【摘要】：在全球范圍內(nèi),過(guò)去幾十年兩棲動(dòng)物的數(shù)量和種類急劇下降,而且這種下降往往是不可逆的。相比鳥(niǎo)類和哺乳類,兩棲類面臨更加嚴(yán)重的威脅,將近一半的兩棲類種群數(shù)量正在急劇減少。在已受到威脅的兩棲類中,88%的物種是由城市化造成的棲息地喪失、碎片化和質(zhì)量下降引起的,城市化也因此成為兩棲類物種的最大威脅。隨著城市人口增長(zhǎng)、人類城市建設(shè)和城市擴(kuò)張,城市化對(duì)兩棲類的威脅也不斷加強(qiáng)。兩棲類是森林生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng)中重要的脊椎動(dòng)物,占據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中相當(dāng)比例的生物量,同時(shí)也是重要的捕食者和被捕食者。盡管兩棲動(dòng)物具有重要的生態(tài)功能,且數(shù)量急劇下降,但是相比較其他物種,關(guān)于兩棲類在城市和近郊區(qū)域的研究還不夠充分。本研究選擇正在經(jīng)歷劇烈城市化的中國(guó)城市——上海作為研究地點(diǎn),研究?jī)蓷惙N類和數(shù)量在不同城市化程度區(qū)域的分布,以及兩棲類和微生境、景觀尺度環(huán)境變量及池塘年齡之間的關(guān)系;使用回歸模型對(duì)估計(jì)了多重尺度下,影響兩棲類種類和數(shù)量的景觀結(jié)構(gòu)變量;以金線蛙為研究對(duì)象,采用線粒體細(xì)胞色素b基因作為分子標(biāo)記,評(píng)估城市化對(duì)兩棲類遺傳結(jié)構(gòu)的影響,并且比較了不同城市種群之間的遺傳差異。主要研究結(jié)果如下:1)城市化程度和大多數(shù)兩棲類的數(shù)量顯著負(fù)相關(guān),兩棲類的總的豐度和物種數(shù)都隨著城市化程度的加深而下降,城市化和總的兩棲類相對(duì)豐度呈顯著負(fù)相關(guān)(R2= 0.523,P = 0.000),和兩棲類的物種數(shù)量也顯著負(fù)相關(guān)(R2= 0.321,P =0.001),除了飾紋姬蛙(Microhyla fissipes,R2=0.131,P = 0.059)。每個(gè)兩棲類物種的豐度也隨城市化指數(shù)的增加而減少。城市化對(duì)各個(gè)物種的豐度造成顯著影響(黑斑蛙Pelophylax niromaculatus,R2= 0.246,P=0.002,;金線蛙Pelophylax plancyi,R2 = 0.247,P = 0.007;澤蛙Fejervarya ultistriatR2 = 0.437,P= 0.000;中華蟾蜍Bufo gargarizans,R2= 0.165,P=0.031)。不同的兩棲類物種對(duì)城市化的響應(yīng)各有差異。兩棲類對(duì)城市化的響應(yīng)模型表明,對(duì)于黑斑蛙、澤蛙和飾紋姬蛙以及總體兩棲類的數(shù)量而言,濕地年齡是一個(gè)重要的指示因子。池塘棲息地的質(zhì)量也相當(dāng)重要,水生植被覆蓋率越高,中華蟾蜍和金線蛙數(shù)量越多。城市化指數(shù)也和中華蟾蜍、總兩棲類數(shù)量和物種豐富度呈負(fù)相關(guān)。兩棲類繁殖棲息地周邊更大尺度的景觀變量例如農(nóng)田、森林和濕地也影響兩棲類的數(shù)量和豐富度,反映了兩棲類不同的生態(tài)需求。回歸模型也很好地解釋了 "擴(kuò)散-獨(dú)立-下降"(dispersal-dependent-decline)假說(shuō),傾向于擴(kuò)散的兩棲類對(duì)于棲息地碎片化和棲息地之間的連通性變化更敏感,而擴(kuò)散能力較弱的物種則對(duì)于棲息地碎片化不敏感,反而對(duì)于棲息地質(zhì)量有較高要求。2)本章的研究結(jié)果證實(shí)了兩棲類的分布受不同空間尺度上的景觀結(jié)構(gòu)變量影響。根據(jù)回歸模型,上海市的兩棲類通常對(duì)更大地理尺度范圍內(nèi)的景觀結(jié)構(gòu)變量更加敏感,多數(shù)最佳模型都是位于1500 m和2000 m半徑范圍內(nèi)的這一尺度。兩棲類不同物種對(duì)棲息地的不同偏愛(ài)使得兩棲類對(duì)不同尺度景觀結(jié)構(gòu)具有不同的響應(yīng)。在1000 m范圍內(nèi)和1500 m范圍內(nèi),斑塊多度(PR)和黑斑蛙(P.nigromaculatus)數(shù)量強(qiáng)烈正相關(guān);在1500 m空間尺度內(nèi),斑塊面積分布(AREA_MN)和斑塊多度(PR)與澤蛙(Fmultistriat.