贮食鼠类对林隙早期更新的影响研究

发布时间：2018-01-05 18:08

本文关键词：贮食鼠类对林隙早期更新的影响研究　出处：《甘肃农业大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：在森林生态系统中,许多小型哺乳动物分散贮藏食物以渡过食物短缺期或快速占有短期的食物资源。动物的分散贮藏行为对森林土壤种子库的形成具有重要促进作用,为植物幼苗建成提供了便利条件,是森林天然更新的重要驱动力。林隙作为森林生态系统普遍存在的干扰形式之一,是森林生态系统更新演替的重要驱动要素,对森林结构和功能的维持意义重大。目前,针对林隙更新的研究主要关注光照、温度、湿度、土壤养分等因素对植物生长的影响,很少关注动物参与的林木种子取食、扩散以及贮藏过程对林隙早期更新的影响,林隙干扰下贮食动物对种子库动态以及幼苗建成的影响还存在不确定性。本研究以动物贮食行为为基础,以林隙微生境为背景,利用微型无线电及塑料标签追踪技术、红外触发相机技术及GUDs(Giving-up densities)技术等,通过野外调查鼠类对林隙微生境的利用情况,分析林隙捕食风险对鼠类分散贮食行为的影响;通过调查林隙内外自然种子库及人工种子库种子存储量及萌发量,分析鼠类对林隙种子库动态的影响;通过调查林隙内外不同位置幼苗生长及被鼠类捕食情况,分析林隙微生境及动物捕食对幼苗生长的影响;通过调查昆虫对林隙内外蒙古栎幼苗叶片的虫食情况,分析林隙内外幼苗应对昆虫捕食的化学防御特征。主要结论如下:1、种子雨进程及食物丰富度影响鼠类对不同大小林隙微生境的利用。研究区内主要参与种子取食与扩散的鼠类有朝鲜姬鼠Apodemus peninsulae,红松鼠Sciurus vulgaris,棕背?Clethrionomys rufocanus,花鼠Tamias sibiricus等;林隙影响动物的觅食行为,林隙内鼠类被捕食风险大于林冠下,林隙越大捕食风险越高;种子雨前期林隙捕食风险大于种子雨中、后期,中林隙捕食风险随种子雨进程逐渐降低;食物丰富度对大林隙和林冠下的捕食风险没有显著影响,中、小林隙捕食风险随食物丰富度增加而增高。2、种子特征及种间干扰影响鼠类在林隙内外的分散贮食行为。(1)林隙内埋藏的大核桃楸种子Juglans mandshurica比例显著多于小核桃楸;林隙内种子存留时间比林冠下更长;种子重量对种子存留时间没有显著影响。(2)鼠类优先扩散容易取食的槲栎种子Quercus aliena,偏好分散贮藏能量回报高、不易取食的核桃楸种子;核桃楸种子(65.3%)分散贮藏比例显著大于蒙古栎Quercus mongolica(29.9%)和槲栎(21.4%);林隙内核桃楸贮藏量(18.5%)显著高于槲栎(3.7%)和蒙古栎(5.3%)。(3)种间干扰下,鼠类优先扩散并取食红松种子Pinus koraiensis,偏好分散贮藏核桃楸种子(70%左右),红松种子分散贮藏很少(10%左右);种间干扰加快了两种种子的扩散速度,降低了红松种子的分散贮藏量,增加了红松种子的取食比例,对核桃楸的种子命运没有显著影响;有少量核桃楸种子扩散进入林隙(2.7%)及林缘(3.5%),未发现红松种子扩散进入林隙,仅有极少量红松种子被贮藏在林缘(0.93%);林隙边缘与林冠下两种生境,对种子扩散速度及扩散后命运没有显著影响;种间干扰对两种种子的影响具有不对等性,不利于红松种子的扩散,有利于核桃楸种子的扩散。3、鼠类分散贮食对林隙及林冠下土壤种子库具有影响。(1)在地表蒙古栎的存留量显著多于核桃楸,种子密度随着林隙面积增加而增大;地表林缘区种子密度最大,林隙中心区密度高于林冠下;两种种子在地下种子库中埋藏量相当,林隙大小影响地下种子库密度,林冠下种子密度最大,中林隙大于大、小林隙。(2)覆网保护能够减少鼠类对种子库的偷盗;林隙内种子库储量大于林冠下;蒙古栎存留量大于核桃楸与红松;种子库位置与是否覆网对种子库存留量具有显著交互作用,即覆网对林冠下土壤种子库储量影响较小;林隙内覆网对红松种子库储量影响较小。(3)林隙内种子萌发率显著高于林冠下;覆网保护能够增加林隙内种子萌发率,对林冠下种子萌发率没有影响;蒙古栎萌发率最高(25.4%),其次为核桃楸(16.7%),红松萌发率最低(7.5%)。(4)大蒙古栎更容易遭受动物的取食,小蒙古栎具有更高的种子库存留量及萌发率。4、林隙大小及位置影响蒙古栎幼苗的生长。(1)2015-2016年蒙古栎幼苗在林隙内生长迅速,中林隙幼苗生长最快;大、中林隙幼苗具有二次生长现象,光合作用更强,幼苗生长更高大;大林隙的净光合速率比中林隙略低,中林隙里面幼苗净光合速率最高。