半自然草原景观组成对依赖传粉者植物繁殖成功的影响

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Biological Conservation 4.9

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  为探究昆虫传粉者减少对植物繁殖的影响,研究人员以欧洲半自然草原 3 种传粉依赖程度不同的植物(Lotus corniculatus、Achillea millefolium、Plantago lanceolata)为对象,分析景观组成与传粉者可获得性及结实率的关系,发现景观组成影响传粉依赖植物繁殖,对风媒植物影响小,为保护提供依据。

  
在全球生态系统面临挑战的背景下,昆虫传粉者数量下降成为焦点问题。这一现象不仅威胁生物多样性,还对依赖昆虫传粉的植物繁殖和种群存续构成严重威胁,尤其在物种丰富的欧洲半自然草原生态系统中,碎片化栖息地使植物繁殖对周边土地利用变化更为敏感。然而,景观组成如何通过传粉者中介作用影响不同传粉依赖程度植物的繁殖成功,仍是亟待解答的科学问题。为填补这一知识空白,来自相关研究机构的研究人员开展了系统性研究,其成果发表在《Biological Conservation》,为理解土地利用变化与植物繁殖的关系提供了新视角。

研究人员选取瑞典南部 18 个半自然草原位点,以 3 种多年生草本植物为研究对象,包括高度依赖传粉者的百脉根(Lotus corniculatus)、中等依赖的蓍草(Achillea millefolium)和以风媒传粉为主的 lanceolata)。通过两年田间监测,结合景观组成分析(1 公里半径内耕地、林地、临时草地和永久草地比例)、传粉者访花观察、种子收获及统计模型构建,探究景观组成对传粉者可获得性(如熊蜂、蝇类数量)和种子结实率的影响,以及传粉者与繁殖成功的剂量效应关系。

研究采用的关键技术方法包括:①景观生态学分析,基于瑞典土地覆盖数据库量化不同土地利用类型比例;②传粉者观测,在适宜气象条件下(风速≤4 级、气温 > 15℃、云量 < 50%)进行定时定点昆虫访花记录,并通过捕虫网和诱虫板收集传粉者样本;③种子结实率评估,对目标植株套袋隔离后统计发育种子数量;④广义线性混合模型(GLMM)构建,分析景观变量与繁殖指标的相关性,同时纳入年份、种内花单元数等作为协变量。

3.1 景观组成对种子结实率的影响


对于百脉根,林地比例与种子结实率呈显著二次多项式关系,该效应在 2020 年显著但 2021 年消失,竞争植物花单元数对其结实率有负向影响。蓍草结实率与周边林地比例呈正相关,种内花单元数越多结实率越高。 lanceolata)的结实率受临时草地比例的非线性影响,与耕地比例呈线性负相关,但效应量较小。

3.2 景观组成对传粉者群体的影响


百脉根的传粉者熊蜂丰度与林地比例呈负相关,且该效应在年份间不稳定。蓍草的双翅目传粉者丰度与永久草地比例正相关,但 2021 年趋势反转。 lanceolata)的食蚜蝇丰度与耕地比例正相关,种内花单元数对其有负向影响。

3.3 传粉者丰度与种子结实率的关系


百脉根蓍草的结实率与传粉者丰度均呈现凸型曲线关系,存在最优传粉者密度阈值,超过该阈值可能发生过授粉现象。而 lanceolata)的结实率与食蚜蝇丰度呈负相关,暗示其风媒传粉为主的繁殖策略。

研究表明,景观组成通过影响传粉者可获得性对植物繁殖成功产生差异化作用:传粉依赖型植物(百脉根蓍草)的结实率与景观中林地、草地比例密切相关,且存在传粉饱和效应;风媒传粉的 lanceolata)受景观影响较小。这一发现揭示了土地利用变化通过传粉者中介对植物群落结构的潜在调控机制,强调了维持栖息地多样性(如林地与开阔草地镶嵌)对保护传粉网络和植物繁殖的重要性。此外,研究首次在半自然草原系统中观察到过授粉现象,提示传粉管理需避免单一传粉者群体过度集中。该成果为欧洲半自然草原的保护政策提供了科学依据,建议通过多样化土地利用规划(如保留森林斑块、推广生态农业)维持传粉服务功能,促进植物群落稳定性。

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