小型啮齿动物种群系统调节复合因子理论的野外实验研究：食物可利用性和捕食对根田鼠种群动态作用的分析

本研究在野外围栏条件下采用析因实验设计,测定营养、捕食及空间行为对根田鼠（Ｍｉ－ｃｒｏｔｕｓｏｅｃｏｎｏｍｕｓ）种群统计特征的影响。本文旨在检验下述特定假设：高质量食物可利用性和捕食对限制小型啮齿动物种群密度具有独立的和累加的效应。３年期间,４种野外实验处理６个重复的研究结果表明,附加食物并预防捕食者处理的种群具有最高密度;未附加食物及不预防捕食者处理（对照）的种群密度最低;而单一处理的种群,其密度居中。不同处理条件下,新生个体在种群的补充模式以及种群瞬时增长率的变化均与种群密度的变动相应一致。双因素ＡＮＯＶＡ的结果证明,附加高质量食物能明显地提高根田鼠的种群密度,而对种群补充量的作用则较弱,仅接近显著水平;预防捕食者不仅能显著地作用于种群密度,更能强烈地影响种群补充量。高质量食物和捕食者的作用具有累加的性质,两者的交互作用对种群密度和补充量均无显著影响。     

食物及洞道密度对高原鼠兔冬季死亡率的影响

本研究在野外围栏条件下采用2×2 析因实验设计,通过最小存活数法分别统计冬季前后种群数量,测定附加食物及洞道密度对高原鼠兔冬季死亡率的影响,旨在检验栖息地质量对降低高原鼠兔冬季死亡率的效应。4种野外实验处理2 个重复的研究结果表明,夏季无附加食物与低密度洞道处理组高原鼠兔冬季死亡率为71% ;而附加食物和高密度洞道处理冬季死亡率仅为47% ;添加食物和低密度洞道及无附加食物和高密度洞道处理组种群死亡率分别为60% 和53% 。每一处理组雌性死亡率均显著低于雄性。夏季添加食物和增加洞道密度均能明显地降低高原鼠兔种群冬季死亡率,但无显著的交互作用。     

小型啮齿动物种群系统调节复合因子理论的野外实验研究：食物可利用性和捕

本项研究在野外围栏条件下,采用析因实验设计,测定食物可利用性和捕食对根田鼠种群空间行为的作用模式。检验的特定假设为,高质量食物较大的可利用性能降低田鼠的攻击行为和活动,捕食能减少田鼠的活动。研究结果表明,食物可利用性能间接地和直接地影响根田鼠的空间行为,附加食物种群具有较高的密度和较小的巢区,且在诱捕期间具有较少的长距离活动和较低的攻击水平。捕食者的存在不直接影响攻击行为,但能影响诱捕期间的长距离     

捕食和食物交互作用条件下根田鼠季节性波动种群攻击水平及其行为多态性分析

在捕食和附加食物交互作用条件下,以恐吓、进攻、追逐、争斗及回避5类行为为变量,以恐吓、进攻、追逐计数之和的平均值作为攻击水平,测定根田鼠种群不同波动时期成体的攻击水平.发现根田鼠的攻击性与种群波动时期之间,存在明显的关联.统计分析结果表明,在种群3个波动时期,4种处理种群两性攻击型个体比例差异显著.除预防捕食者无附加食物（-P,-F）种群的雌体外,其它处理种群增长期和高峰期雌性和雄性攻击型个体的比例高于其衰减期.其中,预防捕食者附加食物（-P,＋F）种群、-P,-F种群及未预防捕食者附加食物（＋P,＋F）种群,雄性攻击型个体的比例均为增长期＞高峰期＞衰减期;在未预防捕食者无附加食物（＋P,-F）种群,雄性攻击型个体比例为高峰期＞增长期＞衰减期.各处理种群雌性攻击型个体比例的格局与雄体的不同.其中,-P,＋F种群及＋P,＋F种群为增长期＞高峰期＞衰减期,＋P,-F种群为高峰期＞增长期＞衰减期,而-P,-F种群攻击型个体比例为高峰期＞衰减期＞增长期.虽不同处理种群雌体及雄体的5类行为变量与种群密度的相关性不一致,而具有明显攻击性的恐吓、进攻及争斗3类行为则分别与种群密度呈显著或极显著的线性正相关关系,其结果与Chitty多态行为假设预测的一致;验证了所提出的特定假设：种群外部因子捕食和食物交互效应介导的攻击行为选择,是引起田鼠类种群季节性波动的主要内部因子.     

