青海北部高寒草甸雀形目鸟类繁殖生态学的研究进展

从鸟巢特征、巢址选择、窝卵数、育幼行为、雏鸟生长发育、繁殖生产力以及繁殖对策等方面,对青藏高原高寒草甸雀形目鸟类繁殖生态学进行了综合分析与评述。高寒草甸雀形目鸟类受适合繁殖季节长度、食物资源和捕食压力的影响,或选择逐步投资对策,或选择一次投资对策;每个种群的常见窝卵数就是最适窝卵数;雏鸟的发育模式相对固定,不存在补偿性生长,但是生长期长度是可变化的。①研究亲-子通讯行为的进化和稳定性,提出适应高寒草甸雀形目鸟类的亲-子间的通讯行为假设;②建立在巢环境特征变化梯度(开放到封闭)上的生命表,找出决定适合度的生命表参数(繁殖率和存活率)的因果关系;③测定在巢环境特征变化梯度上的生态领域变化将是未来研究的3个方向。     

高寒草甸常见雀形目鸟类共存机制的生态形态学解释

生态形态学特征是生物在选择压力下长期进化的结果,对生物的生存和繁衍具重要影响。为使种间竞争最小化,同质环境中关系密切的物种一般具有不同的生态形态学特征,以实现对有限资源的分割。1983—2012年,对高寒草甸生态系统中常见的9种雀形目鸟类的生态形态学特征所进行的研究结果表明:9种雀形目鸟类的各个生态形态学特征指标均具有显著差异;～92.0%的个体被正确归类,除小云雀(Eremophila alpestris,79.2%)外,其余各物种判别正确率均较高(84.5%~100%),9个物种被分成5个集团(guild)。各集团独特的生态形态学特征与集团内物种的栖息地环境和取食行为相关,最终解释了各个物种如何在高寒草甸生态系统中实现共存。     

高寒草甸几种雀形目鸟类的标准代谢（SMR）

本文在-25℃至40℃的温度范围内,采用开放式呼吸仪测定了高寒草甸5种常见的雀形目留鸟的标准代谢率与环境温度的关系。其基础代谢率(BMR)在3.72—5.69毫升/克/小时范围内,中性温度区下限较低,一般在20℃左右。环境温度在下临界温度以下,代谢率随温度下降而升高的斜线陡峻,斜率一般为0.150—0.170之间。除树麻雀外,在40℃条件下均出现部分死亡。     

7种高寒草甸雀形目鸟类食性与消化道形态的比较

食物是多维生态位理论中最重要的一维,食物生态位的分离对群落中物种的稳定共存起到非常重要的作用。对高寒草甸生态系统中常见的7种雀形目鸟类的食性调查表明,它们主要以草籽、昆虫和燕麦等为食,且不同物种对不同食物的取食比例存在较大差异;不同物种的食物生态位宽度变化较大(0.120~0.752),除黄嘴朱顶雀(Carduelis flavirostris)和地山雀(Pseudopodoces humilis)的食物生态位重叠较小(0.059)外,其他物种间的重叠都较大(0.334~0.904)。不同物种的肝重、胃重和小肠长度存在较大的差异,比如:以草籽为食的黄嘴朱顶雀,其肝重和胃重较小,小肠长度最大;以昆虫为食的地山雀,其胃重和小肠长度最小,肝重较大。随着各物种食性由草籽到昆虫的变化,小肠长度逐渐变小,杂食性物种的相关变化不明显。栖息于相似生境中的雀形目鸟类具有不同的食物资源利用模式,而同域共存物种消化道形态结构的差异是对食物资源利用种间权衡的功能响应。     

