活动节律是行为生态学研究的一项重要内容,了解动物的活动节律是分析物种之间生态位分化、认识种间共存机制的重要内容.本研究借助红外相机技术,于2017年全年对分布于北京市密云区雾灵山自然保护区的豹猫(Prionailurus bengalensis)、亚洲狗獾(Meles leucurus)和猪獾(Arctonyx collaris)的活动节律进行比较研究.在35个位点布设红外相机,累计有效工作8 400个相机日,获得豹猫独立有效照片393张、亚洲狗獾682张、猪獾797张.采用非参数核密度估计方法分析3种动物的活动节律,结果显示,研究区域内3种动物的月活动节律随季节变化,初夏和初秋存在活动高峰.3种动物的日活动节律存在一定重叠,但具有各自不同的活动峰值:豹猫和猪獾在夜间活动强度较大,但猪獾的活动峰值较豹猫有所推迟,亚洲狗獾则在昼夜交替时期活动最频繁.3种动物通过活动节律峰值的差异产生了生态位分离,从而有利于同域分布下的共存.本研究从活动时间维度的峰值差异认识3种动物的活动节律生态位分化,有助于深入理解同域物种共存机制,为进一步开展3种动物行为生态适应研究、制定栖息地保护对策提供科学依据.

封面图片由江西省生态气象中心周媛高级工程师2023年11月4日拍摄于江西省南昌市新建区南矶乡境内的鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区(28°51′-29°08′ N,116°10′-116°25′ E).该保护区是长江湿地保护网络的首批成员、东亚-澳大利西亚候鸟迁飞区湿地网络成员、国际重要湿地和全国林草科普基地.

河流湿地是非常重要的湿地类型,其中河流湿地土壤能够有效维持河流湿地生态系统的稳定性.土壤碳氮磷是支撑湿地土壤质量和植被生长的关键营养元素,利用高光谱遥感数据对其进行估算对实现湿地土壤养分信息的快速和准确检测具有重要意义.土壤粒径作为土壤最重要的属性之一,对土壤样本的光谱反射率有着重要影响,并且是影响土壤结构、阳离子交换能力、植物养分可用性等的重要因素.以陕西黄河湿地省级自然保护区为研究区,于2022年8-9月采集477份湿地表层土壤样本,经过室内过筛处理后得到1.0 mm、0.3 mm、0.2 mm、0.1 mm四种不同粒径的土壤样本.基于原始光谱数据及一阶微分转换光谱数据对土壤碳、氮、磷含量建立不同粒径的偏最小二乘回归、随机森林、高斯过程回归3种预测模型,比较建模R2以及RMSR选择最优模型,并筛选敏感波段构建模型进行评价.研究结果显示:(1)光谱反射率数值随土壤粒径的减小而增大,0.1 mm粒径的预测模型相比于其他粒径始终有着更好的精度;(2)基于一阶微分光谱建立的土壤有机碳、全氮、全磷含量估算模型均具有更高的精度;(3)基于敏感波段建立的偏最小二乘回归模型,建模R2范围0.62-0.98,验证R2范围0.36-0.94,相比其他模型具有更优秀更稳定的反演效果.研究结果表明通过控制土壤粒径建立土壤碳、氮、磷含量的估算模型是可行的,选择合适的粒径大小能够提高反演模型估算精度.而偏最小二乘回归作为具有较高精度的反演模型可以帮助提高模型的稳定性和预测能力,从而更准确地估算土壤中的碳、氮、磷含量.研究结果为基于高光谱遥感的不同粒径处理的湿地表层土壤碳、氮、磷定量反演提供坚实的理论支撑与技术支持.

