啮齿动物捕食和搬运蒙古栎种子对种群更新的影响

2010-2011年,在东北林业大学城市林业示范基地研究了啮齿动物对蒙古栎种子的捕食和搬运。结果表明,蒙古栎种子捕食率在年际间无显著差异,但2010年的蒙古栎种子搬运率显著高于2011年,存留率显著低于2011年。啮齿动物在胡桃楸林、樟子松林、水曲柳林和白桦林内对蒙古栎种子的总捕食率和总搬运率分别达到(5.7±13.5)%和(27.1±37.1)%。蒙古栎种子在樟子松林内的捕食率和搬运率均最高,胡桃楸林内蒙古栎种子存留率最高;2010年蒙古栎种子在与蒙古栎林边缘距离0,10,20,30,40,50m组间的捕食率无显著差异,搬运率和存留率有显著差异,但2011年蒙古栎种子在不同距离组间的捕食率呈显著差异,搬运率和存留率无显著差异。与蒙古栎林边缘距离20m处蒙古栎种子的捕食率最高。2010年和2011年,分别有(37.8±49.7)%和(27.7±49.8)%的蒙古栎种子被啮齿动物利用,这表明啮齿动物是林业示范基地内蒙古栎地表种子的主要捕食者。冬季食物匮乏秋季贮藏种子是造成啮齿动物对蒙古栎种子有较大捕食、扩散压力的主要原因。因此,啮齿动物对蒙古栎种子的捕食和搬运影响了蒙古栎林的种群更新。     

动物在大别山五针松种群天然更新中的作用

大别山五针松(Pinus dabeshanensis)为我国特有树种,其天然植株较少且分布范围狭窄,种群更新困难,已被列为国家二级重点保护野生植物。分别于2015年和2016年的10—12月,在目前已知最大天然种群所在地安徽岳西县河图镇大王沟,研究了大别山五针松球果与种子特征、种子雨与土壤种子库、动物对种子的取食和搬运,幼苗分布格局及其与鼠穴分布的关系,以期探明动物在其天然更新中的作用,分析其天然更新不力的原因。结果显示:大别山五针松种子败育率较高,阳坡个体球果发育情况好于阴坡;种子成熟期间没有明显的种子雨,土壤种子库也未调查到完整种子。共记录到母树与球果的访问动物6目11科16种,其中7种动物确定取食种子;地面种子摆放实验显示超过95%以上的种子被啮齿动物捕食或搬运至他处取食或贮藏,不同的摆放处理对啮齿动物的捕食、搬运没有显著影响;小林姬鼠(Apodemus sylvaticus)盗食现象严重,埋藏实验中人工贮点当夜被发现的概率在90%左右,岩松鼠(Sciurotamias davidianus)和小林姬鼠是其种子主要捕食者。研究地的大别山五针松种群于2015年和2016年分别新增一年生幼苗5株和7株,这表明大别山五针松在当地存在天然更新。幼苗多单独生长在母树周围,点格局分析显示在0—0.6 m的尺度范围内呈随机分布;在0.6 m尺度呈聚集分布。大别山五针松幼苗在小林姬鼠巢穴周边分布,其更新格局受到小林姬鼠贮点位置分布情况影响,小林姬鼠极有很可能为大别山五针松的传播者,啮齿动物对大别山五针松种子的捕食与搬运影响了大别山五针松的天然种群更新。     

