阿拉善荒漠啮齿动物集合群落对气候变化的响应研究

On the basis of study of the 4 continuous National Natural Science Funds, we chose 4 different kinds of patches including farmland, rotational grazing areas, over grazing areas and prohibited grazing areas in desert of Alax, Inner Mongolia. Field research will be conducted for 4 years both in live trap and snap trap sites built in different patches. Combining rodent data with local meteorological data recorded since 1991, pattern dynamic and prediction of desert rodent meta-community and local community suffered from human disturbances in the fragmental habitats will be analyzed using structural equation modeling (SEM) method to uncover mechanism of sensitive response of rodent meta-community in the deteriorative and fragile desert ecosystem on climate change. We assume that the pattern and mechanism of response of meta-community and local community on climate change are different, meta-community will have more complicated pattern and insensitive to climate change than local community. According to test this hypothesis, we may propose a new theory of pattern and process of rodent meta-community and local community in habitat fragmentation under human disturbance, enrich and promote latest theories in contemporary ecological theory of habitat fragmentation theory, such as conservation biology, restoration ecology and so on. In terms of methodology, introducing new methods to solve the questions in complex system, provide scientific basis of restoration and construction of desert ecosystem, sustainable utilization of grassland stock farming, prediction and comprehensive management for rodent pest control at regional scale.

在前期4个 国家自然基金连续研究基础上，在内蒙古阿拉善盟破碎化生境中选择开垦、轮牧、过牧和禁牧四种类型的斑块中，继续进行4年野外定点研究。结合当地1991年有记录以来的气象数据，通过本项目进一步研究荒漠破碎化生境中啮齿动物集合群落和局域群落在不同时空尺度下的动态格局与预测，应用结构方程建模揭示鼠类集合群落在荒漠脆弱生态系统中对气候变化的敏感性响应机制，提出假说：集合群落和局域群落对气候变化的响应格局和机制不同，集合群落将具有更复杂的格局，且对气候变化的敏感性要低于局域群落。通过验证这一假说，在理论上提出人为干扰下栖息地破碎化过程中啮齿动物集合群落格局-过程新理论，丰富和发展栖息地破碎化理论、保护生物学理论和恢复生态学理论等当代生态学前沿理论；在研究方法上探讨应用新方法解决复杂系统的问题，从而为制定荒漠生态系统恢复与保护策略、草地畜牧业的可持续利用、区域性鼠害的预测和综合治理提供科学依据。

为探究局域群落和集合群落尺度上啮齿动物群落对持续气候变化及人为干扰的响应机制，本项目于2018-2021年连续进行4年野外定位监测，并结合前期连续4项国家自然科学基金积累的数据进行了研究。野外样地内共设置禁牧生境、轮牧生境、过牧生境以及开垦生境4种不同的生境斑块。采用标志重捕法对该研究区啮齿动物群落进行调查，并对气候、土壤及植物群落进行同步调查。本研究分析了啮齿动物群落总个体数、多样性指数的季节格局、年度波动以及不同干扰生境间的差异性，进而应用结构方程模型分析了气候变化对啮齿动物群落以及不同干扰生境局域群落对集合群落的影响机制。结果表明：.（1）2018–2019年物集合群落主要优势鼠种为子午沙鼠，次要优势鼠种为三趾跳鼠以及五趾跳鼠，2020-2021年三趾跳鼠数量最高，成为群落主要优势鼠种。同时2014-2020年中集合群落内啮齿动物在局域生境间发生了多次个体扩散事件。.（2）局域群落与集合群落的物种丰盛度、香农维纳多样性指数以及Simpson多样性在季节格局上表现出明显的趋同性。总体上表现为集合群落显著高于局域群落。.（3）局域群落在干扰梯度上随着受干扰程度差异增大其相似性β多样性逐渐减小，群落共有种数量由春季到秋季在逐渐减少，在时间梯度上总体呈增大的趋势。集合群落尺度上空间物种转换（βSIM）和物种嵌套（βSNE）现象始终同时存在，且秋季最高；空间物种转换一直占据主导地位。.（4）降雨量和平均温度对集合群落总个体数、α多样性以及β多样性均存在显著的直接效应，温度对集合群落的直接影响较大，而降雨量则更倾向于间接地通过植被地上生物量来影响啮齿动物集合群落。.（5）局域群落β多样性对集合群落的β多样性呈极显著的负效应影响，而总个体数间呈极显著正效应；禁牧区局域群落α多样性对集合群落α多样性以及总个体数有显著影响；轮牧区局域群落α及β多样性均对集合群落β多样性存在极显著正效应；开垦区局域群落特征均对集合群落总个体数呈显著正效应。