大熊貓利用生境與人工林環(huán)境的比較研究

李 爽， 康東偉， 宋國華， 李俊清

(1. 北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院， 北京 100083； 2. 北京建筑大學(xué) 理學(xué)院， 北京 100044；3. 北京工商大學(xué) 嘉華學(xué)院， 北京 101118)

大熊貓利用生境與人工林環(huán)境的比較研究

李 爽1， 康東偉1， 宋國華2,3， 李俊清1

(1. 北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院， 北京 100083； 2. 北京建筑大學(xué) 理學(xué)院， 北京 100044；3. 北京工商大學(xué) 嘉華學(xué)院， 北京 101118)

采用野外調(diào)查方法，對小河溝自然保護(hù)區(qū)內(nèi)大熊貓利用生境和人工林環(huán)境的差異性進(jìn)行研究。結(jié)果顯示：兩種環(huán)境在郁閉度、灌木蓋度、竹子蓋度、喬木密度、灌木密度、竹子密度6個方面存在顯著差異(P< 0.05)，其中，以喬木密度、灌木密度和竹子密度作為判別因子構(gòu)建的判別方程，對兩類環(huán)境的正確判別率為98.15%。與大熊貓利用的生境相比較，人工林的環(huán)境特征是：喬木密度比較大，但灌木密度和竹子密度比較小。人工林環(huán)境難以滿足大熊貓對生境的需求，結(jié)果能夠?yàn)榇笮茇埳车幕謴?fù)工作提供重要參考。

大熊貓；生境利用；人工林；小河溝自然保護(hù)區(qū)

大熊貓(Ailuropodamelanoleuca)是中國的國寶，經(jīng)過多年的努力，大熊貓保護(hù)工作已取得了顯著成效，但生境喪失和破碎化仍是威脅大熊貓生存的主要因素[1]，為保護(hù)大熊貓，保護(hù)工作需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

自然恢復(fù)是恢復(fù)大熊貓生境的重要方式，但整個恢復(fù)過程需要經(jīng)歷較長時間[2-3]。與自然恢復(fù)相比，人工恢復(fù)可以在短時間內(nèi)快速提高植被蓋度[4]，但很多研究發(fā)現(xiàn)大熊貓很少甚至幾乎不利用通過傳統(tǒng)植樹造林所形成的人工林環(huán)境[5-8]。為了解大熊貓的生境利用和人工林環(huán)境的關(guān)系，本研究對小河溝自然保護(hù)區(qū)內(nèi)大熊貓利用的生境和人工林進(jìn)行調(diào)查，目標(biāo)是描述兩類環(huán)境的特征，以及比較二者差異性，以期為大熊貓生境的恢復(fù)、保護(hù)和管理等工作提供重要指導(dǎo)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

小河溝自然保護(hù)區(qū)(104°08′～104°30′E，32°29′～32°43′N)位于四川省平武縣境內(nèi)，建立于1993年，其總面積為28 227 hm2[9]。保護(hù)區(qū)的年降水量約為1000 mm[10-11]。區(qū)內(nèi)1月份平均氣溫為3.9℃，7月份平均氣溫為24.2℃[11]。保護(hù)區(qū)的海拔跨度較大(最高4790 m，最低1310 m)，地勢總體為西北高，東南低[9-10]。

1.2 調(diào)查方法

為調(diào)查大熊貓利用的生境與人工林的環(huán)境特征，2012年2—4月，在小河溝自然保護(hù)區(qū)內(nèi)布設(shè)并調(diào)查了18條線路，每條線路長度至少2 km，2016年3月，對其中的10條線路進(jìn)行重復(fù)調(diào)查。在調(diào)查方法方面，本研究以糞便作為大熊貓利用生境的主要依據(jù)[12-14]。具體是：首先，在每條線路中以發(fā)現(xiàn)的第一個大熊貓糞便為中心，設(shè)置規(guī)格為20 m×20 m的大熊貓樣方。然后，在每個20 m×20 m樣方中設(shè)置2個2 m×10 m的長方形樣方用于測量喬木和灌木的密度，這2個長方形樣方互相平分且垂直，其交叉點(diǎn)與20 m×20 m樣方的中心彼此重合，2個長方形樣方的各邊平行于20 m×20 m樣方的相關(guān)各邊[12-14]。最后，在20 m×20 m樣方中心和4個10 m×10 m樣方中心設(shè)置5個1 m×1 m樣方用于測量竹子密度[15]。對于每個大熊貓樣方，選擇9個變量進(jìn)行測量(表1)，并記錄森林起源(天然林和人工林)信息。

表1 調(diào)查變量與描述

為調(diào)查保護(hù)區(qū)內(nèi)的環(huán)境特征，在每條線路的起點(diǎn)，海拔每變化100 m處(以起點(diǎn)為參照)，以及終點(diǎn)處設(shè)置環(huán)境樣方。調(diào)查方法和指標(biāo)同上述調(diào)查相類似。

1.3 數(shù)據(jù)處理

為研究大熊貓利用的生境和人工林環(huán)境的差異性，首先，提取環(huán)境樣方中的人工林樣方，作為反映人工林環(huán)境特征的依據(jù)。然后，根據(jù)統(tǒng)計的要求，利用方差分析方法或Wilcoxon-Mann-Whitney檢驗(yàn)方法，比較每個變量在兩類樣方之間是否存在顯著差異。對于存在顯著差異的變量，進(jìn)而用判別分析方法進(jìn)行篩選，找出造成二者差異性的關(guān)鍵變量。同時，在進(jìn)行判別分析時，為確保各變量的獨(dú)立性，對存在顯著性差異的變量進(jìn)行相關(guān)分析，對于相關(guān)系數(shù)比較大的任意2個變量，只保留其中1個變量[16]。統(tǒng)計分析通過R i386 3.2.2完成，顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

