其它可利用食物对小花宽瓣黄堇种子散布的影响

摘要

种子散布是植物成功拓殖的关键阶段。蚂蚁在许多植物生活史迁移阶段起重要作用。蚂蚁在陆地生态系统中随处可见，因此蚂蚁对植物种子的传播和扩散即蚂蚁散布（myrmecochory）见于多种生境。蚂蚁散布是自然界中普遍存在的互利共生关系之一，植物种子得到散布，而蚂蚁获得附生在种子上的油质体为食物和能量来源，双方的适合度都能得到提高。蚂蚁散布影响种予萌发和幼苗建群，进而影响植物种群更新和分布格局，同时，蚂蚁与植物间的这种相互作用又受到蚁播植物特征、蚂蚁特征和其它可利用食物等生物因素及温度、光照等非生物因素的影响。本文以紫堇属植物小花宽瓣黄堇（Corydalis giraldii Fedde）（罂粟科Papaveraceae）为材料，研究了其它可利用食物的种类、组成和丰富度及生境对种子散布的影响，以期为进一步研究蚂蚁与植物（种子）间的互利共生关系及其影响因素提供资料，为生物多样性维持和生态系统的平衡提供科学理论依据。 主要研究结果如下: 1.其它可利用食物种类对小花宽瓣黄堇种子散布的影响与搬运蚂蚁的种类及其觅食的募集方式有关。在野外研究了蚂蚁对小花宽瓣黄堇种子、肉、蜂蜜、苹果、馒头等食物的趋性和偏好程度，以及添加食物后蚂蚁对种子的拜访频率和搬运效率，以揭示其它可利用食物如何影响蚂蚁觅食和取食偏好，进而影响小花宽瓣黄堇种子散布。结果显示，在所诱捕的8种蚂蚁中，玉米毛蚁（Lasius alienus）和丝光蚁(Formica fusca)是小花宽瓣黄堇种子的主要搬运者，不同食物诱捕的玉米毛蚁数量无显著性差异(P＞0.05)，但蜂蜜和苹果诱捕的丝光蚁数量均显著大于种子(P＜0.05)。玉米毛蚁和丝光蚁均为杂食性，在觅食中分别行使群体募集和简单协作性募集。在仅有种子的对照处理中，玉米毛蚁和丝光蚁对种子的拜访频率分别为（38.73±4.57）头和（30.8±2.87）头(40min，n=15)，两种蚂蚁对种子的拜访频率差异不显著(P＞0.05);玉米毛蚁和丝光蚁搬运种子的效率分别为（33.87±4.22）粒和（16.27±3.35）粒(40min，n=15)，玉米毛蚁的搬运效率显著高于丝光蚁(P＜0.05)。与对照相比，添加馒头、苹果和蜂蜜后丝光蚁对种子的拜访频率显著降低(P＜0.05)，分别为（15.6±3.61）头、（9.07±1.4）头和（7.67±1.58）头(40min，n=15);添加苹果和蜂蜜后丝光蚁对种子的搬运效率显著降低（P＜0.05），分别为（3.47±1.17）粒和（2.87±0.9）粒(40min，n=15);添加不同食物后玉米毛蚁对种子的拜访频率和搬运效率均无显著变化(P＞0.05)。 2.其它可利用食物组成和丰富度对小花宽瓣黄堇种子散布的影响与搬运蚂蚁的种类及其觅食的募集方式有关。本文在野外选择肉、馒头、苹果和蜂蜜4种食物，15个食物组合的实验处理来研究添加不同组成和丰富度的食物后主要搬运者玉米毛蚁和丝光蚁对小花宽瓣黄堇种子的拜访频率和搬运效率，以揭示其他可利用食物组成和丰富度如何影响小花宽瓣黄堇种予散布。结果显示，(1)在仅有种子的对照处理中，玉米毛蚁对种子的拜访频率和搬运效率分别为（38.73±4.57）头和（33.87±4.22）粒(40min，n=15)。与对照相比，添加食物（馒头-肉，SBM）后玉米毛蚁对种子的拜访频率和搬运效率均显著增加(P＜0.05)，分别为（55.47±4.67）头和（49.07±4.1）粒(40min，n=15)，添加食物（蜂蜜-馒头-肉-苹果，SHBMA）后玉米毛蚁对种子的搬运效率显著降低(P＜0.05)，为（23.13±3.05）粒(40min，n=15);添加不同丰富度食物后玉米毛蚁对种子的拜访频率和搬运效率均无显著性差异(P＞0.05)。(2)在仅有种子的对照处理中，丝光蚁对种子的拜访频率和搬运效率分别为(30.8±2.87)头和（16.27±3.35）粒(40min，n=15)。与对照相比，除了添加肉(SM)的处理，丝光蚁对种子的拜访频率均显著降低（P＜0.05），除了添加食物(肉或馒头，SM、SB)的处理，丝光蚁对种子的搬运效率均显著降低(P＜0.05);添加不同丰富度食物后丝光蚁对种子的拜访频率和搬运效率均显著降低(P＜0.05)，降低程度与食物丰富度正相关。 3.生境显著影响蚂蚁对小花宽瓣黄堇种子的搬运效率和搬运距离。本文在野外研究了碎石堆和弃耕地两种生境中蚂蚁对小花宽瓣黄堇种子的散布。结果显示，碎石堆诱捕到9种蚂蚁，共289头，三种搬运者玉米毛蚁、红蚁和丝光蚁分别占蚂蚁总量的36.58％、14.53％和7.96％;弃耕地诱捕到9种蚂蚁，共1139头，四种搬运者多栉蚁、丝光蚁、史氏盘腹蚁和玉米毛蚁分别占蚂蚁总量的45.48％、21.24％、15.19％和4.83％;共同搬运者为玉米毛蚁和丝光蚁。两生境搬运者的多度存在显著差异(x2=62.798，P＜0.0001)。初始散布距离正偏，98％的种子散布距离小于20cm，且小于母株高度。碎石堆和弃耕地中蚂蚁对种子的搬运效率分别为(17.13±8.35)粒/h和（52.8±17.46）粒/h，两种生境中蚂蚁搬运种子的效率存在显著差异(P＜0.05)。碎石堆和弃耕地中平均搬运距离分别为(82.63±2.17)cm和（108.07±3.07）cm，两种生境中蚂蚁搬运距离存在显著差异(P＜0.001)。 本研究结果表明，生境及生境中除种子外其它可利用食物的种类、组成和丰富度对小花宽瓣黄堇种子散布均具有重要的影响。作为小花宽瓣黄堇种子的主要散布者，行使群体募集的玉米毛蚁比行使简单协作募集的丝光蚁有更高的种子搬运效率。不同单一种类食物添加后，玉米毛蚁对种子的拜访频率和搬运效率均无显著性差异;而偏好食物苹果和蜂蜜添加后，丝光蚁对种子的拜访频率和搬运效率均显著降低。不同组成食物的添加对玉米毛蚁和丝光蚁拜访种子的频率和搬运种子的效率均有显著影响;不同丰富度食物添加后玉米毛蚁对种子的拜访频率和搬运效率均无显著性差异，而丝光蚁对种子的拜访频率和搬运效率均显著降低，降低程度与食物丰富度正相关。这说明其它可利用食物对小花宽瓣黄堇种子散布的影响与搬运蚂蚁的种类及其觅食的募集方式有关。不同生境搬运者组成和多度的不同，是导致不同生境蚂蚁搬运种子的效率和距离差异显著的主要因素。我们的研究结果可为进一步研究蚂蚁与植物（种子）间的互利共生关系及其影响因素提供资料，也为深入研究蚁播植物种群空间分布格局提供参考。

