关于煞威龙舌兰这种稀有物种的授粉和种子发芽情况调查？

煞威龙舌兰是一种稀有植物，仅在美国西南角的极少数地方发现，该地区高度城市化。加利福尼亚州煞威龙舌兰幼苗的募集显著低下，近年来可育种子的产生也显著减少，被认为是这些种群持续存在的主要威胁。

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煞威龙舌兰（Agave shawii subsp. Shawii）为何不繁殖？调查破碎城市公园中稀有物种的授粉和发芽情况

原作者：Annika Nabors、Drew Stokes、Adam Taylor、Lea Squires

原文发布时间：二零二二年二月二十八日

1）前瞻描述

煞威龙舌兰（Agave shawii subsp. shawii）是一种稀有植物，仅在美国西南角的极少数地方发现，该地区高度城市化。加利福尼亚州煞威龙舌兰幼苗的募集显著低下，近年来可育种子的产生也显著减少，被认为是这些种群持续存在的主要威胁。我们进行了授粉试验、种子发芽研究，并对花卉访客和潜在传粉者（包括无脊椎动物的收集）进行了调查，以确定是否是授粉和/或发芽失败限制了繁殖。我们在开花的龙舌兰附近放置了蝙蝠探测器和相机陷阱，并观察了鸟类和昆虫对花的访问情况。授粉处理包括个体间交叉授粉和自交试验。

我们的结果显示，在各个授粉试验中，每个果实产生的种子量很少。幼苗的食害率在两种处理方法中也非常高（85%和100%）。种子产量低和食害率高的结合可能有助于解释近年来在多个地点观察到的募集不足。我们的研究区域内没有利用煞威龙舌兰的吸蜜蝙蝠。唯一显著访问花朵的昆虫是蜜蜂（Apis mellifera），它们在采集花蜜时并未接触到花药。蜂鸟物种也是频繁访客，但通常避免接触龙舌兰的花药。唯一定期访问花朵并在花上站立、接触花药的鸟类是巾冠拟鹂（Icterus cucullatus），这是一种候鸟，可能为在黄鹂出现期间开花的植物提供了一些授粉。幼苗的捕食显著，并对这一种群构成了相当大的威胁。建议进一步研究种子产量和授粉处理。

关键词：龙舌兰、授粉、蝙蝠、鸟类、拟黄鹂、食草、啮齿动物、发芽、保护

图1.《夏威夷龙舌兰复合体》的分布，改编自Gentry1978年)。转载于Vanderplank(2014年)

2）<span data-metadata=""><span data-buffer="">介绍

煞威龙舌兰（Agave shawii subsp. shawii）分布于美国加利福尼亚州南部和墨西哥北部下加利福尼亚州。在美国，仅记录了六个分布地点，其中只有两个是原生植物的分布地，并且其中一个在2008年减少到仅一株植物（Vanderplank 2014，图1）。卡布里略国家纪念碑的分布地覆盖了美国任何一个分布地中最大的面积，尽管这个种群的种子产量低且幼苗募集不足令人担忧。虽然这个分类单元在墨西哥下加利福尼亚州西北部的分布更广泛，但其数量在下降，最近的评估将煞威龙舌兰列为观察名单中的一个分类单元，并指出其栖息地正在迅速减少（Vanderplank 2014）。

也许目前对煞威龙舌兰在美国的最大威胁是新个体的募集率低。由于开花的超长滞后时间（超过40年）以及其单生性（每个莲座叶簇只开花一次然后死亡），煞威龙舌兰的有效种群数量远低于现存个体数量。加利福尼亚州的幼苗募集明显不足，这可能影响募集率和遗传多样性。2008年，除栽培外，美国仅观察到一株开花的煞威龙舌兰，其果实每个荚平均只有2-3粒可育种子（Vanderplank 2014）。

下加利福尼亚州的幼苗募集似乎显著更高，个体具有较少的莲座叶簇，且在景观中分布得更好。圣地亚哥种群中募集不足的原因至少部分可以归因于授粉失败（Vanderplank & Lombardo 2015）。

煞威龙舌兰的花表现出许多与蝙蝠授粉（chiropterophily）相关的特征，包括大型管状到碗状的花，紧密簇生在茎上方，产生大量花粉和花蜜（Vanderplank 2014）。与其他龙舌兰相比，这个分类单元的花粉与胚珠比特别高，表明可能是异花授粉（Hogue 1981）。Hogue（1981）显示，三分之二的花蜜生产是白天进行的，并且在下午6点后迅速下降，暗示煞威龙舌兰可能在由于选择压力而从祖先的蝙蝠授粉转向蜜蜂或其他日间传粉者。大型蜜蜂和蜂鸟被认为是煞威龙舌兰的传粉者，并且经常被观察到访问其花朵，但缺乏实证数据证明这些访客是传粉者（Vanderplank 2014）。

