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地理地质-中国湿润半湿润地区啮类动物的分布格局


地理地质-中国湿润半湿润地区啮类动物的分布格局.txt 为什么我们在讲故事的时候总要加 上从前?开了一夏的花,终落得粉身碎骨,却还笑着说意义。摘要:系统收集并整理了我国湿 润半湿润地区啮类动物的地理分布资料,基于 GIS 技术,通过生境分析,确定了每个物种的分 布范围,采用 6 470 km2 的等面积栅格作为地理分布单元,系统研究我国湿润半湿润地区啮类 动物地理分布规律。我国湿润半湿润地区有啮类动物 156 种,隶属于 2 目、12 科、62 属,占我 国啮类动物总数的 71·23%。地理单元的物种丰富度分析结果表明,云南西部到四川中部的横 断山区、 陕西秦岭和甘肃南部山地的啮类动物丰富度较高;河北省东南部、 山东、 河南、 江苏、 安徽的长江以北地区及长江三角洲、湖南和湖北的沿江地区以及四川盆地等地物种丰富度较 低。地理单元有无物种分布的层次聚类分析结果表明,我国湿润半湿润地区分为三大区域:东 部季风区的南北两区(以长江下游-秦岭一线分界),以及青藏高原的半湿润区。 关键词:中国湿润半湿润地区;啮类动物;GIS;地理分布;物种丰富度 Abstract:Available geographical data of glireswere collected to build their digital distributionmap in the humid regionof China based on habitat analysis supported by GIS. Using the equal-area grids of 6 470 km2as geographical units,the distributional patterns of glires in the humid and semi-humid and semi-humid region of China were studied. Thereare 156 glires species in the study area, which are classified under 62 genera 12 families and 2 orders, accounting for71.23% of the total glires species in whole China. Two areas harbor a high species richness in the study area, i.eQinlingMountain in Shaanxi Province and the mountains in the south of Gansu Province, and HengduanMountains inthe Yunnan and Sichuan Province. Relatively, the areaswith lowspecies richness locates in south ofHebei Province,Shandong, Henan and Jiangsu Province, the part of Anhui Province in the north side of Yangtze River and delta ofYangtze River, the areas of Hunan and Hubei along the Yangtze River, as well as the Sichuan basin. All thegeographical units are divided into three groups according to the glires species component by hierarchical clusteranalysis, i.e. north and south of the monsoon region dividing by the line from lower reaches of Yangtze River to theling Mountain, and the semi-humid zone of the Qinghai-Tibet Plateau. Key words:The humid and semi-humid region of China; Glires; GIS; Geographical distribution pattern; Speciesrichness 啮齿动物的概念分为广义和狭义两种。