高纬度地带,在冬季食物资源有限的环境中,野生大型有蹄类动物满足营养需求的同时,需要对植物中次生代谢产物进行平衡,回避有害物质并选择对机体有益的成分,从而形成特定的食物组成模式.以东北马鹿(Cervus elaphus xanthopygus)为研究对象,于2020年11月,在黑龙江穆棱东北红豆杉国家级自然保护区境内,采集东北马鹿粪便和植物样本.通过粪便显微分析法确定保护区内马鹿冬季食物组成,采用k-means聚类分析揭示马鹿冬季食物组成模式.应用广泛靶向代谢组技术对部分植物中次生代谢产物的含量进行全覆盖定性和相对定量检测,将食物组成与次生代谢产物数据整合,进行曼特尔检验(Mantel test)分析,以探究植物次生代谢产物对马鹿种群内食物组成模式的影响.结果表明,林区内马鹿种群冬季共采食30种植物,其中木本植物占92.48％;且种群内分别呈现出以东北红豆杉(Taxus cuspidata),簇毛械(Acer barbinerve),毛榛子(Corylus mandshurica)为主要食物的不同食物组成模式.广泛靶向代谢组技术共检测出638种次生代谢产物,有25种代谢物与马鹿采食频率显著相关,其中多数菇类物质抑制马鹿采食,而鞣质类物质对马鹿的采食选择有一定的正向作用;Mantel test结果显示,上述25种物质中黄酮、鞣质、菇类化合物相对含量与不同马鹿个体食物组成显著相关,说明这些代谢物相对含量和性质的差异会造成种群内不同个体食物组成的差异,是种群内形成不同食物组成模式的原因之一.从植物次生代谢产物角度揭示了该地区东北马鹿种群冬季食物组成模式呈现差异的可能因素,为进一步研究大型有蹄类营养策略和植物化学防御关系提供基础依据.

利用粪便显微分析法对贺兰山高山麝冬春季的食性进行了研究.采集高山麝活动区域内粪样和植物样本,采用频率转换法对数据进行处理,得到高山麝冬春季的食性组成及比例.结果表明:高山麝冬季共取食植物19科30种(属),其中蔷薇科(17.16％)、忍冬科(16.64％)、豆科(15.64％)和莎草科(10.93％)组成了高山麝冬季的主要食物;春季共取食植物20科31种(属),其中蔷薇科(27.37％)、杨柳科(13.28％)和豆科(12.84％)为主要食物;秦氏黄芪(Astragalus chingianus)为冬春季共同的主要食物,分别占冬春季食物的11.33％和11.04％;此外,高山麝也取食乔木类植物,取食量从冬季的9.53％上升至春季的18.67％;根据高山麝粪样镜检结果,计算其取食植物的Shannon指数、均匀度指数、生态位宽度指数,分析高山麝食物组成及其多样性,结果显示,3种指数冬季均高于春季.

食物是影响野生动物生存的关键因子之一,食性研究是了解野生动物与其生存环境关系的重要内容,也是评价动物生存状况和栖息地质量的基础工作.通过粪便显微分析法对内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区中华斑羚Naemorhedus griseus的食物季节性构成分析,发现中华斑羚全年取食植物16科27属31种,冬季取食植物种类与其他各季节的差异有高度统计学意义(x2 =28.865,P＜0.001),食物种类明显低于其他3个季节.各季节取食乔木的比例均最低,且冬季取食乔木种类仅1种.全年取食非禾本科草本种类各季节的差异有高度统计学意义(x2=17.213,P＜0.001),冬季明显低于其他季节.Shannon-Wiener多样性指数和食物生态位宽度由高到低依次为夏季、秋季、春季、冬季,而Pielou均匀度指数由高到低依次为夏季、秋季、冬季、春季.本研究结果表明,中华斑羚的食物选择对栖息地的植被变化具有一定适应性,受植物丰富度和可食部位,以及自身的季节性活动范围和能量平衡等因素的综合影响.

对贺兰山同域分布的高山麝和阿拉善马鹿秋季的粪便进行采集,利用粪便显微分析法对二者秋季食性进行了研究.分别采集高山麝和阿拉善马鹿活动区域内粪样和植物样本,分别获得两种动物40个复合粪便样本,采用频率转换法对数据处理计算,得到贺兰山同域分布的高山麝和阿拉善马鹿秋季的食性组成及组成比例.结果显示,高山麝秋季共取食植物20科30种(属),其中蓝锭果忍冬(11.96％)、秦氏黄芪(10.17％)、密齿柳(8.32％)、折枝绣线菊(6.82％)、内蒙野丁香(6.18％)组成了高山麝的主要食物;阿拉善马鹿秋季共取食植物12科29种(属),其中针茅(22.15％)、灰榆(21.14％)、早熟禾(16.90％)、小叶金露梅(11.62％)、山杨(10.00％)为阿拉善马鹿秋季的主要食物.高山麝和阿拉善马鹿共有9种食物重叠,生态位重叠指数为83.75％.秋季高山麝取食的Shannon-Wiener指数、Pieou均匀性指数、食物生态位宽度指数和最大的物种多样性指数均高于阿拉善马鹿.