吸蜜蝙蝠在南加利福尼亚州的蝙蝠群体中很稀少且不常见，但可能是煞威龙舌兰的重要传粉者（Stokes 2017a）。Choeronycteris mexicana、Leptonycteris yerbabuenae和Antrozous pallida在美国煞威龙舌兰的分布范围内都是很少见的物种（Krutzsch 1948，Huey 1954，Constantine 1998，Stokes 2017a，Stokes 2017b）。这些蝙蝠在亚利桑那州和墨西哥是重要的龙舌兰传粉者（Arizaga et al. 2000）。

煞威龙舌兰的传粉者的身份和有效性尚不清楚。蜜蜂、大黄蜂和黄蜂是万剑龙舌兰（Agave mckelveyana）的主要传粉者，该种龙舌兰生长在亚利桑那州吸蜜蝙蝠分布范围以北（Sutherland 1987）。美国的少数煞威龙舌兰分布地存在于被城市土地利用包围的小型栖息地碎片中。在碎片化的保护区内记录访问龙舌兰花的物种及其在传粉煞威龙舌兰方面的有效性，对于确定是否缺乏传粉者是幼苗募集不足的原因以及是否对这些种群的持续存在构成长期威胁至关重要。

多项研究发现，即使在有吸蜜蝙蝠种群的地区，鸟类也可以是重要的龙舌兰传粉者（Del Rio and Eguiarte 1987，Lange and Scott 2001，Ornelas et al 2002）。巾冠拟鹂（Icterus cucullatus）和不同的蜂鸟物种经常被观察到访问煞威龙舌兰的花，但它们作为传粉者的有效性尚不清楚。蜂鸟（Calypte costae）曾经是南加利福尼亚州沿海地区数量最多的繁殖蜂鸟，但在最近几十年中数量大幅减少（Unitt 2004）。它们主要被蜂鸟（Calypte anna）取代，后者是侵略性、机会主义的观赏花卉使用者；然而，最近到来的阿伦蜂鸟的海峡群岛亚种（Selasphorus sasin sedentarius）也改变了蜂鸟群体。该蜂鸟在1970年代殖民了洛杉矶附近的南加利福尼亚州大陆，并自那时起沿海岸线扩散。现在，它已在卡布里略国家纪念碑内定居并繁殖（SDNHM数据）。这三种蜂鸟的喙长各不相同，会影响花粉传递的有效性，以及在花访问率和栖息地偏好方面的行为差异。

这项研究旨在揭示位于加利福尼亚州圣地亚哥卡布里略国家纪念碑的煞威龙舌兰种群中种子产量低的影响因素。该公园是一片面积为160英亩的自然栖息地，被人类改造的景观所包围。我们通过多学科研究，监测昆虫、蝙蝠、鸟类和啮齿动物对开花龙舌兰的访问，编制煞威龙舌兰的花访问者清单。同时，我们还试图通过传粉者排除和杂交实验以及发芽试验来识别生殖失败的阶段。

3）方法

所有观察和实验均在卡布里略国家纪念碑进行，该纪念碑是一个65公顷（160英亩）的联邦公园，由美国国家公园管理局管理，中心位置为北纬32.673°，西经-117.241°。这里的龙舌兰种群起源于1975年从毗邻的洛马角海军基地的原生种群移植的三个地点的28个莲座叶簇（Beauchamp 1976）。我们不确定是否有一些植物是移植过程中分离的克隆莲座叶簇，因此不能确定所有个体植物都是遗传个体。然而，Vu等人（2021）对这些植物与下加利福尼亚州种群进行了遗传分析，发现美国的煞威龙舌兰种群不是克隆的，其遗传多样性与健康的墨西哥煞威龙舌兰种群相当。

4）授粉、发芽和食草试验

使用细布隔离袋控制花粉来源，我们在九株龙舌兰上进行了三种处理和一个对照，总共约630朵花。处理包括异体授粉、自体授粉、花粉排除和不进行任何操作的对照组。前三种处理中的花药在发育时被去除，以便进行控制授粉。异体授粉处理接收来自附近不同个体的花粉。自体授粉处理接收来自同一株但不同花朵（通常是由于花粉成熟和柱头接受时间的时间分离而处于较高轮）的花粉。无授粉处理中，所有花药都被去除，且不接收任何来源的花粉。

