2011年開始,陜西省動物研究所有害動物監(jiān)測與防控研究中心連續(xù)對秦嶺同一區(qū)域的殼斗科植物的種子雨進(jìn)行了監(jiān)測和研究。研究發(fā)現(xiàn):4種殼斗科植物的種子雨下落動態(tài)對溫度和降水的敏感性和響應(yīng)各不相同。這可能是植物通過自身對種子傳播的調(diào)節(jié),從而適應(yīng)環(huán)境的策略。該研究有助于更深入地了解森林生態(tài)系統(tǒng)的功能和生物多樣性維持的機(jī)制。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際知名期刊《生物學(xué)》上?! ?/p>
什么是種子雨?種子雨與哪些因素有關(guān)?植物是如何通過種子雨來適應(yīng)環(huán)境?記者對此進(jìn)行了采訪?! ?/p>
種子是植物有性繁殖的重要器官,成熟時(shí)從母株向周圍擴(kuò)散,從而形成種子雨。種子雨是指在特定的時(shí)間和空間內(nèi)從母株上掉落的種子的數(shù)量,是種子或繁殖體在周圍傳播的一種視覺描述。種子雨的動態(tài)變化不僅影響著動物的捕食、傳播和貯藏,也對森林植被的生長、更新有著重要的作用?! ?/p>
種子雨具有明顯的季節(jié)動態(tài)和年際變化特征。植物的種類、株高、種子重量、種子傳播方式等生物因子和地形、坡位、坡向等環(huán)境因子,以及溫度、降水、光照等氣候因子,都可能明顯影響種子雨動態(tài)。例如,植物在某些氣候適宜的年份大量開花,產(chǎn)生花粉,利用風(fēng)媒或昆蟲提高傳粉效率,有利于結(jié)果。反之,花期降水量過高,可能會影響昆蟲等的傳粉活動,導(dǎo)致植物受精不良甚至只開花不結(jié)果?! ?/p>
“溫度、降水、光照等氣候因素可能是造成種子雨波動的重要原因?!标兾魇游镅芯克L、研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人常罡介紹?! ?/p>
秦嶺森林物種多樣性豐富。殼斗科植物在秦嶺地區(qū)分布廣泛,是這一地區(qū)的優(yōu)勢樹種。它們通常為各種動物提供食物和棲息地,對于維系森林生態(tài)系統(tǒng)的功能起著重要作用。
研究人員連續(xù)10年對陜西佛坪國家自然保護(hù)區(qū)內(nèi)同區(qū)域分布的板栗、銳齒槲櫟、栓皮櫟和短柄枹櫟4種殼斗科植物的種子雨進(jìn)行了監(jiān)測。結(jié)合10年來研究區(qū)域的氣溫、降水等氣象數(shù)據(jù),研究人員探討了這4種植物的種子雨動態(tài)變化與氣象因素的關(guān)系?! ?/p>
研究結(jié)果表明,板栗和其他3種櫟屬植物在種子雨下落初期、末期以及整個(gè)種子雨下落過程的持續(xù)時(shí)間上均存在顯著差異?!斑@說明板栗與其他3種櫟屬植物之間存在一定的生物學(xué)差異,比如說3種櫟屬植物的種子很容易萌發(fā),在適當(dāng)?shù)臈l件下就會發(fā)芽。但板栗有休眠期,必須經(jīng)過休眠期才會發(fā)芽,這可能反映了不同植物對環(huán)境的適應(yīng)策略?!背n刚J(rèn)為,不同樹種的種子雨下落時(shí)間,尤其是高峰期并不一致,不完全集中在同一時(shí)期,這在很大程度上可以促進(jìn)優(yōu)勢種的共存,緩解物種間的競爭,為維護(hù)森林物種多樣性奠定基礎(chǔ)。
常罡介紹,研究還發(fā)現(xiàn)4種種子的種子雨掉落時(shí)間大部分與降水呈非線性關(guān)系。這說明適宜的降水有利于植物養(yǎng)分的積累和種子的成熟,而過多或過少的降水可能會影響植物的光合作用,不利于種子成熟,并可能導(dǎo)致種子提前或延遲落種?! ?/p>
“這是植物對環(huán)境的適應(yīng)策略,它們可以通過對環(huán)境的適應(yīng),避免對有限資源的激烈競爭。不同物種尤其是不同屬植物具有不同的繁殖策略。不集中、不扎堆開花和結(jié)果,有利于它們更好地同域共存?!背n刚J(rèn)為。
“此外,這4種殼斗科植物的種子是研究區(qū)域內(nèi)森林鼠類的重要食物資源。它們可能通過調(diào)控種子雨下落動態(tài),避免被鼠類大量捕食的風(fēng)險(xiǎn),促進(jìn)植物自身的傳播和更新?!背n刚f?! ?/p>
陜西省動物研究所助理研究員王京和侯祥為該論文共同第一作者,常罡為文章通訊作者。該項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、陜西省自然基金、陜西省科學(xué)院科技計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。(張梅)