SUPERVISOR
Mohamoud-Reza Hemami,Mostafa Tarkesh esfahani
محمودرضا همامی (استاد راهنما) مصطفی ترکش اصفهانی (استاد راهنما)
STUDENT
Soroor Karimi
سرور کریمی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1392
TITLE
Endozoochorous Seed Dispersal by Mammalian Large Herbivores and Omnivores in Golestan National Park, Iran
Endozoochorous seed dispersal by large mammals is one of the most important mechanisms affecting long-distance dispersal of plant species. Herbivores functional groups play different roles in endozoochorous seed dispersal. The aim of this study was to investigate the potential of endozoochorous seed dispersal by the two herbivores, the red and the roe deer, and two omnivores, the wild boar and the brown bear in the Golestan National Park. To investigate their potential endozoochorous seed dispersal, two different seed germination methods were used: controlled greenhouse and natural conditions. After dung samples preparation, two 20-g paired sub-samples were extracted from each of the 445 faecal samples and assigned to each of the two methods. The plants germinating from the faecal samples of the animal vectors feeding in the same habitat and season were compared to investigate the contribution of each species to the composition of the dispersed pool in two different habitats (forest, and prairie-forest ecotone).The results were then compared with the species composition of the above-ground vegetation and soil seed bank in which the dung were collected. Totally, 136 plant taxa (3078 seedlings) germinated from the 445 paired dung sub-samples. We observed remarkably higher taxonomic richness and abundance under controlled greenhouse than under natural conditions (p ? 0.001). Graminoids and forbs composed 91% of the seedlings in greenhouse but shrubs were more abundant (55% of the seedlings) under natural conditions. Based on the species accumulation curve, red deer followed by wild boar dispersed a substantially higher number of plant species compared with other mammals under greenhouse condition, while under natural conditions brown bear was the most effective vector. In general, seed density in the dung sub-samples depended on the feeding regime of the vectors and followed a seasonal pattern compatible with plant seed shedding periods. The studied herbivores were more effective vectors than the omnivores in spring, when herbaceous plants dominate. Whereas, shrubs were mostly occurred in omnivorous dung samples collected in summer and autumn. The richness and abundance of the germinated plant species differed significantly between those emerged from dung and soil seed bank (p 0.05) except for brown bear. However, the Canonical Correspondence Analysis (CCA) confirmed differences between brown bear dung seed content and soil seed bank (F 483, 8 =3.367, P 0.001), which was related to high number of shrub species in brown bear dung sample. With regard to omnivore species, there was high correlations between local flora and dispersed flora (P 0.05, r s = 0.69), and soil seed bank and dispersed flora (P 0.01, r s = 0.83) in forest habitat type. While, there were high correlations between soil seed bank and dispersed flora by herbivores in both habitat types (P 0.01). These results allow the conclusion that: (1) The four studied sympatric vectors provide different seed dispersal services and may therefore, be regarded as complementary; (2) A positive bias occurs when only considering germination under controlled greenhouse conditio and (3) Animal vectors can affect both the above-ground vegetation and soil seed bank in local and regional scales. Therefore, management plans for sympatric herbivore populations should take account of their varying seed dispersal functions. Keywords : Endozoochory, Herbivores, Local flora, Omnivores, Potential endozoochorous seed dispersal, Soil seed bank
