实验增温对泽蛙和黑斑蛙物侯、生活史特征和种间竞争关系的影响

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31172111
项目类别：
面上项目
资助金额：
61.0万
负责人：
李义明
依托单位：
中国科学院动物研究所
学科分类：
C0405.动物资源与保护
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
张劲硕；刘宣；白昌明；高旭；金畅南；朱伟；李先平；
关键词：
生活史特征两栖动物全球变暖物候种间竞争

项目摘要

全球变暖正改变着动物的生存环境。两栖动物是脊椎动物中对全球变暖最为敏感的类群。两栖动物生活史的各个方面,如采食、休眠的时间和繁殖均受温度变化的影响。气候变暖是全球两栖类下降的罪魁祸首之一。泽蛙（Rana limnocharis）和黑斑蛙(Rana nigromaculata)是我国最具代表性的两栖动物，是研究全球变暖效应的理想物种。本项目应用人工增温控制实验和数学模型，结合行为生态学方法，在研究基础比较好的浙江东北部，模拟未来的气候变暖（增温2-3 C）情景，研究泽蛙和黑斑蛙物候节律和生活史特征及种间竞争关系对增温的反应；探索在增温条件下食物匹配与否对泽蛙和黑斑蛙物候节律和生活史特征及种间竞争关系的影响，区分增温对泽蛙和黑斑蛙的直接影响和间接影响，以揭示全球变暖对这两个物种影响的机制，为制定适应全球变暖的两栖动物保护对策提供科学依据。

结项摘要

物候变化是物种应对近期气候变化的主要对策之一。这种物候的改变可能会导致食物网暂时的不匹配，并且会加剧物种的脆弱性。然而，目前用实验手段去深入探讨特定动物的物候变化的研究仍然非常稀缺，特别是对热环境变化非常敏感的两栖动物类群。本文针对两栖类生活史中一个非常关键的阶段——冬眠期，利用控制增温的实验手段，在亚热带纬度地区开展了一个两栖动物物候变化的研究案例。通过中型实验生态系统增温实验，模拟了两种增温模式下（休眠前增温2.2℃和出眠后增温2.4℃）的两种不同食物供给情形（正常食物与1/3食物供给）给黑斑侧褶蛙的入眠时间与出眠时间带来的影响。研究发现温度是决定冬眠期长短的主要因素，两种增温情形下黑斑侧褶蛙的冬眠时间都会显著缩短6-8天，这具体表现为秋季的延迟入眠和春季的提早出眠。此外，冬眠时间并没有受到食物供给的影响。然而，性别和年龄也是影响黑斑侧褶蛙冬眠物候的关键因素，这具体表现为雄性黑斑侧褶蛙个体的春季出眠时间较早，以及年龄较大黑斑侧褶蛙个体的秋季入眠时间和春季出眠时间会提早。本研究为探讨气候变暖对两栖类动物冬眠时间的影响提供了一份详实的实验证据。. 气候变化通过改变温度，降水情形，食物供给和物候反应，从而直接或间接导致动物的种群数量下降。气候变暖会引起食物短缺，这一类边际资源情形下动物生长与繁殖的分配权衡，却很少研究报道。这类生长繁殖权衡的变化，同样可能会对两栖动物的生活史带来不可预知的影响，甚至影响它们的种群动态。本研究针对两栖类成体进行了一个繁殖周期的连续控制增温实验，观测其生长和繁殖分配策略的变化。在野外，利用中型实验生态系统控制增温，研究模拟了在本世纪末很有可能出现的一种增温变化情形。研究检测了温度（休眠前增温和出眠后增温）和食物供给（正常和低食物）对黑斑侧褶蛙生长和繁殖参数的影响。研究发现温度是影响雌性黑斑侧褶蛙繁殖时间的主要因素，具体表现在出眠前增温会显著提早其繁殖时间；而摄食率是影响雌性黑斑蛙繁殖状态、窝卵数和身体大小变化的主要因素，具体表现为摄食率与三者呈正相关作用。本研究结果认为，两栖类的繁殖和身体大小可能会受气候变暖或食物供给的影响，同时研究还表明两栖动物可以通过调整其繁殖输出来应对气候变暖。