在小河溝保護(hù)區(qū)內(nèi)，共調(diào)查大熊貓樣方36個，人工林樣方18個。所有大熊貓樣方在森林起源方面均為天然林(包括原始林與次生林)。在所有人工林樣方中，均未發(fā)現(xiàn)大熊貓的活動痕跡。

在選取的9個變量中，郁閉度、灌木蓋度、竹子蓋度、喬木密度、灌木密度以及竹子密度6個變量在兩類樣方之間有明顯不同(P< 0.05，表2)。在相關(guān)分析中，喬木密度和郁閉度(r=0.65)、灌木密度和灌木蓋度(r=0.56)、竹子密度和竹子蓋度(r=0.83)之間的相關(guān)性比較高，保留喬木、灌木和竹子3者的密度進(jìn)入判別分析。最終，判別分析的結(jié)果顯示，由這3個變量建立的判別方程對兩類樣方的正確判別率是98.15%。

與大熊貓利用的生境相比，小河溝的人工林環(huán)境特征是：喬木密度較高，但灌木密度和竹子密度較低(表2)。

表2 大熊貓樣方與人工林樣方的比較

a：方差分析方法；b：Wilcoxon-Mann-Whitney檢驗(yàn)方法

3 討論

在本研究所選的9個變量中，有6個變量在兩類樣方之間存在顯著差異，說明在小河溝自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，大熊貓利用的生境與人工林環(huán)境有著顯著的差異性。我們發(fā)現(xiàn)：由喬木密度、灌木密度、竹子密度3個變量建立的判別方程具有很高的判別正確率，說明它們是區(qū)分小河溝保護(hù)區(qū)大熊貓利用的生境與人工林環(huán)境的重要變量。

竹子是大熊貓的主要食物來源，據(jù)報道，每只成年大熊貓每天大約需要進(jìn)食10～18 kg竹子[17]，竹子對于其生境選擇具有重要意義。環(huán)境中較大的竹子密度對于大熊貓而言就意味著更多的食物資源[16]，因此，大熊貓利用的生境具有竹子密度相對較大的特點(diǎn)。然而，人工林中過低的竹子密度，很難滿足大熊貓對食物的需求。

人工林具有較高的喬木密度，而灌木密度、竹子密度均較低，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的可能原因是：充足的光照條件是林下植被更新、生長的重要條件[2,18]，而人工林內(nèi)栽植的喬木密度過大，郁閉度過高，導(dǎo)致林內(nèi)光照不足，難以滿足林下灌木和竹子對光照的需求，從而影響它們的更新與生長。因此，大熊貓的生境恢復(fù)工作，必須要充分考慮大熊貓-林木-竹子之間的相互作用關(guān)系[19]。

Lu等[6]和楊宏偉等[20]均認(rèn)為人工用材林不是大熊貓的適宜棲息地；康東偉發(fā)現(xiàn)王朗保護(hù)區(qū)內(nèi)大熊貓很少甚至幾乎不利用人工林[21]；四川省第四次大熊貓調(diào)查的結(jié)果顯示，人工用材林中的大熊貓痕跡點(diǎn)數(shù)占四川省全部大熊貓痕跡點(diǎn)數(shù)的7.70%[22]。本研究顯示：在小河溝自然保護(hù)區(qū)人工林樣方中未發(fā)現(xiàn)大熊貓存在的痕跡。因此，通過密植喬木的植樹造林方式很難恢復(fù)大熊貓的生境，大熊貓的生境恢復(fù)必須要充分考慮大熊貓的生境需求。

致謝：感謝參與本研究野外調(diào)查的所有人員！感謝小河溝自然保護(hù)區(qū)管理處鄢蜀歧主任、黃艦副主任對本研究的大力支持！

[1]國務(wù)院新聞辦公室. http://www.scio.gov.cn/xwfbh/gbwxwfbh/fbh/Document/1395514/1395514.htm, 2015-02-28.

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Comparative the habitat used by giant pandas and man-made forest

LI Shuang1, KANG Dong-wei1, SONG Guo-hua2,3, LI Jun-qing1

(1. College of Forestry, Beijing Forestry University, Beijing 100083;2. College of Science, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044;3. Canvard College, Beijing Technology and Business University, Beijing 101118, China)

Based on the field survey in Xiaohegou Nature Reserve, the difference between the habitat used by giant panda and man-made forest was studied. The results showed that 6 variables differed significantly between the habitat used by giant panda and man-made forest, they were canopy, shrub coverage, bamboo coverage, tree density, shrub density and bamboo density, respectively (P< 0.05). The discriminant equation composed of tree density, shrub density and bamboo density had a correct prediction rate of 98.15%. Compared with the giant panda habitat, the man-made forest was characterized by higher bamboo density, but lower in shrub and bamboo density. The man-made forest was not easy to fulfill the habitat requirements of giant panda. These results could provide important references for the restoration of the giant panda habitat.

giant panda; habitat use; man-made forest; Xiaohegou Nature Reserve

2016-05-04；

2016-05-23

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(BLX2015-34)；環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201509042)

李 爽，碩士，專業(yè)方向?yàn)樯鷳B(tài)學(xué)，E-mail：1004075140@qq.com

李俊清，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)學(xué)，E-mail：lijunqing8100@163.com

Q958.1

A

2095-1736(2017)02-0055-03

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2017.02.055