小型啮齿动物种群系统调节复合因子理论的野外实验研究：食物可利用性和捕食对根田鼠种群空间行为的作用模式及其对种群调节的探讨

本项研究在野外围栏条件下,采用析因实验设计,测定食物可利用性和捕食对根田鼠（Ｍｉｃｒｏｔｕｓｏｅｃｏｎｏｍｕｓ）种群空间行为的作用模式。检验的特定假设为,高质量食物较大的可利用性能降低田鼠的攻击行为和活动;捕食能减少田鼠的活动。研究结果表明,食物可利用性能间接地和直接地影响根田鼠的空间行为。附加食物种群具有较高的密度和较小的巢区,且在诱捕期间具有较少的长距离活动和较低的攻击水平。捕食者的存在不直接影响攻击行为,但能影响诱捕期间的长距离活动,此为根田鼠对捕食者存在作出的直接反应。在阐明田鼠种群动态时,应仔细考虑上述因子相互作用的效应。     

东方田鼠种群扩散及活动对外部因子的反应格局

在野外围栏条件下,采用2×2×2析因实验,测定外部因子食物、捕食,以及同域分布物种黑线姬鼠的种间竞争对东方田鼠扩散和活动距离的独立作用及其交互作用的效应。研究结果表明,在所有的扩散个体中,幼体扩散的比例为71.0%。雄体扩散的比例为80.5%。东方田鼠扩散的趋势与其种群密度及补充量的变动一致。食物对扩散具有显著独立作用;捕食对扩散的作用接近显著;种间竞争对扩散的直接效应不显著;食物、捕食与种间竞争交互作用对扩散的效应亦不显著。在诱捕期内雄性的长距离活动比例及其诱捕期间长距离活动比例均显著大于诱捕期内雌性及其诱捕期间的长距离活动比例。不同处理种群间,仅雄体在诱捕期间的长距离活动比例具有显著差异;食物对雄体的长距离活动具有直接和间接(通过密度)的效应;而预防捕食者和竞争物种对不同处理种群雄体的长距离活动则无一致的效应。     

食物、捕食和种间竞争对东方田鼠种群动态的作用

采用2×2×2析因实验设计,在野外围栏条件下,测定食物、捕食和竞争物种黑线姬鼠(Apodemus agrarius)对东方田鼠(Microtus fortis)种群动态作用的格局.食物可利用性、捕食及种间竞争的独立作用对种群最小存活数均具有极显著的效应,除捕食与种间竞争的交互作用接近显著水平外,食物与种间竞争、食物与捕食者以及三者间的交互作用均不显著;三类外部因子对种群补充量的独立作用效应均达到极显著水平,且对种群补充量的作用具有累加效应;食物可利用性、捕食及种间竞争对种群繁殖成体的比例具有极显著的作用;三类外部因子对种群幼体与成体的比例具有极显著的作用.对种群年龄结构而言,与捕食者及种间竞争比较,食物可利用性是相对较弱的影响因子,在任何捕食与种间竞争交互作用条件下,食物的作用均不显著;三类外部因子均能显著地影响东方田鼠的体重增长率,但三者的交互作用对其影响不显著;MANOVA结果表明,捕食对成体存活率的作用最强烈,其次,为食物可利用性,种间竞争的作用最弱,但三者的交互作用效应不显著.对幼体的存活时间,除捕食的作用接近显著水平外,食物可利用性及种间竞争的作用均不显著.结果提供了食物可利用性、捕食和种间竞争对东方田鼠种群动态作用的充分证据,验证了食物、捕食和种间竞争对田鼠类种群动态具有独立或累加效应的总假设.     

