基于稳定同位素研究小熊猫生态位及其食物资源利用特征

The utilization of food resources by animals not only reflects its own trophic requirements, but also represents its trophic level and function in the ecosystem. Niche theory plays an important role in understanding animal position and interaction with food resources in their living environment. The traditional methods studying niche mostly focused on one resource dimension, thus, it has limited application. The novel method based on stable isotope analysis provides new insights and more accurate results for individuals, population and community characteristics. With a long evolutionary history, the red panda completely evolved into a highly-specialized diet consumer, feeding on bamboos. However, the driving factor of utilization of food resources in different times and the niche partition of red panda population from different mountains remain unclear. A stable isotope based study will allow us to unveil the cause of distinct trophic requirements of red pandas in different times and compare the Bayesian isotopic niche width of the red panda population by analyzing the carbon and nitrogen isotopic composition of diet and tissues of red pandas from different habitats. This study will fill in the gaps in stable isotope ecology of red pandas, and improve the stable isotope analysis method application in endangered species trophic ecology. Besides, our research will provide scientific basis for the conservation and management of red panda and its habitat in the future.

动物对食物资源的利用，一方面体现其自身的营养需求，另一方面反映其在生态系统中所处的营养层和功能。生态位理论在理解动物在环境中所占位置以及与食物资源的相互关系方面有着重要的作用。传统的生态位研究方法多是围绕某一维度进行，有其局限性。而基于稳定同位素技术的研究方法能够对不同个体、种群及群落特征分析提供新的思路和更为精确的结果。小熊猫在长期的演化过程中已特化为以竹子为食，但其在不同时期利用食物资源的驱动因子及不同种群间的生态位关系尚不清楚。本项目拟采用稳定同位素分析方法，通过测定不同区域小熊猫组织及其食物的稳定同位素值，以期揭示小熊猫在不同时期的营养需求差异的原因，并通过贝叶斯模型探讨比较不同区域小熊猫种群的稳定同位素生态位宽度。预期研究结果既可填补小熊猫这一濒危物种的稳定同位素生态学研究空白，促进其栖息地的有效保护与管理，亦可拓展稳定同位素分析方法在其它濒危物种研究中的应用。

作为特化为专一食性的食肉目中的一员，小熊猫在系统分类、演化以及生态学等领域具有十分重要的研究价值。本项目采用稳定同位素分析法，研究不同山系小熊猫毛发及食物资源的稳定同位素组成，揭示不同区域小熊猫对生态环境和食物资源的需求，为小熊猫种群的精细化管理提供科学依据。结果如下：.1.栗子坪、美姑自然保护区的小熊猫主食竹δ13C均值为-29.05‰±1.37‰和-28.66‰±1.18‰。统计表明栗子坪、美姑小熊猫主食竹间的δ13C值无显著差异（P>0.05）。栗子坪、美姑小熊猫主食竹δ15N的均值分别为-1.00‰± 2.53‰和-2.50‰±2.02‰，美姑与栗子坪小熊猫主食竹δ15N值存在显著差异（P<0.01）。其主食竹稳定同位素值受环境因素影响较大，与海拔、年均温度（MTC）、年均降雨量(MAP)呈现出显著的负相关性，尤以MAP对其影响最大。同一山系小熊猫主食竹不同部位δ13C值之间无显著差异（P>0.05）；不同山系主食竹不同部位δ15N值差异显著(P<0.05)。.2. 小熊猫毛发δ13C值范围从-26.95‰到-16.22‰，均值为-24.59±2.91‰；δ15N值范围从1.67‰到5.36‰，均值为2.19±1.68‰。粗略计算了小熊猫食物到毛发组织碳氮同位素分馏值分别是3.61‰和1.19‰。其中碳分馏值低于其他肉食、杂食、植食动物，但小熊猫比大熊猫更接近植食动物。.3. 与小熊猫同域分布的其他物种（包括大熊猫）中，植食动物的毛发δ13C值在-27.15‰~ -13.10‰之间，均值-22.20±2.55‰；δ15N值在-0.62‰-6.10‰之间，均值3.26±1.75‰。δ13C值在-24.80‰~ -16.00‰，均值-19.76± 2.08‰；δ15N值在3.90‰~11.79‰，均值6.92±1.69‰。植食与肉食动物的δ13C、δ15N存在显著差异(PC<0.001, PN<0.001)。结果反映，在生态系统中小熊猫的相对营养位置比较特殊，低于其他植食动物，而略高于大熊猫。.4. SIBER模型比较不同种群小熊猫稳定同位素营养生态位宽度，结果表明邛崃山系小熊猫种群营养生态位椭圆面积SEAc=2.44‰2；而小相岭山系则为SEAc=2.54‰2。两个小熊猫种群的生态位宽度大小接近，指示其食物的稳定同位素组成相似，可能经受类似的环境和营养压力。