人为干扰下荒漠啮齿动物集合群落格局及人工神经网络预测研究

在前期连续3项国家自然科学基金大量研究的基础上，在开垦、轮牧、过牧、禁牧（保持原生生境）四种不同干扰生境中，继续进行4年的野外定点研究和线路调查，通过分析连续14年的野外取样数据集，进一步研究荒漠啮齿动物集合群落格局-过程在人为不同干扰方式下的动态反应，检验集合群落理论对真实局地和区域的啮齿动物集合群落的可应用性。同时应用人工神经网络技术研究啮齿动物集合群落对不同干扰条件反应机制及其预测模型，特别是建立在样方尺度和区域尺度上的预测模型。在研究方法上可以为解决一些传统方法难以解决的复杂问题开创新的思路和途径。在理论上可以提出不同干扰方式下荒漠啮齿动物集合群落格局-过程的新理论，丰富和发展当代群落生态学的保护生物学和恢复生态学新理论，为荒漠草地可持续利用与生态建设、区域性鼠害预测与治理提供科学依据。

本项目在前期连续3项国家自然科学基金研究的基础上，在开垦、轮牧、过牧、禁牧（保持原生生境）4种不同干扰生境中，继续进行了4 年的野外定点研究和线路调查，结合前3项国家自然基金野外取样数据集，验证了阿拉善荒漠啮齿动物的集合群落在不同时间和空间尺度上的集合群落类型，进一步研究了荒漠啮齿动物集合群落格局—过程在人为不同干扰方式下的动态反应，检验了集合群落理论对局地和区域的啮齿动物集合群落的可应用性。同时应用人工神经网络研究了构成集合群落的局地群落（local community）中优势种在不同干扰下的预测模型。结果表明：阿拉善荒漠啮齿动物符合集合群落的特征，在较大空间尺度上，由集团效应决定啮齿动物集合群落的结构；在较小空间尺度上，物种分配理论决定集合群落的结构。较小空间尺度上的这种集合群落构成方式不受时间尺度及季节的影响。通过建立BP神经网络预测模型将啮齿动物种群数量与气象数据进行拟合及预测，结果表明：（1）子午沙鼠（Meriones meridianus）种群数量对气候因子的滞后时间，开垦干扰下滞后1个月；轮牧干扰下滞后12个月；过牧干扰下，滞后2个月；禁牧干扰下滞后36个月；（2）三趾跳鼠（Dipus sagitta）种群数量对气候因子的滞后时间，在轮牧、过牧和禁牧干扰下，均滞后2个月；（3）五趾跳鼠（Allactaga sibirica）种群数量对气候因子的滞后时间，轮牧干扰下滞后36个月；过度放牧干扰下滞后2个月；禁牧干扰下滞后3月；（4）啮齿动物群落中总个体数量与气候因子的滞后时间，开垦干扰下为3个月；轮牧和禁牧干扰下，滞后12月；过度放牧干扰下，滞后2月。这些结果表明，气候因子对不同鼠种存在脉冲效应，这种脉冲效应在不同干扰生境中受到的影响也不同。.本项目检验了集合群落理论对真实局地和区域的荒漠啮齿动物集合群落的可应用性。增加了集合群落理论的验证性实例，在理论上丰富和发展了当代群落生态学的保护生物学和恢复生态学新理论，在研究方法上为解决一些传统方法难以解决的复杂问题提出了新的思路和途径。为荒漠草地可持续利用与生态建设、区域性鼠害预测与治理提供了一些科学依据。