啮齿动物对秦岭松栎混交林建群种种子扩散格局的影响

森林群落中的啮齿动物对林木种子存在着一定的取食偏好性,这种偏好性会使啮齿动物形成不同的捕食和贮藏策略,从而导致林木种子形成不同的扩散格局。以秦岭中段松栎混交林建群种锐齿槲栎、油松、华山松为研究对象,采用塑料标签标记种子方法,研究啮齿动物对种子传播和扩散格局的影响。结果表明:(1)种子特征是影响啮齿动物对其进行扩散的重要因子,油松种子以其质量小、种皮薄等特点吸引啮齿动物大量捕食,其原地取食率达到83.33%,显著高于华山松和锐齿槲栎种子。(2)锐齿槲栎和华山松种子大部分被搬运一定距离后再被取食和埋藏,其中,扩散距离在1 m以内、1—3 m和5—8 m的锐齿槲栎种子分别占59.12%、18.23%和13.26%,最远扩散距离达12 m处;华山松种子扩散距离主要介于在1—3 m(37.85%)和3—5 m(23.73%),在距离5—8 m(13.56%)、8—10 m(11.86%)和大于10 m(11.30%)区间也有一定的分布,最大扩散距离为12 m。(3)啮齿动物倾向于将锐齿槲栎种子搬运至松林内取食,而将华山松种子搬运至栎林内埋藏,说明不同林分类型及其环境因素对林木种子扩散后的分布格局具有重要影响。(4)3种类型种子被啮齿动物捕食的比例以油松最大(96.90%),锐齿槲栎次之(73.57%),华山松最小(50%);次年调查时,未被捕食的种子大部分已经被取食,仅有极少数锐齿槲栎种子萌发成幼苗(1.67%)。啮齿动物的捕食和贮藏行为对林木种子扩散及其成功更新都至关重要。     

啮齿动物及凋落物存留对天山野果林野生樱桃李种子命运的影响

2010年9月至2013年4月通过设置人工土壤种子库,研究了野生樱桃李土壤种子库的动态及啮齿动物和凋落物覆盖对种子库中种子命运的影响.结果表明: 在有取食动物扰动下,48.3%的种子萌发输出为幼苗,50%的种子被动物搬运或当场取食,4%的种子腐烂.在排除了取食动物干扰的条件下,樱桃李种子形成了短期持久的土壤种子库,3年后依然有部分种子萌发并输出为幼苗.凋落物覆盖和对照处理中,被搬运和当场取食种子的比例均显著低于清除凋落物的裸地.地表凋落物存留能减少动物搬运、取食,但不足以导致新生幼苗的大量出现,而啮齿类动物的搬运或取食是影响野生樱桃李种子命运和种子库动态的主要因素.
     

啮齿动物作用下退耕地山杏种子扩散与贮藏的季节变化

啮齿动物对植物种子的取食和扩散影响种子的时空分布,继而影响种子的萌发和幼苗建成,因而在森林更新中起着重要作用.在国有济源市愚公林场,选择退耕地生境,于春季、夏季、秋季分别释放人工标记的山杏种子,观察啮齿动物扩散与埋藏山杏种子的季节性差异.结果表明：1）退耕地中的啮齿动物主要包括大林姬鼠、社鼠、黑线姬鼠;2）山杏种子扩散速率在春季显著慢于夏季,夏季显著慢于秋季;3）种子搬运量受季节和种子状态交互作用影响,春季显著少于夏季,夏季显著少于秋季;4）不同季节种子平均搬运距离不同,秋季不同状态种子的搬运距离均大于春季和夏季;5）啮齿动物对山杏种子的贮藏点大小多为1粒种子,少量为2、3粒种子,且贮藏点大小与季节间存在显著的交互作用,春季单粒种子的贮藏点数量显著少于夏季和秋季,而夏季与秋季的贮藏点则倾向于多粒种子;6）在夏季和秋季各有5枚（共释放1800枚）被啮齿动物分散贮藏的山杏种子建成幼苗.     

生境类型对啮齿动物扩散和贮藏栓皮栎坚果的影响

在河南省济源市王屋山地区,研究了次生林、灌丛、退耕地三个生境中啮齿动物对栓皮栎坚果的取食、
扩散与贮藏情况。结果表明:1)在研究地区,取食栓皮栎坚果的啮齿动物主要有大林姬鼠、社鼠和黑线姬鼠;
2)在次生林中,啮齿动物对坚果的搬运速率慢于在灌丛和退耕地生境中的搬运速率;3)次生林生境中,贮藏
坚果占被扩散坚果的比例高于灌丛和退耕地,而灌丛生境中被取食坚果占被扩散种子的比例高于退耕地和次生
林;4)栓皮栎坚果的中位存留时间在三个生境间有显著性差异。研究结果提示,在人工造林时,可通过对栓皮
栎坚果进行埋藏处理,以提高种子萌发率。     

