南滚河亚洲象β种群,面临高灭绝风险

文摘   2024-08-13 12:30   北京  


©Mousam Ray

亚洲陆地体型最大的物种——亚洲象Elephas maximus,只分布在中国、印度、孟加拉、斯里兰卡、尼泊尔、泰国、缅甸、柬埔寨、越南、马来西亚、印度尼西亚、老挝和菲律宾,共13个国家。在我国的分布是其全球分布区的最北缘,仅在云南省西南部西双版纳、普洱和临沧,三个州市有野生种群分布,据悉总体数量约360头。


2018年全国野生亚洲象数量和分布区域
西部临沧的象群与东部西双版纳和普洱的象群距离太远

国内的亚洲象从遗传结构上有两个分支。西双版纳和普洱的属于α分支,而临沧属于β分支,是我国境内拥有独特遗传结构的一个地理种群,与缅甸的种群相同。尽管种群数量相对较少,却是中国亚洲象种群的重要组成部分。但,它们现在面临着很高的灭绝风险

01被孤岛化的南滚河种群

云南南滚河国家级自然保护区外,亚洲象适宜的大面积低地生境,开发种植了经济价值高的咖啡、橡胶、木薯等经济作物,区域内人为活动干扰程度较高。尽管保护区中部片区仍有成片的大面积适宜栖息地,但种群向外扩散的天然廊道消失,亚洲象无法通过人口密集区完成扩散。即使可以通过人类活动区域向外扩散,也找不到适宜的连片栖息地,因为保护区外围分布的村寨和农田,已变成无法被亚洲象利用的区域。


保护区周边村庄密度高
南侧原来的森林廊道也几乎被全被橡胶林替代 亚洲象无法利用
© 陆桥生态中心EBC

而保护区南部,在1997年以前,与缅甸之间的森林走廊尚未被破坏。那时候,南滚河的亚洲象种群还常通过此廊道往返于中缅之间。而2004年以后,起到连接作用的森林走廊几乎完全被砍伐,被大面积橡胶林所替代。这直接导致了南滚河保护区的亚洲象种群无法通过此廊道与缅甸种群形成交流,被孤立在中国境内

02南滚河亚洲象历史数据

最早对南滚河区域的种群数量调查可以追溯到1976年,调查记录到22头亚洲象,随后一些年份进行了零星的调查,分别观察到12头、14头、16头、18头等不同数量和不同家族的种群。2003-2004年有团队通过对采集到的亚洲象粪便进行分子生物学分析,估算出种群数量约为18-23头。此数据被认为是相对客观和准确的历史数据,但距今已有近20年没有更新了。

03我们干了什么?

谋定而后动的道理,大家都理解。放到野生动物保护领域,也一样适用。核心就是通过各种方式的调查、监测和研究,了解保护目标的现状、面临的问题或威胁,并有针对性的解决这些问题或威胁。

这个区域的亚洲象种群,近20年时间里,它们的数量是增加还是减少了?栖息地和周边环境又有什么变化?带着这样的问题,我们进行了包括红外相机监测、样线调查和粪便分子生物学分析在内的多种调研方法,目的是清楚掌握这个区域内的种群数量、性别、年龄结构、栖息地及周边情况以及家域范围等信息,为后面的高效保护行动提供科学基础。

布设红外相机监测


红外相机布设点位 ©陆桥生态中心EBC

2018年,我们一共设置了50余台红外相机。其中近30台相机捕捉到亚洲象影像资料。调查期间,每台相机的工作时长在70-120天之间,累积工作日近6000天。共获得有效的亚洲象照片和视频5200余份。通过对红外相机获得的照片和视频进行个体识别。

红外相机安放生境示意图
林下空地、山顶泥塘、林中象道、河边竹林
©陆桥生态中心EBC

你一定很好奇,
我们是是如何通过照片进行个体识别的吧?
往下看!