本研究采用粪便显微组织分析法,调查了天山中部地区北山羊(Capra sibirica)的食物组成及季节变化.结果表明,在北山羊的粪便显微装片中共鉴定出14科37种(属)植物.禾本科为北山羊主要食物,夏季和冬季分别占食谱的54.30％和59.34％.莎草科、豆科、蔷薇科以及菊科也是北山羊较为重要的食物.其中高山早熟禾(Poa alpina)、嵩草属(Kobresia spp.)和针茅属(Stipa spp.)物种均为夏季和冬季采食较多的植物.卡方检验结果表明,北山羊的食物组成在夏季和冬季间有明显变化,蔷薇科和菊科在冬季食谱中所占的比例显著低于夏季(蔷薇科,Pearson x2=13.737,df=1,P＜0.01;菊科,Pearson x2 =4.784,df=1,P＜0.05),而对禾本科的采食比例冬季显著高于夏季(禾本科,Pearson x2=4.319,df=1,P＜0.05).种属水平上北山羊夏季与冬季的采食食物种类的比例具有极显著差异(Pearson x2=89.495,df=36,P＜0.01).上述研究结果表明,天山中部地区的北山羊属于泛食性物种,且食性有明显的季节变化.

西藏马鹿为我国特有种,曾一度被认定为野外灭绝.在其生境中有多种食性相近的野生有蹄类及家畜同域分布,探究青藏高原特殊环境下西藏马鹿与这些有蹄类的食物资源种间竞争与共存关系十分必要.2013年和2014年8-9月,采用粪便显微分析法确定了桑日县西藏马鹿自然保护区西藏马鹿、白唇鹿、藏原羚、牦牛、山羊草青期食物组成,并比较分析了西藏马鹿与同域野生有蹄类、家畜之间的食物重叠和分化状况.结果 表明:西藏马鹿与其他有蹄类具有相似的可食植物种类组成,但所占食谱比例不同.西藏马鹿主要可食植物多为其他有蹄类次要可食植物,其中弱小火绒草为西藏马鹿(在动物食谱中的百分比为11.2％)与牦牛(10.2％)共同的主要食物,西藏柳为西藏马鹿(9.6％)和白唇鹿(11.4％)共同的主要食物.从科级水平来看,豆科植物为西藏马鹿(21.4％)与藏原羚(42.5％)的共同主要可食植物,莎草科植物为白唇鹿(49.2％)、牦牛(33.4％)、山羊(50.3％)的共同主要可食植物.菊科植物作为西藏马鹿(29.6％)的主要可食植物,也是白唇鹿(7.6％)、藏原羚(11.6％)、牦牛(17.3％)和山羊(14.1％)的次要可食植物.禾本科植物作为西藏马鹿(7.1％)次要可食植物,较其他4种有蹄类(白唇鹿13.6％、藏原羚12.3％、牦牛11.5％、山羊16.0％)所占比例低.西藏马鹿与其他有蹄类食物重叠度均高于0.5,与牦牛的重叠度最高(0.65).西藏马鹿食物多样性指数(1.32)、均匀度指数(0.37)和生态位宽度指数(15.79)均较高.与2007-2008年相比,西藏马鹿食物组成变化较大,豆科植物比例增大,莎草科植物比例降低,食物质量总体有所提高.西藏马鹿与家畜之间存在较高的食物资源竞争,这将进一步影响西藏马鹿的分布范围和生存空间.

藏雪鸡(retraogallus tibetanus)生活在青藏高原及其毗邻地区,是国家二级保护动物.2016年5-8月,在青海省尖扎县,采集藏雪鸡新鲜粪便及可能食用的植物,采用粪便显微分析法研究了藏雪鸡食性.结果表明:藏雪鸡能以各种植物器官为食,叶片是其食用的主要器官,茎次之,再次是花和果(种子),根极少;藏雪鸡所食植物器官比例有明显季节变化,叶片的比例逐月下降,花的比例在7月显著增加,而果(种子)比例在8月陡增至28％;藏雪鸡能以生境中24科72种草本植物中的19科49种为食,还取食苔藓和地衣;禾本科和菊科植物是其主要食物,占食物总量的42％;草地早熟禾(Poapratensis)(22.35％)是主要食物种,蒲公英(Taraxacum mongolicum)等20种植物是其常见食物种;藏雪鸡所食植物种类比例季节变化明显,如草地早熟禾比例5-7月稳定在20％左右,但8月上升到30.20％,而蒲公英比例5-8月持续增加;藏雪鸡所食植物种类数稳定在35～36种,仅7月稍多(41种);不同月份的食物成分相似性较高(＞73％),食物的Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数相似,但8月食物生态位宽度指数明显低于其他月份.综上,藏雪鸡是广食性鸟类,且食性有明显的季节变化.本研究结果可为藏雪鸡救护和迁地保护时人工饲料配方的设计提供依据.