啮齿动物捕食压力下生境类型和覆盖处理对辽东栎种子命运的影响

在六盘山区的退化辽东栎灌丛和辽东栎次生林 (以下分别称“灌丛样地“和“次生林样地”),研究了群落生境和清除凋落物、凋落物覆盖及土壤覆盖等处理对啮齿动物取食和搬运/贮藏辽东栎种子的影响。结果表明：(1) 凋落物和土壤覆盖处理在种子释放的前期阶段有利于种子留存,但释放40天后,种子在释放点的最终留存率在灌丛样地显著高于次生林样地 (Z = -2.333, P = 0.020)。灌丛样地的自然状态的种子最终留存率显著高于凋落物覆盖处理 (Z = -0.674,P = 0.05),但其它处理间无显著差异;次生林样地的凋落物覆盖和清除凋落物处理种子的最终留存率为0%,自然状态和土壤覆盖处理均不足1%,各处理间无显著差异。(2) 种子被啮齿动物的就地取食率在不同群落生境间差异显著 (Z = -2.333,P = 0.020);在灌丛样地,凋落物覆盖处理种子被啮齿动物就地取食率最高 (45.56%),而次生林样地的土壤覆盖处理最高 (64.81%),种子被啮齿动物就地取食率在灌丛样地和次生林样地均为清除凋落物处理最低 (分别为23.70%和40.00%);生境类型和覆盖处理对种子搬运后的取食率均无显著影响。(3) 次生林样地种子被啮齿动物搬运后的埋藏率显著高于灌丛样地 (Z = -2.88,P = 0.004);在灌丛样地,土壤覆盖处理种子搬运后的埋藏率最高仅5.56%,而在次生林样地,清除凋落物处理最高达9.26%。(4) 种子被啮齿动物搬运后取食的距离在灌丛样地和次生林样地分别为3.01 m和2.13 m,差异显著 (Z = -2.080,P = 0.038),而种子搬运后的埋藏距离前者小于后者 (分别为1.35 m和2.10 m),两者间差异不显著。     

都江堰林区取食樱桃果实(种子)的鸟类及其种子扩散作用

樱桃(Prunus pseudocerasus)是广泛分布于我国亚热带常绿阔叶林内的一种重要核果植物。为了解食果鸟类在樱桃种群更新中的作用,于2007年和2008年在四川都江堰亚热带常绿阔叶林内研究了取食樱桃果实(种子)的鸟类及其种子扩散作用。研究表明,樱桃成熟果实的下落高峰发生在4月下旬至5月上旬;2007年的种子扩散率为4.0%±1.0%,明显低于2008年(27.7%±5.7%)。在研究地内,发现至少有16种鸟取食樱桃果实或种子,根据其对果实和种子的处理方式分为3个功能群:白头鹎(Pycnontus sinensis)、领雀嘴鹎(Spizixos semitorques)、黑鹎(Hypisipetes leucocephalus)、白颊噪鹛(Garrulax snnio)、红嘴蓝鹊(Urocissa erythorhyncha)等10种鸟吞食樱桃果实,而种子通过消化道末端排出并将种子携至远离母树的地方,是重要的种子扩散者;暗绿绣眼鸟(Alcippe morrisonia)和灰眶雀鹛(Zosterops iaponicus)等4种鸟主要啄食果肉而将种子丢弃在母树下,为啄食果肉者;而普通朱雀(Carpopacus erythrinus)和灰头鸦雀(Paradoxornis gularis)则主要取食种子,为纯粹的种子捕食者。在吞食樱桃果实的食果鸟中,3种鹎科鸟类访问频次所占的比例达55.3%(2007年)和35.3%(2008年),说明鹎科鸟类是都江堰林区樱桃种子的主要扩散者,对樱桃种群的空间格局和自然更新可能有重要影响。     

斑块生境中啮齿类和蚁类动物对南方红豆杉地面种子的搬运

南方红豆杉(Taxus chinensis)在我国南方地区多分布在村落附近的斑块生境中,成熟后的种子直接落在母树下或被鸟类等动物搬运至其他斑块中。林下地面种子会被地面活动的动物搬运,继而影响种子命运及种群更新。于2016年、2017年南方红豆杉果期,在浙江天目山一个红豆杉种群分布地(临安市桐坑村),采用野外种子摆放实验的方法研究了动物对地面种子的搬运情况。结果表明:啮齿类动物取食是南方红豆杉地面种子消失的主要原因,但种子消失率在斑块间及边缘生境中的差异较大。母树林和竹林是啮齿类动物的主要觅食生境,两种生境的动物取食率明显高于山核桃种植园。边缘生境成为啮齿类斑块间移动的通道,而非觅食场所。4种啮齿类动物中,淡腹松鼠(Callosciurus pygerythrus)在母树林斑块以外的生境中出现频率最高,而其他地面搬运者回避利用山核桃种植园,仅在母树林和竹林斑块中搬运南方红豆杉地面种子。可见,斑块生境中动物改变了南方红豆杉地面种子的空间沉积格局,进而影响植物种群的更新。     

