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种子的产生与扩散是种群维持的重要环节。对森林种子雨的长期监测,有利于了解诸如种子传播的时节和种子产量的年际差异程度等各物种繁殖策略上的差异,以及物种间的这些差异在森林群落的构成和物种多样性维持中的作用。本研究参照拿马巴洛科罗拉多岛(Barro Colorado Island,BCI)50ha样地技术规范,在长白山阔叶红松林25ha长期监测样地内设置了150个种子收集器,从2005年6月15日到2011年4月8日,每15天收集掉落于收集器中的果实、种子及其相关附属物等。利用6年间109次收集的种子雨数据,我们试图回答几个问题:(1)种子收集器里种子雨的物种组成与种子收集器邻域内成熟个体物种组成之间有什么关系?(2)这些共存的物种种子扩散时间上有没有分化?(3)样地中是否存在有丰歉年现象的物种?丰歉年现象与传粉模式和种子传播模式之间的关系是怎样的?主要结果如下:
1)研究期共收集到351706粒种子,共有11个科,16个属25个种,占2004年样地调查所有52个物种的48.08%。
2)种子雨有很强的扩散限制,当邻近半径增加到约10米时,Jaccard系数急剧下降。
3)对种子数较多的8个物种的季节动态进行分析,发现8个物种中,1个在7月份、2个在8月份、2个物种在9月份、3个物种在10月份左右达到种子雨数量高峰。物种间的种子扩散高峰存在一定程度的差异。种子雨季节性动态有双峰和单峰型,同时有一些物种在非种子扩散期内继续扩散种子。种子扩散的季节动态主要是由于种子扩散的不同对策所引起的。
4)检验了masting现象的两个重要特征,即种子产量年际间的高变异性和个体产生种子的同时性。各物种种子产量年际间的变异性,通过计算各种子收集器各年收到种子的变异系数的均值(平均Cvi),并检验平均Cvi是否显著大于1来实现。同时性通过将各收集器收到的种子数量按年随机化,然后比较实际的总方差是否显著小于随机化产生的总方差来实现。所研究的19个物种种子产量年际变异明显,它们的平均CVi从1.303到2.441之间不等,除了山荆子(Malus baccata)以外,其余物种都表现出显著的同步性。风传粉物种种子雨的平均CVi显著大于动物传粉的物种种子雨,与传粉者效率假说相一致。风传播物种的种子雨平均CVi显著小于动物传播的物种种子雨,动物传播物种产生种子的同时性极显著大于风传播物种,这与捕食者假说相一致。
本研究发现长白山阔叶红松林群落存在很强的扩散限制,不同物种间的种子扩散动态略有不同,18个物种可能潜在masting现象。18个物种种子产量年际变异和同时性部分证实了传粉效率假说和捕食者饱和假说。本研究的结果暗示了长白山阔叶红松林群落不同物种的繁殖策略和繁殖时间可能存在差异。