根田鼠攻击行为模式及其进化稳定对策分析

在捕食和附加食物交互作用条件下 ,测定根田鼠种群攻击水平与种群参数之间的关系 ,应用对策论分析攻击行为的模式。通过观测 1 6 5对实验个体的攻击行为 ,发现体重和繁殖特征决定根田鼠个体的攻击水平。体重较大个体及繁殖个体的攻击频次最高。攻击水平的性别差异显著。Kruskal- Wallis单侧秩方差检验结果表明 ,雄体攻击水平显著高于雌体。攻击水平与种群密度呈负相关关系 ,但不显著。与留居个体比较 ,扩散个体的攻击性弱。高质量的附加食物可降低根田鼠的攻击水平 ,捕食者的存在不直接影响攻击水平。根田鼠的攻击行为属仪式化非伤害行为。ESS的鹰 -鸽对策模型分析结果与实验结果一致 :不同处理种群 ESS集的鹰型对策者比例有显著差异 ,环境条件愈差 ,取胜的价值愈大 ,种群中鹰型对策者比例愈高。有捕食者、无附加食物( P,- F)种群的环境条件最差 ,鹰型对策者比例最高 ,为 0 .4 0 ;次为无捕食者、无附加食物 (- P,- F)种群 ,为 0 .33;有捕食者、有附加食物 ( P, F)种群 ,为 0 .1 8;无捕食者、有附加食物 (- P, F)种群的环境条件最优越 ,鹰型对策者比例最低 ,为0 .1 7。验证了捕食和食物交互效应能改变田鼠类动物攻击行为格局及对策模式的假设     

种群外部及内部因子对东方田鼠巢区大小的效应

在野外围栏条件下, 采用重复的2×2×2析因实验, 测定外部和内部因子对东方田鼠(Microtus fortis)巢区大小的作用模式。研究结果表明, 雄体巢区大小显著大于雌体巢区大小。雄体巢区大小与体重存在显著的正相关, 而雌体巢区大小与体重的相关不显著; 雄体和雌体巢区大小与种群数量均呈显著的线性负相关。外部因子对东方田鼠雄体和雌体巢区大小的作用不一致。在排除内部因子种群数量及体重对雄体巢区大小作用的条件下, 食物对雄体巢区大小的作用显著; 而捕食及种间竞争的独立作用及其交互作用, 以及3 种外部因子的交互作用均不显著; 在排除种群数量对巢区大小作用的条件下, 食物与捕食的独立作用及3 种外部因子的交互作用对雌体巢区大小的效应均达到显著水平, 食物与种间竞争的交互作用接近显著, 而种间竞争的独立作用、食物和捕食的交互作用, 以及捕食与种间竞争的交互作用对雌体巢区大小的效应均不显著。本文结果验证了种群外部因子食物、捕食及种间竞争、种群内部因子种群数量及个体体重对田鼠种群巢区大小具有独立和交互作用的假设。     

食物、捕食及种间竞争对东方田鼠(Microtus fortis)种群攻击行为的作用

在野外围栏条件下,采用重复的2×2×2析因实验设计,测定食物、捕食和竞争物种黑线姬鼠对东方田鼠攻击行为作用的格局。东方田鼠各处理种群攻击水平与其种群密度的相关甚为复杂,与Chitty多态行为假设的预测不一致。东方田鼠双冲突个体间的攻击水平与其体重的相关不显著,而与冲突个体的体重差异则呈显著的负相关,体重差异越大,冲突个体间的攻击水平越低。雄体攻击水平与其繁殖特征无显著的相关关系,而雌体间攻击水平则受繁殖状态的影响,动情雌体间的攻击水平显著地高于非动情雌体。体重差异和食物对雄体的攻击行为具有极显著的独立作用,捕食和种间竞争对雄体攻击行为的独立作用不显著,而捕食与种间竞争交互作用对雄体攻击行为的效应则达到显著水平。体重差异、食物、捕食和种间竞争对动情雌体的攻击水平均有极显著的独立作用,3类外部因子交互作用的效应达到极显著水平;而3类外部因子交互作用对非动情雌体攻击行为的效应则不显著。结果检验了外部因子食物、捕食、种间竞争对田鼠类动物种群攻击行为具有独立和累加的整合效应的假设。     

食物、捕食及种间竞争对东方田鼠(Microtus fortis)种群攻击行为的作用

在野外围栏条件下,采用重复的2×2×2析因实验设计,测定食物、捕食和竞争物种黑线姬鼠对东方田鼠攻击行为作用的格局。东方田鼠各处理种群攻击水平与其种群密度的相关甚为复杂,与Chitty多态行为假设的预测不一致。东方田鼠双冲突个体间的攻击水平与其体重的相关不显著,而与冲突个体的体重差异则呈显著的负相关,体重差异越大,冲突个体间的攻击水平越低。雄体攻击水平与其繁殖特征无显著的相关关系,而雌体间攻击水平则受繁殖状态的影响,动情雌体间的攻击水平显著地高于非动情雌体。体重差异和食物对雄体的攻击行为具有极显著的独立作用,捕食和种间竞争对雄体攻击行为的独立作用不显著,而捕食与种间竞争交互作用对雄体攻击行为的效应则达到显著水平。体重差异、食物、捕食和种间竞争对动情雌体的攻击水平均有极显著的独立作用,3类外部因子交互作用的效应达到极显著水平;而3类外部因子交互作用对非动情雌体攻击行为的效应则不显著。结果检验了外部因子食物、捕食、种间竞争对田鼠类动物种群攻击行为具有独立和累加的整合效应的假设。     

