摘要
在食草动物营养生态学研究中，动物对食物的摄入，既要满足营养需求又要对次生代谢产物回避来抵抗植物化学防御，这直接关系到动物是否成功适应环境。现有营养生态学理论局限在一种（类）或几种（类），被认为关键的营养或非营养物质对动物取食、营养策略的影响，结果多以控制实验为基础，但野生动物营养生态过程更为复杂。本研究以分布于黑龙江东北红豆杉国家级自然保护区境内的东北马鹿（Cervus canadensis xanthopygus）种群为研究对象，揭示种群食物组成与营养物质及植物次生代谢产物的关系，探究种群内食物组成模式，以及影响食物组成模式差异的营养与非营养因素。本研究将丰富高纬度地带野生大型有蹄类营养生态过程在冬季时间截面的数据，为解决种群潜在的营养限制和物种保护提供研究基础。 本研究分别于2020、2021年冬季，在黑龙江穆棱红豆杉国家级自然保护区境内，采集东北马鹿粪便样本共92份。通过粪便组织显微分析、植物营养成分测定以及广泛靶向代谢组等实验技术，对东北马鹿食物组成、食物营养成分以及次生代谢产物含量进行测定。运用基于机器学习的k-means聚类分析、主成分分析、Mantel test检验等统计方法，对保护区内东北马鹿冬季的食物组成模式、采食植物营养成分与次生代含量差异、以及影响种群内食物组成模式的因素进行研究。主要研究结果如下: 1、穆棱东北马鹿冬季食物组成模式研究结果表明:冬季取样期间东北马鹿种群食物组成种类较为稳定，主要采食31种植物。从食物类别角度，东北马鹿冬季食物组成以木本植物为主，较少采食草本植物，阔叶乔木是东北马鹿种群主要采食的植物，同时采食较高比例的针叶乔木与灌木。聚类分析结果表明，东北马鹿种群内食物组成模式存在差异。两年冬季东北马鹿种群中，均分别呈现出以东北红豆杉（Taxus cuspidata）、簇毛槭（Acer bar binerve)、毛榛子（Corylus mandshurica)为主要食物的不同食物组成模式。 2、穆棱东北马鹿采食植物中营养成分含量差异与次生代谢产物含量差异研究结果显示，穆棱东北马鹿不同年份取样期间采食植物的营养成分中粗脂肪、灰分、半纤维素和纤维素平均含量在存在明显年际差异;针叶乔木中粗蛋白和粗脂肪含量均最高，并且纤维素以及半纤维素等成分含量也较高，灌木以及阔叶乔木中粗蛋白、粗脂肪、灰分、半纤维素等成分的含量比较均衡，三种类别植物均是东北马鹿冬季食物的主要来源。 植物中次生代谢产物种类众多，2020年11种植物测定出638种代谢产物，2021年19种植物测定出669种代谢产物。次生代谢产物在不同植物类别上也有较大差异，其中2020年针叶乔木与阔叶乔木、灌木相比分别有187、208种差异代谢物，阔叶乔木和灌木之间有208种差异代谢物;2021年针叶乔木与阔叶乔木、灌木相比分别有234、279种差异代谢物，阔叶乔木与灌木之间有132差异代谢物。 3、穆棱东北马鹿采食植物中各物质对马鹿种群内食物组成模式影响研究结果表明:马鹿冬季的食物组成受多种因素影响，而不是单一因素的作用结果。其中粗蛋白、粗脂肪、纤维类物质等营养成分以及黄酮、酚酸、鞣质类次生代谢产物是影响穆棱东北马鹿种群内形成不同食物组成模式的主要因素。但在个体层次及不同时间截面对食物组成的影响程度并不一致，食物中营养与非营养物质对大型有蹄类的影响在不同时间、不同个体间呈现非等价性，并广泛存在于大型有蹄类营养生态过程中。
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