我们还进行了发芽试验，以测试种子捕食（食草）是否影响了幼苗的生长。

从2018年11月1日到2019年5月7日，我们在研究区域内的两个不同位置使用了金属网笼（底部为1米×1米，高0.6米，网格大小为平方厘米），进行了四种处理。第一种处理利用了自然的种子库，笼子放置在一个2018年果实和种子产生的龙舌兰片旁边。第二种处理是笼中放置了60颗来自2018年季节的种子。第三种处理是笼中手动种植了60颗种子成行。最后一种处理是未笼中，手动成行种植了60颗种子。除非降雨充足，否则所有四种处理都定期浇水。用于比较的对照试验和食草试验是在温室地块中种植了60颗种子（不包括在外种植的温室种苗），并受到食草的保护。

从2019年11月1日到2020年5月18日，进行了类似的发芽试验，以验证和集中调查食草是否影响幼苗的生长。测试了两个未笼种床（A和B）和两个笼中处理（C和D）。所有四个种床都手动种植了60颗龙舌兰种子。在未笼种床A和B旁分别放置了Reconyx HC600 HyperFire光电相机和Browning Trail相机。用于比较的对照试验和食草试验是在温室地块中种植了60颗种子（不包括在外种植的温室种苗）。该对照试验在2020年2月1日重新种植。该种床使用了2019年和2016年收集的两组30颗种子，以提供对本研究使用的2019年种子的种子存活性的控制，并测试2016年种子的可行性，以便进一步的研究使用。

昆虫访客和样品采集 — 为了编制煞威龙舌兰常见昆虫访客清单，我们从2016年4月到2017年2月对访问花序的昆虫进行了采样。由于沿海雾和风可能抑制昆虫活动，因此采样工作在阳光明媚且风平浪静的日子进行，时间为上午9点到下午4点。我们在昆虫飞行中途或它们降落时捕捉飞行昆虫，并使用小瓶捕捉蚂蚁等不会飞行的昆虫。

在圣地亚哥自然历史博物馆实验室，我们对标本进行了尽可能准确的分类鉴定，并使用标准昆虫学程序将其固定或挂针。所有标本都分配了一个采集事件标签和一个带有数据矩阵码的唯一ID标签，可以追踪标本记录。

昆虫行为观察 — 与昆虫采样同时进行，我们观察和记录了昆虫与龙舌兰花序相关的行为。我们刻画了四种类型的昆虫行为：吸蜜，昆虫在花朵蜜腺处停留并寻找花蜜；花药接触，昆虫与花药接触；柱头接触，昆虫与柱头接触；无接触，昆虫降落在花朵上但不接触花蜜、花药或柱头。

表1.每种授粉处理产生的果实数量

在观察的每一天，我们距离龙舌兰花序15到20米处设置了一个望远镜，并选择了一个特定的花序群集进行观察。观察期间持续15分钟。每隔一分钟，从00:00到00:10和从00:30到00:40，我们记录访客的数量、每个访客的身份、访客接触的花朵数量以及它们执行的所有行为。这个模式持续了15分钟，然后我们重新聚焦望远镜到另一个花序群集，并重复这个过程，直到所有花序群集都被观察过。

鸟类观察 —— 我们每隔30分钟监测一次盛开的花序群集，记录鸟类的访问情况。任何鸟类访问花序群集的情况都会记录下来，包括物种和数量，并记录时间。还会注意到其他显著的访客，如昆虫。观察活动发生在2016年2月，即盛花期。在气温温和、风平浪静的情况下进行了总共七个30分钟的观察期间，分布在早晨、中午和晚上时段。

蝙蝠检测 —— 使用电子AnaBat ‘express’蝙蝠侦测器和全向麦克风（Titley ElectronicsTM）记录蝙蝠和啮齿类动物的声音。AnaBats被绑在龙舌兰花序或放置在距离龙舌兰不到1米高的T型支柱上。AnaBats被放置在所有开花的龙舌兰距离10米以内的位置。侦测器在龙舌兰开花期间连续运行。使用Analook分析软件分析记录在AnaBat侦测器上的蝙蝠声音，并尽可能地鉴定到物种水平（O’Farrell等人，1999年）。

