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科研進展

滇西北亞高山傳粉昆蟲在日間精細時間尺度的訪花動態研究取得新進展

文章来源:中國科學院东亚植物多样性与生物地理学重点实验室  |  发布时间:2021-09-03  |  作者:徐鑫,王红  |  浏览次数:  |  【打印】 【關閉

 

  植物-傳粉者相互作用和適應是生態系統的重要過程之一,也是驅動這兩大生物類群多樣化的重要成因,對生態群落的構建和維持起到重要作用。傳粉關系的建立需要傳粉動物覓食活動時間和植物開花時間和節律相互匹配。植物-傳粉動物互作網絡的時間維度變化往往集中在花期的季節變化和年際間的波動,而在一天內,植物夜間開花與傳粉動物覓食的生物鍾之間的關系有研究報道。以往在歐洲阿爾卑斯山的研究發現,草甸群落中昆蟲的訪花動態呈現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,並與環境溫度的變化相關。在全球其他山地高山亞高山環境中,日間精細時間尺度的傳粉互作的動態和協同關系鮮有研究,環境因子對群落傳粉昆蟲訪花動態的影響也知之甚少。

  中國科學院昆明植物研究所王红研究员研究团队,在生物多样性热点地区的中国西南山地开展了日间精细时间尺度传粉昆虫访花动态,以及环境因子对访花模式的影响研究。在滇西北玉龙雪山选择海拔3200米的三個亞高山草甸樣地和三個森林樣地,量化兩種不同生境中群落水平訪花昆蟲在一天內(8:00-20:00)的訪花動態和變化模式,同時研究非生物因子,包括溫度、濕度、風速和太陽輻射等對昆蟲訪花動態的影響。在20182019年季間花期開展野外實驗和數據收集,記錄了六個訪花昆蟲功能群,即熊蜂、中華蜜蜂、獨棲蜂、雙翅目、鱗翅目以及其它訪花昆蟲的4988次訪花數據,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,在草甸和森林環境中除獨棲蜂外,其他所有訪花昆蟲功能群均呈現出兩個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;而獨棲蜂呈現單峰的活動模式,在草甸環境下,上午11:00訪花頻率最高;在森林環境下,下午15:00訪花頻率最高。六個昆蟲功能群的活動與日間環境溫度的變化無顯著相關性;而訪花頻率隨著太陽輻射的增加而增加(圖2),但中午在達到太陽輻射較高值後昆蟲訪花活動明顯降低。 

  高海拔地區低溫、低氧和高輻射以及氣候條件變化劇烈,微環境異質性高。該研究首次在高海拔地區報道了訪花昆蟲存在的雙峰的活動模式,並發現昆蟲雙峰訪花模式與太陽輻射相關。這種雙蜂訪花模式的産生可能是訪花昆蟲對高海拔較強的太陽輻射的響應,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爲動態。研究提出今後應該更加關注異質環境,不同海拔梯度下植物-訪花昆蟲相互作用的時空動態,以及傳粉昆蟲和植物開花對高海拔的生理生態適應性機制的探討。 

  該研究成果以“Bimodal activity of diurnal flower visitation at high elevation”爲題,發表在國際期刊Ecology and Evolution,徐鑫博士生爲論文的第一作者,任宗昕副研究員和王紅研究員爲共同通訊作者;瑞士蘇黎世大學Eva Knop博士和德國烏爾姆大學Jonas Kuppler博士等参与该项工作。研究得到了中國科學院战略性先导科技专项(XDB31000000)、國家自然科學基金(32071670, 31700361、雲南省自然科學基金(2019FB035)和雲嶺學者項目資助。 

  文章鏈接 

 

  研究樣地的(a)所有訪花者、(b)熊蜂、(c)中華蜜蜂、(d)雙翅目、(e)獨棲蜂、(f)鱗翅目和(g)其他昆蟲的日間活動模式。 

   

  依據GLMMs模型的結果繪制的訪花昆蟲訪問頻率與太陽輻射之間的關系。(a)所有訪花者、(b)熊蜂、(c)中華蜜蜂、(d)雙翅目、(e)獨棲蜂、(f)鱗翅目和(g)其他昆蟲。 

(責任編輯:李雪)

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