(2)林隙位置效应受林隙大小限制,中林隙中心的幼苗比边缘的幼苗生长更好,林隙北边的幼苗比南边的幼苗生长更好,大林隙和小林隙没有此现象;林隙大小是影响蒙古栎幼苗生长的重要因素之一,中林隙对幼苗生长更有益。5、林隙微生境对鼠类捕食蒙古栎幼苗具有影响。(1)林隙内蒙古栎幼苗被鼠类捕食率低,幼苗子叶与茎被鼠类切除速度更慢;幼苗子叶被切除速度高于茎被切除速度。(2)林隙大小对一年生蒙古栎幼苗相对密度无显著影响;蒙古栎幼苗子叶和茎被鼠类切除的速度随着林隙面积增加而降低;不同大小林隙及林冠下幼苗子叶被切除比例相当;幼苗茎被切除的比例随着林隙面积增加而降低。(3)幼苗茎和子叶同时被鼠类切除的比例超过66%;仅子叶被切除的幼苗具有很高的成活率(100%);同时被切除茎和子叶的幼苗再生率很低(7.9%),最终仅在大林隙内具有少量幼苗成活(3.9%)。6、林隙微生境对蒙古栎幼苗叶片虫食率及化学防御特征具有影响。(1)林隙内叶片被昆虫取食比例显著高于林冠下,幼苗叶片被昆虫切叶取食比例超过70%,叶面取食比例为15%左右,叶片被昆虫寄生比例低于2%;林隙大小影响幼苗叶片的虫食率,中林隙幼苗叶片较大、小林隙被昆虫取食比例更高;林隙大小对幼苗叶片昆虫寄生率影响不显著,其中小林隙叶片昆虫寄生率最高(1.89±0.87%),大、中林隙及林冠下昆虫寄生率均低于1%。(2)核桃楸叶片含水量(74.8%)显著高于蒙古栎(63.3%);林冠下幼苗叶片含水量显著高于林隙内;林隙内幼苗叶片总酚含量高于林冠下,蒙古栎与核桃楸幼苗总酚含量无显著差异;幼苗叶片虫食率与叶片含水量呈负相关,与总酚含量呈正相关。
[Abstract]:In the forest ecosystem , there are many small mammals dispersed and stored for food shortage or short - term food resources . The results showed that there was no significant effect on the seed dispersal rate of the seeds . The results showed that there was no significant influence on the seed dispersal rate of the seeds . ( 1 ) The density of seed bank in forest gap is higher than that under forest canopy , the density of seed bank in forest gap is higher than that under forest canopy , and the seed bank reserve is higher than that under canopy . ( 1 ) The rate of seedling regeneration of Quercus liaotungensis seedlings was more than 66 % . ( 2 ) The water content of leaves ( 74.8 % ) was significantly higher than that of Mongolian oak ( 63.3 % ) ; the water content of seedling leaves under canopy was significantly higher than that in forest canopy ; the content of total phenol in leaves of seedling leaves in forest gap was higher than that under canopy , there was no significant difference in the content of total phenol in leaves of Quercus liaotungensis , and the content of total phenol was positively correlated with the content of total phenol .

【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S718.5

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