野生动物摄像机 —— 我们使用HyperFire HC500野外摄像机拍摄访问开花龙舌兰的野生动物。摄像机的方向安排得尽可能使龙舌兰的盛开部分在摄像机视野内。摄像机在龙舌兰开花期间持续运行，以便检测小型哺乳动物的访问情况。

数据分析 —— 对于有关授粉和食草试验的数据以及昆虫访问情况，我们使用Microsoft Excel进行了统计。数据可视化使用Program R完成（R核心团队，2020年）。

5）结果

授粉试验：与预期相反，负对照组确实结实了种子，表明花粉可能进入了细棉布袋，很可能是由于施用不当或未能及时从所有被布袋覆盖的花序中移除花药。在四个试验中，跨个体处理产生了最多的果实（来自9个不同簇的321个果实；见表1）。然而，这并不比自花授粉（240个果实）或对照组（283个果实）高（见表1），或者在将果实数量除以簇数时（图2）也不高。同样，每个果实的平均种子设置在各处理组之间没有显著差异（图3）。

发芽和食草动物试验：约20株温室培育的幼苗在移栽后不到一周就被食草动物全部消耗或剪断（咬伤并留下）。
在2018年11月至2019年5月进行的研究中，第一个处理（自然种子库）产生了14株幼苗（A地点14株，B地点0株）。第二个处理（笼子内分散种植的60粒种子）产生了13株幼苗（A地点6株，B地点7株，或11%累积发芽）。第三个处理（笼子内种植的60粒种子）产生了24株幼苗（A地点19株，B地点5株；20%发芽）。最后一个处理（笼子外种植的60粒种子）产生了13株幼苗（A地点8株，B地点5株；11%发芽）。这些数据是在每个处理组种子计数最高时记录的：第一个处理为2019年3月30日，第二个处理为2019年2月23日，第三个处理为2019年2月19日，最后一个处理为2019年2月10日。温室对照组有16粒种子中的16粒发芽（26%）。

在两个地区的不同处理的最大种子计数与最终种子计数进行两样本T检验（假设方差相等），发现笼子内分散种植的显著差异（双尾p值=0.039），但自然种子库笼子、种植笼子和未笼子的种子床在最大和最终计数之间没有显著差异（双尾p值分别为0.838、0.725、0.067）。总体而言，假设方差相等的两样本T检验显示最大和最终龙舌兰幼苗之间没有显著差异（双尾p值=0.168）。在笼子内和未笼子的种子床之间，最大龙舌兰幼苗计数或最终龙舌兰幼苗计数之间没有显著差异（双尾p值分别为0.711和0.447）。

发芽后，第一个自然种子库处理失去了14株幼苗中的4株（占14株的29%，全部在A地点的笼子中），分散的种子处理失去了A地点4株幼苗和B地点7株幼苗（占13株的85%），手种植的处理在每个地点失去了24株幼苗中的4株（占24株的33%）。未笼子的处理失去了13株幼苗中的11株（占13株的85%），因为所有的幼苗都有明显的剪裁或完全被消耗。表2a总结了这些发现。

只有在打扰了土壤的笼子内才有幼苗存在。在自然种子库和分散处理中，幼苗都约离笼子边缘5厘米，需要轻微挖掘来实施笼子的底部。对于手种植的种子和未笼子的种子，发芽在各处均匀分布。

图2.所示。授粉坐果率(和标准差)。X=跨个体，0=自交，-=无花粉来源，+=无治疗(对照)0。

图3.所示。每授粉处理的平均结实率。X=杂交个体，0=自交，-=无花粉源，+=不处理(对照)。

表 2a .萌发和草药试验-一幼苗最大数量测定，日期明确，在2019年5月5日前观察到总数和百分比下降。

在2019年11月至2020年5月进行的研究中，未笼子的种子床A有5粒种子（8.3%）发芽，未笼子的种子床B有6粒种子（10%）发芽；合计为9.2%。在笼子内的种子床C中，有14粒种子（23.3%）发芽，种子床D中有21粒种子（35%）发芽；总计为29.2%。假设方差相等的两样本T检验应用于最大种子计数，结果显示笼子对两组之间的最大计数没有显著影响（双尾p值=0.077）。然而，未笼子种子床最大和最终发芽计数之间的差异显著（100%的下降，双尾p值=0.008），而笼子内种子床的下降不显著（34%的下降，双尾p值=0.255）。种子床达到的最大发芽（幼苗）计数为：未笼子种子床A为4，未笼子种子床B为5，笼子内种子床C为10，笼子内种子床D为19。在开放的种子床中，龙舌兰幼苗的平均存活时间为11天。当初观察时，有几株幼苗上立即出现了牙印。在笼子内发芽的幼苗上未观察到牙印。在笼子内发芽的35株龙舌兰中，有23株平均存活了四十九天后死亡。到5月15日，笼子保护下生长的12株龙舌兰幼苗和田间种植的所有种子仍然存活。笼子A下的幼苗数量从14下降到2。笼子B下的幼苗数量从21下降到10。表2b和图4总结了这些发现。假设方差相等的两样本T检验表明，在笼子外发芽的11株龙舌兰的生存期和在笼子下发芽的35株龙舌兰之间存在显著差异（双尾p值=0.001）。

