綿羊采食選擇與植物聯(lián)合防御的初步研究.pdf

1、天然草地生態(tài)系統(tǒng)中,動物是主要的消費者,與生產者植物共同構成了草地生態(tài)系統(tǒng)中的兩個層面,這兩個層面是產生草地生態(tài)系統(tǒng)動植物互作的主要區(qū)域。動植物互作的研究,對于發(fā)展動物采食理論,恢復或維持生物多樣性,維持草地放牧系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要意義。因此,植物--動物(如牛、羊等)的相互作用已成為生態(tài)學家研究的重要內容。
　　 傳統(tǒng)的動植物關系研究僅停留在個體水平上,草食動物通過采食來滿足自身對營養(yǎng)物質的需求,植物為了生存和繁衍形成簡單的形

2、態(tài)學防御(如堅硬的角質層、針、刺等)和化學防御(如次生代謝物、毒素等)。然而,植物--草食動物互作關系的核心內容是草食動物(herbivores)的選擇性采食(diet selection),是產生動植物相互作用的首要前提條件和基礎。研究中人們忽略了草食動物的采食選擇性(foraging selectivity)。當草食動物的采食選擇發(fā)生在種群或群落采食等級時,植物個體不僅可以通過自身的物理和化學防御方式避免被采食,其鄰居植物(neig

3、hbor plant)的特性也能影響植物個體受保護的程度,這一理論被稱為植物聯(lián)合防御。
　　 本研究目的在于通過研究不同時空尺度下草食動物對不同采食等級(個體等級和斑塊等級)選擇性的大小,觀察植物聯(lián)合防御是否受時間和空間尺度變化的影響,及對時空尺度變化的響應。試驗選擇高、中、低三種質量的牧草苜蓿(Medicago sativa)、蘆葦(Phragmites australis)、羊草(Leymus chinensis)作為試驗植

4、物,根據三種牧草不同的比例構建高、中、低三種質量的斑塊。試驗設置三個空間尺度(25m×25m、35m×35m、45m×45m),在每一個空間尺度試驗內,包含三種質量的斑塊各一個,斑塊內牧草采用聚集擺放模式。放牧時間設置三個尺度,分別為30min、60min、90min。
　　 試驗結果表明:
　　 1)綿羊對植物個體和斑塊兩個采食等級均存在選擇性。時空尺度的變化顯著影響綿羊在斑塊內和斑塊間的選擇性。隨時間和空間尺度的放大

5、,綿羊在斑塊內選擇性顯著降低；斑塊間選擇性在小空間尺度內隨時間尺度的增加呈現(xiàn)增大的趨勢,而在中、大空間尺度內隨時間尺度的增加呈現(xiàn)降低趨勢?？傮w上在任意時空尺度下,綿羊在斑塊內的選擇性都顯著高于斑塊間選擇性。
　　 2)植物聯(lián)合防御的結果顯著受時空尺度的影響。在大空間尺度下,目標植物蘆葦生低質量斑塊內的采食量高于在高質量斑塊內的采食量,目標植物在低質量斑塊內受害,而在高質量斑塊內得到保護。中空間尺度實驗結果不顯著,但趨勢相同。小空

6、間尺度下的結果與中、大空間尺度的趨勢相反,目標植物蘆葦在低質量斑塊內的采食量低于在高質量斑塊內的采食量但不顯著,目標植物在低質量斑塊內得到保護,而在高質量斑塊內受害。兩種結果說明植物聯(lián)合防御隨著空間尺度的變化有發(fā)生轉化的趨勢。
　　 3)總采食量顯著受空間尺度的影響。其中優(yōu)質牧草苜蓿的采食量占絕對優(yōu)勢,說明在時空尺度變化條件下,綿羊主要以選擇食物的質量為主,主要采食粗蛋白含量較高的食物。隨著空間尺度放大,綿羊通過降低游走時間以及

7、在斑塊間的轉移頻率來提高采食效率,從而降低采食成本。
　　 綜上,在本實驗條件下,綿羊對個體采食等級的選擇性高于對斑塊等級的選擇性；在中、大空間尺度下植物聯(lián)合防御表現(xiàn)為鄰居對比受害(neighbor contrast susceptibility)和鄰居對比防御(neighbor contrast defense),而在小空間尺度下微弱的體現(xiàn)了聯(lián)合受害(associational susceptibility)和聯(lián)合防御(ass