在今后的朱鹮繁育保护中,应减少近亲繁殖,增加种群遗传多样性,以提高其环境适应性。

经过近40年的保护,朱鹮被重新引入宁陕、铜川[37]等地取得成功,使得放飞人工繁殖的朱鹮成为可能,以平衡朱鹮灭绝的风险。放飞周岁朱鹮的存活率低于洋县野生种群的估计值,但成年朱鹮的存活率相接近[38]。对于朱鹮栖息地研究发现,气温、景观类型、距水田和公路距离是决定朱鹮筑巢区的主要因素。朱鹮偏好在远离高级公路的区域筑巢,平均避路距离为1 500 m。秦岭冬季淹水稻田的减少不利于朱鹮的种群增长[39-40]。自2008年以来,朱鹮繁殖对的数量逐渐增加,但其繁殖成功率(52.5 %)略低于野生种群(67.6 %)。朱鹮重新引入的种群在未来25年内更有可能处于调整期[41]。因此,在秦岭重新引入朱鹮的前景很好,在一些干预措施下,种群朝着自给自足的方向取得了进展。

3 存在问题与对策

3.1 加大秦岭生态保护力度,为野生动物提供良好栖息地

作为“中华基因库”,秦岭为我国珍稀动植物资源提供了良好的栖息地,加大秦岭保护力度对于我国珍稀动植物资源保护具有重要意义。然而,目前保护区违建乱建破坏行为还没有得到根本杜绝,保护区碎片化、设施陈旧等问题突出。2019年《陕西省秦岭生态环境保护条例》的出台,对秦岭生态保护细则进一步明确。今后应进一步加大《条例》的宣传,增强广大人民群众的生态保护意识。同时,要合理制定生态红线,缓解保护与发展之间的矛盾。

3.2 强化科学研判,对自然保护区范围进行科学规划

气候变化是威胁生物多样性的一个重要因素,它对野生动物地理分布、种群动态、物候特征等方面产生深远影响,数百个物种受气候变化在局地范围内灭绝[16]。然而,我国目前尚未建立自然保护区适应气候变化的标准和指标,保护区的设立缺乏主动适应气候变化的措施。因此,建议进一步加大气候变化对野生动物栖息地、物候特征等影响做长期评估,做好保护区合理规划,为将来野生动物以适应气候变化给予更好的保护。

3.3 提高科研投入,为珍稀野生动物保护提供科学指导

基础科研和监测工作的开展是野生动物保护的核心基石,通过科学研究了解野生动物迁徙行为、栖息地环境、物候特征等,为野生动物保护提供科学依据。现代地理信息系统(GIS)、GPS定位、大数据分析、红外相机、现代组学技术、微卫星等技术的快速发展和应用,为野生动物栖息地评估、种群数量分析、保护区规划、生物多样性评估以及生长、繁殖、抗病等性状的分子水平解析等提供了便利。然而,秦岭地区野生动物的保护研究仍需进一步加大科研投入力度,强化与科研院所合作,提高珍稀野生动物保护水平。同时,建议进一步加大珍稀野生动物种质资源库建设,为野生动物科学研究奠定基础。

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