持续的公路干扰和间断性的采薪扰动对动物种子传播功能的影响机制

Plant-animal mutualism plays a key role in maintaining biodiversity and ecosystem function. Anthropogenic disturbances are altering mutualisms, by affecting species differentially and causing ecological cascading effects. However, how mutualisms are affected by road and fuelwood is neither well documented nor understood. Here, we will survey effects of road and fuelwood disturbance on seed dispersal mutualism by fluorescent pigment marked, regular monitoring and infrared digital video. In a series of experiments and field observations, we will establish: 1) effects of disturbance type and intensity on seed predator and disperser assemblage; 2) effects of disturbance type and intensity on seed predation pressure and dispersal effectiveness; 3) whether seedling distribution is consistent with seed dispersal efficiency at differential disturbance type and intensity? The study will inform the "barrier effect", driving effect and ecological role of disturbance in ecosystem, and will provide valuable insights into road construction, the sustainable utilization of fuelwood, ecosystem conservation.

动植物协同互依关系（mutualism）是生态系统恢复、稳定和生物多样性维持的基石。日益加重的人为干扰正威胁和扰乱着此互依关系，导致多个相关物种同时灭绝的“级联效应”。而对于生态系统最大扰动因素之一的公路，尚无其对动植物关系的研究。本研究拟在前期调查基础上，结合动物生态学与植物生态学两学科的研究背景开展交叉研究，以锐齿槲栎为研究对象，通过荧光染料法、定期监测和全程摄像技术探索持续的公路干扰和间断性的采柴扰动对动物种子传播功能的影响机制。野外调查和控制实验将明确：1）干扰类型和强度对种子捕食者和传播者群落的影响；2）干扰类型和强度对种子的捕食压力和传播效率差异；3）不同干扰下幼苗分布格局是否与传播效率一致？研究结果将有助于阐明干扰在生态系统中的阻碍或驱动作用及其生态意义，揭示干扰在森林更新中的作用机制，为公路建设、薪柴林的可持续性利用、锐齿槲栎等相关壳斗科植物的科学管理与保护提供依据。

动植物间协同互依关系是生态系统恢复、稳定和生物多样性维持的基石，但全球范围内日益加重的人为干扰导致植物传粉者和种子传播者急剧下降，对这种互依关系造成巨大威胁。为探究不同干扰类型和强度对动植物间协同互依关系的影响，本研究以间断性的采薪扰动和持续性的公路干扰为例，野外选择薪柴采伐（高强度间断性扰动干扰）、废弃薪柴采伐（轻度间断性扰动干扰）、国道边（强度持续性干扰）、乡间公路边（轻度持续性干扰）及距公路不同距离的锐齿槲栎林为研究对象，并选取锐齿槲栎成熟林（无干扰）开展对比研究。通过对不同干扰类型和强度下种子捕食者和传播者群落、种子命运、幼苗更新调查，发现：1）薪柴采伐林中啮齿动物丰富度降低，种子传播效率及传播距离降低，而废弃15年的薪柴林中啮齿动物的种子传播功能有轻微恢复；2）国道边啮齿动物丰富度降低，种子被集中储藏的概率增加，种子被捕食率和传播距离降低，负密度制约效应强度降低，幼苗、幼树和年轻成树的数量增加；3）距公路距离越近，啮齿动物数量降低，种子传播效率随之降低，且公路干扰对啮齿动物的种子传播产生“阻隔效应”。这些结果表明间断性的采薪扰动和持续性的公路干扰弱化了啮齿动物的种子传播功能，进而影响幼苗更新及其分布格局。鉴于动物介导的种子传播在植物更新过程中起着关键作用，本研究中发现的弱化的种子传播作用有助于阐明干扰在生态系统中的阻碍或驱动作用及其生态意义，为薪柴林的可持续性利用、生物廊道设计及现有公路的管理提供理论和实践依据。