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基本信息
- 項目名稱：
- 東方田鼠警覺對其功能反應(yīng)的作用格局
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本文是一篇理論研究性論文，對目前廣泛使用的經(jīng)典的功能反應(yīng)模型口量模型存在的問題進行了理論探討和修正，修正后的警覺功能反應(yīng)模型的機制性及可預(yù)測性得到了檢驗。警覺功能反應(yīng)模型的建立和檢驗有助于揭示復(fù)雜環(huán)境條件下動物覓食的行為過程及機制，為深入探討植食性哺乳動物斑塊利用模型邊際值理論奠定了可靠的理論基礎(chǔ)。
- 詳細介紹：
- 長期以來，生態(tài)學(xué)家普遍認為，植食性哺乳動物覓食活動中的部分警覺時間占用了咀嚼處理食物的時間，使單位時間的采食口數(shù)即采食率減??；動物為補償因采食率減小可能引起的食物攝入量的損失，必然延長覓食時間。然而，延長覓食時間不但要消耗較多的能量，而且亦潛在地增加了與捕食者的相遇率。近來，一些觀點則認為，植食性哺乳動物處理食物時，能同時監(jiān)視環(huán)境，故能維持食物攝入率。由于野外定量測定動物覓食行為參數(shù)的困難性和艱巨性，致使此兩種對立的論點長期未能得到解決。實驗室模擬研究在定量測定和準(zhǔn)確預(yù)測動物覓食行為參數(shù)及動態(tài)，推動覓食生態(tài)學(xué)理論的發(fā)展，起著十分重要的作用。因此，需借助精密的實驗設(shè)計及精細的覓食行為測定檢驗此兩種論點。 植食性哺乳動物功能反應(yīng)描述了動物食物攝入率與食料植物可利用性的相互關(guān)系。在可利用性植物密集條件下，攝入率隨植物大小及口量的增大呈漸近減速增高趨勢，為典型的Ⅱ型功能反應(yīng)。依此，Spalinger和Hobbs（1992）建立和檢驗了經(jīng)典的植食性哺乳動物功能反應(yīng)機制模型即口量模型。由于該模型是在可利用性植物密集條件下預(yù)測攝入率的，僅考慮了動物有效覓食即采食和處理（咀嚼和吞咽）食物競爭制約條件下，攝入率與可利用性植物之間的動態(tài)關(guān)系，未能考慮非覓食活動如警覺等行為動作等的影響，使得其應(yīng)用性受到限制。 在可利用性植物密集條件下，若動物咀嚼食物的同時，能監(jiān)視周圍環(huán)境和搜尋下一口食物，且咀嚼食物的時間超過監(jiān)視周圍環(huán)境和搜尋下一口食物的時間，則攝入率受采食和咀嚼食物競爭的制約；假定監(jiān)視環(huán)境與咀嚼食物相沖突，則動物用于監(jiān)視環(huán)境的行為即警覺行為動作如掃視、監(jiān)聽及嗅聞將延遲與下一口食物相遇，進而降低攝入率，影響其功能反應(yīng)格局。為此，我們對口量模型進行了修正即動物收獲1口食物的時間不但受到采食和處理食物的制約，而且考慮受因警覺引起的覓食中斷時間的約束。 修正后的模型能真實地反映動物覓食的行為過程及機制，模型機制及其預(yù)測性亦得到了檢驗。警覺功能反應(yīng)模型的建立和檢驗有助于揭示復(fù)雜環(huán)境條件下動物覓食的行為過程及機制，為深入探討植食性哺乳動物斑塊利用模型邊際值理論奠定了可靠的理論基礎(chǔ)。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 長期以來，覓食生態(tài)學(xué)界存在兩種對立的論點，一種論點認為，植食性哺乳動物覓食活動中的警覺能使攝入率降低；另一種觀點則認為，警覺對其攝入率沒有作用。由于野外定量測定動物覓食行為參數(shù)的困難性和艱巨性，致使此兩種對立的論點長期未能得到解決。實驗室模擬研究在定量測定和準(zhǔn)確預(yù)測動物覓食行為參數(shù)及動態(tài)，推動覓食生態(tài)學(xué)理論的發(fā)展，起著十分重要的作用。因此，需借助精密的實驗設(shè)計及精細的覓食行為測定檢驗此兩種論點。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 實驗觀察發(fā)現(xiàn)東方田鼠警覺能降低其攝入率，由于經(jīng)典的植食性哺乳動物功能反應(yīng)模型口量模型未能反映警覺引起的覓食中斷時間對攝入率的影響，因此對功能反應(yīng)模型進行了修正，修正后的警覺功能反應(yīng)模型能真實地反映動物瞬時攝入率的動態(tài)，模型的機制和預(yù)測性得到了檢驗。該模型的建立和檢驗有助于揭示復(fù)雜環(huán)境條件下動物覓食的行為過程及機制，為深入探討植食性哺乳動物斑塊利用模型邊際值理論奠定了可靠的理論基礎(chǔ)。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本文是一篇理論研究性論文，對目前廣泛使用的經(jīng)典的功能反應(yīng)模型口量模型存在的問題進行了理論探討和修正，修正后的警覺功能反應(yīng)模型的機制性及可預(yù)測性得到了檢驗。該理論模型的建立為深入探討植食性哺乳動物斑塊利用模型邊際值理論提供了可依賴的路徑。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 植食性哺乳動物功能反應(yīng)描述了攝入率與植物可利用性變量的動態(tài)關(guān)系。動物警覺因占用了處理食物時間即覓食中斷時間而延遲與下一口食物相遇，引致攝入率降低，進而對功能反應(yīng)構(gòu)型產(chǎn)生影響。