斑块生境中食果鸟类对南方红豆杉种子的取食和传播

生境斑块化对食果鸟类的移动行为产生影响,进而影响其对植物种子的传播格局和效率。南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)是我国一级保护植物,在南方山区多因人为干扰而呈斑块状分布。2011年,2012年10月底到12月中,以分布于福建梅花山国家级自然保护区红豆杉生态园中南方红豆杉种群为对象,研究斑块生境中鸟类对南方红豆杉种子的取食和传播行为,并评估专性鸟类和泛性鸟类的传播效率。结果发现:南方红豆杉源斑块共吸引22种食果鸟类取食红豆杉种子,并与13种鸟类形成了种子传播关系。不同年间,黑短脚鹎(Hypsipetes leucocephalus)都是植物的主要传播鸟类,而其他鸟类传播者种类具有一定的年间变化。生境斑块化导致专性鸟类黑短脚鹎和泛性鸟类红嘴蓝鹊(Urocissa erythrorhyncha)种子传播效率差异。与红嘴蓝鹊相比,黑短脚鹎飞行的平均距离较短((16.3±11.0)m,Mean±SD,n=125),传播距离相对较近;且它们取食后偏好在源斑块中活动,喜栖息在同种成树、甜楮(Castanopsis eyrei)及其他阔叶树等栖树上。红嘴蓝鹊取食后常在斑块间移动,常停歇在同种成树和毛竹(Phyllostachys heterocycla)上,传播距离相对较远((24.9±20.0)m,Mean±SD,n=95)。空间一致性结果表明,黑短脚鹎移动距离对幼苗更新距离的空间一致性程度高;而红嘴蓝鹊偏好生境与幼苗更新生境一致性程度高。结果表明,斑块生境中植物能与专性鸟类、泛性鸟类之间形成种子传播互惠关系,且种子传播效率受到专性鸟类和泛性鸟类传播距离和传播生境的影响。     

食果动物传播种子的跟踪技术

研究食果动物传播种子的主要问题之一是难以跟踪种子命运和估计种子域。到目前为止,已有不少方法用于研究食果动物与种子扩散和种子命运的关系,如直接观察法、同位素标记法、金属标记法、磁铁标记法、荧光染料法、微粒体标记法、线标法和遗传技术等。近年来,一些研究将数字编号用于种子标记,并已成为发展的主流。本文综述了以往跟踪种子命运和估计种子域的一些重要方法,并讨论了它们各自的优缺点及其应用。     

食果鸟类对红楠种子的传播作用

肉质果植物通常依赖食果鸟类等取食果实后经消化道过程传播种子, 以完成种群的更新。红楠(Machilus thunbergii)是亚热带森林的代表性种类, 其果实具有依赖鸟类等动物取食后传播的特点。2012 年、2013 年在梅花山国家级自然保护区,研究了鸟类对红楠果实的取食及种子的传播作用。结果如下: 取食红楠种实的鸟类共计18 种, 其中整吞果实的鸟类12 种,啄取果肉的鸟类5 种, 啄食种子的鸟类1 种。整吞果实鸟类中4 种鹎科和2 种鸦科鸟类访问频次和取食量较大, 是主要的种子传播者。鸟类主要以呕吐方式传播种子。取食后初停栖点与母树距离及地面种子散布地点的分析结果表明, 鸟类可以远距离扩散种子。地面种实可被啮齿动物或蚁类再次捕食或搬运。研究表明, 红楠可以借助鸟类实现种子传播和种群更新。     

食果动物与被取食植物的相互关系:协同进化?