高寒草甸几种雀形目鸟类的卵反射率分析

于2010~2013年的繁殖季节,在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站收集了9种青藏高原常见雀形目鸟类的卵,分别进行了反射率测量。测量光谱范围为可见光(400~750 nm)和短波近红外(750~1050 nm)。卵在两个波段光谱的反射率分别是0.066和0.123,二者差异极显著。在可见光范围内,除赭红尾鸲Phoenicurus ochruros的波峰在绿色光范围内,其他物种都在黄色光范围内;在短波近红外范围内,反射率明显分为3个组,以角百灵和小云雀的地面开放巢较高,黄嘴朱顶雀和黄腹柳莺的灌丛巢较低,其他种居中;开放巢及封闭巢的卵反射率在可见光范围无显著差异,但在短波近红外范围有显著差异。我们认为,在青藏高原高寒草甸生态系统中,植被郁闭度低,地面营巢环境不利于巢与卵的遮阳,造成营开放度高的地面巢的鸟卵近红外反射率相对较高,而灌丛巢和封闭巢的雀形目鸟类鸟卵相对较低,但对可见光谱的卵反射率各物种差异不显著。     

高寒草甸常见雀形目鸟类的卵壳特征

作为胚胎发育的屏障,卵壳特征如卵壳厚度和气孔密度具有重要的生态学意义。本文研究了高寒草甸繁殖的7种代表性雀形目鸟类角百灵（Eremophila alpestris）、小云雀（Alauda gulgula）、黄头鹡鸰（Motacilla citreola）、树麻雀（Passer montanus）、粉红胸鹨（Anthus roseatus）、黄嘴朱顶雀（Carduelis flavirostris）、赭红尾鸲（Phoenicurus ochruros）的卵与卵壳特征,以探索在高寒缺氧环境下,不同科鸟类的适应性调节。结果发现,7种鸟类中,除小云雀和角百灵之外,其他鸟类的卵与卵壳特征均有显著的种间差异（除卵壳厚度和气孔直径之外）;对7种鸟类卵壳厚度、气孔密度、卵体积、卵重之间的线性拟合显示,卵壳厚度、卵体积与气孔密度均无显著相关性（卵壳厚度：P = 0.11,卵体积：P = 0.09）,卵重、卵体积与卵壳厚度呈显著正相关（卵重：r2 = 0.46,P ＜ 0.001;卵体积：r2 = 0.44,P ＜ 0.001）;对7种鸟类卵的数据与繁殖期雌鸟平均体重的线性拟合结果显示：平均卵重、卵壳厚度的差异与雌鸟体重成正相关（卵重：r2 = 0.66,P = 0.03;卵壳厚度：r2 = 0.92,P ＜ 0.01）;对6种鸟类（缺乏粉红胸鹨窝卵数数据）卵的数据与孵卵相关变量的线性拟合结果显示：卵壳厚度及气孔率与窝卵数成负相关（卵壳厚度：r2 = 0.64,P = 0.056;气孔率：r2 = 0.87,P ＜ 0.01）,6种鸟类（缺乏树麻雀巢杯指数数据）气孔率与巢杯指数或巢型无显著相关性（巢杯指数：P = 0.49,巢型：P = 0.435）。卵表面积和总气孔数解释了大部分气孔率差异（87%）,卵重和气孔率与孵卵期无显著相关（P = 0.77）,气孔率显著低于预期气孔率（P＜0.001）。这些结果表明,种间的遗传性（如成鸟的形态、窝卵数等）决定了大部分卵与卵壳特性的差异,但是为适应高寒低氧的气候特征,不同种的鸟都具有相对厚的卵壳和低的气孔率特征,说明环境因素同样影响卵的进化。另外,单纯的卵特性（卵体积和气孔率）并不能决定孵卵期的长短,亲鸟的孵卵行为同样具有重要的影响,角百灵虽然离巢频率相对较高,但是孵卵期却相对较短,这可能与其较高的气孔率有关。     

高寒草甸三种雀形目雏鸟热调节机制的比较研究

３同巢型雏鸟大约在雏期的５０％开始出现调温机制。从变温到恒温的转变期呈现出两种发育趋势;黄嘴朱顶省发育迅速,角百灵和褐背拟地鸦发育缓慢。３种雏鸟产热量都随试验温度降低和日龄的增长而增加。但角百灵在３５℃时,产热量不随日龄增长而变化。     