阿根廷淡水大米草沼泽中野生豚鼠的种群统计和微生境的利用

本文研究了秋冬季节淡水大米草(Spartina densiflora)沼泽中野生豚鼠(Cavia a perea)的丰度、繁殖和微生境利用,以及其对当地植被和棉鼠类(Sigmodontine)啮齿动物的影响。野生豚鼠喜好S.densiflora覆盖度高的生境。繁殖个体(成体)主要利用矮草为主的斑块,幼体则主要利用禾本科植物为主的斑块。结果说明,野生豚鼠微生境的利用受捕食风险和食物种类的影响。在淡水沼泽中,野生豚鼠的丰度、繁殖、体重和微生境利用没有季节性变化,它们对植物的取食和活动跑道的建造对植被结构和同域的啮齿类动物没有负面影响。通过对具有中度季节性变化的淡水生境中的豚鼠种群和具有高度季节变化的草地和路边中的豚鼠种群进行比较,表明野生豚鼠的种群动态以及豚鼠种群对植被和与其共生的啮齿动物群落的影响都受到冬季植被盖度的限制。     

小果野芭蕉种子散布和不同时空尺度上种子被捕食格局

 以分布在云南西双版纳地区的大型先锋草本植物小果野芭蕉(Musa acuminata)为研究材料,研究其种子初次散布过程和不同时空尺度上种子被 捕食格局。小果野芭蕉的成熟果实有75%在夜间被取食和传播,在白天消失的果实则占25%。蝙蝠是其最主要的种子传播者,鸟类在其种子传播 过程中也起到一定的作用。人工摆放种子试验结果显示小果野芭蕉种子的主要转移者是小型啮齿类(鼠类)和蚁类：在开放处理下3 d后转移率为 86%,排除蚁类(鼠类可进入)处理下种子转移率为69%以及排除鼠类(蚂蚁可进入)处理下种子被转移率为56%。季节、地点和生境均显著影响人工 摆放种子被转移强度：雨季显著高于旱季(p<0.001), 野芭蕉生境显著高于与其相连的自然森林和荒地(p<0.001),在人为干扰较少的补蚌自然 保护区显著低于西双版纳热带植物园和新山,而后两者之间并无显著差异(p>0.05)。同时,地点和生境以及季节、地点和生境都有显著的交互 作用。与相邻的森林和荒地相比,野芭蕉群落中种子被鼠类捕食的强度最大且受蚁类二次转移的比例最少,森林和荒地中种子被鼠类捕食的强 度相对较小且蚁类对种子的二次转移比例较高,从而更好地帮助种子逃避鼠类捕食。因此,依赖于食果动物(主要是蝙蝠, 也包括鸟类)的初次 散布是小果野芭蕉种子逃避捕食的关键。     

生境对啮齿动物介导下锐齿槲栎种子命运的影响

干扰作为森林演替的驱动力,在改变森林结构和地表植被的同时也对林内动物介导下的种子扩散过程产生影响.本研究采用塑料标签标记法,选取秦岭林区不同人为干扰后形成的3种类型生境(未抚育林分、抚育3年后林分、裸地),研究啮齿动物扩散行为对不同生境类型锐齿槲栎种子命运的响应.结果表明:抚育3年后林分的种子扩散速率最大,裸地扩散速率最小.裸地的种子原地取食率显著低于未抚育(25.0%)和抚育3年后林分(36.3%),而抚育3年后林分的种子搬运后取食率显著高于未抚育林分(17.3%)和裸地(5.0%),且抚育3年后的林分中被啮齿动物分散埋藏的种子比例最高(4.3%).种子扩散距离以抚育3年后林分最大(26 m),且扩散距离显著大于裸地和未抚育林分.锐齿槲栎种子的初次扩散过程在不同生境中表现不同,其种子后期成苗率也存在差异.不同类型生境在一定程度上影响啮齿动物的觅食策略,最终导致不同的种子扩散模式和森林天然更新格局的形成.     