A:最主要的鉴别依据,额头中部有一明显的黑色小突起。
B:左右两侧耳朵上沿向前翻折程度大。
C:通过乳房判定该个体为雌性。
D:左侧有明显的外露象牙尖。右侧有但不明显。
E:尾毛长、顺、左右连接,为标准尾毛。

我知道,你一定是蒙圈的,
别急,
再来看一条,
注意脑门儿、耳朵和象牙,
这三个部位的差别最容易被发现。

A:最主要的鉴别特征是右耳耳垂的缺刻。
B:面部骨骼轮廓明显,眼上方有凹痕。
C:头顶的的智慧瘤明显。D:左耳耳垂较右侧完整,无缺刻。
E:从右侧方可以看见有外露的门齿尖。
F:乳房的存在证明该个体为成年雌性。

5200余张红外相机照片,共识别出南滚河保护区沧源片区的12头亚洲象,包括一个由8头象组成的小群和4头独象。从年龄上看,成年象6头,亚成象5头,幼象仅1头。从性别上看,雄象7头雌象5头。综合年龄与性别,成年雌性3头,成年雄性3头,亚成体雌性2头,亚成体雄性3头,幼象雄性1头。雌雄性别比为1:1.4[SUN Chen et.al 2021]年龄结构属于典型倒金字塔形同时,红外相机还监测到成年独象和三头小象加入大象群共同觅食的现象,印证了成年雄象和象群社会行为亲密,存在血缘关系的可能性极高

样线调查 采集痕迹数据 ©陆桥生态中心EBC


粪便采集进行微卫星分子标记识别个体


对采集到的大象粪便进行测量和采样©陆桥生态中心EBC


采集大象粪便的点位 ©陆桥生态中心EBC

通过对收集到的117份亚洲象粪便样品,进行分子生物学分析,得到22个独特的基因型,即22头亚洲象个体,包括12头成体、9头亚成体和1头幼体。从性别上看,13头雄象,9头雌象,雌雄性别比为1:1.44。从年龄上看,成年雄象7头、雌象5头,亚成年雄象5头、雌象4头,幼象为雄象,成体和亚成体雄象均多于雌象。种群年龄结构呈衰退的倒金字塔型[Chen et.al 2021]。并且,检测结果显示,除了一头成年雄象和一头成年雌象外,其它20头个体之间均存在不同级别的亲缘关系


南滚河象群的基因网络©陆桥生态中心EBC
每个节点代表一个个体,连结线代表两个节点之间的关联性。
节点越大代表其与其他节点的关联越多,接线越粗,亲缘关系越紧密。
可能存在的不同的家庭单位以不同的颜色标识。

04保护区内有多少亚洲象?

你一定发现了,红外相机监测的个体识别数量是12只,基于粪便进行的分子生物学分析出的个体识别数据是22只,以哪个数据为准?

先说结论。这两种方式得到的数据都是科学的。因为,每种调查方式都有一定的局限性,这造成了数据的不一致。

红外相机的照片比对识别,是基于拍摄到的照片和视频。而照片和视频的准确性,依赖相机布设的方法、覆盖的广度和密度、位置选择、拍摄高度和角度等参数。这些参数直接决定调查数据的质量和结果的准确性。简单地说,红外相机无法做到整个区域的全面无死角的覆盖。而分子生物学分析,虽然也受样本采集数量和新鲜程度的影响,但其结果对种群数量评估更为准确,所以,南滚河自然保护区内野生亚洲象种群数量最小基数应为22头,上限可以达到28头。这与近20年前调查的数据相似。

05这些信息告诉我们什么?

还记得前面提到的内容么?咱们一起回忆一下:

  1. 保护区内亚洲象无法向外扩散,无法与缅甸β种群交流

  2. 种群年龄结构幼体、亚成体少,成年个体多;

  3. 雌雄比例差异大;

  4. 个体间亲缘关系近。


© Nanditha Ram Satagopan

要知道,一个种群要持续发展壮大,其理想的种群结构应具备以下特点:

合理的年龄分布:种群中应具有一定比例的不同年龄阶段个体。存在较多的幼年和青年个体,这是种群未来增长的潜力所在。例如,像亚洲象种群,如果有足够多的幼象和年轻亚洲象,它们在成年后可以繁殖后代,增加种群数量。大致呈现一个金字塔形的年龄结构是比较理想的,即幼年个体数量相对较多,中年个体次之,老年个体最少。这种结构可以保证种群有持续的补充和更新。