本文采用的啮类动物(Glires)这个概念既不同于 林奈代写论文时期的啮类(Glires),也与原来的啮齿动物(Rodentia)不同,它是兔形目和啮齿 目动物的合称[1]。啮类动物是一类重要的小哺乳动物,因其种类多,分布广,适应多种生境, 成为动物地理学研究的重要对象和生物多样性的指示类群。 一些种类与人类关系密切,有的还 是疫病的传播者,其区系分布一直受到人们的密切关注,国内学者开展了大量的区系调查工作, 并对不同区域的分布规律进行了有意义的探讨[2~11],这些工作为我们进一步开展大尺度的 啮类动物地理分布规律研究积累了宝贵的资料。 我国的湿润半湿润地区地理跨度大,地形地貌复杂多样,景观异质性程度高,气候由热带、 亚热带一直过渡到寒温带,生物多样性的分布复杂多样。在动物地理区划上,该地区跨东洋和 古北两界,区系成分复杂。 此外,该区域是我国人口的主要聚集地,人类活动对自然环境和生物 多样性的影响深广。 因此,研究该地区啮类动物地理分布的规律对鼠害防控和生物多样性资源 管理具有重要意义。 本文通过对我国湿润半湿润地区啮类动物的分布资料进行系统整理,从物 种组成、丰富度格局和物种组成的地区分异几个方面探讨我国湿润半湿润地区啮类动物的分 布格局。 1 地理分区与自然概况中国湿润半湿润地区位于我国的东部和北部。

本文将中国综合自然地理区划部分中的东部季风区(湿润区和半湿润区)及青藏高原区的 半湿润地区作为本研究的工作范围,大致位于东经 92°~135°,北纬 4°15′~53°31′范围 内;因资料所限,台湾岛和海南岛以外的中国海洋岛屿未包括在内。 本地区以低海拔地形为主, 大部分地面在海拔 1 000 m 以下,包括平原、盆地、高原、丘陵、山地等多种地形;地处东亚 及东南亚季风区,受季风影响气候湿润或较湿润,在东北和华北,湿润程度随距海洋距离的增 加而减少;气温随纬度变化呈带状分布;天然植被以森林为主,有一部分森林草原;为我国主要 的农垦地区,目前除极少数地方外,大部分天然森林已不复存在,可以开垦的地方几乎全部开 辟为农田。 人类活动成为影响物种分布和分布区演化的重要因素。 周立志等的研究结果表明, 喜马拉雅山南坡、大兴安岭西南麓、阿尔泰山地和祁连山东段在啮齿动物物种成分和生态型 组成上,都明显有别于我国其他干旱地区,尤为突出的是寒湿型所占比例最高。从动物地理学 角度来看,这些地区应归属于湿润区[9]。鉴于这些地区啮类动物的分布特征已有充分的研究 和讨论,本文不再赘述。 2 研究方法 2·1 分布资料的收集和整理 我国湿润半湿润地区啮类动物物种分布资料主要来源于 中国动物志、 各地方动物志、 已公开发表的记录有啮类动物物种分布信息的论文[2~8, 12~33], 以及中国科学院动物研究所标本馆中馆藏啮类动物标本的采集记录。参考《啮齿动物学》中 的分类系统[1]制订出本地区啮类动物系统分类名录,对这些物种的分布信息和适宜生境进行 系统整理和分析。2·2 物种分布图的绘制 对收集到的啮类动物分布地点进行了校对和分 析,利用 MapInfo 软件,将分布地名转化为地理坐标,并进一步形成物种分布点的数字化地图。 根据 Scott[34]和周立志[35]预测动物分布的方法,结合物种地理分布数据及其适宜生境的 分布范围,应用 GIS 的空间分析功能确定物种分布范围:有分布记录有适宜生境的,以适宜生 境的范围为其分布范围;相邻的无分布记录的县,但有连续的适宜生境分布到该县,且没有明 显地理阻隔的,作为该物种的潜在分布范围;无分布记录的孤立适宜生境,不作为该种的分布 范围;有历史分布记录,无适宜生境的,不作为该种分布范围。根据中国资源环境数据库(1∶4 000 000 比例尺)中的地形地貌等其他生境要素,对分布图进一步修订和核准。2·3 啮类动 物分布格局的研究 为了便于与干旱区啮类动物分布格局的比较,我们参考周立志等研究中 国西部干旱地区啮类动物分布规律的方法[9,10],采用 6 470 km2 等面积栅格作为基本地理单 元,将我国湿润半湿润地区划分为 939 个地理单元。在 MapInfo 软件中,将各个物种的分布图 进行叠加,利用查询功能,计算了 939 个地理单元中的物种数,以揭示我国湿润半湿润地区啮 类物种丰富度的分布格局。 提取地理单元中的物种分布数据(二元数据,有分布为 1,无分布为 0),采用 Jaccard 系数计算相似性矩阵[36],采用组间平均链锁法(Between-groups)[37],对 地理单元进行层次聚类分析(SPSS 10·0 软件),以揭示我国湿润半湿润地区啮类动物在不同 地区分布的分异状况。 3 结 果 3· 啮类动物的物种组成 我国湿润半湿润地区共有啮类动物 156 种,隶属于 2 目、 1 12 科、62 属(表 1),占我国啮类动物物种总数 219 种[1]的 71·23%,占世界啮类动物所有种类的 6· 59%。 