河南省啮齿动物地理分布的聚类研究

河南省啮齿动物地理分布的聚类研究*路纪琪(河南师范大学生命科学学院,新乡453002)

ClusterAnalysisontheGographicalDistributionofGliresinHenanProvince.LuJiqi(DepartmentofBiology,HenanNormalUniversity,Xinxing,453002).ChineseJournalofEcology,2000,19(4):43-45.TheGlires(RodentiaandLargomorpha)recordedinHenanprovinceare29speices.ItsfaunaandgeographicaldistributionhasbeenstudiedbyLuJiqietal(1996).ThispapergivesaclusteranalysisongeographicaldistributionabouttheseGlires.The󰀁yes󰀁or󰀁no󰀁ofdistributionoftheGliresinev󰀁eryzoo-geographicalprovincewereregardedastwocomponentstatus(1or0).Therelativecoeffi󰀁cientwastakenforthesimilardegreeofGliresineverytwozoo-geographicalprovinces.Theclusterwastakenbysimilarmeanmethod.Thispaperdiscussesthecharacteristicsofgeographicaldistribu󰀁tionandthereasonsofitsformation,andgivesacomparisonamongtheclusterresultandthegeo󰀁graphicaldivisionofGliresinHenanprovince.ItisclearthattheGliresspecieswaspoorinplainandfarmingarea,butthepopulationoftheserodentwereenormous.Thespeciesdiversitywasmoreabundantintheforestmountains.Meanwhile,themingleofPalearcticRealmspeicesandOrientalrealmspeiceswereverynotableinHenanprovince.

Keywords:Glires(RodentiaandLargomorpha),geographicaldistribution,cluster,Henanprovince.

*河南省教委自然科学基金资助(1999180018).作者简介:路纪琪,男,34岁,副教授。1986年7月毕业于兰州大学生物系动物学专业,获学士学位。1995年7月毕业于陕西师范大学生物系动物学专业,获硕士学位。目前主要从事兽类区系、生态及珍稀动物资源的保护研究,发表论文20余篇,出版专著4部。

󰀂󰀂路纪琪等[1]对河南省啮齿动物区系与区划进行了研究,把河南省已知的32种啮齿动物区系划分为豫西北太行山地森林省、豫西黄土台地农作省、豫东豫北平原及南阳盆地农作省、豫西伏牛山地森林省、淮南冲积平原农作省和豫南桐柏󰀁大别山地森林省共6个动物地理省。因为毛耳飞鼠(Belomyspearsonii)、中华鼢鼠(Myospalaxfontaneri)、针毛鼠(Rattusfulvescens)3种动物尚无标本考证,故本文所列河南省啮齿动物计29种。另据马勇等[2]研究,认为应恢复绒鼠平属(Caryomys)的分类地位。这样,苛岚绒鼠(Eochenomysinez)相应更名为苛岚绒鼠平(Caryomysin󰀁ez)。本文从此意见。1󰀂研究方法本文将29种啮齿动物在各动物地理省的分布有(编码为1)或无(编码为0)作

为二元状态,建立二元数据列联表(表1),参照阳含熙等[3]、杨再学[4]的方法,对上述6个动物地理省的啮齿动物进行聚类分析运算。为比较各动物地理省间啮齿动物种类组成的相似性,选用表征相似程度的定量指标为联合系数,计算公式为:

S=a+dn+b+c

其中,S为联合系数,a、b、c、d分别表示每两个动物地理省都取 1,1󰀁、 1,0󰀁、 0,1󰀁、 0,0󰀁状态的啮齿动物种数,n=a+b

生态学杂志󰀂2000,19(4)!43-45ChineseJournalofEcology󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂+c+d。由此,建立各动物地理省间啮齿动物的联合系数矩阵(表2)。再按公式D=1-S将联合系数矩阵转换为距离系数(D)矩阵(表2)。以距离系数作为相似性指标,对距离系数矩阵进行聚类分析。聚类方法为类平均法。即先从距离系数矩阵中找到距离最小的一对类群,将其合并为一个新类群,再依公式:Dir2=npnrDip2+表1󰀂河南省啮齿动物地理分布󰀂Tab.1󰀂SimultaneousgeographicaldistributionofGlires(RodentiaandLargomorpha)inHenanprovince󰀂种󰀂类∀#∃%&∋赤腹松鼠Callosciuruserythraeus000100隐纹花松鼠Tamiopsswinhoei100100岩松鼠Sciurotamiasdavidianus110101花󰀂鼠Eutamiassibiricus110101达乌尔黄鼠Spermophilusdauricus010000󰀂复齿鼯鼠Trogopterusxanthipes100100小飞鼠Pteromysvolan100100黑线仓鼠Cricetulusbarabensis111101长尾仓鼠C.longicaudatus010100大仓鼠C.triton111000甘肃仓鼠Cansumyscanus000101东北鼢鼠Myospalaxpsilurus001000罗氏鼢鼠M.rothschili000100苛岚绒鼠平Caryomysinez000100棕色田鼠Microtusmandarinus011000子午沙鼠Merionesmeridianus010000小家鼠Musmusculus111111大林姬鼠Apodemusspeciosus110100中华姬鼠A.draco010000黑线姬鼠A.agrarius111111黄胸鼠Rattusflavipectus111111褐家鼠R.norvegicus111111大足鼠R.nitidus000001白腹鼠R.coxingi000001社󰀂鼠R.niviventer110111豪󰀂猪Hystrixhodgsoni000101藏鼠兔Ochotonathibetana000100黄河鼠兔O.huangensis000100草󰀂兔Lepuscapensis111111󰀂󰀂注:∀󰀁豫西北太行山地森林省;#󰀁豫西黄土台地农作省;∃󰀁豫东豫北平原及南阳盆地农作省;%󰀁豫西伏牛山地森林省;&󰀁淮南冲积平原农作省;∋󰀁豫南桐柏󰀁大别山地森林省.nq