在种子传播过程中动植物是否存在协同进化关系一直是争论的焦点。有观点认为,植物通过食果动物对其种子的传播可能获得逃避种子捕食者、占据新的生境斑块和基因流动等好处,而动物通过消化果肉获得营养和能量作为回报,动植物彼此相互作用,进而可能建立协同进化关系。动植物之间还可能发生在种、属或科水平以上的多物种的多配协同进化,或者通过关键种的协同进化来带动其他食果动物和植物相关性状的进化。“果肉防御假说”则认为果肉原本是保护种子的防御组织,后来才进化成为吸引食果动物以促进种子传播的物质。然而,食果动物和植物一对一的协同进化的例证并不多见;适合种子萌发和生长的环境在时空上难以确定;食果动物和植物的进化速度不一致;植物与种子传播者的选择压力存在着高度的不对称和不平衡,加上环境因素的重要影响,这种选择压力受到极大的限制而有可能变得不显著。种子传播中动植物在进化意义上的关系尚需进一步研究。未来研究应对食果动物和植物关系的复杂性和多样性有足够的认识。通过对系统发育中相联系的不同种的动植物关系的比较研究来揭示动植物关系对物种分化的影响,有可能为检验食果动物和植物之间的协同进化关系提供新的证据。食果动物传播种子对植物群落动态变化的影响、动植物关系和生物多样性保护等仍将是该领域研究的热点。     

生境破碎化对生物多样性的影响

生境破碎化对生物多样性和生态系统功能的影响是当前国内外生态学家研究的热点问题之一。生境破碎化导致原生境的总面积减小,产生隔离的异质种群,从而影响个体行为特性、种群间基因交换、物种间相互作用及生态过程。生境破碎化的过程引起栖息地内部食物、繁殖场所、局部小气候、边缘效应等生物和非生物条件的变化,从而影响植物种群的大小和灭绝速率、扩散和迁入、遗传和变异以及存活力等,影响动物种群的异质种群动态、适宜生境比例、灭绝阈值、种间关系等。随着景观生态学与农业科学的融合,探索利用景观布局控制害虫发生将是人类利用生境破碎化为人类服务的一条新途径。     

生境破碎化对丹顶鹤巢位选择的影响

1985、1995年和1998年4－5月,采用查阅保护区历史资料及实地调查方法,对辽宁双台河口国家级自然保护区内丹顶鹤（Grus japonensis)的主要营巢地－东郭苇场和赵圈河苇场的生境破碎化及丹顶鹤在2片苇场中的营巢状况和繁殖种群数量变动情况作了系统的考察和研究,发现丹顶鹤的营巢生境破碎严重,已由成片的芦苇湿地变成91个斑块,其中最小营巢斑块面积为0．37km^2,最小巢间距为304m,比过去资料记载的最小巢区面积缩小了0．72km^2,但繁殖种群数量变动不大,多年来一直维持在30对左右,丹顶鹤为了适应变化了的环境,已采取了缩小巢区面积的生态适应对策。     

生境破碎化过程对流域生境质量的影响

近几十年来,随着工业化、城市化的加速推进,人类活动对自然生境的干扰越来越频繁,导致生境破碎化与生境质量下降。在流域尺度上科学模拟生境破碎化过程及其对生境质量的影响,对于提升生物多样性和生态系统功能具有重要意义。以鄱阳湖流域为研究区域,基于InVEST模型分析区域生境质量的演变特征;从生境面积、生境边缘和生境隔离三个特征维度模拟生境破碎化过程;采用广义加性模型和地理探测器探究不同生境破碎化过程对生境质量变化的影响与交互作用。研究结果表明:(1)鄱阳湖流域生境质量呈下降趋势,从2000年的0.7862下降到2010年的0.7807,再下降到2020年的0.7715,但总体生境质量较好。生境质量较优的区域主要分布在流域南部、东北部以及西部地区,生境质量较差的区域主要分布在各个子流域的交界处。(2)2000-2010年,鄱阳湖流域生境面积占比下降、生境边缘增加和生境隔离增加三个生境破碎化过程分别占总研究区网格数的34.70%、30.15%和4.50%;2010-2020年分别占总研究区网格数的34.80%、30.69%和4.40%;2000-2020年分别占总研究区网格数的40.82%、37.50%和5.46%。生境面积减少的网格主要集中在鄱阳湖流域的中北部地区;生境边缘增加的网格分布和生境面积减少的网格分布相似;相比之下,生境隔离增加的网格较少,主要分布在各城市的中心城区范围。(3)生境破碎化过程对生境质量具有显著影响,两者呈非线性负相关关系;三个生境破碎化过程两两之间交互作用对生境质量的影响呈现双因子增强趋势。研究结果可为鄱阳湖流域生态格局优化与生境质量提升提供科学参考。     

