协同生物多样性保护和生态系统服务功能维持对制定系统性保护规划具有重要意义.研究以青藏高原为研究区,应用Maxent模型模拟了重点植物的空间分布,结合世界保护联盟(IUCN)重点动物空间分布数据和生态系统服务空间分布,利用Zonation模型依次识别了基于单一因素的保护优先区以及集成生物多样性和生态系统服务的保护优先区,评估了青藏高原现有自然保护地对保护优先区、重要物种及生态系统服务的保护状况和保护空缺.结果表明:(1)青藏高原保护优先区保护价值呈现由东南向西北递减趋势,优先区主要分布在青藏高原东南缘喜马拉雅山地、雅鲁藏布江中游河谷及横断山区等区域,生物多样性保护优先区和生态系统服务保护优先区分布略有差异,存在43.2%的空间重叠;(2)在重要物种保护上,自然保护地对两栖动物的保护率最高,平均保护了 38.2%,哺乳动物次之(24%),爬行动物的保护率较低,仅为 10.2%.对生态系统服务功能覆盖率分别是 44.1%(防风固沙)、27.1%(水源涵养)、22.3%(土壤保持)、17.1%(碳固定)和 16.6%(洪水调蓄);(3)自然保护地对研究识别的保护优先区存在保护空缺,仅覆盖了 26.8%的集成保护优先区,Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级优先区保护空缺面积占青藏高原面积的 7.2%、6.9%和 7.7%.研究结果可为青藏高原以国家公园为主体的自然保护地体系优化提供科学依据与理论支撑.

随着全球气候变化,植物的生长和生存模式均受到影响.预测气候变化下物种潜在的地理分布范围变化,是判断该物种如何响应气候变化的重要手段,有助于制定科学的物种保护策略.巨柏(Cupressus gigantea)是雅鲁藏布江中游末段及主要支流尼洋河近江河段河岸带的特有物种,也是国家一级重点保护植物,其分布范围主要在朗县至米林市丹娘乡的雅鲁藏布江两岸及尼洋河河谷的巨柏公园,生存受到区域自然资源开发和气候变化的明显影响.该研究基于巨柏当前地理分布数据、地形因子、当前及未来气候条件下的环境因子数据,利用最大熵(MaxEnt)模型、广义线性模型(GLM)和广义相加模型(GAM)与ArcGIS空间分析分别对西藏当前及未来2081-2100年2种气候变化情景(高排放模式SSP5-8.5和低排放模式SSP1-2.6)下的巨柏生境适宜性进行模拟分析.研究结果表明:(1)巨柏的潜在地理分布范围较狭窄,适生区集中分布在加查县至米林市的雅鲁藏布江两岸和米林市至工布江达县的尼洋河两岸,在隆子县、贡嘎县、错那县等地呈零星分布;(2)对巨柏潜在地理分布影响较大的环境因子有最冷季平均气温、温度季节性、昼夜温差月均值和海拔,适宜范围分别为-1.62-2.14 ℃、565.29-603.78、11.66-12.97 ℃和2 898-3 550 m;(3)三种模型模拟结果均表明与潜在地理分布面积相比,未来气候变化情景下巨柏的总适生区面积呈现扩大的趋势,且SSP5-8.5情景下巨柏适生区面积的扩增程度明显高于SSP1-2.6气候情景;(4)与当前适生区质心相比,未来情景下的巨柏适生区质心整体呈向西南偏移的趋势,巨柏的分布区也呈向藏西南雅鲁藏布江中游方向较高海拔迁移的趋势.该研究探究了巨柏生长的关键影响因子及巨柏对气候的响应状况,对巨柏保护具有十分重要的科学意义和实践指导价值.

研究以人工孵化的异齿裂腹鱼(Schizothorax o'connori)仔稚鱼为材料,验证了异齿裂腹鱼耳石轮纹沉积规律和第一日轮形成时间,建立了耳石轮纹数与日龄的关系,基于此对采集自雅鲁藏布江干流中游桑日县-加查县段的野生异齿裂腹鱼仔稚鱼的出膜时间进行了推算,并结合胚胎发育积温推算了亲鱼产卵时间.结果表明:人工养殖实验确定了异齿裂腹鱼孵化有效积温为2062.67℃·h,生物学零度为6.31℃;在水温6.8-8.8℃条件下,50%样本耳石第一轮纹在出膜后第1天形成(理论值为出膜后8.94h,n=439);微耳石和矢耳石轮纹数均与日龄呈线性相关,方程斜率均与1差异不显著(P>0.05),表明两对耳石的轮纹沉积均为日周期性,即仔稚鱼的日轮数为日龄.对野生异齿裂腹鱼仔稚鱼生长过程中耳石形态发育观察发现,微耳石的形态稳定,轮纹清晰,更适宜作为日轮计数材料.依据野生仔稚鱼样本微耳石日轮数,结合采样时间及耳石轮纹沉积规律等,推算出2022年野生仔稚鱼样本的孵化时间为3月11日至5月2日,结合孵化积温与实测平均水温,推算出其产卵时间为2月8日至4月23日.文章为研究异齿裂腹鱼自然种群资源保护与流域水电站生态调度等提供了科学依据.

