幾家歡樂幾家愁?沙丘地景破碎化對蜥蜴群聚與族群結構的影響 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

幾家歡樂幾家愁?沙丘地景破碎化對蜥蜴群聚與族群結構的影響

2018年11月28日
文:林大利(行政院農業委員會特有生物研究保育中心助理研究員)

炙熱的陽光照射在滾燙的沙地和柏油路上,大地彷彿一塊滾燙的鐵板,車窗外的景色也因為高溫而變得模糊。數小時的路途上,車窗外盡是差不多的景象:沙地、沙丘、零星分布的草叢、比樹木還多的高聳油井、以及一望無際的地平線。

這裡是橫跨美國新墨西哥州的梅斯卡雷諾(Mescalero)和德州的模那漢斯(Monahans)之間的「梅模沙丘生態系(Mescalero-Monahans Sandhills ecosystem)」,位於奇瓦瓦沙漠(Chihuahuan Desert)的北緣。這片沙漠從美國中南部延伸到墨西哥,面積大約是3萬6千平方公里,和一個臺灣島差不多。在這個沙漠裡,距離此地數百公里外,還有一個原子彈試爆場Trinity Site。

梅模沙丘(圖片提供:Lee Fitzgerald)
梅模沙丘(圖片提供:Lee Fitzgerald)

棲地破碎化影響物種族群結構  幾家歡樂幾家愁

帶著我們的是德州A&M大學野生動物與魚類科學系(Department of Wildlife and Fisheries Sciences, Texas A&M University)教授李‧費茲傑羅(Lee A. Fitzgerald)。他說,雖然放眼望去都是遼闊乾燥的沙漠,不過雙腳下卻潛藏著豐富的自然資源──石油和天然氣。

開採石油和天然氣,也自然成為這裡的主要產業。然而,在廣設開採油井和運輸道路之後,這一帶的沙丘地景,已經被道路切割為不同大小的棲地區塊,是棲地破碎化(habitat fragmentation)的典型環境。

道路會將一片棲地切割為兩塊;十字交會的道路,則將棲地切割為四塊。由原先一片大的棲地區塊,因為道路或其他線狀基礎建設(linear infrastructure)的開發,而分割為眾多小區塊的現象,稱為棲地破碎化(habitat fragmentation)。

雖然,棲地破碎化不一定會讓棲地的總面積大幅減少,但是卻會減損其生態系功能,同時強化邊緣效應(edge effect)的負面影響。對於棲地偏好專一性較高的物種(棲地專一種,specialist)來說,這是極大的威脅,使其就地滅絕的風險提高。

沙丘地景中較完整的草生環境(攝影:林大利)
沙丘地景中較完整的草生環境(攝影:林大利)

除此之外,棲地破碎化所帶來的影響還有,小棲地區塊所能容納的族群量及物種數也相當有限;至於道路,則同時隔離了各棲地區塊之間族群與基因的交流。即便是棲地偏好較廣泛的物種(棲地廣泛種,generalist),長久下來,其族群也可能會逐漸衰退。因此,棲地破碎化的負面效應已經成為生物多樣性流失的主要元兇之一。

棲地破碎化對族群的影響,究竟是好是壞?除了端看物種的棲地偏好之外,也取決於物種的生活史(life history)特性。如果性成熟時間較早、壽命短、且繁殖能力高,在繁殖期後不久,族群內就會有大量的年幼個體。相對的,性成熟時間晚、壽命長、繁殖能力較低的物種,族群中成年個體與年幼個體的比例則差不多。

這些生活史特性,最後都會影響物種的族群結構(population structure):各性別與年齡的個體在族群中的數量與所占比例,簡單的說就是該物種的「人口金字塔」。

「因此,我們想要瞭解棲地破碎化與生物族群結構之間的關係。」費茲傑羅說。

族群結構(population structure)是指各性別與年齡的個體在族群中的數量與所占比例,簡單的說就是該區域物種的「人口金字塔」。而族群結構會進一步影響該族群的數量(如果年幼個體的數量持續下降,或是雌雄數量比例懸殊,該族群就可能面臨存續危機)。

