基于营养几何学探究大熊猫对必需矿物元素的利用规律.pdf

摘要

摘要

大熊猫（（Ailuropodamelanoleuca）是我国特有的珍稀野生动物，也是全球自

然保护的旗舰物种。现有野生大熊猫主要分布在秦岭、岷山、邛崃、大相岭、小

相岭和凉山6大山系，主要以各种竹子为食。矿物元素在野生大熊猫生长发育、

健康维持和繁殖育幼等系列生理过程中起着十分重要的作用。此前，较多研究集

中于对主食竹中的矿物质含量进行分析，而缺乏大熊猫对矿物元素的利用特征，

及其与环境适应关系的深入分析。因此，本研究以秦岭野生大熊猫（栖息地土壤

-食物-粪便”连续体为研究对象，探究必需矿物元素在连续体中含量及其分布特

征，以解析野生大熊猫对主食竹中矿物元素的利用规律，以及在年周期内不同生

理时期的异同。

2022年3月至2023年6月期间，本研究在陕西佛坪国家级自然保护区三官

庙保护站内，根据当地大熊猫的季节性食物转换和繁殖周期，通过直接跟踪野生

大熊猫，以及观察野生大熊猫的采食痕迹和粪便新鲜程度等方式，采集野生大熊

猫的食物、粪便和栖息地土壤样本。本研究采样周期覆盖4个不同食性时期，包

括巴山木竹（Bashaniafargesii）竹叶期、巴山木竹竹笋期、秦岭箭竹（Fargesia

qinlingensis）竹叶期和秦岭箭竹竹笋期；同时囊括繁殖周期的4个不同时期，包

括繁殖期、妊娠前期、妊娠后期（产崽期）和非繁殖期（越冬期）。结合食性、

繁殖状态和环境压力3个维度的特征性事件，将该地完整的年周期分为了5个特

征性时期，分别是繁殖期（（3月中下旬，主食木竹叶）、木竹笋期（（4~5月，主食

木竹笋）、箭竹笋期（（6~7月，主食箭竹笋）、箭竹叶期（（8月主食箭竹叶）、越冬

期（9月-次年2月，主食木竹叶）。本研究共计采集到101份粪便样本（5个时

期的粪便样本分别为29份、21份、13分、7份和31份样本），86份幼叶（1~2

年生竹叶）样本，86份老叶（（3年及多年生竹叶）样本（（包括巴山木竹叶和秦岭

箭竹叶），30份竹笋样本（包括巴山木竹笋和秦岭箭竹笋）和87份土壤样本。

通过测定栖息地土壤-食物-粪便”连续体中常量矿物元素（Ca、P、Na、

K、Mg）和微量矿物元素（（Fe、Mn、Zn、Cu）共9种元素的含量，结合营养几

何学分析方法，探究野生（大熊猫栖息地土壤-食物-粪便”连续体中矿物元素的

含量及其分布情况，以及野生大熊猫对食物中必需矿物元素的利用情况。主要结

III

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果如下：

1.秦岭大熊猫的两个栖息地土壤中矿物元素含量存在差异，而同一个栖息地

土壤中的矿物元素含量在不同季节间较稳定。（栖息地土壤-食物-粪便”连续体中

矿物元素含量变化规律并不完全一致，即土壤中含量高的矿物元素，在食物以及

粪便中含量不一定高（如Ca、Mg、Na、Fe）；土壤中含量低的矿物元素，在食

物以及粪便中含量不一定低（（如P、K、Cu）。主食竹竹叶和竹笋中矿物元素含量

存在差异。巴山木竹叶中P、K、Zn三种矿物元素含量低于木竹笋，Mn元素含

量高于木竹笋；秦岭箭竹叶中Ca、P、Mg、Mn四种矿物元素含量高于箭竹笋。

两种主食竹中，P含量均为竹叶竹笋。

2.土壤中矿物元素含量在箭竹叶期和箭竹笋期分布更相似；繁殖期、木竹笋

期和越冬期土壤中的矿物质含量分布更相似。食物中矿物元素含量在繁殖期、箭

竹笋期和箭竹叶期更相似，与木竹笋期和越冬期间矿物元素含量分布存在差异。

粪便中矿物元素含量在繁殖期、箭竹叶期、越冬期3个时期分布相似；木竹笋期

和箭竹笋期2个时期的矿物元素含量分布更相似。

3.营养几何学直角三角模型（（RMT）对大熊猫常量和微量矿物元素营养利用

的优先级顺序的分析结果表明：常量矿物营养中，在繁殖期、箭竹笋期、箭竹叶

期、越冬期的优先级表现为：Mg＞P＞Ca、K；不同是木竹笋期，优先级表现为

Mg＞Ca＞P、K。微量矿物营养中，在繁殖期、箭竹叶期、越冬期3个食叶季优

先级表现为：Cu＞Zn＞Mn、Fe；而木竹笋期和箭竹笋期的优先级表现为：Cu＞

Mn＞Zn、Fe，且竹笋中Cu/Mn