摄像机记录到一只鹿鼠（Peromyscus属；可能是P. boylii或P. californicus），在种子播种后的第一晚活跃在种子床B周围，行为强烈暗示种子被消耗。摄像机还记录到啮食相邻成年龙舌兰的啮齿动物在叶片上进食的情况。种子床A旁的摄像机记录到了同一Peromyscus属、Bryant’s woodrat（Neotoma bryanti）和Audubon’s cottontail（Sylvilagus audubonii）。加利福尼亚灰鸫（Melozone crissalis）和加利福尼亚刺鸫（Toxostoma redivivum）也被观察到在种子床A旁啄食地面。

第一个温室对照组在未指定的时间被破坏，未观察到种子发芽。第二个温室对照组中，2019年的12粒种子发芽（40%），而来自2016年的两粒种子显示出发芽迹象（表面上升起的白色茎），但未发展成为绿色茎超越了土壤表面。因此，2016年的种子不具备生存能力。2019年的控制种子建立了龙舌兰种子生存能力的上限，该上限在田间种子床中没有被超越。是否有其他因素影响了温室外龙舌兰幼苗的生存能力，需要进一步调查评估。

表2b.发芽和草药试验阶段的最大计数，具体日期明确，在2020年5月16日前观察到总数和百分比下降。

图4.所示。从研究开始(2019年11月1日)到研究结束(2020年5月16日)，种植用于发芽和除草试验的甘蓝芽的寿命(天数)。

昆虫——收集到了27种苍蝇，分属于14个家族（图5）。其中最常见的四个家族包括小屋苍蝇（Fanniidae）、长颈苍蝇（Lonchaeidae）、肉蝇（Sarcophagidae）和粪蝇（Scathophagidae）。这些家族中有些已知成年个体以花蜜为食，但许多更常见于粪便、腐肉或腐烂植物物质上。这些苍蝇可能是在龙舌兰大量高热量花蜜上的机会性取食者，或者在衰老的龙舌兰花序中产卵或繁殖，或者利用龙舌兰花序提供的其他资源，如栖息地或避风处。

仅捕捉到了三种蜜蜂物种，分别为欧洲蜜蜂（Apis mellifera）、一只矿蜂（Andrena sp.）和两只汗蜂（Lasioglossum sp.）。相比之下，附近类似栖息地的一项研究记录到了235种蜜蜂物种（Hung等人，2017年）。考虑到龙舌兰提供了丰富的花蜜和花粉资源，本地蜜蜂的多样性令人惊讶地不足。

我们收集到的最常见的蚂蚁是假蜂蚁（Prenolepis imparis）。其他收集到的蚂蚁包括一种本地的Formica属物种，以及引入的害虫物种Linepithema humile和Paratrechina longicornis。收集到了五只未鉴定的寄生性Procotrupoid蜂（图5）。

几乎95%的访客是蜜蜂（图6）。苍蝇约占访问总数的3.7%。蚂蚁、本地蜜蜂、甲虫和蜂鸟占余下的1.6%。在所有昆虫访问中，约35%是为了采集花蜜，另外25%接触了花药（图7-8）。不到5%的昆虫访问涉及柱头的接触。

尽管观察到蚂蚁正在寻找花朵资源，通常是以假蜂蚁为主体的信息素路径，跟随着少量未知的跟随者，但没有观察到蚂蚁接触龙舌兰的花药或柱头。假蜂蚁是杂食性的，偏爱富含蛋白质丰富的食物资源，但我们从未看到任何工蚁收集龙舌兰花粉的情况。悬浮苍蝇（Syrphidae）相对较常见地观察到它们在龙舌兰花中采集花蜜。与许多家蝇类似，悬浮苍蝇可以通过肉眼轻松辨认到家级别，它们依赖花蜜和花粉作为其主要饮食。这个家蝇类在访问其他圣地亚哥县本地植物物种时也很常见，但通常仅被认为是较小花朵的授粉者。

