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《东北师范大学》 2011年
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Insect Responses and Adaptations to Plant Diversity Subjectd to Large Herbivore Grazing in Meadow Steppe

Venuste NKURUNZIZA  
【摘要】:在自然界的生态系统中,昆虫占有无脊椎动物的大部分比例,发挥着重要的生态系统功能。作为昆虫学的一个重要部分,其个体行为决定昆虫种群和群落动态。在天然放牧草地生态系统中,昆虫与植物、大型草食动物共存,对于他们相互关系的研究无论对放牧生态学还是草地生态学都是极其重要的。昆虫所面对的生境和食物是高度变异的,这种变异不仅被大型草食动物采食造成,也被自然的草地生态系统的异质性(不同物种多样性)影响。由此,本论文以广谱性草食昆虫—素色异爪蝗(Euchorthippus unicolor)作为研究对象,基于对昆虫个体行为角度,不仅考虑昆虫行为分配的结果,同时分析了蝗虫的采食选择策略和生境选择策略;基于放牧方式和植物物种多样性,研究了放牧与植物多样性对昆虫个体行为的互作效应。这些研究不仅能发展动物行为生态学,同时对维持草地放牧系统的稳定性,有效地进行草地放牧管理,推动草地畜牧业发展都具有极其重要的理论价值与实际指导意义。 本研究采用野外控制实验,包括采用两个植物多样性水平(高和低植物物种丰富度)和四个放牧处理(无牧、牛、山羊、牛+山羊放牧),在群落水平上检验昆虫物种丰富度和多度的响应,在个体水平上检验昆虫行为策略(食性和生境选择),获得了以下重要研究成果: (1)与无牧样地相比,放牧样地的昆虫多样性较高,且独立于植物多样性。这个差异可能是由于放牧引起的植被特征,例如高度和生物量变化产生的。在低植物多样性条件下,昆虫数量较少,高植物多样性条件下呈相反趋势。这可能是由于高植物多样性可产生多生物量或复杂的结构。 (2)这个研究主要探讨了普食性草食昆虫——蝗虫的行为策略对放牧和植物多样性的响应。结果表明,素色异爪蝗在高、低植物多样性条件下表现相对的行为策略:在高植物多样性条件下,蝗虫增加采食和游走时间,休息时间减少,而在低植物多样条件下,采食和游走时间减少,休息时间增加。由于植物多样性引起的植物特征(盖度和高度)和食物供应的变化是这些行为变化的主要因素。 (3)同时,大型草食动物的采食后减少了蝗虫的食物资源,因此使蝗虫采食更多的植物种类以满足营养需求,同时也要延长采食时间增加采食量。因此,植物多样性与大型草食放牧对蝗虫行为时间分配有显著的互作效应。蝗虫的采食高度受到大型草食动物放牧影响。在无牧样地中,蝗虫主要采食上层植物。在放牧条件下,蝗虫主要以中下层植物作为食物。这个差异与大型草食动物相联系,因为大型草食动物主要采食上层植物的茎叶。同时,蝗虫在下层植物采食也可躲避捕食者的捕获。 (4)在这个研究中,植物物种多样性伴随着不同放牧方式影响素色异爪蝗生境选择。总的来说,与无牧比较,在放牧条件下蝗虫增加寄主植物,这可能是由于多的植物种类可以获得更适合的生境和逃避捕食者。实验结果还发现蝗虫在无牧样地中,选择上层植物作为栖息生境,而在放牧条件下,素色异爪蝗选择中下层植物作为生境。这可能是由于放牧导致上层食物的可利用性降低,同时也增加被捕获的危险。 (5)从植物部位来时,素色异爪蝗在无牧时在叶片的时间长于茎上,而在放牧条件下,由于大部分叶片已被大型草食动物采食,因此在茎上时间长于叶片上。这个结果表明,大型草食动物改变的蝗虫的休息位置,以茎代替叶片,并且优先选择叶片可能与作为食物资源和庇护场所有着密切联系。 本研究通过不同大型草食动物放牧和植物多样性背景下蝗虫的个体行为响应,对植物—蝗虫—大型草食动物关系深入理解和进一步认识:大型草食动物放牧强烈地影响蝗虫的个体行为,特别是采食和生境选择策略,这种行为变化是对大型草食动物放牧和植物多样性互作的适应性进化结果,蝗虫的行为是蝗虫种群和群落的决定性因素,具有重要的生态意义。并且进一步结果证明,大型草食动物对蝗虫个体行为的影响依赖于植物物种多样性,这表明在动植物互作界面上,植物多样性不仅影响大型草食动物行为策略,对小型草食动物,特别是无脊椎昆虫的行为也有着不可忽视的作用,进一步证实草地植物多样性在生态系统中的重要作用以及保护草地植物多样性的重要性。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q948

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【参考文献】
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