食干果鸟对种子传播的作用

食干果鸟对种子传播的作用鲁长虎袁力（东北林业大学,哈尔滨１５００４０）ＥｆｆｅｃｔｏｆＤｒｙ＿ｆｒｕｉｔＥａｔｉｎｇＢｉｒｄｓｔｏＳｅｅｄＤｉｓｐｅｒｓａｌ．Ｌｕｃｈａｎｇｈｕ,ＹｕａｎＬｉ（ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,...     

食肉质果鸟对种子的传播作用

食肉质果鸟对种子的传播作用鲁长虎常家传（东北林业大学,哈尔滨１５００４０）ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅＦｌｅｓｈｙ＿ｆｒｕｉｔｓＥａｔｉｎｇＢｉｒｄｓｏｎＳｅｅｄＤｉｓｐｅｒｓａｌ．ＬｕＣｈａｎｇｈｕ,ＣｈａｎｇＪｉａｃｈｕａｎ（ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏ...     

生境破碎化对动物种群存活的影响

生境破碎是生物多样性下降的主要原因之一。通常以岛屿生物地理学、异质种群生物学和景观生态学的理论来解释不同空间尺度中生境破碎化的生态学效应。生境破碎化引起面积效应、隔离效应和边缘效应。这些效应通过影响动物种群的绝灭阈值、分布和多度、种间关系以及生态系统过程,最终影响动物种群的存活。野外研究表明,破碎化对动物的影响,因物种、生境类型和地理区域不同而有所变化,因此,预测物种在破碎生境中的存活比较困难。研究热点集中于：确定生境面积损失和生境斑块的空间格局对破碎景观中物种绝灭的相对影响,破碎景观中物种的适宜生境比例和绝灭阈值,异质种群动态以及生态系统的生态过程。随着3S技术的发展,生境破碎化模型趋于复杂,而发展有效的模型和验证模型将成为一项富有挑战性的任务。     

片段化景观中壳斗科植物种子捕食和扩散模式

生境片段化伴随的面积效应和边缘效应, 可改变分散贮食动物的竞争强度、觅食行为以及隐蔽条件, 影响种子捕食和扩散模式。阐明生境片段化对多物种种子捕食和扩散的影响, 对理解片段化生境中的植物更新和生物多样性维持十分重要。该研究在浙江省千岛湖地区的岛屿和大陆上开展了针对6种壳斗科植物的种子捕食和扩散实验, 分析了物种、分散贮食动物相对多度、种子产量、岛屿大小和边缘效应如何共同影响种子命运和种子扩散距离。主要结果: (1)种子命运和扩散距离在物种间存在显著差异; (2)大陆比岛屿有更长的种子留存时间, 小岛种子留存时间最短, 岛屿内部比岛屿边缘有更长的种子留存时间; (3)物种和岛屿大小对种子原地取食率存在交互作用, 白栎(Quercus fabri)种子在大岛上有更高的原地取食率; (4)种子在小岛上有最高的扩散率, 分散贮食动物相对多度对种子扩散后贮藏率有负效应。表明在千岛湖地区, 生境片段化改变了种子捕食和扩散模式, 且面积效应对不同物种的种子捕食和扩散模式产生了不同作用, 从而影响森林群落更新和生物多样性维持。     

