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行业新闻

科技护航,野生动植物在赛罕乌拉自然保护区“安居乐业”

 

开展野生动物多样性监测与保护技术研究,了解物种分布随生态环境变化的发展趋势,对于提高野生动物保护管理成效、维护生物多样性稳定和生态平衡,乃至探查全球气候改变对生物多样性的影响程度,有着极为重要的意义。

近日,内蒙古自治区公布了2018年度全区科学技术奖励名录,在科学技术进步一等奖的名单中,作为年度唯一一个用于生态环境保护工作的一等奖奖项,“赛罕乌拉国家级自然保护区野生动物多样性监测与保护技术研究”格外显眼。

历经10年,从基础研究到实践应用,内蒙古赛罕乌拉自然保护区的研发团队在林业科技领域的野生动物保护技术方面颇有成就,也为我国的自然保护区治理、野生动物保护提供了诸多可借鉴、可使用的经验和技术。

构建野生动物乐园,高科技参与其中

位于内蒙古自治区赤峰市的赛罕乌拉国家级自然保护区是一个以森林、草原、湿地、沙地等多样生态系统、珍稀濒危野生动植物和西辽河上游水源涵养地为主要保护对象的综合性自然保护区,已知野生动植物2719种,生物多样性资源丰富,被联合国教科文组织批准为世界生物圈保护区。

2006年,保护区联合北京林业大学共同开发实施野生动物保护研究的项目,对保护区进行了长达10多年的动态监测。保护区管理局工程师孟和达来告诉科技日报记者:“事实上我们同步开展了针对自然保护区的科学研究,结果证明,我们对保护区采取的多种保护措施成效显著,技术手段和思路对于国内自然保护区有重要的借鉴作用。”

据赛罕乌拉国家级自然保护区管理局局长李桂林介绍,此项目属林业科学领域、野生动物保护技术方向,位列《国家中长期科学和技术发展规划纲要》“生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建”优先主题范畴。

“10多年的检测过程,也是10多年的技术研究过程。集成分子鉴定、红外相机、无线电遥测等一套技术创新,构建了自然保护区野生动物动态监测管理体系,为我国自然保护区野生动物多样性监测与保护提供了示范,而我们的监测技术手段与成果也达到国际同类研究先进水平。”李桂林说。

记者在该研究的成果鉴定书中看到了如下结论:以我国森林草原过渡地带野生动物多样性动态为研究主题,方法科学、规范,数据翔实,结果可靠,构建了自然保护区野生动物动态监测与保护管理体系,为我国自然保护区野生动物多样性监测与保护提供了示范。

检测技术集成,让保护区一览无余

赛罕乌拉国家级自然保护区野生动物多样性监测项目集成了样线法、红外相机调查、无线电遥测跟踪以及GPS精确定位与GIS空间分析技术,在野生动物监测与保护研究中具有手段多样、方法先进、全面性、系统性的特点。

项目组从2015年开始对斑羚实施GPS跟踪研究,发现有个体死亡后开始设置红外相机,证实了猞猁对斑羚的捕杀。数据显示,现有跟踪的4只斑羚活动范围小,亚成年个体向外扩散的位点更多,从而离开出生地,避免与母兽竞争生存资源,同时减少近亲繁殖的机会,显示出对自然保护区有限栖息地空间的行为适应。“利用技术手段深入研究有蹄类动物的空间利用行为,对于阐明捕食者――猎物系统的长期动态平衡具有重要价值。”孟和达来说。

项目负责人、北京林业大学副教授鲍伟东博士介绍说:“我们的项目首次在国内整合无线电遥测与红外相机技术,从群落行为互动适应的角度,研究猎物适应捕食风险的行为特点,揭示了有蹄类动物家域大小的季节变化与空间利用行为的不同适应模式。”

项目组通过红外相机在动物活动节律中的应用,从猎物群落行为互动适应的角度研究了马鹿和狍适应捕食风险的行为特点。结果表明,由于狍的体型较马鹿小很多,成为猞猁的主要猎捕目标,因此,其生境选择和行为时间分配对策均不同于马鹿,显示出同域分布区有蹄类动物的不同适应模式,从而维持捕食者――猎物系统长期稳定共存。

利用无线电遥测在动物空间选择中的应用,项目组对马鹿和狍开展了VHF无线电遥测,比较了两者在自然保护区有限空间中的扩散和家域利用,发现雄性个体均有外出扩散的行为倾向,但限于安全空间不足,表现为在保护区附近和不同沟系的迁移,由此减轻种群近交压力。

“再比如对狍的遥测结果显示,一些个体的家域出现较大范围变化,避免被潜伏性捕食者长期跟踪,但另外一些个体的家域较为稳定,显示出不同的适应对策。这一结果显示出,建立区域性自然保护区网络有助于动物迁移扩散,维护大型有蹄类动物遗传多样性长期稳定。这些重要结论,均有赖于我们检测技术集成的研究和应用,这种技术手段,可以让我们第一时间了解自然保护区种群分布、物种变化等动态。”鲍伟东说。

非损伤分子鉴定,精准识别种群

在这项野生动物保护研究项目中,非损伤分子鉴定技术体系是另一大亮点。

鲍伟东介绍说:“这项技术目前在国际上也是比较先进的。我们都知道,国家级自然保护区的珍稀动物和濒危物种很多,利用麻醉和捕捉动物来获取动物组织,会对动物本身造成巨大伤害。鉴于此,我们改用采集动物的粪便样品来做DNA分析,效果非常好,这一套技术集成,我们称之为非损伤分子鉴定,与红外检测技术相结合,会取得事半功倍的效果。目前,我们已经做了两轮粪样采集,现在鉴别出来的种群数量已经达到101只。”

依靠这套全新技术,项目组建立了以非损伤采集动物粪样提取DNA鉴定猞猁和斑羚最小种群数量与性别结构的分析技术规程。规程应用结果显示,斑羚物种识别率为82.53%,性别鉴定率均为88%,个体鉴别能力达到0.99999。以此为基础,通过整合个体亲缘关系鉴定与GIS地理信息系统分析结果,研究人员发现了具有近缘关系的斑羚个体分布在不同的空间位置,揭示出斑羚的微生境选择具有在自然保护区有限空间环境中避免近亲繁殖交配的适应价值。这些研究内容为提高珍稀物种的保护管理成效提供了先进技术方法。

与此同时,项目组还建立了非损伤分子鉴定中华斑羚种群结构技术体系,提出了有蹄类动物和猫科动物粪便DNA提取和估算种群数量的分子鉴定操作流程,通过鉴定中华斑羚种群数量与性别结构的技术体系,探明中华斑羚近亲个体离散分布于不同山脊空间的适应性,以此来规避近亲繁殖风险。

通过10年监测技术成果的科学普及与应用,赛罕乌拉国家级自然保护区目前发现内蒙古蛇类分布新记录1种,内蒙古鸟类新记录2种,保护区新分布哺乳动物7种、鸟类98种,构建了野生动物多样性长期监测与保护管理体系,并在此基础上加强对野生鸟类资源的宣传保护工作。

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