秦岭川金丝猴食物竞争和资源分配机制的研究

秦岭川金丝猴食物竞争和资源分配机制的研究

论文摘要

生境是由多个质量不同的食物斑块组成,对于觅食者来说,选择收益最大的食物斑块是增加自身适合度的最优选择,而斑块内对手的竞争模式和强度会影响觅食者对斑块的选择。在群居灵长类群体中,社会结构的存在使得个体间不再呈现随机和对等的社会关系,这就可能导致群体内存在不对等的食物资源的分配。川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)作为一种典型具有重层社会(Multi-level society)的群居动物,繁殖群各家庭单元间存在明显的社会等级,因此在食物资源有限的情况下,单元间的竞争难以避免,这种竞争可能会导致个体的食物获益发生分化,进而加剧社会关系的分化,进而可能对社群结构造成深刻的影响。由于重层社会结构仅罕见于人类和几种非人灵长类物种中,这种社群结构和竞争关系对金丝猴个体资源分配的作用机理仍不清楚。自由觅食条件下,在食物竞争时,观察个体对不同食物斑块的利用的时空关系,可以分析个体社会关系的紧密程度,亦可以探究社群内部不同个体社会分化的起源,进而了解食物斑块分布模式对社群不同阶层和个体的社群关系,甚至社会结构的影响趋势。研究重层社会动物个体的食物竞争和分配关系将有助于我们深刻理解重层社会结构形成和演化的机制。理想自由分布模型和理想专制分布模型是解释食物资源斑块质量对个体空间分布影响的重要理论模型。食物理想自由分布模型认为动物在若干资源斑块中分散,不同斑块中动物的数量与斑块质量成正比;理想专制分布模型认为等级高的个体或者群体占据着优质的资源斑块,而等级低的个体或者群体被迫在其他非优质的资源斑块内取食和活动。依据两个模型假设条件,我们要验证的问题是:是否是个体层面还是个体以上的OMU层面可以理想的自由分布于的食物斑块中。我们建立3个零假设:1.斑块中取食个体的数量与每个斑块中的可用资源的质量成正比;2.食物均匀分布时,各OMU个体在每个斑块均匀分布;3.高等级OMU独占优质斑块。在夏冬两季,自然食物供给条件不同的条件下,我们采用人工投食模拟食物斑块的方法,对以上两个假设进行的验证实验,以期回答上述社群内部不同竞争关系与食物分配的问题。本研究于2017年12月至2018年6月期间选择陕西黄柏塬国家级自然保护区先生沟内的一群秦岭川金丝猴作为研究对象,模拟自然生境中食物斑块化分布情况设计两种人工投食实验,第一种为等比投食方式,即在三个相同大小的圆形食物斑块内按食物质量比为1:1:1来投喂食物;第二种为非等比投食方式,即在三个相同大小的圆形食物斑块内按食物质量比为6:3:1来投喂食物。实验期间采用视频录像的方法连续记录所有个体在斑块内的取食及分布情况。研究结果如下:1.在等比投食情况下,冬夏两季,各斑块内取食个体的数量和理想自由分布预测数量无显著差异(冬季:c2=0.182,df=2,P>0.05;夏季:c2=0.372,df=2,P>0.05);在非等比投食情况下,冬夏两季,不同食物斑块内取食个体的数量与理想自由分布理论预测的个体数量之间无显著差异(冬季:c2=0.61,df=2,P>0.05;夏季:c2=0.162,df=2,P>0.05),这表明个体在食物斑块内取食分布情况符合零假设1。2.在等比投食情况下,冬季,各OMU间对三个食物斑块中的某一个食物斑块的占用有显著差异((F(2,42)=3.23,df=2,P=0.049),高等级OMU占用较大食物斑块面积,中等级和低等级OMU对斑块利用为占用相对于高等级OMU少的食物斑块面积,与假设2不符;而夏季,与冬季相似,夏季高等级OMU占用比冬季更多的食物斑块面积,而中等级和低等级OMU占用更少的投食食物斑块面积,但是高等级OMU占据比冬季更大的面积(F(2,42)=3.382,df=2,P=0.043;F(2,42)=8.428,df=2,P=0.001),与假设2不符。该结果说明:OMU内个体和其他OMU内个体竞争食物斑块尽量在一个食物斑块取食,但是仍有成员在其他斑块中竞争,是OMU等级序位不能荫泽每个成员,且冬季OMU间的食物竞争比夏季更加激烈。3.