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物種互作在群落構(gòu)建過(guò)程中的作用及其對(duì)多物種共存的影響是生態(tài)學(xué)研究的核心科學(xué)問(wèn)題之一。近年來(lái)，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(duì)于揭示物種多樣性維持機(jī)制有著重要意義，但仍有許多需要明確的問(wèn)題。如植物間傳粉互作關(guān)系(競(jìng)爭(zhēng)或者促進(jìn)作用)往往都是密度依賴(lài)的，影響這種密度依賴(lài)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(duì)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(guó)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(gè)研究機(jī)構(gòu)人員，以橫斷山脈這一全球生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)的高山草甸開(kāi)花植物群落為研究對(duì)象，通過(guò)多年的連續(xù)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)十余個(gè)開(kāi)花植物群落中的超過(guò)100種植物的開(kāi)花密度、傳粉者構(gòu)成以及訪(fǎng)問(wèn)頻率等進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，在觀(guān)測(cè)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(duì)其傳粉頻率的影響;并檢驗(yàn)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(qiáng)度的密度依賴(lài)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(jìng)爭(zhēng)，但在群落水平則通過(guò)種間開(kāi)花植物獲得促進(jìn)效應(yīng)(圖1)。同時(shí)，樣方水平的種間競(jìng)爭(zhēng)對(duì)于具有泛化傳粉系統(tǒng)的植物更為明顯，對(duì)于該地區(qū)最廣泛的熊蜂訪(fǎng)花植物而言，群落水平的種間促進(jìn)更為顯著(圖2)。此外，對(duì)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(qiáng)。因此，該研究揭示了在開(kāi)花植物多樣性極其豐富的區(qū)域，傳粉密度依賴(lài)效應(yīng)對(duì)于維持稀有植物物種、促進(jìn)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(duì)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(xiàn)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)家自然科學(xué)基金(31970253, 31770255, 31800194, 32170241)、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)(XDB31010000)等項(xiàng)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(duì)傳粉者的吸引能力對(duì)同種和異種密度依賴(lài)的影響

植物繁殖生態(tài)學(xué)學(xué)科組