隴西黃土高原兩棲爬行動(dòng)物區(qū)系β多樣性研究

馬 綱，張 敏

（天水師范學(xué)院 生命科學(xué)與化學(xué)學(xué)院，甘肅 天水 741001）

隴西黃土高原位于甘肅省的中部，東部以接近南北走向的隴山為界，西至烏鞘嶺和甘南高原一線(xiàn)，北至景泰縣營(yíng)盤(pán)水，東南部至天水北部、清水、張家川，南為岷縣以北的甘肅中部廣大地區(qū)，屬黃河流域，隴西黃土高原海拔1200～1800m之間，由于河流切割嚴(yán)重，地形支離破碎，千溝萬(wàn)壑.本區(qū)氣候由南向北依次為溫帶隴中南部溫帶半濕潤(rùn)區(qū)和隴中北部溫帶半干旱區(qū)，年平均氣溫6～10℃，年降雨量200～650mm，均由南向北遞減.植被由于受緯度、氣候、土壤和地貌等自然因素的影響，從南到北呈明顯的緯度地帶性分布，主要為森林草原地帶、草原地帶和部分荒漠草原地帶.隴西黃土高原在地理區(qū)劃上屬于華北區(qū)，但位置特殊，處于華北區(qū)、蒙新區(qū)、青藏區(qū)和華中區(qū)交匯地帶，因此探討其兩棲爬行動(dòng)物的多樣性，可以揭示隴西黃土高原動(dòng)物區(qū)系和鄰近地區(qū)動(dòng)物區(qū)系的關(guān)系，為動(dòng)物地理區(qū)劃提基礎(chǔ)資料.

1 研究材料和方法

1.1 研究材料

隴南山地（西起岷縣西北占旗，沿著木寨嶺與嶺羅山及漳縣、武山縣界至天水麥積山、李子園以南，包括甘南藏族自治州的舟曲和迭部）位于隴西黃土高原東南側(cè)，它與隴西黃土高原是本研究的重點(diǎn)；隴東高原（六盤(pán)山以東的平?jīng)龊蛻c陽(yáng)兩地區(qū)）位于隴西黃土高原東側(cè)作為對(duì)照.上述三地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物物種名錄參考地方志和該地的調(diào)查報(bào)告.[1-7]

1.2 研究方法

將每個(gè)地區(qū)視為單個(gè)樣本，采用β多樣性指數(shù)中的二元屬性數(shù)據(jù)測(cè)度法，選取Cody指數(shù)（βc）；Routledge指數(shù)（βR）；Jaccard指數(shù)（CJ）和Sorenson指數(shù)（Cs）［8］4個(gè)指數(shù)，以屬、種兩個(gè)層次的多樣性指數(shù)反映3個(gè)地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物的多樣性、相似性及其差異.

2 結(jié)果與分析

2.1 隴西黃土高原與相鄰地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物區(qū)系組成

從隴西黃土高原與相鄰地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物物種組成來(lái)看，4個(gè)地區(qū)共有兩棲爬行動(dòng)物80種，隸屬于17科47屬，其中隴西黃土高原14科29屬41種，隴南山地有17科45屬71種，隴東高原7科11屬16種（表1）.從種、屬兩個(gè)層次比較，隴南山地的兩棲爬行動(dòng)物物種多樣性最為豐富，其次是隴西黃土高原，隴東高原兩棲爬行動(dòng)物物種多樣性最為貧乏.

從隴西黃土高原與相鄰地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物區(qū)系成分來(lái)看，隴西黃土高原41種兩棲爬行動(dòng)物中，屬東洋界16種，占該地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物的39.02%，古北界15種，占36.58%，廣布種10種，占24.39%，

古北界和東洋界成分相當(dāng)，明顯反映了該地區(qū)區(qū)系成分的過(guò)渡性質(zhì).隴南山地71種兩棲爬行動(dòng)物中，屬東洋界50種，占該地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物的70.42%，明顯處于主導(dǎo)地位，并且以華中區(qū)物種為主，古北界12種，占16.9%，廣布種9種，占12.68%.隴東高原16種兩棲爬行動(dòng)物中，屬東洋界4種，占該地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物的25%，古北界8種，占50%，廣布種4種，占25%，顯然該地區(qū)以古北界廣布種及古北界東洋界廣布種為主.

表1 隴西黃土高原與相鄰地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物名錄及分布

2.2 隴西黃土高原與相鄰地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物多樣性

Cody指數(shù)βC表示式為βC=〔g（H）+l（H）/2〕，g（H）是沿生境梯度H增加的物種數(shù)目，l（H）是沿生境梯度H失去的物種數(shù)目，即在上一個(gè)梯度中存在而在下一個(gè)梯度中沒(méi)有的物種數(shù)目.Cody指數(shù)βC通過(guò)對(duì)兩個(gè)地區(qū)新增加物種數(shù)和失去物種數(shù)進(jìn)行比較，反映不同地區(qū)間物種組成的變化，可以獲得十分直觀(guān)的物種更替概念.Routledge指數(shù)βR表示式為βR=〔S2/（2r+s）〕-1，S是所研究系統(tǒng)中的物種總數(shù)，r是分布重疊的物種對(duì)數(shù).Routledge指數(shù)βR可以反映地區(qū)內(nèi)分化和隔離的程度.

隴西黃土高原與隴南山地相同的屬、種最多，顯示從隴西黃土高原向隴南山地、隴東高原的生境變遷中，屬間、種間更替相對(duì)比較緩慢；而隴南山地與隴東高原屬、種組成差異明顯，顯示從隴南山地向隴東高原的生境變遷中，屬間、種間更替相對(duì)比較迅速，說(shuō)明隴西黃土高原處于一個(gè)過(guò)渡地帶，而隴南山地的生態(tài)地理環(huán)境與隴東高原之間發(fā)生了重大變化（表2）.

