影響植物物候的因素主要包括植物本身的遺傳因素和外界的環(huán)境因素。如植物的出芽、展葉、開(kāi)花、結果、落葉等。研究表明，氣候因子可以直接或間接影響植物物候特征，其中溫度和降水被認為是影響植物物候特征最重要的氣候因子。溫度對植物物候有很強的影響，例如植物的春季物候（特別是開(kāi)花）主要受早期溫度的控制，春季溫度越高，植物物候越早，春季溫度越低，植物物候越晚。此外，降水對植物物候也有重要影響。降水不僅對植物的開(kāi)花物候有重要影響，而且對植物的結果物候也有重要影響。一般來(lái)說(shuō)，不同植物物候對氣候因子的響應程度也不同。同時(shí)，許多植物物候不是受單一氣候因子的影響，而可能是受多種氣候因子的影響。
種子是植物有性繁殖的重要器官，當種子成熟時(shí)，它從母株向周?chē)鷶U散，從而形成種子雨。種子雨是指在特定的時(shí)間和空間內從母株上掉落的種子的數量，是種子或繁殖體在周?chē)鷤鞑サ囊环N視覺(jué)描述。種子雨的動(dòng)態(tài)變化影響了動(dòng)物的捕食、傳播和貯藏，也影響了土壤種子庫的儲存和動(dòng)態(tài)，從而影響幼苗的建立和植株的更新。種子雨作為物種傳播的開(kāi)始，是森林結構和更新的關(guān)鍵過(guò)程。因此，研究種子雨期的動(dòng)態(tài)對了解植物種群和群落的更新策略和維持機制具有重要意義。
種子雨的空間分布具有異質(zhì)性，通常具有季節動(dòng)態(tài)和年際變化特征，生物因子(如植物種類(lèi)、株高、種子重量、種子傳播方式等)、環(huán)境因子(地形、坡位、坡向等)和氣候因子(如溫度、降水、日照長(cháng)度等)能明顯影響種子雨動(dòng)態(tài)。植物在某些氣候適宜的年份大量開(kāi)花產(chǎn)生花粉，利用風(fēng)媒傳粉者或昆蟲(chóng)提高傳粉效率，有利于結果。花期降水量過(guò)高，可能會(huì )影響昆蟲(chóng)等的傳粉活動(dòng)，導致受精不良甚至只開(kāi)花不結果。因此，氣候因素(溫度、降水、光照等)可能是造成種子雨波動(dòng)的重要原因。
而中國秦嶺地區殼斗科植物分布廣泛，屬優(yōu)勢樹(shù)種，它們是森林生態(tài)系統的重要組成部分，通常為各種動(dòng)物提供食物和棲息地，在生態(tài)系統的功能中發(fā)揮重要作用。因此，研究殼斗科植物種子雨動(dòng)態(tài)變化對氣候因子的響應機制具有重要意義。
秦嶺常見(jiàn)殼斗科植物-板栗
秦嶺常見(jiàn)殼斗科植物-短柄枹櫟
秦嶺常見(jiàn)殼斗科植物-銳齒槲櫟
秦嶺常見(jiàn)殼斗科植物-栓皮櫟
對此，陜西省動(dòng)物研究所“有害動(dòng)物監測與防控研究中心”通過(guò)連續10年對秦嶺南坡佛坪國家自然保護區內同域分布的4種殼斗科植物種子雨監測，并結合10年來(lái)研究區域的氣溫、降水氣象數據，探討了這4種植物種子雨動(dòng)態(tài)變化對氣候因子的響應。研究發(fā)現4種殼斗科植物的種子雨下落動(dòng)態(tài)對溫度和降水的敏感性和響應不同，此外可能通過(guò)調控種子雨下落動(dòng)態(tài)，從而避免被鼠類(lèi)大量取食的捕食風(fēng)險，促進(jìn)植物自身的傳播和更新。
種子雨的年際動(dòng)態(tài)
種子雨對氣候因子的響應
該研究成果以題為“Long-Term Effects of Climate Variability on Seed Rain Dynamics of Four Fagaceae Sympatric Species in Qinling Mountains, China”發(fā)表在生物學(xué)領(lǐng)域JCR一區期刊Biology（影響因子5.079）上。陜西省動(dòng)物研究所王京助理研究員和侯祥助理研究員為該論文共同第一作者，常罡副研究員為文章通訊作者。該項研究得到了國家自然科學(xué)基金（31901085、32172436）、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計（2021NY-042）、陜西省自然基金（2021JQ-841）、陜西省科學(xué)院科技計劃（2019K-PT, 2022K-06, 2022K-16）等項目的資助。
文章首頁(yè)
研究人員從2011-2020連續10年對同域分布的板栗、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)行監測。所選取的同域分布的4種物種是廣泛分布于秦嶺的優(yōu)勢種，在秦嶺生態(tài)系統中占有重要地位。結合10年期間的氣候數據，探討了4種植物種子雨動(dòng)態(tài)變化對氣候因子的響應。研究結果表明：栗屬（Castanea）的板栗和櫟屬（Quercus）的其它3種櫟樹(shù)在種子雨下落初期、末期以及整個(gè)種子雨下落過(guò)程持續時(shí)間均存在顯著(zhù)差異，說(shuō)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(shuō)三種櫟屬植物的種子很容易萌發(fā)，在適當的條件下就會(huì )發(fā)芽。但板栗有有休眠期，必須經(jīng)過(guò)休眠期才會(huì )發(fā)芽，這可能反映了不同植物對環(huán)境的適應策略。因此，不同樹(shù)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，為維護森林物種多樣性奠定基礎。這也是植物對環(huán)境的一種生殖或適應策略。說(shuō)明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(kāi)花和結果，利于它們可以更好地同域共存。
研究發(fā)現，4種種子大部分與降水呈非線(xiàn)性關(guān)系，說(shuō)明適宜的降水有利于植物養分的積累和種子的成熟，而過(guò)多或過(guò)少的降水可能會(huì )影響植物的光合作用。這不利于種子成熟，并可能導致種子提前或延遲落種。綜上所述，4種植物的種子降雨動(dòng)態(tài)在不同時(shí)間尺度上對溫度和降水具有不同的響應和敏感性，這也可能是不同植物對環(huán)境的適應策略。說(shuō)明它們可以通過(guò)對環(huán)境的適應避免對有限資源的激烈競爭。
此外，這4種殼斗科植物的種子是研究區域內森林鼠類(lèi)的重要食物資源，它們可能通過(guò)調控種子雨下落動(dòng)態(tài)，從而避免被鼠類(lèi)大量取食的捕食風(fēng)險，促進(jìn)植物自身的傳播和更新。
綜上所述，在森林生態(tài)系統中，不同植物之間的種間相互作用關(guān)系，包括對雙方有利的互利共生（明顯改善不同植物對水分，養分以及資源空間利用的有效性）、對雙方激烈的資源競爭（光，水，營(yíng)養物質(zhì)等），它們有不同的生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)效應，這些種間作用不對等的收益與代價(jià)可能會(huì )使不同物種之間形成不同的協(xié)同進(jìn)化模式。本研究結果揭示在秦嶺地區同域分布的這4種殼斗科優(yōu)勢樹(shù)種具有不同的繁殖策略和對環(huán)境的適應策略，這將更加有利于它們可以更好地同域共存。因此，研究臨近鄰近樹(shù)種的同域共存策略及其小規模的相互作用，這些發(fā)現將有助于我們更深入地了解森林生態(tài)系統的功能和生物多樣性維持的機制。
