长白山区硬质化沟渠对两栖类活动的影响机制

Ditch leads directly to natural habitat fragmentation, which triggers a worldwide amphibian decline crisis. Hence, effect mechanism of hard ditch in changbai mountain to amphibians` activity and its ecological restoration research are the key scientific issues in ecological protection during protection zone development. Although a few literatures show attention to this phenomenon, underlying mechanisms are still unclear such as amphibians` migration adaptive strategies, and eco-compensation to hard ditches. Therefore, we will conduct control experiments with 3 representative species as research objects, to study: (1) how hard ditches effect microhabitat in range, degree and rule; (2) how ecological factors in microhabitat effect motor ability of amphibians; (3) quantitative relationship analyse between amphibians` climbing ability and ditches` structure parameters. Through the above research, we could identify the response mechanism and adaptive strategies of amphibians to hard ditch during their migration and propound ecological restoration method to hard ditches. On this basis, this research could solve the ecological problem caused by hard ditches engineering and provide scientific support for amphibians protection, also have scientific contributions to the sciences of ecological engineering and restoration ecology.

在沟渠导致生境破碎化并引发全球两栖类下降的危机中，长白山区两栖类对硬质化沟渠的响应机制及其生态修复研究是保护区开发进程中生态保护层面的关键科学问题。目前，国内外相关研究已然关注这一现象，但对沟渠内外两栖类的“适应策略”及“硬质化沟渠的生态补偿”等深层次机理问题的研究还需更多实验工作予以阐释。针对上述问题，本研究筛选长白山地区3种代表性两栖类为研究对象，以生态工程学为指导，拟开展：（1）硬质化沟渠对与两栖类密切相关的周边微生境影响范围、程度及其规律的研究；（2）微生境内生态因子对两栖类运动能力影响的研究；（3）两栖类攀爬能力与硬质化沟渠结构参数之间数量关系的研究。试图揭示硬质化沟渠对两栖类的影响机理，并初步阐释两栖类的适应策略及硬质化沟渠的生态修复方法，成果有望切实解决硬质化沟渠修建过程中存在的生态学问题，为两栖类保护策略的制定提供依据，也为生态工程学和恢复生态学相关理论的完善提供科学支撑。

在沟渠导致生境破碎化并引发全球两栖类下降的危机中，长白山区两栖类对硬质化沟渠的响应机制及其生态修复研究是保护区开发进程中生态保护层面的关键科学问题。目前，国内外相关研究已然关注这一现象，但对沟渠内外两栖类的“适应策略”及“硬质化沟渠的生态补偿”等深层次机理问题的研究还需更多实验工作予以阐释。针对上述问题，本研究以生态工程学为指导，开展了相关研究，并在以下几方面取得了重要成果：.（1）硬质化沟渠对与两栖类密切相关的周边微生境影响范围、程度及其规律的研究；研究发现，硬质化沟渠改变了与两栖类繁衍生息密切相关的周边微生境质量（温度、湿度等生态因子），这些微生境的变化又作用于两栖类，对其运动能力产生连锁式影响。在时间尺度上，两栖类多以回避策略应对，选择早晚时间段穿越硬质化沟渠；在空间上，中午较高温度下的硬质化沟渠其对两栖类的影响程度最大，生境有效隔离距离达到了1.5m-2.5m。达到生境破碎化的最大化。.（2）微生境内生态因子对两栖类运动能力影响的研究；研究发现温度和湿度的过高和过低都不利于两栖类的运动，均会降低两栖类的运动能力（跳跃频度、跳跃高度、跳跃距离和跳跃次数）。此外，体型较大的个体在上述参数中的表现较体型较小者更显著，如其有效数据获得需要更多间隔和休息后方能实验。研究同时也从异速生长模型角度对长白山区三种两栖类进行了分析，花背蟾蜍和中华蟾蜍幼体阶段适合异速生长模型。.（3）两栖类攀爬能力与硬质化沟渠结构参数之间数量关系的研究。.作为重要影响因素，硬质化沟渠结构参数以坡面长0.2m最佳，最长0.8m；参考沟渠实际排水需求，倾角以45°为最佳设计，过大则降低排水率，过小不利于两栖类攀爬；U形沟深则以14cm为蛙类极限，可保障所有幼体顺利通过；蟾蜍类跳跃能力弱，2.2cm 的U形沟深设计不适用；导入植被（翻白蚊子草）后，蛙类U形沟深可达22cm，蟾蜍类U形沟深可设计成15cm，同时，沟渠倾角可达50°，极大程度降低了工程的负面影响。