观察期间在龙舌兰花上记录到了几只瓢虫（Coccinellidae）。这些甲虫可能在花序上捕食昆虫，或者采集花蜜，有时候它们会消耗花蜜作为其食虫饮食的补充。在样本采集期间未捕捉到任何瓢虫。

蜜蜂（Apis mellifera）在本研究中是数量上占主导地位的访客，也执行了大部分对花药和柱头的访问。

鸟类——在专注于观察鸟类访问龙舌兰花的期间（2月份），记录到了少量鸟类物种。平均每30分钟观察期间仅记录到个体鸟类的两次访问。其中四个观察期间包括安娜氏蜂鸟的访问，这是观察到的最频繁的物种。白眉蜂鸟（Thryomanes bewickii）、洞穴鹪鹩（Troglodytes aedon）和橙冠林莺（Oreothlypis celata）也在观察期间被记录到。两种鹪鹩物种在枯萎的花序中寻找昆虫。橙冠林莺被观察到在盛开的花朵周围觅食，但不清楚它是否在积极饮食花蜜还是寻找昆虫。

图5.所示。所有昆虫标本收集于2016年4月至2017年3月期间，按月份进行分类，并按顺序和家族进行颜色编码。蚂蚁(福尔摩斯科)最常在12月采集，标本主要由一种昆虫组成，即假蜜蜂(Prenolepisimparis)。苍蝇家族一年四季各不相同。

图6.所示。2016年4月至2017年3月所有参观龙舌兰花的游客，按顺序排序。请注意数量巨大的蜜蜂(意大利蜜蜂);几乎95%的游客都是蜜蜂。昆虫行为观察中观察到的鸟类只有安娜蜂鸟(Calypteanna)，因为没有采用鸟类探访的规程和时间。

图7. 对所有造访煞威龙舌兰花的蜜蜂 (Apis mellifera) 的行为观察。每次接触的总和表示观察到的每个行为的次数，即每次造访者的平均次数，不一定是绝对行为次数。大多数蜜蜂在造访期间只接触一次，但另一次接触和不接触主生殖部位也很常见。

图 8. 除蜜蜂 (Apis mellifem) 外所有访客的行为观察。个人接触次数之和表示观察到的每个行为在每次访问中的平均次数，不一定是绝对次数。请注意，蜜蜂与非生殖性昆虫的接触率相对较高，因此它们可能不会利用“传统”的口服资源，例如花蜜或花粉。

表 3. 加利福尼亚州圣地亚哥卡布里洛国家纪念碑中 5 个龙舌兰地点使用蝙蝠探测器监测的蝙蝠物种检测情况。

A= 停车场龙舌兰，B= 观鲸龙舌兰，C= 灯塔龙舌兰，D= 潮汐池小龙舌兰丛，E= 潮汐池大龙舌兰丛。

* 加州特别关注的物种。

蝙蝠侦测器——共录得291次蝙蝠声波，并鉴定出各种蝙蝠物种。少数录音无法确切鉴定物种（标识为“未知蝙蝠”）。我们在各个录音站点共鉴定出7种蝙蝠物种，其中包括4种加利福尼亚州特别关注的物种（表3）。墨西哥拖尾蝠（Tadarida brasiliensis）占据了291次录音中的223次，并在所有5个站点检测到。相反，灰蝙蝠（Lasiurus cinereus）和尤马鼠耳蝠（Myotis yumanensis）各在单个站点仅录得一次。在我们的研究中，墨西哥长舌蝠和苍白蝠没有被记录或证实在开花的龙舌兰附近。

授粉器摄像头——我们从放置在五个龙舌兰区的摄像头获取并审查了149,593张照片。在许多情况下，摄像头因龙舌兰在风中摇动或其他背景干扰而被误触发，导致照片数量较高。基于摄像头的高灵敏度，我们相信在监测期间已充分捕捉和拍摄了几乎所有访问龙舌兰花朵的访客。

最常被摄影记录的主体是蜂鸟物种，包括Allen蜂鸟和安娜蜂鸟。还有其他白天活动的鸟类，包括头盔黑蜂鸟、北乌鸦、家朱雀、加利福尼亚灰雀和北美模仿鸟。夜间访客较少，但包括天蛾、其他未鉴定的飞蛾、大角鸮和小型啮齿动物。