分布于内蒙古森林—草原交错带的东北马鹿(Cervus elaphus xanthopygus)种群,受冬季低温和雪被的影响,对营养和能量的需求发生变化,同时,交错带内植物区系复杂,草本植物覆盖率高,而野生东北马鹿冬季主要以木本植物的嫩枝为食,因此分布于该地区的野生东北马鹿种群将面临食物资源短缺、营养缺乏的潜在威胁.本研究于2019年和2020年冬季,在内蒙古高格斯台罕乌拉国家级自然保护区内,采集野生东北马鹿粪便样本共98份.采用粪便显微分析法了解内蒙古森林—草原交错带中东北马鹿冬季的食物组成,结合去趋势分析法揭示了东北马鹿冬季食物组成模式.对东北马鹿粪便残渣分析发现,东北马鹿冬季共采食22种(科)植物,其中2020年冬季发现东北马鹿大量采食云杉(Picea asperata,9.88％)为其新食物.对东北马鹿食物组成进行去趋势分析发现,两年冬季中多数东北马鹿呈现出以蒙古栎(Quercus mongolica)、山杏(Armeniaca sibirica)、细叶沼柳(Salix rosmarin-ifolia)和家榆(Ulmus pumila)等落叶乔木和灌木为主要食物,同时采食高比例禾本科(Poaceae spp.)植物的食物组成模式;少数个体因食物短缺而呈现出以云杉为主要食物的特殊组成模式.禾本科和云杉是引起东北马鹿冬季食物组成变化的主因.本研究揭示了内蒙古森林—草原交错带中东北马鹿冬季的食物组成模式,为该地区东北马鹿营养生态学的进一步研究与保护管理提供参考依据.

放牧活动对小型啮齿动物种群数量的影响是草原生态系统研究中的热点问题,确定绵羊和小型啮齿动物的营养生态位关系对于草原生态系统的管理具有重要的作用.运用粪便显微分析法分析了内蒙古草原动物生态研究站大型野外围栏内布氏田鼠和绵羊在6—9月份的食谱组成,确定两种草食动物食性选择和营养生态位的变化,从食物利用途径揭示放牧活动对布氏田鼠种群数量的影响方式及二者之间的竞争与共存关系.研究结果表明:围栏中共有23种植物,其中糙隐子草、克氏针茅、羊草和刺藜是围栏中的优势植物;布氏田鼠共取食10种植物,绵羊共取食8种植物,禾本植物为两种动物的主要采食植物.布氏田鼠和绵羊的喜食植物种类都存在季节性变化;除7月外,两种动物的食物多样性与围栏植物多样性有显著的正相关关系,表明动物的食性选择受植物资源变化的影响.布氏田鼠和绵羊具有很高的营养生态位重叠度,除8月(0.691)外,6、7、9月份的营养生态位重叠度均高于0.9,表明二者之间存在激烈的食物竞争;放牧活动极显著地降低了禾本科植物的地上生物量,导致布氏田鼠的食物数量减少;放牧处理下布氏田鼠的喜食植物的物种数和营养生态位宽度(除9月)增加,导致布氏田鼠的食物质量下降.以上研究结果说明,较高的营养生态位重叠度引起动物间激烈的食物竞争;放牧会影响围栏中植物资源的变化,进而影响布氏田鼠的食性选择,放牧活动可能通过降低布氏田鼠的食物数量和质量对其种群数量产生负面效应;这也说明适度的放牧活动在增加人类对草场利用的同时,又可降低小型啮齿动物的数量及危害.

同域分布的有蹄类动物面临食物资源竞争,而食物又是影响野生动物生存的关键因子之一,研究不同种类动物的食物构成可以反映其对栖息地条件的适应程度.本研究通过粪便显微分析法,对内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区马鹿(Cervus elaphus)和中华斑羚(Naemorhedus griseus)的冬、夏季食物构成进行比较分析.结果显示,马鹿在夏季取食22科48种植物,中华斑羚取食15科31种植物;在冬季,马鹿取食17科32种植物,中华斑羚取食13科23种植物.Pianka重叠指数显示,夏季时马鹿与中华斑羚食物重叠度为85.4％,冬季重叠度为77.6％.使用Levins指数计算,夏季时马鹿与中华斑羚的营养生态位分别是13.71和5.34,冬季时分别是11.08和4.02.在同一季节,马鹿取食植物的丰富度和均匀度均大于中华斑羚.本研究结果表明,马鹿与中华斑羚的食物选择对季节性食物资源变化具有适应性,但马鹿对环境的适应性高于中华斑羚;鉴于马鹿的分布范围广、种群数量多,建议在对物种与栖息地的保护中侧重于中华斑羚.