nr

Diq2计算新类群与其他类群间的距离系

数。计算新类群与其他类群间的距离系数。公式中p、q为距离最小的两个类群,r为p、q两类合并而成的新类群,i为任意一个已知类群。Dir为r和i的距离系数,np、nq、nr为p、q、r所包含的分类单位个数。表2󰀂河南省啮齿动物各动物地理省分布联合系数与距离系数矩阵Tab.2󰀂Matrixofcombinedcoefficientanddistancecoefficientofthegeographical󰀂distributionofGliresinHenanprovince∀#∃%&∋∀00.40540.47370.47370.43240.4737#0.594600.47370.68180.51280.5500∃0.52360.523600.76000.29410.5128%0.52360.31820.234000.68180.5854&0.56760.48720.70590.318200.3889∋0.52630.45000.48720.41460.61110

󰀂󰀂注:∀、#、∃、%、&、∋含义同表1.

2󰀂结果与讨论用前述的方法对河南各动物地理省啮齿动物的分布进行聚类,结果见图1。

图1󰀂河南省啮齿动物各动物地理省分布聚类Fig.1󰀂Clusterfigureofthegeographicaldistribution

ofGliresinHananprovince

44生态学杂志󰀂第19卷󰀂第4期󰀂󰀂由图1可见,河南省各动物地理省的啮齿动物可分为三个类群。(豫东豫北平原及南阳盆地农作省与淮南冲积平原农作省在距离系数为0.2491水平上首先聚合为一类群,然后在距离系数为0.4551水平与豫南桐柏󰀁大别山地森林省聚合。)豫西北太行山地森林省和豫西黄土台地农作省在距离系数为0.4054水平上聚合,然后在距离系数为0.4874水平上与类群(聚合。∗豫西伏牛山地森林省在距离系数为0.6455水平上与类群)聚合。河南省啮齿动物地理分布的特点之一,是在广大的平原地区,其种类较为贫乏,但种群数量较大。而在人类活动干扰相对较弱的森林地带,其物种多样性较为丰富。这是因为河南是一个农业大省,也是人口大省,由于长期农垦、耕种活动的影响,使平原地区早期的森林草原景观早已荡然无存,环境趋于单调,动物生存的基底减少。然而,正是多种多样的农作物和经济作物,给啮齿动物提供了充足的食物来源。所以,某些啮齿动物的种群数量特别大,并由此给农业生产造成了极大的损失,据统计,全省每年因此而损失的农作物达5+108kg[5]。河南省啮啮动物地理分布的特点之二,是南北动物区系成分的混杂非常明显。河南省在世界动物地理区划中处于古北界与东洋界(即中国动物地理区划之华北区与华中区)的过渡地带。由于省境内缺乏高峻阻限,难以对动物的分布产生明显的阻隔作用,使两大界动物区系成分在河南省境内表现了显著的过渡特色。在啮齿动物地理区划上,豫西北太行山地、豫西黄土台地和豫东豫北平原及南阳盆地属华北区,而豫西伏牛山地、淮南冲积平原和豫南桐柏󰀁大别山地属华中区。与啮齿动物地理分布的聚类结果相比较,两者既有符合之处,如豫西北太行山地和豫西黄土台地聚为一类。但又有一定差异,如豫东豫北平原及南阳盆地与淮南冲积平原最先聚为一类。作者认为,动物地理区划主要是依据各动物区系成分的异同并参考植被、气候等自然地理要素而划分的,而分布聚类分析则是依据各动物地理省中动物种类的相似程度而进行的,是一种完全定量化的划分,可能更为合理和客观。至于这种方法应用于动物类群的结果及其与本文的差异,尚待进一步研究。