非等比例投食实验条件下,冬夏两季,不同OMU之间在高质量食物斑块内取食频次均存在显著差异(冬季:F(2,42)=9.112,df=2,P=0.001;夏季:F(2,42)=15.83,df=2,P<0.001);在冬季各OMU对中等食物斑块的占用无显著差异,而在夏季存在显著差异(冬季:F(2,42)=1.771,df=2,P=0.183;夏季:F(2,42)=6.252,df=2,P=0.004),在低质量食物斑块内,各OMU对斑块的占用频次在冬季和夏季均无显著差异(冬季:F(2,42)=0.004,df=2,P=0.996;夏季:F(2,42)=1.771,df=2,P=0.183)。此结果符合假设3.但是,此结果进一步证明,在食物匮乏、竞争激烈的季节,高等级OMU对斑块占有绝对优势,优先占据高质量食物斑块,而中等级OMU则选择利用中等质量的食物斑块,低等级OMU对低质量的食物斑块占用较多,对高质量食物斑块占用少。因此,本研究认为秦岭川金丝猴在食物斑块内个体水平的取食分布符合理想自由分布模型的假设;而OMU水平对食物斑块的占用频次符合理想专制分布模型的假设;家庭单元对食物资源的分配受制于其季节性可利用率和单元等级制度的影响。本研究结果揭示了具有重层社会结构的灵长类在基础单元层面上的食物资源分配机制。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 前言
  •   1.1 动物对资源斑块的选择模式
  •     1.1.1 理想自由分布模型
  •     1.1.2 理想专制分布模型
  •   1.2 灵长类动物对食物资源的竞争模式
  •   1.3 灵长类动物的社会结构
  •   1.4 灵长类动物社会等级
  •   1.5 川金丝猴的食物资源竞争研究进展
  •     1.5.1 川金丝猴简介
  •     1.5.2 川金丝猴的食物竞争研究进展
  •   1.6 本研究的内容及其意义
  •     1.6.1 研究内容
  •     1.6.2 研究假设
  •     1.6.3 研究目的和意义
  • 第二章 研究地点及其研究方法
  •   2.1 研究地点
  •   2.2 研究对象
  •   2.3 人工投食实验方法
  •   2.4 数据收集
  •     2.4.1 行为数据收集
  •     2.4.2 斑块内个体数量变化数据收集
  •     2.4.3 视频数据收集OMU对斑块的利用频次
  •   2.5 数据分析
  •     2.5.1 家庭单元主雄等级数据的判定
  •     2.5.2 食物斑块内取食个体数与斑块食物质量之间的比例分析
  •     2.5.3 OMU在不同投食方式下取食频次的分析
  • 第三章 研究结果
  •   3.1 研究期OMU的等级
  •   3.2 不同投食方式下食物斑块内个体的数量变化
  •     3.2.1 非等比(6:3:1)投食方式下的斑块内个体数量变化
  •     3.2.2 等比(1:1:1)投食方式下食物斑块内个体数量变化
  •   3.3 不同投食方式下食物斑块内OMU取食频次的数量变化
  •     3.3.1 非等比(6:3:1)斑块内的OMU取食频次的数量变化
  •     3.3.2 等比(1:1:1)斑块内OMU取食频次的数量变化
  • 第四章 讨论
  • 总结与展望
  • 参考文献
  • 附录
  •   附录一 :黄柏塬种群2017年冬季家庭单元结构
  •   附录二 :黄柏塬种群2018年夏季家庭单元结构
  • 攻读硕士学位期间取得的科研成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 张河

    导师: 郭松涛

    关键词: 秦岭川金丝猴,食物资源分配,食物竞争,理想自由分布,理想专制分布

    来源: 西北大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 西北大学

    分类号: Q958

    总页数: 62

    文件大小: 1526K

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