因生态位的高度重叠,森林更新早期草本植物同更新幼苗间存在着激烈的光能、养分及水分竞争,由此显著影响到森林更新过程.以山西省庞泉沟自然保护区蒙古栎更新幼苗为研究对象,设置4种草本竞争模式(无竞争、全竞争、地上竞争、地下竞争),2种土壤养分梯度(4 g/m2、32 g/m2),2种土壤养分分布模式(均质、异质),进行草本竞争盆栽试验.结果表明:1)草本竞争、土壤养分状况对幼苗更新均存在显著影响(P＜0.05).其中,幼苗各生长指标在无竞争、地下竞争处理间的差异,显著表明地下竞争效应的存在性,地上竞争效应同理.2)基于线性模型,对幼苗苗高、叶片总面积、叶片总生物量、三个细根亚径级根系表面积而言,草本竞争主效应的贡献率分别为80.66％、67.49％、49.39％、40.26％、59.09％、53.26％,同土壤养分浓度相比,草本竞争的森林更新效应更高;在土壤养分异质条件下,二者交互效应甚至显著大于土壤浓度主效应;草本竞争各组分分析结果表明地下竞争效应的贡献率始终处于主导地位.3)基于结构方程模型,揭示草本竞争森林更新效应及其内在组分的具体作用途径.在无竞争与全竞争处理下,幼苗更新潜力对光能吸收及养分吸收的标准化回归系数分别为0.61、0.46,表明草本竞争主要通过光能吸收影响幼苗的更新过程;草本竞争内在组分的群组分析中,地上竞争与地下竞争相应的标准化系数分别为0.31、0.74,表明后者是主要的作用途径.在定量评价草本竞争及其内在组分森林更新效应的基础上,深入探讨其作用机理,加深了人们对其在森林更新早期生态效应的认识,为森林更新实践提供理论指导.

基于四川小寨子沟国家级自然保护区2019-2022年135台红外相机的监测数据,研究了同域有蹄类的日活动模式、季节性活动节律差异及时空生态位重叠.结果显示:保护区共有8种有蹄类动物,中华斑羚Naemorhe-dus griseus分布最广、相对丰富度最高,岩羊Pseudois nayaur发现位点最少;在主要活动于森林的7种有蹄类中,中华斑羚全天活动,野猪Sus scrofa和小麂Muntiacus reevesi为昼行性,毛冠鹿Elaphodus cephalophus和中华扭角羚Budor-cas tibetana偏昼行性和晨昏性,林麝Moschus berezovskii和中华鬣羚Capricornis milneedwardsii偏夜行性.除中华扭角羚外,其他有蹄类冷暖季的日活动节律都有显著差异;时间生态位上,有蹄类活动节律重叠在冷暖季有差异,暖季的活动节律重叠度高于冷季;空间生态位上,野猪和中华斑羚的重叠指数最高,中华扭角羚和其他物种的重叠指数很低,提示大体型、集群的物种可能主要通过空间回避实现共存.研究结果丰富了有蹄类动物的基础信息,为保护区有蹄类的保护和生境管理提供了参考依据.

红腹角雉Tragopan temminckii是西南山地森林生态系统中的受胁雉类,目前对该物种占域模式及其影响因子的季节性变化尚缺乏了解.本研究于2021年4月—2023年4月在四川蜂桶寨国家级自然保护区山地森林(海拔1 500～3 000 m)内分层抽样49个1 km×1 km的网格,共布设52台红外相机,累计监测29 943个相机日,红腹角雉独立探测647次.占域模型结果显示:繁殖季(4-8月)红腹角雉占域率为0.71、探测率为0.33,倾向于选择阴坡,占域率随距最近公路距离、坡度、乔木平均胸径、草本盖度增加而降低,随海拔和天敌相对多度指数增加而升高;非繁殖季(9月至次年3月)红腹角雉的占域率为0.57、探测率为0.32,占域率随坡度、距最近公路距离和家畜相对多度指数增加而降低,随海拔、乔木平均胸径和灌木均高增加而升高.占域模式影响因子的季节性差异,表明红腹角雉在不同生活史阶段的栖息地需求和面临的外部压力变化,建议保护区开展红腹角雉保护工作时考虑其资源需求和威胁来源的周期性变化.