贮藏种子的啮齿动物对油茶种子沉积形式的影响

种子沉积的质量常常涉及种子扩散作用者(如鸟类和小型啮齿动物)对生境和微生境的选择以及种子沉积的形式(如种子埋藏)。然而,很少的研究涉及到种子在离开母树后被这些动物沉积在何处。在四川省都江堰一个实验林场的2个林分(次生林和原生林)内,通过追踪用带编号的金属薄片标记的油茶(CamelliaoleiferaAbel.)种子的命运,研究了贮藏种子的啮齿动物对种子沉积的影响。研究发现在2个林分内,80%以上的种子被很好地埋藏在0~60mm深的土壤中,而小部分种子则被放置在地表(但有少量落叶遮盖)。小型啮齿动物喜好在灌丛下或灌丛边缘贮藏和取食种子,可能是在这样的微生境下它们在觅食时将遭遇较小的捕食风险。研究还发现,贮藏点的微生境分布随贮藏点等级而逐渐变化在两个林分内较高等级的贮藏点(如次贮藏点和三级贮藏点)比初级贮藏点有更多的种子被贮藏在灌丛下或灌丛边缘。这表明,啮齿动物对油茶种子的埋藏可能更有益于种子的存活、萌发以及幼苗的建成。啮齿动物将散落在母树下或其附近的油茶种子扩散到不同的微生境,这可能有利于他们遭遇到更多的适宜环境而萌发,实现幼苗补充。     

贮藏种子的啮齿动物对油茶种子沉积形式的影响

种子沉积的质量常常涉及种子扩散作用者(如鸟类和小型啮齿动物)对生境和微生境的选择以及种子沉积的形式(如种子埋藏).然而,很少的研究涉及到种子在离开母树后被这些动物沉积在何处.在四川省都江堰一个实验林场的2个林分(次生林和原生林)内,通过追踪用带编号的金属薄片标记的油茶(Camellia oleifera Abel.)种子的命运,研究了贮藏种子的啮齿动物对种子沉积的影响.研究发现:在2个林分内,80%以上的种子被很好地埋藏在0～60 mm深的土壤中,而小部分种子则被放置在地表(但有少量落叶遮盖).小型啮齿动物喜好在灌丛下或灌丛边缘贮藏和取食种子,可能是在这样的微生境下它们在觅食时将遭遇较小的捕食风险.研究还发现,贮藏点的微生境分布随贮藏点等级而逐渐变化:在两个林分内较高等级的贮藏点(如次贮藏点和三级贮藏点)比初级贮藏点有更多的种子被贮藏在灌丛下或灌丛边缘.这表明,啮齿动物对油茶种子的埋藏可能更有益于种子的存活、萌发以及幼苗的建成.啮齿动物将散落在母树下或其附近的油茶种子扩散到不同的微生境,这可能有利于他们遭遇到更多的适宜环境而萌发,实现幼苗补充.     

The effects of seed abundance on seed predation and dispersal by rodents in <Emphasis Type="Italic">Castanopsis fargesii</Emphasis> (Fagaceae)

Based on the animal dispersal hypothesis and the predator satiation hypothesis, we examined the effects of seed abundance at both population (i.e., mast seeding) and community levels on seed predation and dispersal of Castanopsis fargesii (Fagaceae), a rodent-dispersed mast species in Eastern Asia. In a subtropical evergreen broadleaved forest in the Dujiangyan region of Sichuan Province, China, individual seeds with coded tin tags were tracked in two contrasting stands (seed-poor and seed-rich) over two years (2000, a low-seed year; 2001, a high-seed year). Our results showed that: (1) small rodents did not harvest the tagged seeds of C. fargesii more rapid in the high-seed year than in the low-seed year in either stand. But, seed harvest was significantly faster in the seed-rich stand than in the seed-poor stand. (2) The removal proportion was significantly lower in the high-seed year than in the low-seed year for either stand, but the removal proportion was slightly higher in the seed-poor stand than in the seed-poor stand. This indicates that high seed abundance decreases seed removal (predator satiation hypothesis). (3) There were only small differences about seed caching, seed survival and seedling establishment of C. fargesii between years and stands. During the survey, no cached seeds survived to geminate in the spring for both stands and years. (4) Mean dispersal distances of the cached seeds are much shorter in the high-seed year (3.1 m) than in the low-seed year (8.1 m) in the seed-rich stand, though similar trend is not examined in the seed-poor stand. Our results indicate that seed predation and dispersal of C. fargesii are influenced by both mast seeding and community-level seed abundance, which is not completely consistent with either the animal dispersal hypothesis or the predator satiation hypothesis, but seems more related to the predator satiation hypothesis.     

