粪便DNA宏条形码技术揭示了中国亚洲象在旱季的饮食情况：对其栖息地资源适应性和保护工作的启示

《Ecology and Evolution》：Fecal DNA Metabarcoding Reveals the Diet of Asian Elephant in China During the Dry Season: Implications for Adaptation to Habitat Resources and Conservation

基于rbcL DNA metabarcoding分析，中国不同种群亚洲象的饮食组成存在显著地理差异，涵盖8个类群、43个目及154个属。Poales（57.43%-85.73%）、Fabales（6.10%-36.96%）、Cyperaceae（21.39%-19.11%）等为主要食物来源，Banna-Pu'er种群与保育中心种群的食物多样性差异显著（Shannon指数1.75 vs 4.66）。研究提出需根据区域植被特征优化生态走廊和食物资源基地建设，并建议保育中心采用多样化膳食以改善大象健康。

　　亚洲象（*Elephas maximus*）作为亚洲热带森林生态系统中的旗舰物种，其在维持生态平衡方面发挥着重要作用。近年来，随着生态环境的变化和人类活动的加剧，亚洲象的生存环境面临诸多挑战，包括栖息地缩小、食物资源减少以及人象冲突的频繁发生。因此，深入了解亚洲象的饮食结构和多样性，对于制定有效的保护和管理策略具有重要意义。本研究通过对中国境内不同亚洲象种群的107份粪便样本进行叶绿体*rbcL* DNA元条形码分析，系统地揭示了亚洲象的饮食组成及其差异，为优化圈养种群的食物结构、推动生态走廊和食物资源基地的建设提供了重要的科学依据和实践指导。

亚洲象作为旗舰物种，不仅对其他共生物种的保护具有关键作用，还对热带湿润森林和热带干阔叶林的生物多样性保护至关重要。然而，目前中国境内野生亚洲象的数量极为有限，仅约300头，主要分布在云南省的西双版纳傣族自治州、普洱市和临沧市。这些象群可以分为四个遗传种群，包括版纳-普洱种群（BP）、上永-勐腊种群（SM）、勐海-澜沧种群（ML）和那贡河种群（NGH）。为了更好地保护这一濒危物种，中国政府近年来加强了就地和异地保护措施，如设立西双版纳亚洲象救助与繁育中心。通过政府与当地社区的共同努力，亚洲象种群数量有所增长。然而，森林冠层覆盖率的增加导致了林下食物资源的减少，促使亚洲象离开保护区觅食，进而引发农业损失和人象冲突的加剧。人象冲突已成为亚洲象分布区域国家普遍面临的问题，凸显了通过科学手段和有效管理策略实现人与象和谐共存的迫切需求。

在应对这些挑战的过程中，中国政府开始建设生态走廊和食物资源基地，以缓解人象冲突并保障亚洲象及其栖息地的安全。然而，不当的食物补充可能会对亚洲象的消化过程产生影响，并增加疾病传播的风险。因此，研究亚洲象的饮食结构对于优化圈养种群的食物配置、支持生态走廊和食物资源基地的建设具有重要意义。目前，关于中国境内亚洲象饮食的研究主要依赖于直接观察、食物痕迹分析、粪便微分析以及有限个体的DNA元条形码技术。尽管这些研究提供了有价值的饮食信息，但它们通常局限于特定种群，缺乏全面的覆盖。此外，理解濒危野生动物的饮食不仅有助于揭示其生存策略，还能为评估栖息地质量、种群动态和生态系统功能提供重要参考。

本研究通过采集不同种群的亚洲象粪便样本，并采用DNA元条形码技术进行分析，旨在系统地探讨亚洲象的饮食组成和多样性。研究结果表明，亚洲象的食源涵盖了八类、43目、77科和154属的植物。在目级分类中，禾本目（Poales）、豆目（Fabales）、蔷薇目（Rosales）和姜目（Zingiberales）占据主导地位，而在科级分类中，禾本科（Poaceae）、豆科（Fabaceae）、莎草科（Cyperaceae）、无花果科（Moraceae）和芭蕉科（Musaceae）是主要的食源。这些结果不仅揭示了亚洲象的广泛食性，也反映了不同种群之间在饮食组成上的差异，这种差异可能与栖息地植物资源的可获得性和多样性有关。

在分析不同种群的饮食结构时，研究发现，尽管各群体的食源种类有所不同，但总体上仍呈现出一定的共性。例如，版纳-普洱种群（BP）和勐海-澜沧种群（ML）的饮食结构较为相似，主要由禾本目、豆目和蔷薇目组成，而那贡河种群（NGH）和上永-勐腊种群（SM）则表现出较大的差异。在NGH种群中，豆目植物占比较高，而SM种群则以蔷薇目和禾本目为主。这种差异可能与不同区域的植被类型和植物资源的分布有关。此外，圈养种群（RC）的饮食结构相对单一，主要以禾本科植物为主，占其饮食的85.73%，而其他野生种群的饮食多样性则更为丰富。这一发现表明，圈养环境中的食物供给方式可能对亚洲象的健康和生态适应性产生深远影响，因此，优化圈养种群的食物结构，使其更接近自然环境中的食物多样性，是当前保护工作的重要方向。