在新鮮白三葉葉片構(gòu)成的各類食物密集斑塊上，測定東方田鼠覓食行為，建立功能反應(yīng)函數(shù)模型，檢驗覓食中斷對功能反應(yīng)的作用格局及機制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除小葉片斑塊覓食中斷時間在覓食活動中所占的比例較低外，在大、中型葉片斑塊的覓食中斷時間比例均達到15.42%—26.82%；盡管，覓食中斷使攝入率降低了33%，但其功能反應(yīng)仍為Ⅱ型功能反應(yīng)。研究結(jié)果揭示，東方田鼠因警覺引起的覓食中斷事件是導(dǎo)致采食率及攝入率降低的主要因子。攝入率測定值與模型預(yù)測值的線性回歸極顯著（P < 0.01），表明，新建立的功能反應(yīng)模型具有良好的可預(yù)測性。推測，東方田鼠因警覺引起采食率及攝入率減小的代價，是以延長覓食時間來補償?shù)摹Ｑ芯拷Y(jié)果充分驗證了，在可利用性植物密集斑塊，由植物大小調(diào)控的動物口量決定其攝入率，且受采食和處理食物競爭及覓食中斷的制約，其功能反應(yīng)為Ⅱ型功能反應(yīng)的假說。
獲獎情況
- 《東方田鼠警覺對其功能反應(yīng)的作用格局》一文已在《生態(tài)學(xué)報》發(fā)表，發(fā)表時間及檢索頁碼為：2011，31（2）：410 – 420。
鑒定結(jié)果
- 《東方田鼠警覺對其功能反應(yīng)的作用格局》一文已在《生態(tài)學(xué)報》發(fā)表，發(fā)表時間及檢索頁碼為：2011，31（2）：410 – 420。
參考文獻
- Tao S L, Liu J K, Du Y R, Li J N, Ma J B. Functional response patterns of instantaneous intake rate for vole (Microtus oeconomus) to the set of plant availability variables. Acta Theriological Sinica, 2002, 22 （1）: 279 – 286. Tao S L, Liu J K, Li J N. Tests of a model mechanism of functional response in mammalian herbivores foraging. Acta Ecologica Sinica, 2003, 11（23）: 2239 – 2245. Tao S L, Liu J K, Li J N, Zhang W H, He L. Comparisons of the models for functional responses of foraging in root voles (Microtus oeconomus). Acta Ecologica Sinica, 2010，30 ( 16) : 4359 – 4368. Tao S L, Zhang W H, Li J N, He L, Yang X F. Validation of the mechanism for decelerating energy gains in mammalian herbivores. Acta Ecologica Sinica, 2010，30 ( 18) : 4839 – 4847. Tao S L, Zhang W H, Li J N, He L. Assessment of validation and application of several models for energy gain function in mammalian herbivores. Acta Ecologica Sinica, 2010，30 ( 20 ) : 5431 – 5438.
同類課題研究水平概述
- 近年來，國外在該領(lǐng)域進展甚為迅速，引人注目的是將捕食者功能反應(yīng)理論及斑塊利用模型邊際值理論引入該領(lǐng)域，在理論及應(yīng)用研究中得到提升。但由于口量的變異性和野外測定的困難性，大部分研究仍局限于定性描述；建立的功能反應(yīng)機制模型甚少，且甚少考慮影響動物攝入率的一些潛在變量和因子如警覺等，僅探討有效覓食（采食和處理食物）時間內(nèi)動物攝入率的動態(tài)變化，制約了植食性哺乳動物覓食生態(tài)學(xué)理論的發(fā)展。 國內(nèi)開展相關(guān)研究始于上世紀(jì)90年代，其中涉及植食性哺乳動物的食物選擇及棲息地選擇、種內(nèi)競爭及捕食風(fēng)險對動物覓食行為的作用、以及動物對植物種子擴散的作用，上述研究為我國覓食生態(tài)學(xué)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)?？赡苡捎谘芯績?nèi)容及目標(biāo)的不同，或受野外觀測難度及實驗測定技術(shù)的制約，此類研究甚少涉及對動物攝入率的動態(tài)監(jiān)測，在植食性哺乳動物功能反應(yīng)及邊際值理論研究尚處于起步階段。陶雙倫等在單一食物斑塊測定了根田鼠（Micriotus oeconomus）、高原鼠兔（Ochotona curzoniae）及東方田鼠（Micriotus fortis）的覓食行為及功能反應(yīng)，檢驗了植食性哺乳動物能量收益增長減速的機制，分析和評價了能量收益函數(shù)模型的預(yù)測性及適用性，加之《東方田鼠警覺對功能反應(yīng)的作用格局》一文的發(fā)表，這些工作的開展，為探討植食性小型哺乳動物MVT奠定了基礎(chǔ)。 該文修正了植食性哺乳動物功能反應(yīng)口量模型，且對模型機制及預(yù)測性進行檢驗和預(yù)測，理論創(chuàng)新性明顯，學(xué)術(shù)水平在國際先進水平之列。