The Interplay of Habitat and Seed Type on Scatterhoarding Behavior in a Fragmented Afromontane Forest Landscape

Scatterhoarding by rodents, whereby seeds are collected and stored for later consumption, can result in seed dispersal. Seeds may be covered in litter on the forest floor (cached) or buried. This is particularly so in the Neotropics for large, nutritious seeds, and where primary dispersers are rare or missing. In African forests, contemporary anthropogenic pressures such as hunting, forest degradation, and fragmentation are contributing toward major declines in large frugivores, yet the potential for scatterhoarding to mitigate this loss is largely unknown. In this study, we used thread‐marked seed to explore the balance between seed predation and dispersal by rodents in Afromontane forest. We studied two tree species in three habitats: (1) continuous forest; (2) continuous forest edge, and (3) small, degraded riparian forest patches. We found that seed removal rates were high and almost the same in all three habitats for both tree species, but that the predation/dispersal balance differed among habitats. In continuous forest, more seeds of each species were scatterhoarded than depredated, and rates of scatterhoarding differed between the two species. In all habitats, burying seeds up to 2 cm belowground was more common than caching. Distances seeds were moved was approximately five times greater in continuous forest than in forest edge or riparian patches. We found strong evidence to suggest that the African pouched rat, Cricetomys sp. nov was responsible for the scatterhoarding.     

Invasive earthworms as seed predators of temperate forest plants

Soil seedbanks play a key role in forest plant communities, contributing to regeneration and acting as a refuge from seed predators. This study provides evidence that seeds entering the soil seedbank are vulnerable to granivory by invasive earthworms in temperate forests. Overall, 73 % of seeds of 6 ecologically important forest species were removed from the soil surface over 2 weeks in a Lumbricus terrestris microcosm experiment; 30 % vanished entirely, and presumably were destroyed. The invasive garlic mustard, Alliaria petiolata, was subject to the highest rates of removal. In contrast, results from a field exclosure experiment using 23 species of seed indicate that while seed predation by worms is still detectable, predation by rodents often may mask impacts of earthworms under natural conditions. Worms and rodents preferred different sizes of seeds: while seed predation by rodents was high in mid- to large-seeded species, earthworms tended to prefer smaller seeds. These findings suggest that although rodents are the main driver of seed predation, invasive earthworms may act as an additional ecological filter, and potentially may further influence the species composition of forest plant communities.     

High regeneration capacity helps tropical seeds to counter rodent predation

Rapid germination of non-dormant seeds is one adaptation plants have evolved to counter seed predation by rodents. Some rodent species have evolved behaviors that prevent or slow the seed germination process through seed embryo removal or seed pruning; however, no plant species is known to have successfully escaped embryo removal or seed pruning by rodents. Here, we report that the non-dormant seeds of Pittosporopsis kerrii Craib in tropical rain forests in China have a high regeneration capacity to counter seed pruning by rodents. We found seed pruning, instead of embryo removal, was commonly used by rodents to increase food storage time by slowing down the seed germination process, but that P. kerrii seeds have a high regeneration capacity to escape seed predation by rodents: all pruned seeds, pruned roots and embryo-removed seeds by rodents or people retain the ability to develop into seedlings. Seeds of P. kerrii also have other capacities (i.e. rapid seed decomposition and indigestible dormant taproots) to escape predation by reducing the plant’s attractiveness to rodents. The association between seed pruning behavior in rodents and high regeneration capacity of pruned seeds or roots in P. kerrii seeds are likely novel adaptation strategies adopted by seeds and rodents, respectively.