四川山鹧鸪Arborophila rufipectus是我国特有的珍稀濒危雉科Phasianidae鸟类.以四川老君山国家级自然保护区和四川马鞍山自然保护区为研究区域,基于2020-2022年红外相机的监测数据,采用非参数核密度估计方法对两地四川山鹧鸪种群的日活动节律进行了比较研究.结果显示:老君山种群在繁殖季的日活动节律为多峰型,非繁殖季为双峰型;而马鞍山种群的日活动节律均为双峰型.但2个种群的活动模式差异未达到显著性水平.这表明,四川山鹧鸪的日活动节律兼具保守性和可塑性,丰富了该物种的基础生态学资料.

以深圳福田红树林自然保护区为基地,设计与实施高中生物学研学旅行课程.课程利用保护区内丰富的生态资源,引导学生通过观察红树林、开展保护区内物种调查、参与课题研究等生态考察方式,培养学生的生物学核心素养,提高其科学探究与团队合作能力,并强化其保护生态环境的社会责任意识.

保护科学前沿研究重视克服单一学科的局限而向超越自然科学和社会科学跨学科交叉融合转型.基于世界自然保护联盟-世界保护区委员会(IUCN-WCPA)自然保护地管理有效性框架,从规划制定、执行和评估三个方面系统梳理了我国保护科学的研究进展,分析了保护自然科学和社会科学在研究内容、方法和视角等方面的差异,识别出潜在的跨学科综合研究领域.结果表明,我国保护自然科学与社会科学研究大多相互独立、缺乏融合协作,少有的跨学科研究在整体性、系统性、兼容性、深入性和规范性上有待提高.自然科学家在介入社会科学研究时缺乏对现实制度的科学理解,所提出的保护政策和行动建议偏向理想主义,阻碍保护科学跨学科知识生产;社会科学家则缺乏自然科学方法和数据的知识积累,所提出的政策和行动建议脱离事实和证据,偏向主观主义,不利于保护科学知识进步.为此,构建了基于自然保护地适应性管理逻辑下的保护科学跨学科整合框架,以推动保护科学共同话语的形成,实现社会与生态的耦合协调发展.

了解野生动物在自然环境中的行为表现,对于制定该物种的保护政策尤为重要.野生林麝(Moschusberezovskii)是湖南省分布的几种国家一级重点保护动物之一,但对其在野外的行为表现研究甚为匮乏.2019年4月至2023年6月,作者对湖南壶瓶山国家级自然保护区的固定红外相机监测数据进行了分类汇总,使用PAE编码系统开展林麝的行为谱及多样性研究.本文旨在:(1)参照PAE动物行为编码范式,建立林麝的行为谱及编码系统.(2)对林麝的行为数据进行统计并计算行为多样性指数,分析不同季节、性别、年龄组和生境间的差异.结果显示:(1)通过野生林麝845张有效照片和133段视频辨识了林麝7种姿势、65种动作和32种行为,基本涵盖了林麝的主要日常行为;(2)不同季节的行为多样性指数存在差异,春季(H春=0.8922,r春=0.3850)＞夏季(H夏=0.7954,r夏=0.3432)＞秋季(H秋=0.7775,r秋=0.3355)＞冬季(H冬=0.5094,r冬=0.2198);(3)雄麝、雌麝和幼体行为差异明显,幼体未记录到排遗、标记、自我指向3种行为,雌麝有较多的自我指向行为,雄麝独有标记行为,行为多样性指数表现为雌麝(H雌=0.6338)＞雄麝(H雄=0.5814)＞幼麝(H幼=0.3816);(4)林麝在针阔混交林的行为多样性指数最高,摄食行为频次居于各生境前列.综上,本研究首次提供了野生林麝的行为谱及其编码,将为深入地开展林麝行为生态学研究和保护管理提供基础数据.