动物进化适应与濒危物种保护学科组研究构建了普氏原羚潜在迁移廊道及景观连通性

发布时间:2021-03-29

  城镇化快速发展、自然资源过度利用等人类活动干扰导致物种的适宜生存空间日益破碎化,将其分割成面积狭小且相对孤立的斑块,从而限制了物种的扩散迁移,阻碍了群体间的基因交流,降低了物种应对自然环境变化和威胁因素的抵御能力,对物种生存构成严重威胁。因此,加强景观连通性是物种和栖息地保护的重要途径之一。普氏原羚(Procapra Przewalskii)是青海湖流域的旗舰物种,上世纪六十年代以前,曾广泛分布于内蒙古、甘肃、宁夏、新疆和青海等省(区),仅青海湖地区数量就达上万只。然而,随着社会进步,经济发展,人口增加,草原开发以及气候不断变化,普氏原羚的栖息地受到严重挤压而不断缩小,并在除青海湖之外的其它分布区完全消失,种群数量也急剧下降。至上世纪九十年代,普氏原羚种群数量已不足300只,普氏原羚成为比大熊猫还濒危的有蹄类动物。目前,经过近30年的保护,普氏原羚种群数量有了恢复性增长,但其栖息地破碎化和孤岛化导致的基因交流受阻、种群增长空间不足等问题依旧存在,不断增长的基础设施依然严重阻碍了该物种在几个斑块间的自由扩散。

  为了解普氏原羚在破碎栖息地中的连通现状,动物进化适应与濒危物种保护学科组在青海湖流域开展了多次系统而广泛的调查研究,获得了多类型环境变量数据和物种现时分布位点信息,采用生态位模型在小尺度上模拟了普氏原羚的空间适宜分布区域。进而,结合该物种的生态特征及当前的空间分布,将该物种分布地划分成了8个相对独立的生境斑块,其中哈尔盖-甘子河斑块面积最大。利用最小成本路径 (LCP) 模型和电路理论(circuit theory)模型构建独立斑块之间最优迁移廊道,结果表明,普氏原羚不同斑块之间可规划7条最优迁移路径,其中青海湖东部的4个生境斑块的景观阻力值较小,最适宜构建斑块间的生物迁徙路径,是普氏原羚种群扩散和基因交流的关键迁移廊道。本项研究结果为普氏原羚重要栖息地的保护和斑块间生物廊道构建提供了明确方向,为恢复和提高普氏原羚种群的遗传多样性提供理论依据,为特有濒危物种的系统保护和栖息地恢复与修复提供科学支撑。

  研究论文Resistance-Based Connectivity Model to Construct Corridors of the Przewalski’s Gazelle (Procapra Przewalskii) in Fragmented Landscape近期发表于Sustainbility。博士研究生张婧捷为论文的第一作者,张同作研究员为通讯作者。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项和青藏高原第二次科学考察研究等项目资助。学科组依托中科院高原生物适应与进化重点实验室和青海省动物生态基因组学重点实验室。

  论文链接:https://doi.org/10.3390/su13041656

1.(A) LCP模型模拟的每个斑块间的最小成本路径;(B)电路理论模型模拟的斑块间连通性的电流图

2.;(A)普氏原羚的潜在避难区分布图;(B)普氏原羚的扩散路径与交通设施的交汇点分布图