垂叶榕种子的二次散布:蚂蚁和非蚁传植物互惠关系的新证据

蚂蚁对热带森林中小种子的二次散布会影响种子最终到达地点和种子命运.本文以一种由鸟散布的榕树垂叶榕(Ficus benjamina)为研究对象,观察蚂蚁对不同处理种子二次散布的影响.共记录到菱结大头蚁(Pheidole rhombinoda)、法老小家蚁(Monomorium pharaonis)、横纹齿猛蚁(Odontoponera transversa)和布立毛蚁(Paratrechina bourbonica)等4种蚂蚁参与了种子的搬运,其出现频率分别为71.7%、23.3%、2.5%、2.5%.蚂蚁对种子的搬运距离为179 cm±13 cm(n=159).其中,最主要的散布者菱结大头蚁把种子搬进蚁巢后,取食了内果皮,并把58.6%的净种子抛弃在巢外垃圾堆中.蚂蚁取食内果皮显著提高了种子萌发特性(萌发率由49.3%提高到93.3%).去除内果皮后种子被蚂蚁搬走的比率显著下降(由75.0%降为29.5%).垂叶榕种子外着生的内果皮,明显提高了对蚂蚁的吸引力,而蚂蚁取食内果皮显著提高了种子萌发能力,垂叶榕和二次散布的蚂蚁之间存在着明显的互惠关系.     

北京东灵山森林植物多样性的网络结构特征

一个群落可以看作是由物种相互连接的复杂系统,刻画其网络结构有助于深入揭示系统性质以及结构与功能之间的关系。在生态学中,复杂网络理论已被成功应用于食物网与互利网络的结构研究,但尚未检验其刻画生物多样性格局的能力。采用复杂网络理论研究了北京东灵山森林乔木层、灌木层、草本层植物关联关系的网络结构特征及其差异。结果表明,植物物种的共同出现是非随机的,并表现出一定的小世界模式;乔木层、灌木层、草本层植物共同出现的网络在结构特征上存在明显差异,草本层网络比乔木层和灌木层网络更松散且平均路径更长,灌木层和草本层网络的聚类系数高于乔木层且存在度的幂律分布。皆表明复杂网络理论具备反映不同层植物多样性格局差异的能力。     

北京东灵山土壤动物-植物互作关系对海拔格局的响应

土壤动物可能会与植物形成复杂的互作网络,有关其对海拔梯度做出响应的研究还相对较少,了解不同生境下的生态网络为理解和预测系统的稳定性及其动态变化机制提供了新途径。于北京东灵山地区调查了沿海拔梯度凋落物层与土壤层中的土壤动物以及木本和草本植物的多样性,并通过零模型的方法对比了土壤动物-植物互作网络特征参数的标准化效应值在高-中-低三个海拔段的差异。结果显示：土壤动物的稀有类群在中海拔段多样性较高,木本植物多样性随海拔降低,而草本植物多样性则随海拔升高。各生物类群组成都随海拔距离而增加,存在明显的聚集性分布格局。植物与土壤动物之间的互作网络特征参数不仅随海拔改变,且在凋落物与土壤层之间、木本与草本植物之间存在差异。总体而言,土壤动物与木本植物互作网络的海拔变化主要与土壤动物多样性有关,而与草本的互作网络则与草本植物多样性有关。沿海拔梯度,存在土壤动物-木本植物向土壤动物-草本植物网络的适应性转变。本研究在同一海拔梯度上探讨了不同层土壤动物与植物的互作关系,对深入理解山地生态系统中各生物类群的共存机制具有重要意义。     

海拔对辽东栎林地土壤微生物群落的影响

以北京东灵山辽东栎林地土壤为对象,运用氯仿熏蒸-浸提法及磷脂脂肪酸分析(PLFA)法,研究林木生长季节土壤微生物群落随海拔梯度的变化特征.结果表明:随着海拔升高,辽东栎林土壤微生物生物量碳、氮,以及微生物各类群含量均有差异但不显著;土壤细菌/真菌升高,而革兰氏阳性菌(G+)/革兰氏阴性菌(G-)降低.土壤微生物生物量碳、氮以及细菌、真菌、G+细菌、G-细菌的含量与土壤含水量、有机碳、全氮呈显著正相关,土壤真菌含量与土壤碳氮比值呈正相关.土壤微生物群落组成结构(细菌/真菌和G+细菌/G-细菌)的变化主要受土壤温度和土壤含水量的显著影响,说明土壤微生物群落结构对环境条件的变化敏感.随着全球变暖的加剧,暖温带辽东栎林地土壤真菌和G+细菌的比例有升高的趋势.     