表2 隴西黃土高原與相鄰地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物多樣性指數(shù)和相似性指數(shù)

從地區(qū)間分化和隔離程度來(lái)看，在每?jī)蓚€(gè)地區(qū)之間，隴西黃土高原和隴東高原屬間種間分化和隔離較小；而隴南山地和隴西黃土高原、隴東高原屬間、種間βR指數(shù)都很大.因此可以認(rèn)為隴西黃土高原和隴東高原屬于同一個(gè)動(dòng)物地理區(qū)劃，而隴南山地和隴西黃土高原、隴東高原在兩棲爬行動(dòng)物區(qū)系上有明顯的分化和隔離現(xiàn)象，應(yīng)屬于不同的地理區(qū)劃（表2）.

2.3 隴西黃土高原與相鄰地區(qū)兩棲爬行動(dòng)物相似性

Jaccard指數(shù)（CJ）和Sorenson指數(shù)（Cs）反映了地區(qū)間物種組成的差異程度.Jaccard指數(shù)CJ表示式為CJ=j/（a+b-j），Sorenson指數(shù)Cs=2j/（a+b），j為兩個(gè)群落或樣地共有種數(shù)，a和b分別為樣地A和樣地B的物種數(shù).

據(jù)分析，隴西黃土高原和隴南山地兩棲爬行動(dòng)物的區(qū)系的相似程度最高，物種組成最為接近，而隴南山地與隴東高原兩棲爬行動(dòng)物的區(qū)系的相似程度最低，物種組成差別最大（表2）.

3 討 論

從歷史上看，自上新世末第四紀(jì)初開(kāi)始，受喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)的影響，以青藏高原為中心的地面開(kāi)始加速隆升，甘肅的自然環(huán)境發(fā)生了由東南向西北自森林——森林草原——草原——荒漠的更替，氣候出現(xiàn)了東南潮濕而西北干旱的格局，自隴南地區(qū)向甘肅中部地區(qū)逐漸由亞熱帶氣候到暖溫帶氣候，烏鞘嶺以西為溫帶、寒溫帶氣候.甘肅自然環(huán)境的明顯變化，促使甘肅南北方的動(dòng)物區(qū)系發(fā)生重大分化，甘肅北方的動(dòng)物區(qū)系具有披毛犀-猛瑪象動(dòng)物區(qū)系的主要種屬成分，屬古北界，隴南山地的動(dòng)物區(qū)系至更新世早期演變成華南巨猿動(dòng)物區(qū)系，顯示有現(xiàn)代東洋界的特色，至更新世晚期被大熊貓-劍齒象動(dòng)物群代替.[1]

從當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境情況來(lái)看，隴西黃土高原和隴東高原屬于典型的黃土高原地帶，海拔1200～1800m之間，氣候由南向北依次為溫帶隴中南部溫帶半濕潤(rùn)區(qū)和隴中北部溫帶半干旱區(qū)，年平均氣溫6～10℃，由南向北遞減.植被由于受緯度、氣候、土壤和地貌等自然因素的影響，從南到北呈明顯的緯度地帶性分布，主要為森林草原地帶、草原地帶和部分荒漠草原地帶.隴南地區(qū)為青藏高原向西北內(nèi)陸的黃土高原的過(guò)渡地帶，該區(qū)域西南以岷山及其延伸部分摩天嶺與四川省相鄰，東南部以秦嶺南坡與陜西省相接壤，北部以西秦嶺與甘肅省北部廣大地區(qū)相隔離，形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的生態(tài)地理區(qū)域，地形復(fù)雜，嘉陵江河谷地區(qū)成為南來(lái)濕潤(rùn)氣流北上的通道.植被介于常綠闊葉、落葉闊葉林混交地帶和落葉闊葉林地帶之間，氣候介于隴南南部河谷亞熱帶濕潤(rùn)區(qū)和隴南北部暖溫帶濕潤(rùn)區(qū)之間，年平均氣溫10～14℃.地形、植被和氣候類(lèi)型的差異，密切地影響著兩棲爬行動(dòng)物的分布.

從中國(guó)動(dòng)物地理區(qū)劃上看，隴西黃土高原屬于華北區(qū)的西緣，雖然在地理區(qū)劃上屬于華北區(qū)，但位置特殊，處于華北區(qū)、蒙新區(qū)、青藏區(qū)和華中區(qū)交匯地帶.盡管由于黃土高原的干燥氣候阻止了南方物種的北上，但在其邊緣有部分南上物種的滲透；隴南山地處于秦嶺山脈中段和西段，其形成與黃土高原有一定的關(guān)系，[9]使該區(qū)成為了兩棲爬行動(dòng)物南北交流和相互滲透的通道，南來(lái)北往的物種在此交匯，隴南山地的兩棲爬行動(dòng)物區(qū)系顯示出豐富的屬、種多樣性，地理區(qū)劃具有很大的復(fù)雜性，秦嶺的植物研究也發(fā)現(xiàn)，華中區(qū)植物區(qū)系在喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)和第四紀(jì)冰期間冰期交替的雙重作用下，具有向東北和西北遷移的一般趨勢(shì)，[10]可以推測(cè)隴南山地的動(dòng)物區(qū)系主要來(lái)源于華中區(qū)動(dòng)物區(qū)系.因此隴西黃土高原兩棲爬行動(dòng)物區(qū)系與相鄰的隴南山地、隴東高原之間的Cody指數(shù)βC都較為接近，Jaccard指數(shù)CJ和Sorenson指數(shù)Cs較高，其兩棲爬行動(dòng)物區(qū)系組成具有南北方動(dòng)物區(qū)系的過(guò)渡性質(zhì).

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