尽管马可波罗盘羊(Ovis polii)栖居于帕米尔高原的高海拔地区, 但依然难以逃脱人类活动的干扰, 其生境被分割成大小不等的破碎化斑块。通过识别和构建潜在生态廊道, 提高生境斑块间的连接性, 能够缓解生境破碎化造成的不利影响, 降低种群灭绝风险。

马可波罗盘羊(Ovis polii)分布于中国、阿富汗、塔吉克斯坦、巴基斯坦和吉尔吉斯斯坦五国边境相邻的帕米尔高原, 是帕米尔高原的特有种和旗舰种, 因此又称帕米尔盘羊(图1)。该物种是中国国家II级重点保护野生动物, 《中国脊椎动物红色名录》易危级物种。马可波罗盘羊是典型的性二型物种, 成年雄羊体型明显大于雌羊, 体重最少为雌羊的两倍, 是野生绵羊里雌雄两性体型体重差距最明显的物种之一。

正处于发情交配期的马可波罗盘羊(左后为雄羊, 左前为雌羊, 右一为当年出生的羔羊)

马可波罗盘羊在国内主要分布于新疆喀什地区的塔什库尔干野生动物自然保护区(以下简称保护区), 主要在海拔3500–5000 m的高原活动, 是分布海拔最高的有蹄类动物之一。尽管马可波罗盘羊栖居地海拔如此之高, 但依然难以逃脱人类活动的干扰。国道314线从保护区内横穿, 加上道路两边围栏建设, 彻底将保护区分割成两个部分。除此之外, 保护区内有大量牧民放牧, 占据了保护区内质量较好的牧场, 与马可波罗盘羊直接竞争食物和生存空间。上述人类活动将马可波罗盘羊的栖息地分割成大小不等的破碎化斑块, 严重威胁马可波罗盘羊的生存,因此该物种的生存现状不容乐观。

我们课题组的最新研究表明, 保护区内马可波罗盘羊种群数量夏季约为1278 ± 569只、冬季为1815 ± 827只, 种群数量较小, 主要分布于保护区的西北部。该区域也是保护区内人类活动强度最大的区域, 人类活动势必会造成马可波罗盘羊生境的破碎化分布。在此情况下, 亟需探究不同生境斑块间是否存在潜在连接通道, 提高生境斑块间的连接性, 缓解生境破碎化对该物种造成的迁徙和基因交流等不利影响。中国科学院新疆生态与地理研究所杨维康研究员团队通过三年的野外观察和室内分析,首次系统全面地开展了保护区内马可波罗盘羊潜在迁徙廊道的识别工作。

马可波罗盘羊雌幼群(上)和雄性群(下)

《新疆塔什库尔干野生动物自然保护区马可波罗盘羊潜在生态廊道识别》一文首先采用生境适宜性指数评估保护区内马可波罗盘羊的生境质量, 在此基础之上确定其核心生境斑块。然后采用Linkage Mapper程序识别核心生境斑块之间是否存在迁徙廊道; 最后采用两种度量方法评价哪些核心生境斑块和生态廊道在维持马可波罗盘羊季节性迁徙和基因交流方面非常重要。上述结果可以为相关保护管理部门构建生态廊道、维持马可波罗盘羊生境连通性、实现该物种的有效保护提供科学指导。

研究结果表明马可波罗盘羊的适宜生境主要分布于保护区西北部, 这与我们野外调查发现该物种主要分布于保护区西北部相吻合; 夏季和冬季适宜生境面积分别占保护区总面积的65.79%和17.97%, 冬季适宜生境面积下降明显, 主要是由于: (1)冬季植物枯萎和大面积积雪覆盖导致可被马可波罗盘羊利用的食物生物量明显降低; (2)已有研究证实马可波罗盘羊对低温敏感, 而保护区东部和南部冬季气温极低, 不适宜马可波罗盘羊生存。也就是说食物少和低温是导致马可波罗盘羊夏季大量适宜生境在冬季转化为不适宜生境的两个主要因素。

此外, 保护区西北部也是马可波罗盘羊核心生境斑块分布最集中且面积相对较大的区域, 但是在夏冬两季都仅有28个核心生境斑块, 分别占保护区面积的6.78%和2.87%, 核心生境斑块数量低、总面积小。从中心性值分析核心生境斑块的重要性发现, 位于保护区核心区域的夏季斑块20、28、6和冬季斑块20、15、28是马可波罗盘羊比较重要的核心生境斑块, 是维持保护区内马可波罗盘羊核心生境之间相互联系最重要的斑块(图3)。

而位于保护区边缘区域的核心生境斑块中心性值通常较低, 但它们对于马可波罗盘羊同样重要。马可波罗盘羊主要分布在中国与吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗和巴基斯坦等四国的边境地带, 有季节性迁徙的习性。保护区内的马可波罗盘羊种群位于世界分布区的最东南边缘地带, 种群数量较小, 其繁衍与发展主要依靠跨境基因交流而维持。上述边缘斑块多位于边境线附近, 是连接保护区内马可波罗盘羊种群和国外种群的踏脚石, 其作用不容忽视。

马可波罗盘羊核心生境斑块及成本加权距离(CWD)与最小成本路径(LCP)之比所示的廊道质量。红色表示沿着最小成本路径移动的成本较高, 绿色表示在最小成本路径上连接的质量更高。图中数字代表核心生境斑块。

冬夏两季连接核心生境斑块的潜在廊道分别为45和47条。夏季多数廊道质量较高, 与此相反, 冬季的廊道质量普遍较低。夏季廊道4–20、3–28和5–10, 以及冬季3–15、9–12和6–9的中心性值较高, 对于维持整个廊道网络的连通性最为重要(图4)。此外, 这些廊道具有相对较短的最小成本距离, 因此极有可能是盘羊的实际迁移廊道, 需要通过实际观察加以验证。此外, 研究发现只要廊道穿过河谷或道路(尤其是国道314线)时, 其质量就较低。因此可考虑在G314线横切廊道处建设上跨式或者下穿式野生动物通道(图5), 将两侧的马可波罗盘羊生境斑块连接起来。

研究区域核心生境斑块(CPs)和各廊道中心性值(色块显示的数值)

塔什库尔干野生动物自然区内国道314线两侧拟建廊道位置