国家自然科学基金资助中科院动物所探索鼠类对森林种子扩散和更新

　　

   科学时报2006年7月3日讯  包括昆虫迁飞、鱼类洄游、鸟兽迁徙、人口流动、外来物种入侵以及2003年春夏非典病毒的传播等在内，扩散现象与人们的生活息息相关。近年来，扩散研究逐渐成为生态学研究的一个热点，扩散生态学也成为生物学领域的一门新的分支学科。在国家自然科学基金的支持下，中科院动物所所长张知彬带领研究小组，经过6年多对鼠类贮藏和扩散森林种子的研究，为这门新学科的日臻完善积累了大量重要的一手资料。
    “鼠类通常被认为是有害的动物，而作为生态系统中的重要一员，人们对鼠类与森林种子之间的这种捕食和互惠（即种子扩散）关系的认识十分有限。”张知彬说，“研究表明，鼠类活动对森林种子扩散、林木更新、演替和生物多样性维持都有帮助。”

    研究小组成员之一的肖治术博士介绍说，从1996年开始，张知彬就开始在野外进行调查，研究鼠类活动对森林的影响，但限于各种条件，研究一直是小范围地进行。2000年，研究小组得到国家自然科学基金的支持，张知彬开始在代表温带落叶阔叶林的北京东灵山地区和典型的亚热带常绿阔叶林地区——四川成都都江堰林区建立实验围栏，对鼠类行为进行研究。到2003年，研究小组已经积累了较丰富的资料，研究方法和实验手段也逐渐成熟。在结束面上基金项目后，研究小组又申请了重点项目，开始建立更大的实验围栏，对鼠类扩散贮藏和种子习性以及种子命运进行更深入的研究。

    在森林种子扩散研究中，如何追踪种子命运一直是困扰种子扩散及森林更新研究的关键问题。在过去的几十年中，生态学家已发展了多种种子标记方法或观察手段来了解鼠类等动物对种子命运的影响，如直接观察、同位素标记、金属或磁铁标记、荧光染料标记、无线电发报器和线标记等，而这些方法各有自己的优点和局限性。在多年的野外研究中，张知彬及其合作者提出的编号的金属片标签法，很好地解决了这一问题。

    这种方法选用废弃的铝制易拉罐制作标签，然后在上面记上特殊的数字编号，标记种子来源、投入时间、地点等信息。然后用一根金属细丝系在种子上，保证每颗种子有一个编号。当老鼠拖着种子贮藏的时候，也会把编号牌一起拖到种子贮藏处，这样种子被鼠类埋下去，编号牌就留在地面，通过这种方法，研究人员就会清楚地知道一颗种子被动物扩散的过程。

    “这种方法是我们的一个创新，在看似简单的研究方法后面凝聚着研究小组很多的积累。”肖治术说，“多大的标签最合适；什么丝线最好；多长的细线既不妨碍老鼠搬运又便于寻找、在哪类种子的什么地方打眼对种子伤害最小、在什么地方寻找最易发现种子等等，都要在大量野外研究中探索。要在围栏研究中掌握各种老鼠埋藏种子的深度、贮藏习惯等；要研究打孔对种子发芽的影响；还要研究不同鼠类在种子贮藏上的差异。”

    “这一方法改变了以往跟踪技术不能识别种子来源的问题，使定量研究种子扩散和种子命运变得更准确、有效。目前该方法已为国内外的同行所接受和应用，并在近几年得到了较大发展。”肖治术说。

    鼠类对种子的传播、对森林生态群落的形成和树林基因的进化都有好处。肖治术说，一粒种子如果落在母树下面，将来它开花传粉，就会和母树产生“近交”。就像人类不能近亲结婚一样，这种受粉不利于树木个体基因的发展。无论温带森林还是亚热带森林，鼠类的种子贮藏在一些坚果的种子扩散和自然更新中发挥了重要作用，如分散贮藏促进种子离开母树、利于种群间和种群内的基因流动和遗传变化，将种子埋藏在土壤浅表有利于种子的存活和萌发。鼠类通过对不同坚果的选择，可能影响坚果特征的进化，如种子大小、营养质量、次生物质和种皮硬度等。同时，坚果的特征也会促进鼠类捕食能力和行为的相应改变和进化。

    过去6年中，张知彬研究小组在北京东灵山和四川成都都江堰地区共标记释放的种子超过5万颗，研究了8种坚果的种子命运，在都江堰地区调查了7个鼠类品种的贮藏习性；北京东灵山地区由于鼠类种类少些，目前调查了5个种类。这些工作为揭示鼠类对不同坚果树种的捕食、贮藏和扩散的复杂性提供了重要的科学依据。

    目前，他们在国内外共发表或接收发表学术论文40余篇，其中SCI论文15篇，并特邀参编国外学术专著一部“Seed fate: predation, dispersal and seedling establishment”，相关论文已被Ecological Monograph和Ecology等国际著名期刊引用。