انتقال بذر به شیوه اندزوکوری توسط پستانداران بزرگ جثه یکی از مهم ترین مکانیسم های موثر در انتقال بذور گیاهی طی مسافت های طولانی است. گروه های عملکردی علفخواران، نقش های متفاوتی در انتقال بذر از طریق اندزوکوری ایفا می کنند. پژوهش حاضر در راستای بررسی انتقال بالقوه بذر به شیوه اندزوکوری توسط دو گونه علفخوار مرال و شوکا و دو گونه همه چیزخوار خرس قهوه ای و گراز در پارک ملی گلستان انجام گرفته است. مقایسه انتقال بالقوه بذر به دو روش متفاوت جوانه زنی تحت شرایط کنترل شده گلخانه و شرایط طبیعی انجام شد. پس از آماده سازی نمونه های سرگین، از هر یک از 445 نمونه سرگین جمع آوری شده، دو نمونه 20 گرمی جداسازی و به هر یک از روش های جوانه زنی اختصاص داده شد. سپس گیاهان جوانه زده از نمونه های سرگین گونه های مورد مطالعه مربوط به هر تیپ زیستگاهی و فصل، به منظور بررسی سهم هریک از این گونه ها در ترکیب بذری انتقال یافته مورد مقایسه قرار گرفتند. همچنین نتایج به دست آمده پیرامون محتوای بذری نمونه های سرگین، با بانک بذر خاک و پوشش گیاهی محلی مقایسه شد. در مجموع 136 آرایه گیاهی (3078 بذر) تحت شرایط گلخانه و طبیعی جوانه زدند. براساس نتایج به دست آمده، فراوانی نسبی و غنای بذور انتقال داده شده توسط گونه های مورد مطالعه در شرایط گلخانه بسیار بالاتر از شرایط طبیعی بود (p 0/001). گرامینه ها و فورب ها 91 درصد از جوانه های سبز شده تحت شرایط گلخانه را شامل می شدند، در حالی که درختچه ها فراوان ترین گونه های سبز شده تحت شرایط طبیعی بودند. براساس منحنی تجمع گونه ای، در شرایط گلخانه مرال و گراز به ترتیب بیشترین مقدار غنای گونه ای را در مقایسه با سایر پستانداران مورد مطالعه انتقال می دادند، در حالی که در شرایط طبیعی خرس قهوه ای موثرترین عامل انتقال بذر بود. به طور کلی، تراکم بذور موجود در نمونه های سرگین به رژیم تغذیه ای و رجحان غذایی عوامل انتقال دهنده بذر وابسته بود و از یک الگوی فصلی منطبق بر دوره ی بذردهی گیاهان منطقه پیروی می کرد. در فصل بهار با توجه به غالب بودن گونه های علفی از نظر فراوانی و تواتر، علفخواران عامل انتقال بذر مؤثرتری نسبت به همه چیزخواران محسوب می شدند. درحالی که درختچه ها غالباً در نمونه های سرگین جمع آوری شده همه چیزخواران در فصول تابستان و پائیز یافت شدند. بین غنا و فراوانی گونه های گیاهی جوانه زده از نمونه های سرگین و بانک بذر خاک، به جزء در مورد خرس قهوه ای تفاوت معنی دار وجود داشت (p 0/01). در حالی که نتایج حاصل از تحلیل تطبیقی متعارف، تفاوت بارز بین محتوی بذری سرگین خرس قهوه ای و بانک بذر خاک را تایید کرد که به دلیل تعداد بالای گونه های درختچه ای در نمونه های سرگین خرس قهوه ای بود (p 0/01؛ 3/367= F 483،8 ). براساس نتایج به دست آمده از آزمون همبستگی اسپیرمن، در تیپ زیستگاهی جنگل، بین پوشش گیاهی انتقال داده شده توسط همه چیزخواران-پوشش گیاهی محلی (p 0/01؛ r s =0/69) و همه چیزخواران–بانک بذر خاک (p 0/01؛ r s =0/83) همبستگی مثبت مشاهده شد. درحالیکه بین پوشش گیاهی انتقال داده شده توسط گونه های علفخوار و بانک بذر خاک در هر دو تیپ زیستگاهی همبستگی مثبت وجود داشت (p 0/01). با توجه به نتایج به دست آمده می توان چنین نتیجه گرفت که: 1) چهار گونه مورد مطالعه خدمات انتقال بذر متفاوتی را فراهم می آورند و بنابراین در این ارتباط نقش تکمیل کنندگی دارند 2) نتایج به دست آمده از موفقیت جوانه زنی تحت شرایط گلخانه دارای اریبی مثبت نسبت به نتایج به دست آمده از شرایط طبیعی می باشد 3) گونه های علفخوار در مقیاس محلی و منطقه ای بر پویایی پوشش گیاهی و بانک بذر خاک تاثیر گذار هستند و بنابراین در برنامه های مدیریتی برای گونه های علفخوار، باید نقش متفاوت آنها در انتقال بذر مد نظر قرار گیرد. کلمات کلیدی: انتقال بذر بالقوه، اندزوکوری، بانک بذر خاک، پوشش گیاهی محلی، علفخواران، همه چیزخواران