大型野外围栏实验揭示增食对布氏田鼠种群动态的复杂效应

尽管大多数实验都证明增加食物能提高动物的种群密度,但有关增食对动物的繁殖、存活和迁移的影响机制仍然存在争议.建立有效排除种群扩散和天敌捕食引起的复杂效应的野外大型围栏实验是目前解决这一争议必不可少的前提条件.2010~2014年,本课题组调查了增食处理对8个大型野外围栏(每个0.48 ha)内布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii)种群动态和植物群落的影响.结果表明,增食通过增加幼体补充数量对种群密度产生正效应.然而,增食对布氏田鼠的存活产生复杂的效应:即在非繁殖季节产生正效应,在繁殖季节产生负效应.另外,增食提高了布氏田鼠植物食物的质量(蛋白质含量增加),但降低了围栏内植物群落中不喜食植物的数量.因此,增食通过增加食物的供给直接对小型啮齿类动物产生正效应.同时,食物引起的种群密度增加又通过密度制约效应间接对动物种群产生负效应,并且通过改变植物群落的结构和数量分布对啮齿动物产生长期的影响.     

鼠类种群动态:食物资源影响力的实验评估

本研究在美国伊利诺斯州中东部测定了中等食物质量(莓系属的牧草)和低食物质量(高杆草牧场)栖息地内橙腹田鼠(Microtusochrogaster)和草原田鼠(M.pennsylvanicus)种群对附加食物的响应。在中等食物质量栖息地内投放附加食物,橙腹田鼠种群的波动幅度高于对照样地,但同类型食物质量栖息地内,种群平均密度和波动模式无显著的差异。仅在低等食物质量的高杆草栖息地内,投放附加食物可导致草原田鼠的种群密度高于对照样地。附加食物不直接影响两种栖息地内橙腹田鼠的成活率或成熟率,在中等食物质量栖息地中投放附加食物,繁殖活跃的成熟雌性个体比例及雄性成体的体重高于对照。附加食物不影响莓系属牧草内草原田鼠,也不能影响该动物在高杆草环境中的存活率。然而,投放附加食物,可缩短低等食物质量栖息地内草原田鼠的成熟期,提高繁殖活跃雌性的比例和迁入个体比例,增加并引起雄性个体体重增加。据此,本研究证明食物资源在橙腹田鼠和草原田鼠种群动态中只起极小的作用。     

捕食风险的种群动态效应及其作用机理研究进展

捕食者不但可以通过直接捕杀猎物而控制猎物的种群数量,还可以通过捕食风险效应影响猎物种群的繁殖和动态,并且在某些情况下,捕食风险效应对猎物种群动态的控制作用甚至大于捕食者的直接捕杀.关于捕食风险效应对猎物动物繁殖产出和种群动态变化的作用及其机理方面的野外研究越来越受到国内外学者重视.本文介绍了近年来捕食风险效应的研究进展,重点关注了美国黄石国家公园中捕食者对马鹿(Cervus elephus)、加拿大育空地区的捕食者对白靴兔(Lepus americanus)的捕食风险效应等案例研究,以阐明捕食风险效应对猎物种群动态影响的重要性,以及关于捕食风险效应影响猎物种群繁殖和动态机理的两个假说(捕食者敏感食物假说、捕食应激假说).并结合我国在捕食者与猎物之间关系的研究现状,提出了进一步在野外开展捕食风险效应对濒危有蹄类猎物种群动态影响研究的建议,阐释了开展这些研究的重要意义.     