生态系统中生境斑块并非孤立存在,而是嵌于周边景观基质中.生境内种群赖以生存的资源和环境条件不仅取决于生境本身,更与景观基质组成与结构紧密关联.黑颈鹤是青藏高原的旗舰物种,雅鲁藏布江中游河谷高寒湿地是全球最大的黑颈鹤越冬地,为其提供了良好的觅食生境.厘清该区域黑颈鹤觅食生境选择如何受景观基质组成结构的影响,对于青藏高原旗舰物种保护以及流域生态系统综合治理具有重要意义.运用景观生态学原理,以遥感影像和实地黑颈鹤种群调查数据为基础,结合景观基质多尺度缓冲区构建、相关分析以及Maxent模型,分析2000-2020年雅江中游河谷黑颈鹤国家级自然保护区(日喀则片区)景观格局时空变化和觅食地生境特征及其与黑颈鹤种群的关系,探究景观基质对黑颈鹤觅食地选择的影响,并利用关键生境因子模拟黑颈鹤生境适宜性分布.通过分析发现:(1)时间尺度上,雅江中游河谷耕地面积先增加后下降,滩地持续减少;空间尺度上,觅食黑颈鹤种群呈东多西少的集群分布特征,其分布范围与河谷内耕地分布基本吻合;(2)景观基质对黑颈鹤觅食地选择影响显著.景观结构上,黑颈鹤偏好连通性好、优势度高的景观基质;景观组成上,偏好基质中耕地和水域类型,这与黑颈鹤的觅食习性及对环境安全的生态位需求有关;(3)景观基质结构组成对黑颈鹤觅食地选择的影响具有显著的尺度效应.景观基质结构影响最显著的空间尺度为1500-2000m.但基质中耕地、草地和水域等景观组成要素对黑颈鹤的影响具有不同空间尺度效应,分别为1500m、3000m和4000m;(4)通过模型模拟,揭示出黑颈鹤适宜生境面积先增后减,但总体较2000年呈上升趋势,且基质中觅食地与耕地的距离、水域斑块密度和偏好景观组成的优势度始终是生境适宜性解释率最高的景观因子.本研究揭示出,该区域乡村规划应该统筹优化黑颈鹤栖息生境及其景观基质中的作物生产以及居民生活,形成以黑颈鹤旗舰物种保护为核心的高寒湿地生态系统综合管理模式,从而增强青藏高原高寒生态系统的稳定性和可持续性,同时也为深入研究物种生境选择机制提供了思路.

为探究雅鲁藏布江中游浮游植物群落分布格局及其优势种时空生态位特征,于2021年7月、10月对该水域进行浮游植物样品的采集和水体理化因子的测定,鉴定浮游植物物种,计算浮游植物优势种生态位宽度、生态位重叠值、生态响应速率及相对资源占有率,运用共现网络模型分析群落的种间关联性,并对浮游植物优势种与环境因子进行Pearson相关性分析.结果表明:该水域共鉴定到浮游植物644种,隶属于8门12纲25目49科152属,其中,优势种22种,优势种中硅藻占90.9％,在群落中占绝对优势;丰水期的肘状针杆藻丰度最大(74.193×104细胞/L)且出现频率最高(0.867),是丰水期绝对优势种;整体上优势种生态位宽度时间(0.833)＞空间(0.254),优势种时空生态位宽度主要受空间生态位宽度的影响,空间异质性是影响该水域浮游植物优势种分布的主要因素;优势种时空二维生态位无意义重叠的种对占40.69％,优势种时空二维的生态位重叠以中、低等级为主,优势种间对时空资源需求异质性高,种间潜在竞争关系较弱;该水域枯水期浮游植物群落的网络结构紧密,群落连通性、群落复杂度和物种间生态位重叠度较丰水期高,两个水文期群落共现网络以正关联为主,种间的协同作用强于竞争作用;该水域水环境因子能驱动群落中优势类群的生态位分化,NO3-N、WT是影响雅鲁藏布江中游浮游植物群落优势种生态位分化的主要驱动因子.

为探究雅鲁藏布江多雄藏布流域鱼类资源现状,为西藏地区鱼类资源的保护与利用提供本底资料,研究人员于2016年3月、11月采用捕捞与走访调查相结合的方式对该流域鱼类资源进行了生物调查与多样性分析.研究共设置采样点10个,采集渔获物209尾,隶属于1目2科5属7种.以雅鲁藏布江中游土著鱼类鲤科鱼类为主,渔获物重量组成中尖裸鲤最高,占34.46％,其次为异齿裂腹鱼,占31.24％,拉萨裸裂尻和双须叶须鱼分别占到17.27％和16.84％,其它鱼类较少.渔获物大多为亚成体或幼体阶段.多样性指标Shannon-Weiner指数(H)为2.32～3.78,Simpson优势度指数(C)为0.11～).68,Pielou均匀度指数(E)为0.32～0.91,其中海拔最高的切热乡附近鱼类均匀度指数仅为0.32,生物多样性显著低于中下游及其他支流.结果 显示,多雄藏布流域鱼类物种多样性较低,种群扩繁与恢复能力弱,鱼类资源具有衰退趋势.