青藏高原常见雀形目鸟类的筑巢特征

于1990—2004年的繁殖季节,在青藏高原北部地区收集了12种常见的雀形目鸟类的巢,并且对这些鸟巢的分布格局和结构特征进行了比较研究。所有鸟巢分布表现出草地、灌木丛和沼泽的水平分割和地上、地面及地下的垂直分割的空间分布模式,其中地面杯状巢最普遍。巢结构特征,存在从简单到复杂的系列谱变化,主要表现:巢形状从浅到深,从开放到封闭;巢材性质从单一的植物性到复合的动植物性;巢材重从少到多。不管这些变化有多大,都反映了所有鸟种选择巢址是在安全和隔热两种基本条件之间权衡。在变化谱上的每种鸟巢都有自己的利弊,选择哪种类型的巢是由鸟本身的遗传和环境特征两方面的因素决定的。另外,巢材的运输反映了亲鸟对筑巢活动的投资,是繁殖投入的重要组成部分。因此,巢材重与亲鸟体重之比可以反映出筑巢活动投资的高低。百灵科鸟的开放式地面巢材重大约是亲鸟体重的1/2;而褐背拟地鸦的地下封闭巢的巢材重约为亲鸟体重的5倍以上。其余种类都在两者之间变化。总之,如此不同的投资差异是在捕食压力和种间竞争作用下以及亲鸟为满足鸟卵胚胎和雏鸟迅速生长发育的必要条件下,各种生物学特征协调的结果。     

高寒草甸小嵩草种群繁殖生态学研究

研究从繁殖生态学的角度对高寒草甸小嵩草（Kobresia pygmaea)种群进行了初步研究。结果表明：小嵩草属寒冷中生密丛短根茎地下芽植物,在高寒生境中采用以营养繁殖为主、有性繁殖为辅的繁策略,具体体现在以下几个方面：虽然小嵩草种子产量达4553.8粒／m^2,但种子萌发率较低,室内和野外萌发率分别仅有4％和1％,经氢氧化钠溶液和赤霉素溶液处理后的种子萌发率分别为1％和2％,而削去种皮后种子萌发率达52．6％,种皮坚硬是造成种子萌发率低的主要原因;进入种子库、保留至返青期且具有活性的种子仅占种子总数的24．35％,其室内萌发率仅有3％,而在野外理论实生苗仅为11．09个／m^2,与此相反小嵩草营养繁殖所形成的新个体数为6256．25个／m^2,远远多于种子萌发所形成的实生苗数。此外,小嵩草营养繁殖效力也远高于有性繁殖效力,营养繁殖效力占总繁殖效力的90．92％。     

雪后海北高寒草甸地区根田鼠种群特征的变化

根田鼠 (Ｍｉｃｒｏｔｕｓｏｅｃｏｎｏｍｕｓ)是一种分布广泛的小型哺乳动物[1 ] ,在海北高寒草甸地区 ,根田鼠是优势小型啮齿动物之一 ,主要分布于植被较好的草甸和灌丛中 ,有关其自然以及实验状态下种群数量动态的研究相对较多[2～6] ,但是对该地区冬季恶劣自然条件下 ,其种群动态的研究尚未见报道。研究冬季根田鼠种群特征的变化有助于对其整个生活史过程的全面理解 ,也便于了解冬季恶劣气候条件对其越冬留存率的影响进而又是如何影响翌年的种群数量。为此 ,作者于 2 0 0 0年 1 0月和 1 2月在海北高寒草甸生态系统定位站地区对根田鼠种…     

高寒草甸群落植物多样性和初级生产力沿海拔梯度变化的研究

 对不同海拔梯度高寒草甸群落植物多样性和初级生产力关系的研究结果表明：1）不同海拔梯度上,中间海拔梯度群落植物多样性最高,即物种丰富度、均匀度和多样性最大;2）不同海拔梯度上,群落生产力水平和物种丰富度中等时,物种多样性最高;3）随着海拔的逐渐升高,地上生物量逐渐减少;4）地下生物量具有“V”字形季节变化规律,在牧草返青期和枯黄期地下生物量最大,7月最小,且地下生物量主要分布在0～10 cm的土层中。地下生物量垂直分布呈明显的倒金字塔特征。     