高寒草甸生态系统中高原鼠兔和高原鼢鼠的捕食风险及生存对策

调查青藏高原高寒草甸生态系统中两种主要啮齿动物及其天敌动物的种群密度,分析天敌动物对两种啮齿类的捕食方式、捕食强度,探讨啮齿类动物的捕食风险及生存对策。研究结果表明,高原鼠兔和高原鼢鼠的种群密度分别为4．97只／hm^2和10．6只／hm^2,而它们的主要天敌赤狐、艾虎和香鼬的种群密度分别为0．16只／100hm^2、0．37只／100hm^2、3只／100hm^2。艾虎和香鼬在取食过程中主要搜寻啮齿类的洞道系统,全部食物几乎都来源于洞道系统内;赤狐或取食地面活动的鼠兔,或挖掘洞口待高原鼢鼠封闭洞口时取食猎物。高原鼠兔在赤狐、艾虎和香鼬的食物中所出现的频次分别为100％、96．1％、100％,高原鼢鼠在3种天敌动物的食物中所出现的频次分别为87．5％、73．2％、0％。3种天敌动物对高原鼠兔和高原鼢鼠的捕食强度分别为0．703％和0．038％,高原鼠兔和高原鼢鼠所承受的捕食风险分别为0．780和0．393。高原鼠兔在高的捕食风险下通过行为对策和繁殖对策增加其适合度,而承受捕食风险较小的高原鼢鼠主要通过封闭的洞道系统和高的存活率增加其适合度。     

带有阶段结构的时滞捕食-被捕食动力系统的全局稳定性和最优收获量

讨论捕食和被捕食动力系统时,把生物种群分为幼年和成年两个阶段,仅成年有捕食能力。还考虑了种群相互作用中不可避免的时滞和密度制约作用,以及在捕食一被捕食模型中更切合实际的“比率依赖”理论。通过对系统的分析和构造李雅普诺夫函数,分别得出在适当条件下系统非负平衡位置的局部稳定性和全局稳定性。并研究了成熟种群的最优收获量。     

麦蚜寄生蜂和捕食性天敌种群对景观复杂性的响应

农业景观结构影响昆虫的物种组成与多样性,本文选择复杂景观和简单景观的麦田景观为研究对象,研究了不同麦田景观结构对麦蚜天敌种群的影响。在简单与复杂两种景观下,分析了麦蚜寄生蜂和捕食性天敌的迁入时间、迁入量、种群增长率及种群密度之间的差异。结果表明:复杂景观中麦蚜寄生蜂和捕食性天敌的物种多样性较高,复杂景观下寄生蜂的迁入量高于简单景观下寄生蜂的迁入量。景观复杂性同样影响捕食性天敌的迁入时间,且捕食性天敌在复杂景观下迁入量均高于简单景观,而且存在显著性差异。两种景观中寄生蜂和捕食性天敌种群增长速率与最大种群密度均存在显著性差异。     

间斑寇蛛的生态学观察与实验

报道间斑寇蛛首次在南方大批量人工养殖成功所获得的行为生态学资料:养殖方法、捕食与食谱、活动规律、蜕皮与体色的关系;温度和湿度对间斑寇蛛活动能力、成活率、蜕皮率的影响;温度和食物对其若蛛生长发育的交互影响作用。间斑寇蛛生长发育的适宜温区是20～30℃,RH55%～75%;最适合温度为25℃,RH65%,苍蝇为较理想的食物。结合野外进行了种群密度的调查、初步分析了其种群分布与栖境生物群落的关系。     

捕食风险对越冬根田鼠肠道寄生物易感性的影响

在自然生态系统中,不同营养级物种可通过特征介导间接效应对生态系统的稳定及种群产生深刻的影响。但目前有关特征介导间接效应的实验研究多见于无脊椎动物、鱼类和两爬类。本研究以根田鼠为对象,在野外围栏内建立预防捕食者和未预防捕食者两种实验处理种群,并通过采用麦克马斯特法测定两种处理种群实验个体肠道寄生物感染种类及感染率和感染强度,采用PHA（phytohemagglutinin）反应和白细胞分类计数测定不同处理种群实验个体免疫能力,以分析捕食风险对根田鼠肠道寄生物的感染效应。结果表明,未预防捕食者处理组根田鼠PHA反应、白细胞计数和淋巴细胞计数较预防捕食者处理组实验个体显著降低,而球虫 E. wenrichi 的感染率和感染强度则显著增加,但绦虫和线虫以及其他3种球虫的感染率和感染强度无显著差异。结果表明,捕食者可通过介导猎物免疫力特征而间接影响猎物肠道寄生物的感染,验证了本项提出的捕食风险可通过降低根田鼠的免疫能力而增加其肠道寄生物感染的假设。     

捕食者种群具有相互干扰和Ⅰ型功能反应且食饵种群有收获率的捕食系统的定性分析

讨论了具有相互干扰和密度制约的Ⅰ型功能反应下且食饵种群具有收获率的捕食系统模型,得到系统正平衡点的存在条件及全局稳定的一些结果.