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

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31801992
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    韩菡
  • 依托单位：
    西华师范大学
  • 学科分类：
    C0405.动物资源与保护
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

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。

结项摘要

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。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Habitat suitability evaluation for giant panda in Liziping National Nature Reserve, Sichuan Province
四川栗子坪国家级自然保护区大熊猫栖息地适宜性评价
  • DOI：
    10.1016/j.gecco.2021.e01780
  • 发表时间：
    2021-10-01
  • 期刊：
    GLOBAL ECOLOGY AND CONSERVATION
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Ruan, Tao;Han, Han;Zhang, Zejun
  • 通讯作者：
    Zhang, Zejun
Disturbance control can effectively restore the habitat of the giant panda (Ailuropoda melanoleuca)
干扰控制可有效恢复大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）的栖息地
  • DOI：
    10.1016/j.biocon.2019.108233
  • 发表时间：
    2019-10-01
  • 期刊：
    BIOLOGICAL CONSERVATION
  • 影响因子：
    5.9
  • 作者：
    Qiu, Lan;Han, Han;Dai, Qiang
  • 通讯作者：
    Dai, Qiang
Assessing the Effectiveness of China's Panda Protection System
评估中国大熊猫保护体系的有效性
  • DOI：
    10.1016/j.cub.2020.01.062
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Current Biology
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Wei Wei;Swaisgood Ronald R.;Pilfold Nicholas W.;Owen Megan A.;Dai Qiang;Wei Fuwen;Han Han;Yang Zhisong;Yang Xuyu;Gu Xiaodong;Zhang Jindong;Yuan Shibin;Hong Mingsheng;Tang Junfeng;Zhou Hong;He Ke;Zhang Zejun
  • 通讯作者：
    Zhang Zejun
The role of den quality in giant panda conservation
巢穴质量在大熊猫保护中的作用
  • DOI：
    10.1016/j.biocon.2018.12.031
  • 发表时间：
    2019-03-01
  • 期刊：
    BIOLOGICAL CONSERVATION
  • 影响因子：
    5.9
  • 作者：
    Wei, Wei;Swaisgood, Ronald R.;Zhang, Zejun
  • 通讯作者：
    Zhang, Zejun
Climate change and landscape-use patterns influence recent past distribution of giant pandas
气候变化和景观利用模式影响大熊猫近期的分布
  • DOI：
    10.1098/rspb.2020.0358
  • 发表时间：
    2020-06-24
  • 期刊：
    PROCEEDINGS OF THE ROYAL SOCIETY B-BIOLOGICAL SCIENCES
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Tang, Junfeng;Swaisgood, Ronald R.;Zhang, Zejun
  • 通讯作者：
    Zhang, Zejun

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其他文献

蜂桶寨自然保护区小型地栖兽类丰富度和 多样性海拔分布及与植被的关系
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    2017
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    西华师范大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    韩菡;母华强;韦伟;张泽钧;胡锦矗;周宏
  • 通讯作者：
    周宏
大熊猫与同域动物在海拔分布上的生态位分化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    兽类学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    罗莲莲;周宏;唐俊峰;韦伟;韩菡;张泽钧;洪明生
  • 通讯作者：
    洪明生

其他文献

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基于稳定同位素研究濒危物种间相互作用及其形成机制-以大熊猫和小熊猫为例
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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