的數(shù)量強(qiáng)烈正相關(guān);在2000 m空間尺度內(nèi),連接度(CONNECT)和斑塊多度(PR)與澤蛙的數(shù)量呈強(qiáng)正相關(guān),而最大斑塊所占景觀面積比例(LPI)和澤蛙的數(shù)據(jù)呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)。飾紋姬蛙(M.fissipes)在四個(gè)尺度上的回歸模型支持度不佳。對(duì)于中華蟾蜍(B.gargarizans)而言,1500m和2000m半徑內(nèi)的景觀結(jié)構(gòu)更加重要,在所有景觀尺度內(nèi),中華蟾蜍的數(shù)量都和斑塊多度(PR)強(qiáng)正相關(guān)。金線蛙(P.plancyi)模型選擇結(jié)果表明,在500 m和2000 m尺度上的景觀變量能更好地預(yù)測(cè)金線蛙的數(shù)量。500 m景觀尺度內(nèi),香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)和金線蛙的數(shù)量呈顯著正相關(guān),而在2000m景觀尺度內(nèi),最大斑塊所占景觀面積比例(LPI)和金線蛙呈負(fù)相關(guān)。對(duì)于總的兩棲類數(shù)量而言,2000 m景觀尺度內(nèi)的變量能更好地預(yù)測(cè)兩棲類的總數(shù)量,最大斑塊所占景觀面積比例(LPI)是2000 m半徑內(nèi)唯一顯著的景觀變量,和兩棲類的總數(shù)量負(fù)相關(guān)。兩棲類種類的模型選擇表明,1000 m半徑內(nèi)的景觀能更好地預(yù)測(cè)兩棲類的種類,并且在所有的空間尺度內(nèi),散布與并列指數(shù)(IJI)都和兩棲類的種類呈強(qiáng)正相關(guān)。研究表明,景觀異質(zhì)性的過(guò)濾作用,根據(jù)不同物種的特性,產(chǎn)生不同的群落結(jié)構(gòu)。不同擴(kuò)散能力的兩棲類,對(duì)景觀異質(zhì)性做出不同響應(yīng),導(dǎo)致兩棲類群落的不同的分布格局。3)通過(guò)對(duì)上海市10個(gè)金線蛙種群的240個(gè)標(biāo)本的線粒體Cyt b基因片段的序列分析,共定義了 69個(gè)單倍型,其中單倍型多樣性(Hd)為0.856±0.021,核苷酸多樣性(Pi)0.0043 ±0.0003,平均核苷酸差異(k)2.948。長(zhǎng)興(CX)種群的單倍型和核苷酸多樣性最高,南匯(NH)種群的最低。各種群之間的核苷酸多樣性于單倍型多樣性之間存在一定關(guān)系,上海市的城市公園金線蛙種群的單倍型和堿基多樣性最低,郊區(qū)的單倍型和堿基多樣性高于市區(qū)。上海市的金線蛙種群分化程度處于中低的水平(Max FST= 0.296;MinFST = 0.004)。相對(duì)較低的FST值,反映了在小地理尺度范圍內(nèi),各種群之間有限的遺傳分化。城市種群和郊區(qū)種群,以及島嶼種群之間的遺傳分化顯著,而各城市公園之間的遺傳分化差異并不顯著。Nm所反映的種群分化格局和種群之間的關(guān)系基本上是一致的,各個(gè)種群之間的較頻繁的基因交流,使得遺傳分化相對(duì)較低。城市化導(dǎo)致了市區(qū)公園和郊區(qū)以及島嶼種群之間的顯著的遺傳分化。而各市區(qū)公園之間盡管在陸生棲息地被嚴(yán)重隔離,但黃浦江及其支流可能作為水上擴(kuò)散通道,有助于基因交流,所以沒(méi)有顯著分化。AMOVA分析的結(jié)果,上海市金線蛙88.35%的遺傳變異主要來(lái)自種群之間,ΦCT值也表明,將上海的金線蛙分為三個(gè)組存在可能性�；贑yt b基因序列的系統(tǒng)發(fā)育分析表明金線蛙的69個(gè)單倍型并沒(méi)有對(duì)應(yīng)城市化程度形成相應(yīng)的單系,來(lái)自不同地區(qū)的個(gè)體如:城市公園、郊區(qū)和島嶼,也沒(méi)有規(guī)律性地聚合為一個(gè)或幾個(gè)分支。這表明上海不同城市化區(qū)域的金線蛙并沒(méi)有形成不同的進(jìn)化譜系。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q958

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3 劉W，

本文編號(hào)：2416221