目录

声明

摘要

1引言

1．1蚂蚁与蚁播植物互惠共生关系研究概况

1．2影响蚁播的生物因素

1．2．1蚁播植物特征的影响

1．2．2蚂蚁特征的影响

1．2．3环境中其他可利用食物的影响

1．3影响蚁播的非生物因素

2其它可利用食物种类对小花宽瓣黄堇种子散布的影响

2．1引言

2．2材料与方法

2．2．1研究地点和研究材料

2．2．2研究方法

2．2．3数据分析

2．3结果与分析

2．3．1食物对蚂蚁的吸引

2．3．2主要搬运蚂蚁对种子和其它食物的拜访频率和搬运种子的效率

2．4讨论

2．4．1食物对蚂蚁的吸引

2．4．2主要搬运蚂蚁对种子和其它食物的拜访频率和搬运种子的效率

3食物组成和丰富度对小花宽瓣黄堇种子散布的影响

3．1引言

3．2材料与方法

3．2．1研究地点和研究材料

3．2．2实验方法

3．2．3数据分析

3．3实验结果

3．3．1食物组成对蚂蚁拜访频率和搬运效率的影响

3．3．2食物丰富度对蚂蚁拜访频率和搬运效率的影响

3．4讨论

3．4．1食物组成对蚂蚁拜访频率和搬运效率的影响

3．4．2食物丰富度对蚂蚁拜访频率和搬运效率的影响

4不同生境中蚂蚁对小花宽瓣黄堇种子散布的比较

4．1引言

4．2材料与方法

4．2．1研究地点和材料

4．2．2研究方法

4．2．3数据分析

4．3实验结果

4．3．1样地蚂蚁的种类和多度

4．3．2初始散布距离

4．3．3蚂蚁搬运效率和距离

4．4讨论

4．4．1样地蚂蚁的种类和多度

4．4．2初始散布距离

4．4．3蚂蚁搬运效率和距离

5结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表或拟发表的学术论文

致谢