6）讨论

授粉研究——授粉试验的结果在统计上不显著，而负对照的结果表明这些试验可能控制不足。然而，异交和自交授粉处理之间没有统计上显著的差异，这引发了关于进行交叉授粉的植株间关系密切程度的疑问，并暗示某些异交可能实际上是意外的自花授粉事件。卡布里奥国家纪念碑的植株种植于1975年（Beauchamp, 1976），但我们目前无法确认它们是否来自单个遗传个体的多个叶基。然而，Vu等人（2021）对这些植株进行了与下加利福尼亚州种群的遗传分析，发现美国的煞威龙舌兰群体不是无性繁殖的，其遗传多样性与健康的墨西哥煞威龙舌兰种群相当。值得注意的是，一些异交结果显著高于其他处理，这可能表明这些是真正的交叉授粉，而其他处理则是意外的自花授粉处理。对于这个分类群中自花授粉、异交和种子结实的进一步研究是非常有必要的。

种子幼苗的食草现象在2019年至2020年的食草限制研究中显示出显著性，尽管在之前的研究中并未表现出来。在2018年至2019年的试验中，对两个公园位置进行了食草测试，未被笼子保护的龙舌兰数量下降了85%（双尾P值=0.067）。而在2019年至2020年的试验中，食草测试仅在一个公园位置进行，未被笼子保护的龙舌兰数量与未受限制的种群相比下降了100%（双尾P值=0.008），而未受限制的种群下降了34%（双尾P值=0.255）。所有在温室培育的幼苗在实地播种后都遭受了食草。低种子设置和高食草的结合可能有助于解释多个地点观察到的种群招聘不足的现象（Vanderplank 2014）。观察到在笼子下的幼苗死亡（不包括食草）可能是由于与原生和非原生邻近植物的竞争（Vanderplank 2014）。在2018年至2019年的萌发和食草研究中，种子死亡的最大比例发生在B地点，那里原生的盐草（Distichlis spicata）和非原生的结冰草（Mesembryanthemum crystallinum）都生长茂密。这两种植物形成了厚厚的垫子，既可能使龙舌兰幼苗窒息，也可能与幼苗争夺清晨的薄雾和阳光。这些其他植物在A地点基本上不存在。未扰动土壤上缺乏成熟幼苗的情况表明，土壤压实可能是成功招募的另一个障碍。这可能部分地由公园的发展历史或由入侵杂草引起的土壤质量变化所解释。地点也似乎是一个因素，因为与A地点的种群招募（7%）相比，B地点的初始招募较少（7%），死亡率更高（88%）。专注于营养和微生物含量的土壤分析可能提供进一步的见解。从2019年到2020年，当种子萌发和食草试验限制在A地点时，未受限制的种子床上的种子初始招聘率为9%，死亡率为100%，笼子上的种子床上的种子初始招聘率为29%，死亡率为66%。当摄像机放置在A地点监视开放的龙舌兰种子床时，观察到了啄食地面的动物活动（鸟类的情况下），寻找种子（鼠类的情况下），或者是在地面上吃草和咀嚼（Neotoma bryanti和Sylvilgus audubonii的情况下）。这些证据进一步证明了食草的重要性，并表明初步的种子损失可能与种子萌发的消耗一样重要。视频证据还表明，鸟类可能在种子捕食中起到一定的作用。

Jordan和Nobel（1979）还发现，在普通沙漠龙舌兰中，种子苗的建立是一个罕见的事件，但在那种情况下，这被归因于雨季以外缺乏土壤湿度。在Shaw’s龙舌兰所处的相对湿润的沿海环境中，土壤湿度可能不是一个关键因素。

在本研究中，蜜蜂（Apis mellifera）是访问龙舌兰花最多的昆虫，并且主要访问花蕊和柱头。然而，它们的一些取食生态学特征表明，Apis并不是龙舌兰的最佳传粉者。花药必须裂开才能收集和分布花粉，而龙舌兰的花药在夜间开放（Howell和Roth，1981年），而蜜蜂则不在夜间取食。蜜蜂为了获取花粉而进行的激烈竞争剥夺了花药中的花粉颗粒，导致较少的花粉能够授粉柱头；一项研究发现，超过99%的花粉颗粒被采食的Apis工蜂移除了（Carmo，Franceschinelli和Silveira，2004年）。蜜蜂还是侵略性的花访客和花蜜使用者，可以击败原生蜜蜂和胡蜂，尽管它在某些专门的花中的传粉效率较低（Buchmann和Nabhan，1996年，Cane和Tepedino，2017年）。

