農業動物生態組長期觀測研究發現種子與動物的相對豐度影響森林種子存活與種子擴散
在自然界,許多植物結實存在明顯的大小年現象(mast seeding)。大小年結實現象對以植物種子為食的動物(包括種子捕食者和種子擴散者)和植物種群本身均產生重要的生態和進化影響。目前,針對植物大小年結實現象已提出了多個假說,其中捕食者飽和假說(predator satiation hypothesis)被廣為接受。捕食者飽和假說是指在結實歉年時,種子捕食者的可利用食物有限,不利於其種群繁殖增長,因而其種群數量回落至較低水平,而接下來的豐年結實,由於種子捕食者種群有限而不足以消耗所有的種子產量,從而保證有部分種子能夠存活,促進植物的種群更新。以往支持捕食者飽和假說的證據多來自專食性的昆蟲種子捕食者,但很少有證據來自廣食性的脊椎動物捕食者(如鼠類)。
大小年結實現象在許多堅果類植物(如櫟類)中十分普遍,但這些堅果植物主要依賴以其種子為食的鼠類和鳥類通過分散貯藏的方式來傳播其種子。因此分散貯藏的動物既是種子捕食者,也是種子擴散者。為此,一些學者提出了捕食者擴散假說(predator dispersal hypothesis)。該假說認為豐年結實將促進動物來擴散其種子,並預測種子擴散率在豐年高於歉年,或者種子擴散距離在豐年遠於歉年。但鮮有證據支持捕食者擴散假說。
由於持續跟蹤動物對種子命運的影響難度大,以往種子命運的數據多為1-3年,而且相關研究很少同時提供種子產量和動物種群數據。這些情況也是論證上述2個假說證據不足的的重要原因。事實上,捕食者飽和效應或影響種子命運的關鍵因子不僅與種子產量多寡有關,而且與動物種群數量有極大關係。為此,中科院必威在线网址 肖治術副研究員等科研人員在四川都江堰常綠闊葉林對油茶種子產量、鼠類密度和種子命運等進行了長達8年的調查研究,並對上述2個假說進行了深入論證分析。他們首次提出了由種子產量和捕食者密度(基於能量代謝)來決定種子與鼠類的相對豐度,並且發現種子存活與種子擴散之間存在權衡,取決於種子與動物的相對豐度。發現在種子歉收年份,更多種子為鼠類所貯藏,擴散距離更遠,並有更多貯藏的種子存活到種子萌發和幼苗建成。但隨著種子產量或種子相對豐度增加,種子的搬運速率減慢,貯藏種子的比例降低,擴散距離更近,且二次貯藏的比例也降低,並有更多種子在原地存活,但被貯藏種子的存活率也較低。這一研究結果顯然支持捕食者飽和假說,但不支持有關大年比小年更有利於種子擴散的觀點(即捕食者擴散假說)。
該研究得到了審稿專家和編輯的高度肯定。他們認為該研究對揭示植物結實策略以及種子存活與種子擴散策略有明顯新的貢獻。
該研究近期在線發表在國際生態學期刊Journal of Ecology上。該研究得到了國家自然科學基金和中國科學院知識創新重要方向項目等的資助。
相關文章:Xiao Z-S, Zhang Z-B, Krebs CJ. 2013. Long-term seed survival and dispersal dynamics in a rodent-dispersed tree: Testing the predator satiation hypothesis and the predator dispersal hypothesis. Journal of Ecology, doi: 10.1111/1365-2745.12113.