有8種蜥蜴棲息在這一片沙丘生態系,其中7種屬於廣泛分布的棲地廣泛種,另一種則是屬於特有種及棲地專一種的沙丘強稜蜥(Dunes Sagebrush Lizard, Sceloporus arenicolus),這種強稜蜥很可能受到棲地流失和破碎化的威脅。

現有的研究指出,棲地破碎化會造成當地生態系的部分物種消失,也會降低同物種個體之間配對繁殖的機會;但有時候,這種影響反而不明顯。「因此,我們在這裡系統化地設置陷阱捕捉蜥蜴,透過捕獲率(capture rate)來瞭解棲地破碎化對這些蜥蜴族群結構的影響。」

研究團隊預期:(1)與完整棲地相較,在破碎棲地上,專一種的捕捉率會比較低,廣泛種則沒有差異;(2)專一種在破碎棲地的族群結構,和在完整棲地的族群相比,應該會有懸殊差異;(3)廣泛種的族群結構比較不會受到棲地破碎化的影響。

梅模沙丘的風蝕窪地地形正在消逝當中(圖片提供:Lee Fitzgerald)
梅模沙丘的風蝕窪地地形正在消逝當中(圖片提供:Lee Fitzgerald)

費茲傑羅的研究團隊在梅模沙丘設置了27個掉落式陷阱(pitfall),其中9個位於破碎化棲地,另外18個則設置在完整棲地內。(該研究對破碎化棲地的定義是:只要在259公頃內,有13個以上的油井,就視為破碎化棲地。)研究人員從2009年五月至2013年九月之間,定期巡視陷阱捕捉的狀況。這段期間,一共捕捉了8種、22,279隻次的蜥蜴,其中捕獲量最多的是側斑鬣蜥(Common side-blotched lizard, Uta stansburiana),共捕捉了18,521隻次;另外有兩種蜥蜴因為樣本數不足而未列入分析。

分析結果顯示,小無耳蜥(Lesser Earless Lizard, Holbrookia maculata)和沙丘強稜蜥的在完整棲地的捕獲率,都顯著的高於破碎化環境。數量最多的側斑鬣蜥的狀況則相反,在破碎化棲地的捕獲率,反而顯著高於完整棲地。其餘三種蜥蜴的捕獲率,在完整棲地與破碎化棲地之間,則沒有顯著的差異。

無法適應破碎化棲地  梅模沙丘特有種蜥蜴恐消失

在族群結構方面,沙丘強稜蜥在破碎化棲地的族群結構,和其在完整棲地的族群相比,有顯著的變化。在破碎化棲地,沙丘強稜蜥的數量遠低於完整棲地,四月、五月及六月時,成年雌性個體的比例特別高,但幾乎沒有年幼個體;到了七月和八月,年幼個體的比例增加,但是幾乎沒有成年雌性;九月時,就抓不到任何沙丘強稜蜥了。

棲地破碎化對棲地專一種的負面影響確實特別劇烈。以特有種沙丘強稜蜥的例子來說,即便有比例較高的雌性個體產下較多後代,但是到最後,這個族群在當地可說是全面消失。原因可能是生存資源不足而死亡,或是在通過石油與天然氣的運輸道路時因路殺而喪命。

沙丘強稜蜥(圖片提供:Lee Fitzgerald)
沙丘強稜蜥(圖片提供:Lee Fitzgerald)

相較之下,對棲地廣泛種來說,其影響反而不大或不明顯,甚至還可能有正面的影響。屬於棲地廣泛種的側斑鬣蜥,在破碎棲地及完整棲地中都相當優勢,暗示這種蜥蜴能夠適應不同棲地類型所組成的環境。

透過連續五年的系統性試驗設計,可以確切的量化這些蜥蜴的族群結構,並且清楚的瞭解棲地破碎化與蜥蜴群聚、族群結構、棲地偏好的效應。「很明顯的,沙丘強稜蜥嚴重受棲地破碎化威脅,又是特有種,這樣一來,保育資源與經費投注的優先性便一目了然。」

參考資料

※ 人與野生動物主題報導與 行政院農業委員會 林務局   合作刊登

作者

林大利

於特有生物研究保育中心服務,小鳥和棲地是主要的研究對象。是龜毛的讀者,認為龜毛是探索世界的美德。