太行山区植物种子—鼠类—昆虫的相互作用研究

【摘要】食物贮藏行为是鼠类的基本行为之一，一直以来受到学者们的关注，研究的方向主要集中于：鼠类对林木种子的扩散和处理及对种子命运的影响；贮藏者之间的关系；贮存者与天敌之间的关系；昆虫对种子的影响、林木种子特征对鼠类食物贮藏行为的影响等方面，重点关注鼠类如何作用于植物，而对于植物对种子捕食者的反作用研究较少。本文从鼠类和昆虫的行为及栓皮栎(Quercusvariabilis)种子的特征入手，研究了鼠类如何取食和扩散种子、昆虫如何取食栓皮栎种子、栓皮栎种子如何应对鼠类和昆虫的捕食，以及鼠类-栓皮栎种子-昆虫之间的互作关系等。本研究于2007-2013年在太行山愚公地区进行，主要研究内容和结果如下：(1)基于长期的调查结果，阐明了鼠类对栓皮栎种子的扩散方式受到年际和生境的显著影响。扩散距离年际差异显著，生境间差异极显著；(2)阐明了当地的6种鼠类在林木种子扩散中的作用和地位，表明只有大仓鼠(Cricetulustriton)是纯粹的种子消费者，而岩松鼠(Sciurotamiasdavidianus)、花鼠(Eutamiassibiricus)、社鼠(Niviventerconfucianus)、大林姬鼠(Apodemuspeninsulae)、黑线姬鼠(A.agrarius)等5种鼠均可以对种子进行扩散，且首次证实社鼠在该地区对栓皮栎种子以分散贮藏为主；(3)描述了鼠类对栓皮栎种子的取食特征，共分为5种类型，揭示了鼠类对种子有部分取食且埋藏种子残余物的行为，30%-40%的种子被部分取食且胚存活；首次发现了小型鼠类对种子的剥皮后贮藏行为，全面阐述了鼠类对发芽种子的切根后贮藏行为，通过围栏实验表明，岩松鼠、大仓鼠、社鼠、大林姬鼠和黑线姬鼠均有部分取食种子的行为，但只有社鼠和大林姬鼠有埋藏种子残余物的行为，大仓鼠和社鼠有剥皮行为，岩松鼠、大仓鼠、社鼠、大林姬鼠和黑线姬鼠均表现出切根行为；(4)首次全面描述了昆虫对栓皮栎种子的取食特征，共分为5种类型，84.27%的种子被昆虫部分取食，且倾向于从远离胚的位置取食，大部分虫蛀种子(63.30%)的胚保持完好，仍有发芽和建苗的能力；(5)证明了在发育的不同阶段，栓皮栎种子进化出不同的策略逃避鼠类的捕食，包括种子产量波动、快速发芽、残余物发芽、种子被切根后二次发芽和种子被取食后根部重新发芽建苗等5种策略；证明了栓皮栎种子可以通过种子产量波动、能量过剩和寄生昆虫被鼠类取食等3种途径应对昆虫的取食；总之，通过本研究，较为全面系统地阐述了鼠类和昆虫对种子的取食特征和植物应对鼠类和昆虫捕食的途径，最后探讨了种子-鼠类-昆虫之间的相互关系及协同进化。发现种子在为鼠类和昆虫提供能量促进其扩散种子的同时，又进化或借助一些途径减少捕食者的过度危害，增加生存的机会；鼠类在取食种子的同时，又能对种子的扩散发挥一定的正面作用；鼠类对昆虫的取食和控制即增加了自身食物资源的供应，又避免了昆虫的过度繁殖。种子、鼠类和昆虫三者之间最终达到一种互为有利并相互制约的平衡。
【作者】张义锋；
【导师】路纪琪；
【作者基本信息】郑州大学，有机化学，2014，博士
【关键词】栓皮栎；鼠类；昆虫；种子扩散；取食特征；应对策略；相互关系；幼苗建成；太行山；

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