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物種互作在群落構(gòu)建過程中的作用及其對多物種共存的影響是生態(tài)學(xué)研究的核心科學(xué)問題之一。近年來，傳粉者介導(dǎo)的植物種間和種內(nèi)互作被引入到這一研究領(lǐng)域，很好闡釋了傳粉互作與群落構(gòu)建乃至物種共存的內(nèi)在科學(xué)聯(lián)系，對于揭示物種多樣性維持機制有著重要意義，但仍有許多需要明確的問題。如植物間傳粉互作關(guān)系(競爭或者促進作用)往往都是密度依賴的，影響這種密度依賴模式的生態(tài)因素，例如空間尺度、傳粉生態(tài)位的重疊程度以及植物對傳粉者吸引能力的差異等都可能發(fā)揮著重要作用，但仍不明朗。

中國科學(xué)院武漢植物園植物繁殖生態(tài)學(xué)學(xué)科組聯(lián)合多個研究機構(gòu)人員，以橫斷山脈這一全球生物多樣性熱點地區(qū)的高山草甸開花植物群落為研究對象，通過多年的連續(xù)監(jiān)測實驗，對十余個開花植物群落中的超過100種植物的開花密度、傳粉者構(gòu)成以及訪問頻率等進行了統(tǒng)計和分析，在觀測樣方水平和植物群落水平上量化了植物的同種和異種花密度對其傳粉頻率的影響;并檢驗了植物的傳粉生態(tài)位和傳粉者吸引能力的差異與傳粉者介導(dǎo)的植物間互作式樣和強度的密度依賴之間的關(guān)系。

研究結(jié)果表明，植物傳粉頻率受到同種和異種花密度的影響，稀有種在樣方水平更易遭受種間競爭，但在群落水平則通過種間開花植物獲得促進效應(yīng)(圖1)。同時，樣方水平的種間競爭對于具有泛化傳粉系統(tǒng)的植物更為明顯，對于該地區(qū)最廣泛的熊蜂訪花植物而言，群落水平的種間促進更為顯著(圖2)。此外，對于傳粉者吸引能力弱的植物而言，種內(nèi)正密度效應(yīng)更強。因此，該研究揭示了在開花植物多樣性極其豐富的區(qū)域，傳粉密度依賴效應(yīng)對于維持稀有植物物種、促進植物多樣性起到了重要的平衡作用，而這種平衡作用又受到了空間尺度、傳粉生態(tài)位以及植物對傳粉者的吸引屬性的影響。

相關(guān)研究成果以"The interplay between scale, pollination niche and floral attractiveness on density-dependent plant-pollinator interactions"為題，在線發(fā)表于生態(tài)學(xué)領(lǐng)域經(jīng)典學(xué)術(shù)期刊Oecologia上。中國科學(xué)院武漢植物園葉忠銘副研究員為第一作者，楊春鋒研究員和里約熱內(nèi)盧植物園Pedro J. Bergamo博士為通訊作者，武漢大學(xué)金曉芳博士、中國科學(xué)院武漢植物園操喻副研究員及何勇登博士生、西交利物浦大學(xué)鄒怡副教授參與了本研究，研究工作還得到了中國科學(xué)院武漢植物園王青鋒研究員、西班牙地中海高等研究院Anna Traveset教授的指導(dǎo)。該研究得到了國家自然科學(xué)基金(31970253, 31770255, 31800194, 32170241)、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(XDB31010000)等項目的資助。

論文鏈接

圖1 不同空間尺度下的種間密度效應(yīng)

圖2  傳粉生態(tài)位以及植物對傳粉者的吸引能力對同種和異種密度依賴的影響

植物繁殖生態(tài)學(xué)學(xué)科組