接近 1:1 的雌雄比例:只有这样的比例,雄象有足够的雌象可以选择作为配偶进行交配繁殖。例如在一个大象群体中,如果有10头雄象和10头雌象,理论上每头雄象都有机会找到合适的雌象繁殖,每头雌象也都有可交配的对象,这样能保证繁殖行为的充分发生。如果性别比例失衡,如雄象过多,就会出现部分雄象找不到配偶的情况,导致它们的繁殖机会减少,浪费了一部分繁殖潜力;反之,如果雌象过多,虽然雄象的交配选择可能更多,但总体繁殖效率可能因雄象精力有限等因素无法充分提高,而且长期来看可能因缺乏足够雄象而影响基因交流。

基因的多样性:基因多样性可以让亚洲象种群更有可能拥有适应不同环境条件的基因组合,这使得它们在面对环境压力时,部分个体能够生存下来并延续种群[Frankham 2015];不同的基因可能编码不同的免疫反应机制,这有助于它们在抵抗疾病中有更高的存活性[Acevedo et.al 2015];减少近亲繁殖风险,避免有害隐形基因纯合表达,产生更健康的后代[Charlesworth et.al 2009];新的有利基因在种群中积累和传播,能更好的适应环境,不断地进化和发展[Mayr 1982]

06南滚河亚洲象种群发展趋势

对外“交流”廊道消失、基因多样性低、种群年龄结构不佳,以及性别比例严重失衡,已经威胁到南滚河亚洲象种群的生存状况。这些信息对种群生存力表明,南滚河种群衰退趋势明显。基本可以认为,若不施加任何人为干预,现存群种在60年后濒临灭绝的风险极高[Chen et.al 2021]

07怎么办?


1989-2017保护区内土地利用对比

南滚河自然保护区内退耕还林成效斐然,并且南滚河是怒江下游第三大支流,水网丰富,除亚洲象外,还分布着豚鹿、白掌长臂猿、灰叶猴、蜂猴、野牛、豹、云豹、绿孔雀等多种珍惜保护动物,被誉为“北回归线最后一块绿洲”。虽然目前的调查结果显示,亚洲象种群主要活动范围集中在保护区西部约50平方公里的范围内,但保护区总面积508平方公里,森林覆盖率高,具备得天独厚的利于象群存续的地利,可以有很大机遇肩负起“诺亚方舟”的重任。


亚洲象旱季主要活动区域 ©陆桥生态中心EBC

通过采取下述行动,我们有机会延续这个种群

  1. 持续的监测。扩大红外相机布设的区域,并将相机布设在林间开阔地带,以获取良好的监测视线和角度,降低在幼崽和独象数量估算上的偏差。同时继续收集粪便样品,增加的个体照片和粪便样品将更好地验证和补充本项目对种群数量的评估。

  2. 引入新的个体。增加基因多样性,平衡性别比例,优化年龄结构,提高南滚河亚洲象种群内在抵抗外部环境变化的能力。

  3. 栖息地恢复、改造。优化南滚河保护区内栖息地环境,恢复良好和中等生境及劣等生境,提高生境质量等级,以增加亚洲象在保护区内的适宜生存范围。

  4. 增加环境友好型替代生计项目。如增加生态旅游,发展佤族特有的“贡象节”,增加地方居民收入,提高动物肇事补偿,以此减少人象冲突。


© Sharma BC

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雪豹:撒娇卖萌 求个关注
北京市海淀区陆桥生态中心(Eco-Bridge Continental, EBC)是我国本土生态环保领域的公益性机构,致力于雪豹、豹、猞猁等中大型猫科动物和亚洲象等陆地旗舰物种的保护,以及野猪等易引发人兽冲突的野生动物种群调控技术;同时还关注生物多样性监测、社区保护、科普传播和生态康养等领域的发展。项目地分布于我国西北、西南,以及华北、东南等地区。

陆桥生态中心EBC
北京市海淀区陆桥生态中心(Eco-Bridge Continental, EBC)是我国本土生态环保机构,目前主要集中于雪豹、豹、亚洲象等濒危物种及其栖息地的生态研究与保护。项目地主要分布于我国西北、华北以及西南边陲地区。
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