千岛湖片段化生境中木本植物种子雨基本特征及其影响因子

为探究片段化生境中木本植物种子雨的基本特征,该研究根据 2015-2020 年(研究期间)在千岛湖样岛上的植物群落长期监测样地内每月收集的种子雨数据,采用Kruskal-Wallis检验对木本植物的种子雨密度进行年际差异分析,对不同传播方式物种的种子雨密度进行月份间差异性分析,并利用线性混合效应模型,探究岛屿空间特征(岛屿面积、距最近岛屿的距离、距大陆的距离)以及气候因子(0℃以上积温、降水量)对木本植物以及不同传播方式物种的种子雨密度的影响.结果表明:(1)2015-2020 年 6 年间,在 29个样岛用 240 个收集器共收集到 877178 粒木本植物的成熟种子,属于 26 科 40 属 52 种.(2)动物传播是木本植物主要的种子传播方式,不同传播方式物种的种子雨时间动态存在较大差异.(3)木本植物的种子雨年密度与岛屿面积和年积温呈显著正相关,与年降水量呈显著负相关.(4)自主传播物种的种子雨月密度与距最近岛屿的距离呈显著正相关,而动物传播物种的种子雨月密度则与距大陆的距离呈显著正相关,风力传播物种的种子雨月密度与月积温呈极显著正相关.综上表明,生境片段化通过岛屿空间特征影响了木本植物种子雨的时间动态.     

Historical connectivity,contemporary isolation and local adaptation in a widespread but discontinuously distributed species endemic to Taiwan,Rhododendron oldhamii (Ericaceae)

Elucidation of the evolutionary processes that constrain or facilitate adaptive divergence is a central goal in evolutionary biology, especially in non-model organisms. We tested whether changes in dynamics of gene flow (historical vs contemporary) caused population isolation and examined local adaptation in response to environmental selective forces in fragmented Rhododendron oldhamii populations. Variation in 26 expressed sequence tag-simple sequence repeat loci from 18 populations in Taiwan was investigated by examining patterns of genetic diversity, inbreeding, geographic structure, recent bottlenecks, and historical and contemporary gene flow. Selection associated with environmental variables was also examined. Bayesian clustering analysis revealed four regional population groups of north, central, south and southeast with significant genetic differentiation. Historical bottlenecks beginning 9168–13,092 years ago and ending 1584–3504 years ago were revealed by estimates using approximate Bayesian computation for all four regional samples analyzed. Recent migration within and across geographic regions was limited. However, major dispersal sources were found within geographic regions. Altitudinal clines of allelic frequencies of environmentally associated positively selected outliers were found, indicating adaptive divergence. Our results point to a transition from historical population connectivity toward contemporary population isolation and divergence on a regional scale. Spatial and temporal dispersal differences may have resulted in regional population divergence and local adaptation associated with environmental variables, which may have played roles as selective forces at a regional scale.     

Effect of Bat Exclusion on Patterns of Seed Rain in Tropical Rain Forest in French Guiana

To assess the impact of bats on seed dispersal in a tropical mature forest (Nouragues, French Guiana), we conducted a bat exclusion experiment and tested the hypotheses that an artificial reduction in the abundance of bats would result in: (1) a decrease in seed species diversity, at the community level; and (2) an increase in seed limitation (a failure of seeds to reach all suitable sites for germination) at the species level. Seed rain was sampled in two contiguous forest plots for a total of 120 d, using 49 seed traps (1 m²) arranged in 7 × 7 grids and spaced at 5-m intervals. Using mist nets, bat activity was reduced in one forest plot for a total of 60 nights. Thirty-nine plant species, or species groups, likely to be consumed and dispersed by bats, were collected within a total sample of 50,063 seeds. The overall seed rain was dominated by epiphytic Araceae and Cyclanthaceae (83.3%) and tree species within the genera Cecropia and Ficus (16.0%). Seeds from bat-dispersed shrubs and treelets ( Piper , Solanum , and Vismia ) were relatively rare (0.7%). The bat exclusion resulted in a 30.5 percent reduction in seed species richness and increased seed limitation for most of the species sampled. Seed limitation was caused mainly by a reduced seed rain (seed source limitation) rather than a decrease in seed dispersal uniformity (seed dispersal limitation). Therefore, bat-dispersed plants with low seed production are likely to be particularly affected by a decline in bat abundance, as a result of anthropogenic change.