沿环境梯度揭示植物群落特征及其环境影响因子的研究是生态学研究的重点内容之一.雅鲁藏布江作为世界海拔最高的河流之一,目前尚未开展流域内白草(Pennisetum centrasiaticum)主要分布区植物群落研究.从雅鲁藏布江上游源头区仲巴县帕羊镇至中游米林县派镇白草主要分布区设置26个样地对植物群落特征进行调查.研究结果表明:(1)雅鲁藏布江中上游白草主要分布区有119个植物物种,属35科96属,主要有禾本科、菊科和豆科.各样点优势种有白草、砂生槐(Sophora moorcroftiana)、藏沙蒿(Artemisiawellbyi)、白莲蒿(Artemisia sacrorwn)、固沙草(OrinusthoroZdii),白草群落物种丰富度最大的是江孜县(S=37),最小的是桑日县(S=12),白草重要值最大的是拉孜县(67.52％),最小的是桑日县(11.88％);(2)26个样点的平均地下生物量为3374.23 g/m2,各白草主要分布区群落在0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm 土层的地下生物量占比分别为60.38％,26.36％和13.26％;(3)相关分析结果表明,白草高度与海拔(r=-0.60),白草高度与土壤pH(r=-0.53),白草生物量与土壤pH(r=-0.55)呈极显著负相关(P＜0.01);(4)RDA分析表明:轴1和轴2共解释全部方差的40.60％,在环境—群落的解释中起主导作用.(5)通过聚类分析,将雅鲁藏布江中上游白草主要分布区划分为梯度Ⅰ(平均3008.67 m)、梯度Ⅱ(平均3824.75 m)和梯度Ⅲ(平均4419.29 m),禾本科功能群在不同海拔梯度均有最大的高度、盖度和重要值,4个功能群(禾本科、豆科、菊科和杂类草)的高度随海拔上升而下降,群落物种丰富度和群落地下生物量占比随海拔上升而增加.上述结果表明白草是雅鲁藏布江中上游广泛分布的乡土草种,其群落特征多样,与环境因子有较强的相关性.

为评估雅鲁藏布江流域水生态系统的健康状态,研究于2013年10月、2014年4月和2014年7月,在雅鲁藏布江流域干流及其4大支流上设置了26个采样点,先对河流每个点位的海拔、坐标、河道底质类型及构成比例、河岸植被类型、水电工程等环境数据进行收集,随后采集周丛藻类群落数据,并在此基础上构建了周丛藻类生物完整性指数(P-IBI)评价指标体系,结果显示:调查期间,雅鲁藏布江流域干支流共观察到周丛藻类7门10纲23目34科70属(种),硅藻门(35.71％)、绿藻门(32.86％)和蓝藻门(20.00％)为前3个优势门类,周丛藻类的优势种均属于硅藻门,该水域属硅藻-绿藻-蓝藻型水体.周丛藻类Shannon-Wiener多样性指数的变幅为4.84—9.41,Pielou均匀度指数的变幅为2.41—4.80,则表明雅鲁藏布江流域整体为轻污型-清洁型水体.周丛藻类的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数与P-IBI评价指标体系共同说明:雅鲁藏布江流域干流上下游及其4大支流水生态系统的健康状态优于雅鲁藏布江流域干流中游的健康状态.研究雅鲁藏布江流域水生态系统周丛藻类的群落特征和水环境的健康状态,一方面能为西藏土著鱼类食性、摄食机制等的研究提供饵料数据基础,另一方面能对河流水生态系统的健康状况进行科学评价,从而保障西藏水生态安全.

为了解雅鲁藏布江中游干流及支流丰水期原生动物的群落多样性特征,于2021年7月利用18S rDNA高通量测序技术开展雅鲁藏布江中游原生动物多样性研究,并现场测定水体理化因子.结果表明:雅鲁藏布江中游原生动物在干流和支流两个河段上均以丝足虫门、纤毛虫门和双鞭毛虫门为主.群落Shannon多样性在河段间存在显著性差异;β多样性在两个河段上均以周转组分为主.研究区域原生动物群落存在显著的地理距离-衰减趋势;物种互作关系以协同作用为主导;影响支流原生动物群落的主要理化因子为pH、水温、海拔组合,影响干流原生动物群落的主要理化因子为电导率.原生动物群落受到地理距离、物种互作关系和理化因子的共同影响.本研究结果明确了雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性变化特征及其驱动因素,可为后续雅鲁藏布江原生动物研究以及青藏高原水环境保护提供数据支撑和参考.