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滇西北亚高山传粉昆虫在日间精细时间尺度的访花动态研究取得新进展

文章来源:中国科学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】 【关闭

 

  植物-传粉者相互作用和适应是生态系统的重要过程之一,也是驱动这两大生物类群多样化的重要成因,对生态群落的构建和维持起到重要作用。传粉关系的建立需要传粉动物觅食活动时间和植物开花时间和节律相互匹配。植物-传粉动物互作网络的时间维度变化往往集中在花期的季节变化和年际间的波动,而在一天内,植物夜间开花与传粉动物觅食的生物钟之间的关系有研究报道。以往在欧洲阿尔卑斯山的研究发现,草甸群落中昆虫的访花动态呈现单峰的昼夜活动模式,即昆虫访花活动在一天中的中午最高,并与环境温度的变化相关。在全球其他山地高山亚高山环境中,日间精细时间尺度的传粉互作的动态和协同关系鲜有研究,环境因子对群落传粉昆虫访花动态的影响也知之甚少。

  中国科学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米的三个亚高山草甸样地和三个森林样地,量化两种不同生境中群落水平访花昆虫在一天内(8:00-20:00)的访花动态和变化模式,同时研究非生物因子,包括温度、湿度、风速和太阳辐射等对昆虫访花动态的影响。在20182019年季间花期开展野外实验和数据收集,记录了六个访花昆虫功能群,即熊蜂、中华蜜蜂、独栖蜂、双翅目、鳞翅目以及其它访花昆虫的4988次访花数据,包括传粉昆虫种类和多度,以及访问植物的种类和多度。研究证实,在草甸和森林环境中除独栖蜂外,其他所有访花昆虫功能群均呈现出两个访花高峰的双峰活动模式(图1),熊蜂、中华蜜蜂、双翅目、鳞翅目以及其它访花者的活动高峰分别在上午11:00-12:00和下午15:00-16:00;而独栖蜂呈现单峰的活动模式,在草甸环境下,上午11:00访花频率最高;在森林环境下,下午15:00访花频率最高。六个昆虫功能群的活动与日间环境温度的变化无显著相关性;而访花频率随着太阳辐射的增加而增加(图2),但中午在达到太阳辐射较高值后昆虫访花活动明显降低。 

  高海拔地区低温、低氧和高辐射以及气候条件变化剧烈,微环境异质性高。该研究首次在高海拔地区报道了访花昆虫存在的双峰的活动模式,并发现昆虫双峰访花模式与太阳辐射相关。这种双蜂访花模式的产生可能是访花昆虫对高海拔较强的太阳辐射的响应,中午较高的太阳辐射会急剧增加昆虫体表温度,从而影响昆虫的访花行为动态。研究提出今后应该更加关注异质环境,不同海拔梯度下植物-访花昆虫相互作用的时空动态,以及传粉昆虫和植物开花对高海拔的生理生态适应性机制的探讨。 

  该研究成果以“Bimodal activity of diurnal flower visitation at high elevation”为题,发表在国际期刊Ecology and Evolution,徐鑫博士生为论文的第一作者,任宗昕副研究员和王红研究员为共同通讯作者;瑞士苏黎世大学Eva Knop博士和德国乌尔姆大学Jonas Kuppler博士等参与该项工作。研究得到了中国科学院战略性先导科技专项(XDB31000000)、国家自然科学基金(32071670, 31700361、云南省自然科学基金(2019FB035)和云岭学者项目资助。 

  文章链接 

 

  研究样地的(a)所有访花者、(b)熊蜂、(c)中华蜜蜂、(d)双翅目、(e)独栖蜂、(f)鳞翅目和(g)其他昆虫的日间活动模式。 

   

  依据GLMMs模型的结果绘制的访花昆虫访问频率与太阳辐射之间的关系。(a)所有访花者、(b)熊蜂、(c)中华蜜蜂、(d)双翅目、(e)独栖蜂、(f)鳞翅目和(g)其他昆虫。 

(责任编辑:李雪)

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