在我国,仅分布在湿润半湿润地区的啮类动物 84 种,占我国湿润半湿润地区啮类动物 物种数的 53·85%,占全国啮类动物物种数的 38·36%。 啮类动物的物种多样性 在我国 湿润半湿润地区的地理单元中,云南西北部高黎贡山及邻近地区的物种丰富度最高,超过 50 种;其次是云南南部和西部的大部分地区、 四川省中部的横断山地、 甘肃南部至陕西秦岭等地 区,物种数 40~49 种;再次是云南省东部、 广西省的西部和北部、 贵州省及其邻近地区的山地, 以及鄂西、陕南、重庆的大巴山地区,地理单元中啮类动物的物种数在 30~39 种之间;西藏东 部、四川西北部和四川盆地、湖南省的西部和南部、广西东南、广东北部、海南、江西、福 建、台湾、浙江、安徽的皖南山地、河南西部、陕西东北、山西、河北的北部、北京、天津,

以及东北湿润区与干旱区的交界地区,物种丰富度一般,在 20~29 种之间;而江苏北部沿海、 山 东半岛到河北东南部的物种丰富度最低,局部地区物种数不到 10 种;其余地区丰富度也较低, 在 10~19 种之间(图 1)。 3·3 啮类动物分布的地区分异 依据我国湿润半湿润地区啮类动物在各地理单元中有 无分布的数据进行聚类分析,结果表明:当距离系数为 0· 时,939 个地理单元被聚为 10 组; 364 当距离系数为 0·290 时,进一步被聚为 5 组;当距离系数为 0·217 时,聚为 3 组;当距离系数 为 0·143 时,聚为 2 组(图 2)。由于进行聚类分析的目的是为了划分地理单元组,并显示各单 元组之间物种组成的亲疏关系,反映在聚类树状图上即为各“支”的合并步骤。因此,本文仅 给出 939 个栅格单元被聚为 10 组之后的聚类结果。 当地理单元聚成 10 组时,这 10 个地理区域分别是,ⅠA:东北平原、 大小兴安岭和长白山; ⅠBa:冀热山地、河南中部山地、黄土高原、河套平原到贺兰山和陇西山地;ⅠBb:华北平原; ⅡAa1:甘肃兰州以南以西的甘、青、川三省临界地区经四川西北部到西藏昌都地区的察雅、 八宿一带;ⅡAa2:西藏东部山地、拉萨市及其以北地区和青海南部山地;ⅡAb1:西藏南部雅鲁 藏布江以南地区;ⅡAb2:西藏东南部的墨脱和察隅地区;ⅡBa1:北到大巴山、 大别山一线,南到 海南岛,西到横断山脉,东到东南沿海的广大区域;ⅡBa2:秦岭、 大巴山地向西到甘肃东南部和 四川北部的山地;ⅡBb:台湾(图 3)。 图 2 基于啮类动物物种组成的我国润湿半湿润区地理单元聚类分析树状图 Fig·2 Cluster dendrogram based on the speciesdistribution of glires in humid andsemi-humid regions of China 采用 Jaccard 系数计算相似性矩阵,组间平均链锁法进行聚类;图中的编号 所代表的地理单元组见正文;标尺显示距离系数。Distance index: Jaccard index; Cluster analysis method:Between-groups. See the text for the meanings of the groupcodes, distance index was given under the figure. 当聚为 5 组时,分别是Ⅰ:华北平原南端和 秦岭一线以北的我国北方大部分地区;ⅡAa:甘肃兰州以南以西的甘、青、川三省临界地区经 四川西北部到西藏东部山地、拉萨市及其以北地区和青海南部山地;ⅡAb:西藏南部雅鲁藏布 江以南地区、 以及西藏东南部的墨脱和察隅地区;ⅡBa:北到大巴山、 大别山一线,南到海南岛, 西到甘肃东南部和四川的横断山地,东到东南沿海的广大区域;ⅡBb:台湾。聚为 3 组时,我国 北部为一组(Ⅰ),甘肃·58· 动物学杂志 Chinese Journal ofZoology43 卷图 3 我国 湿润半湿润地区啮类动物地理单元组区划分示意图 Fig. 3 Division of geographical unit groups of the humid and semi-humid region of China 本图显示地理单元分成 10 组时的 情况;地理单元组编码对应图 2 中的编码。This map showed 10 groups by Cluster Analysis, the codes here as same as those in fig. 2. The legend as same as those in fig. 1. 兰州以南以西地区经青海南部、四川西北部到西藏东部的山地为一组(ⅡA),南部包括海南和 台湾为一组(ⅡB)。