基于记录的蝙蝠声音，可以清楚地看出蝙蝠被吸引到龙舌兰花中，很可能是为了机会性地捕食夜间被花朵吸引的昆虫。所有记录的蝙蝠物种都是昆虫食性的。虽然蝙蝠可能曾经在历史上访问并帮助在卡布里奥国家纪念碑的龙舌兰上传粉，但在我们的研究中并未发现这种情况。通过声音记录和摄像机，未发现任何被怀疑的本地龙舌兰传粉蝙蝠物种，如墨西哥长舌蝠、小鼻蝠和苍白蝙蝠。墨西哥长舌蝠是一个在圣地亚哥县沿海城市地区稀有地检测到的访客，靠着开花的装饰性龙舌兰和仙人掌，包括用于园林景观目的的非原生物种（Huey，1954年，Constantine，1998年，Stokes，2017a年）。有可能这种物种在本地在1946年首次被发现之前并不存在，因此可能从未是该地区Shaw’s龙舌兰的常规传粉者。小鼻蝠在该县只有一次记录（Constantine，1998年）。如果它比记录更经常出现，它可能行为与墨西哥长舌蝠类似，主要利用园林景观和其他产生花蜜的装饰植物。苍白蝙蝠已知曾在其分布范围的其他地方访问龙舌兰花，可能是在寻找昆虫。

其他脊椎动物传粉者——鸟类似乎是龙舌兰花最重要的脊椎动物访客。虽然蜂鸟在花朵上非常活跃地觅食，它们似乎能够用喙和舌头轻柔地插入花朵中，而不会用身体实际接触花朵。我们怀疑它们可能未能充分沾满龙舌兰花粉，因此它们不是重要的传粉者。那些经常访问龙舌兰花，并且用身体接触花朵的鸟类是兜帽奥利奥尔（Hooded Orioles）。兜帽奥利奥尔经常被摄影记录到访花朵，它们在花朵上觅食时停在上面并在花朵上行走。它们经常在花上觅食几分钟，这些行为被摄像机捕捉到。兜帽奥利奥尔在圣地亚哥县是迁徙性的，从三月底到九月初出现（Unitt，2004年），这解释了我们在二月的鸟类观察试验中缺乏观察到它们的原因。只有在后来的季节性开花期间设置的摄像机捕捉到了这种物种。这种季节性的出现可能在龙舌兰在迁徙期外开花时，导致这种物种无法进行有效的花朵访问。在其他地区已经发现兜帽奥利奥尔物种对龙舌兰物种的重要传粉作用（Del Rio和Eguiarte，1987年，Lange和Scott，2001年，Ornelas等，2002年）。

7）结论

我们的研究结果表明，在卡布里奥国家纪念碑，昆虫、蝙蝠、啮齿动物和大多数鸟类可能对龙舌兰的成功繁殖贡献不大。兜帽奥利奥尔可能成功地传粉Shaw’s龙舌兰，但仅限于它们在该地区的出现期，即三月至九月。在这个迁徙期外开花的龙舌兰可能缺乏有效的传粉者。从2019年11月到2020年5月，当在笼子保护和未保护的龙舌兰种子床旁边种植时，种子和幼苗的食草在平均龙舌兰芽寿命和存活中也是显著的，可能是主要的限制因素。然而，显然自然招募受到多种因素的限制，这些因素不容易弥补。Shaw’s龙舌兰在美国的种群在目前存在的孤立地点将继续需要积极管理。

8）进一步研究

需要与墨西哥下加利福尼亚州更广泛的Shaw’s龙舌兰种群进行比较研究，以更好地理解在美国的低传粉和食草率。在这个分类中，关于自交、异交和种子设置的进一步研究是非常必要的。此外，还需要对兜帽奥利奥尔在美国和下加利福尼亚州的传粉效率进行研究，以及在更广泛的龙舌兰种群中，蝙蝠或其他分类是否更频繁地成为传粉者。此外，在我们研究地点蜜蜂的数量优势可能不会延伸到更自然的景观，而在更多样化的捕食者群落可能抑制啮齿动物数量的地方，啮齿动物的高强度食草现象也需要进一步研究。

9）致谢

我们要感谢Andrew Rosales在维护追踪摄像机和下载图像方面的帮助。San Diego自然历史博物馆的Scott Tremor协助识别了追踪摄像机捕捉到的哺乳动物物种。Patricia Simpson收集了用于笼子研究的龙舌兰种子，并协助维护相应的温室对照组。本研究的资金由国家公园管理局提供（合作协议P13AC00676）。