本研究还对不同种群的饮食多样性进行了分析，结果显示，SM种群的饮食多样性最高，而RC种群的饮食多样性最低。这一差异可能与种群所处的生态环境密切相关。例如，SM种群所在的地区植被类型较为丰富，提供了更多样化的食物选择，而RC种群由于长期处于人工环境中，食物种类较为有限。此外，研究还通过生态位宽度指数（Levins niche width index）评估了不同种群的生态位宽度，发现SM和ML种群的生态位宽度较高，而NGH和RC种群的生态位宽度较低。这表明，种群之间的生态适应性存在差异，部分种群可能因栖息地的限制而需要更广泛的生态位以获取足够的食物资源。

从生态位宽度的角度来看，不同种群的饮食选择反映了其对环境变化的适应能力。例如，西双版纳地区的亚洲象种群数量占中国总数的95%，而那贡河地区的数量仅为约20头。这种种群密度的差异可能导致了不同区域的亚洲象在觅食行为上的显著不同。在高密度区域，由于食物资源的竞争加剧，亚洲象可能需要更广泛的生态位来适应环境，从而确保其生存和繁衍。而在食物资源相对充足的地区，亚洲象的饮食选择可能更加多样化，能够满足其营养需求。此外，研究还发现，不同种群的饮食结构与植被类型和地理环境密切相关，例如，NGH种群的饮食中富含*Acacia*和*Bambusa*，这可能与其栖息地的植被组成有关。而在SM种群中，*Artocarpus*、*Musa*和*Ficus*等植物占据主导地位，这反映了该区域植物资源的分布特点。

通过非度量多维尺度分析（NMDS）和主坐标分析（PCoA），研究进一步揭示了不同种群之间在饮食组成上的显著差异。这些分析结果表明，圈养种群的饮食结构与野生种群存在明显区别，尤其是在食物种类的丰富性和多样性方面。此外，野生种群之间的饮食差异也反映了不同地区植物资源的多样性。例如，NGH种群和SM种群的饮食结构差异较大，而BP和ML种群的饮食则相对相似。这种差异可能与区域间的植被类型、季节性变化以及人为干扰等因素有关。

在讨论部分，研究强调了亚洲象饮食结构的多样性与其生存环境之间的紧密联系。不同区域的植物资源分布、栖息地的稳定性以及人类活动的影响，都会对亚洲象的觅食行为产生重要影响。此外，研究还指出，圈养种群的单一饮食结构可能对其健康状况产生不利影响，因此，优化圈养环境中的食物配置，使其更接近自然状态，是提高亚洲象生存质量的关键措施之一。同时，研究也建议，在制定保护策略时，应充分考虑不同种群的饮食偏好，以科学规划生态走廊和食物资源基地的建设，确保亚洲象能够获得充足的食物资源，减少人象冲突的发生。

研究还提到了DNA元条形码技术在分析动物饮食方面的优势和局限性。虽然该技术能够提供非侵入性的数据，且具有较高的分辨率，但其仍存在一定的局限性，例如引物特异性可能导致某些植物类群的过度或不足代表，以及参考数据库的不完整性可能影响分类的准确性。因此，在未来的保护工作中，需要进一步完善参考数据库，并优化引物设计，以提高饮食分析的准确性和全面性。

本研究的结论表明，亚洲象的饮食结构和多样性与其所处的生态环境密切相关。不同种群之间的饮食差异反映了栖息地植物资源的分布特点和生态条件的变化。此外，圈养种群的饮食单一性可能对其健康状况产生负面影响，因此，建立更加接近自然环境的圈养模式，有助于提高亚洲象的生存质量和适应能力。研究还指出，未来的保护工作应更加注重生态走廊和食物资源基地的建设，以确保亚洲象能够获得足够的食物资源，并减少人与象之间的冲突。同时，长期监测亚洲象的饮食和肠道微生物群落的变化，有助于评估其对栖息地恢复的适应能力，并为优化保护策略提供科学依据。

综上所述，本研究通过DNA元条形码技术，系统分析了中国境内不同亚洲象种群的饮食组成和多样性，揭示了其与栖息地植物资源之间的关系。研究结果不仅加深了我们对亚洲象觅食生态的理解，也为优化圈养种群的食物结构和建设食物资源基地提供了重要的科学依据。然而，研究也指出，当前的样本采集主要集中在旱季，可能无法全面反映亚洲象全年饮食的季节性变化。此外，研究仅关注了植物组成和多样性，未涉及不同食物的营养成分分析，这可能限制了我们对饮食对种群健康影响的深入理解。因此，未来的研究应进一步扩展分析范围，结合多种研究方法，以更全面地评估亚洲象的饮食需求和生态适应性。