当聚为 2 组时,ⅡA 和ⅡB 聚为一组,形成将我国湿润半湿润地区分为南北 两大片的格局。 4 讨 论 我国湿润半湿润地区啮类动物占我国啮类动物种数的 71·23%。其中,在我国仅分布在湿 润半湿润地区而干旱地区无分布的啮类动物 84 种,占我国湿润半湿润地区啮类物种数的 53·85%,占全国啮类种数的 38·36%。据周立志等[38]的统计,我国干旱地区的啮类动物共有 119 种,占全国总数的 58·3%。其中 67 种为我国干旱地区特有。与干旱区相比,我国湿润半湿 润地区的物种资源更为丰富。 我国湿润半湿润地区啮类动物物种丰富度高的区域主要有两个: 一个是由陕西秦岭向南·59·5 期邢雅俊等:中国湿润半湿润地区啮类动物的分布格局 南部到四川盆地西缘山地。这是我国湿润地区向干旱地区过渡的区域。从干旱地区啮类动物 的多样性分布状况来看,在祁连山、贺兰山等干旱区的边缘地带,同样出现物种多样性相对较 高的情况[10]。 并且,从该区域往北,湿润区与干旱区交界地区,啮类动物的物种丰富度均高于

远离交界地区的核心区。 这些景观过渡区中物种多样性高的现象印证了生态学上的边缘效应; 另一个是占云南省西部和四川省中南部的横断山区。横断山区属于地理环境非常复杂并具有 多种垂直带状分布特征的地区,小型兽类的物种较为丰富[11]。 该区还是连接中南半岛和大陆 的桥梁,是动物自中南半岛分布至我国的通道,物种丰富度较高[39]。 一般来说,高的景观异质 性对生物多样性有利[40]。 无论是湿润区-干旱区的过渡区域,还是山地-平原的景观交错地带, 或是高山-低谷相间的垂直性地带,都可以归结为较高的景观异质性,这些地区出现较高的物 种丰富度,再次印证了空间异质性对生物多样性有利这一观点。 我国湿润半湿润地区为我国主 要的农耕区,人口众多,人类活动对自然地理环境的影响十分巨大。本研究的结果中河北东南 部、山东、河南、江苏、安徽的长江以北地区、长江三角洲、湖南湖北的沿江地区以及四川 盆地等地,啮类动物物种丰富度均较低。而这些地区的人口密度均超过 300 人/km2,在全国范 围内属于人口密度较高的区域[41]。 因此可以推测,较高的人口密度和频繁的人类活动可能对 这些地区啮类动物的物种丰富度造成重要影响。根据啮类动物物种组成的地区分异情况可以 看出,我国湿润半湿润地区主要可以分为三个大区:东部季风区沿长江下游-秦岭一线分为南 北两大区域,另一区域为青藏高原的半湿润区。季风区北部的物种组成在区系上属古北界,其 南部则属于东洋界,而青藏高原东部半湿润区的物种组成带有独特的高寒和高原特色。 物种组 成的地区分异是自然地理环境和动物区系的历史发展共同作用的结果。 参 考 文 献 [ 1 ] 马勇,杨奇森,周立志.啮齿动物分类学与地理分布.见:郑智民,姜志宽,陈安国主 编.啮齿动物学.上海:上海交通大学出版社,2008, 34~139. [ 2 ] 陈鹏,金岚.吉林省陆栖脊椎动物的生态地理分布.动物学 报,1981,12(3):281~286. [ 3 ] 周开亚,钱伟娟,杨光平等.江苏省啮齿类的调查.动物学杂志,1981,(3):38~42. [ 4 ] 卢浩泉.山东省哺乳动物区系初步研究.兽类学报,1984,4(2):155~158. [ 5 ] 叶正襄,龙丘陵,汪笃栋.江西啮齿动物初步调查.中国鼠类防治杂 志,1989,5(4):230~231. [ 6 ] 杨光荣,王应祥.云南省啮齿动物名录及与疾病的关系.中国鼠类防治杂 志,1989,5(4):222~229. [ 7 ] 秦耀亮.广东省啮齿动物的地理分布与区划及其防治.动物学杂 志,1979,(4):30~34. [ 8 ] 洪朝长.福建啮齿动物的地理分布和地理区划.动物学报,1981,28(1):87~98. [ 9 ] 周立志,马勇,叶晓堤.中国干旱地区啮齿动物物种分布的区域分异.动物学 报,2002,48(2):183~194. [10] 周 立 志 , 马 勇 . 中 国 西 部 干 旱 地 区 啮 齿 动 物 多 样 性 分 布 格 局 . 生 物 多 样 性,2002,10(1):44~48. [11] 龚正达,吴厚永,段兴德等.云南横断山区小型兽类物种多样性与地理分布趋势.生 物多样性,2001,9(1):73~79. [12] 寿振黄.东北兽类调查报告.北京:科学出版社,1958. [13] 寿振黄.中国经济动物志(兽类).北京:科学出版社,1962. [14] 徐龙辉.海南岛的鸟兽.北京:科学出版社,1983. [15] 四川资源动物志编辑委员会主编.四川资源动物志(第二卷兽类).成都:四川科学 技术出版社,1984.


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