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科研進(jìn)展
滇西北亞高山傳粉昆蟲在日間精細(xì)時(shí)間尺度的訪花動態(tài)研究取得新進(jìn)展 文章來源:中國科學(xué)院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2021-09-03 | 作者:徐鑫,王紅 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 植物-傳粉者相互作用和適應(yīng)是生態(tài)系統(tǒng)的重要過程之一,也是驅(qū)動這兩大生物類群多樣化的重要成因,對生態(tài)群落的構(gòu)建和維持起到重要作用。傳粉關(guān)系的建立需要傳粉動物覓食活動時(shí)間和植物開花時(shí)間和節(jié)律相互匹配。植物-傳粉動物互作網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間維度變化往往集中在花期的季節(jié)變化和年際間的波動,而在一天內(nèi),植物夜間開花與傳粉動物覓食的生物鐘之間的關(guān)系有研究報(bào)道。以往在歐洲阿爾卑斯山的研究發(fā)現(xiàn),草甸群落中昆蟲的訪花動態(tài)呈現(xiàn)單峰的晝夜活動模式,即昆蟲訪花活動在一天中的中午最高,并與環(huán)境溫度的變化相關(guān)。在全球其他山地高山亞高山環(huán)境中,日間精細(xì)時(shí)間尺度的傳粉互作的動態(tài)和協(xié)同關(guān)系鮮有研究,環(huán)境因子對群落傳粉昆蟲訪花動態(tài)的影響也知之甚少。 中國科學(xué)院昆明植物研究所王紅研究員研究團(tuán)隊(duì),在生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)的中國西南山地開展了日間精細(xì)時(shí)間尺度傳粉昆蟲訪花動態(tài),以及環(huán)境因子對訪花模式的影響研究。在滇西北玉龍雪山選擇海拔3200米的三個(gè)亞高山草甸樣地和三個(gè)森林樣地,量化兩種不同生境中群落水平訪花昆蟲在一天內(nèi)(8:00-20:00)的訪花動態(tài)和變化模式,同時(shí)研究非生物因子,包括溫度、濕度、風(fēng)速和太陽輻射等對昆蟲訪花動態(tài)的影響。在2018和2019年季間花期開展野外實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)收集,記錄了六個(gè)訪花昆蟲功能群,即熊蜂、中華蜜蜂、獨(dú)棲蜂、雙翅目、鱗翅目以及其它訪花昆蟲的4988次訪花數(shù)據(jù),包括傳粉昆蟲種類和多度,以及訪問植物的種類和多度。研究證實(shí),在草甸和森林環(huán)境中除獨(dú)棲蜂外,其他所有訪花昆蟲功能群均呈現(xiàn)出兩個(gè)訪花高峰的雙峰活動模式(圖1),熊蜂、中華蜜蜂、雙翅目、鱗翅目以及其它訪花者的活動高峰分別在上午11:00-12:00和下午15:00-16:00;而獨(dú)棲蜂呈現(xiàn)單峰的活動模式,在草甸環(huán)境下,上午11:00訪花頻率最高;在森林環(huán)境下,下午15:00訪花頻率最高。六個(gè)昆蟲功能群的活動與日間環(huán)境溫度的變化無顯著相關(guān)性;而訪花頻率隨著太陽輻射的增加而增加(圖2),但中午在達(dá)到太陽輻射較高值后昆蟲訪花活動明顯降低。 高海拔地區(qū)低溫、低氧和高輻射以及氣候條件變化劇烈,微環(huán)境異質(zhì)性高。該研究首次在高海拔地區(qū)報(bào)道了訪花昆蟲存在的雙峰的活動模式,并發(fā)現(xiàn)昆蟲雙峰訪花模式與太陽輻射相關(guān)。這種雙蜂訪花模式的產(chǎn)生可能是訪花昆蟲對高海拔較強(qiáng)的太陽輻射的響應(yīng),中午較高的太陽輻射會急劇增加昆蟲體表溫度,從而影響昆蟲的訪花行為動態(tài)。研究提出今后應(yīng)該更加關(guān)注異質(zhì)環(huán)境,不同海拔梯度下植物-訪花昆蟲相互作用的時(shí)空動態(tài),以及傳粉昆蟲和植物開花對高海拔的生理生態(tài)適應(yīng)性機(jī)制的探討。 該研究成果以“Bimodal activity of diurnal flower visitation at high elevation”為題,發(fā)表在國際期刊Ecology and Evolution,徐鑫博士生為論文的第一作者,任宗昕副研究員和王紅研究員為共同通訊作者;瑞士蘇黎世大學(xué)Eva Knop博士和德國烏爾姆大學(xué)Jonas Kuppler博士等參與該項(xiàng)工作。研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(XDB31000000)、國家自然科學(xué)基金(32071670, 31700361)、云南省自然科學(xué)基金(2019FB035)和云嶺學(xué)者項(xiàng)目資助。
圖1 研究樣地的(a)所有訪花者、(b)熊蜂、(c)中華蜜蜂、(d)雙翅目、(e)獨(dú)棲蜂、(f)鱗翅目和(g)其他昆蟲的日間活動模式。
圖2 依據(jù)GLMMs模型的結(jié)果繪制的訪花昆蟲訪問頻率與太陽輻射之間的關(guān)系。(a)所有訪花者、(b)熊蜂、(c)中華蜜蜂、(d)雙翅目、(e)獨(dú)棲蜂、(f)鱗翅目和(g)其他昆蟲。 (責(zé)任編輯:李雪)
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