高原鼢鼠对高寒草甸植被特征及生产力的影响

本研究结果表明,高原鼢鼠栖息10年的斑块,植物群落的物种数减少,植物物种多样性指数下降,地上、地下总生物量显降低,单子叶和可利用双子叶植物生物量极显减少,但不可利用双子叶植物生物量显增加。高原鼢鼠去除5年后,斑块内植物群落的单子叶植物物种数增加,而双子叶植物下降,植物群落物种多样性指数下降,地上、地下总生物量显增加,单子叶和可利用双子叶植物生物量增加极显,不可利用双子叶植物生物量显降低。高原鼢鼠栖息10年的斑块,净初级生产量较未栖息地区减少68.98%。高原鼢鼠去除5年后,净初级生产量增加,但仅达到未栖息地区的58.69%。     

青藏高原东缘高寒草甸常见植物种子形状对萌发的影响

以青藏高原东缘高寒草甸383种常见植物种子为材料,分析种子萌发特性与种子形状(长、宽、高的三维方差)、体积及相对表面积之间的相关性,研究高寒草甸地区植物种子性状对其萌发特性的影响。结果显示:(1)种子萌发率和萌发速率与种子三维方差、相对表面积呈极显著正相关,与体积呈显著负相关;(2)种子平均萌发时间与种子体积呈显著正相关、与种子相对表面积呈显著负相关、与种子三维方差无显著相关性。表明体积较小而形状细长的种子具有较高的萌发率及萌发速率,体积大而圆的种子需要更长的萌发时间;小种子具有较大的相对表面积可能是其具有较高萌发率和萌发速率的原因之一。研究结果为土壤种子库形成机制的研究提供了一定的理论依据。     

青藏高原东部高寒草甸54种禾本科植物种子的萌发特性

在实验室条件下观测了青藏高原东部高寒草甸54种禾本科植物的种子萌发特点。结果发现:在54种植物中,有43种植物种子萌发率都达到了50%,其中萌发率80%以上的物种有26种,60%~80%的有11种,40%~60%的有8种,20%~40%的有5种,小于20%的有4种; 萌发开始时间为3~5 d的植物有14种,6~8 d的植物有29种,9~10 d的植物有10种,大于10 d的有1种;萌发持续时间为1~7 d的植物有16种,8~14 d的植物有28种,15~21 d的有10种;达50%萌发率的时间为1~7 d的植物有11种,8~14 d的植物有27种,大于14 d的植物有5种,萌发率一直没达到50%的植物有11种。这些植物显示了4种萌发类型:爆发型、过渡型、缓萌型(萌发率大于50%的物种)和低萌型(萌发率小于50%的物种)。     

青海高寒草甸土壤放线菌区系研究

2001～2002年从海北高寒草甸生态系统采集土样,用不同方法从中分离放线菌300余株,根据其形态和分类特征,分别归入小单孢菌属(Micromonospora)、诺卡氏菌属(Nocardia)、糖多孢菌属(Saccharopolyspora)、原小单孢菌属(Promicromonospora)和链霉菌属(Streptomyces),并将链霉菌归入7个类群。同时对230株中温菌和110株低温菌的部分酶活性及其对真菌和细菌的拮抗性进行了测定,发现链霉菌不仅具有许多酶活性,而且对真菌和细菌有拮抗性。     

群落结构特性的分析方法探讨-以高寒草甸和高寒灌丛为例

 从种—多度关系和物种多样性对高寒草甸和高寒灌丛在不同放牧强度下群落结构特性的分析表明,种在群落中的相对重要性发生了变化,种相对多度的分布模式符合对数正态分布,并随放牧强度的变化显示出有规律的改变;同时,表示群落结构特性的指数(Simpson多样性指数λ、Shannon信息多样性指数H′、McIntosh多样性指数Dmc、均匀性指数E和物种丰富度指数R)值在各放牧强度群落间却未表现出统计学上的显著差异(P>0.05)。这表明在有些情况下单纯对物种多样性等指数值的比较并不一定能准确地反映出群落结构上的变化,同时也证实了West关于多样性指数值保持不变或近似但群落结构可能发生变化的推断。