保护性的蚂蚁-植物相互作用及其调节机制研究综述

蚂蚁-植物互利关系是生态和进化研究中的模式系统之一。该文分析总结了近年来有关蚂蚁对植物的保护作用及其调节机制的研究进展。植物通过给蚂蚁提供食物体、蚁菌穴和蜜露吸引蚂蚁,通过自身的物理、化学方式调节与蚂蚁的互利关系,使蚂蚁能有效地保护自已,防止欺骗和寄生的发生。反过来,蚂蚁可以减少植食性动物对植物的伤害和取食,减少叶片损伤,提高种子产量和质量,提高植物的竞争优势等。虽然蚂蚁对植物的保护作用的强度受到多种生物与非生物因素的影响,变异性较大,但在大多数情况下,蚂蚁-植物之间仍呈显著的正相互作用。同时,蚂蚁-植物的相互作用还具有广泛的生态影响,尤其会大大降低林冠上节肢动物群落的物种多样性和多度。未来的研究需要加强蚂蚁-植物互利关系的起源与维持机制、对蚂蚁自身的影响、与生物入侵的关系,以及进化生态学等方面的研究。     

北京东灵山土壤动物多样性海拔格局的尺度推绎规律

识别群落内部各类群多样性格局的复杂性是生态学家面临的挑战,而尺度推绎规律是揭示复杂生态结构的有效途径之一。本研究利用多重分形的方法探索了不同海拔土壤动物多样性格局的尺度推绎规律,对比分析了凋落物层和土壤层之间多重分形谱的差异。结果表明: 与之前对植物群落的分析结果相似,土壤动物多样性尺度推绎规律同样具有幂律特征,如丰富度、Shannon多样性指数和Simpson多样性的倒数。凋落物层和土壤层中不同相对多度土壤动物的丰富度也具有幂律尺度推绎规律。凋落物层和土壤层中土壤动物多样性格局都具有多重分形特征,但凋落物层中多样性的分形结构比土壤层更均匀,且两层间优势类群与稀有类群的尺度推绎特征在多重分形谱上不同格局。幂律尺度推绎规律对于有着较高丰富度与多度的土壤动物同样存在,从而有助于揭示地下生物多样性的空间分布机制。     

北京东灵山辽东栎林树木生长对气候要素的响应特征

根据北京东灵山辽东栎(Quercus wutaishanica)的年轮宽度资料,分析了该地区树木生长在1951—2010年时段对气候要素的响应特征。相关分析表明,夏季干旱胁迫是限制东灵山辽东栎树木生长的最为重要的气候要素,主要体现在与夏季(7—9月)温度的负相关关系和夏季降雨(7月)的正相关关系,另外春季(5月)温度对树木生长也有一定的限制性影响;年表与生长季节干旱指数普遍呈正相关关系,进一步证实了干旱胁迫对树木生长的限制性作用。滑动相关分析表明,年表与夏季温度负相关关系及与夏季降雨的正相关关系在近期趋于增强,这表明夏季干旱胁迫对树木生长影响作用有不断加强的趋势。辽东栎林是北京东灵山温带落叶阔叶林的优势群落,在暖干化气候不断发展背景下,辽东栎林生长的干旱胁迫效应将更加突出,对北京东灵山地区森林的生产力及固碳能力产生负面影响。     

Aims

 该研究应用人工气候箱设置不同的光照和温度梯度, 探讨对对叶榕(Ficus hispida)种子萌发的影响。结果表明, 荧光灯条件下(红光和远红光比例(R/FR)为4.56, 光量子密度(PPFD)约为90 μmol&;#8226;m^–2&;#8226;s^–1), 温度对种子萌发速率有显著影响, 而对最终萌发率的影响不显著。对叶榕的种子为光敏性种子, 萌发严格需光, R/FR对种子最终萌发率的影响显著, 较高的R/FR促进种子萌发, 而较低的 R/FR 抑制种子萌发。光强影响种子的萌发速率, 较弱的光照可以延缓种子萌发, 但并不能完全抑制其萌发。在30 ℃条件下, 对叶榕的种子可以在较高的 R/FR (0.42) 水平下萌发, 但温度为23/20 ℃ 时, 种子对 R/FR 的要求增高, 0.42的R/FR不能导致种子萌发。说明较低的温度和 R/FR 都可以显著抑制对叶榕的种子萌发, 而较高的温度和R/FR皆有利于种子的萌发。