景观均质化背景下膜翅目、双翅目昆虫与植物的功能性状响应机制及其生态服务意义

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Basic and Applied Ecology 3.0

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  本研究针对景观均质化威胁传粉服务的全球性问题,通过分析地中海马略卡岛20个样地的膜翅目(Hymenoptera)、双翅目(Diptera)传粉者及162种植物功能性状与景观异质性梯度关系,揭示社会性蜂类、地巢/洞巢蜂、寄生性双翅目及两侧对称(zygomorphic)花朵在异质景观中显著受益,而独栖蜂、构建巢蜂、多食性双翅目及辐射对称(actinomorphic)植物则成为均质化"输家"。研究为预测全球变化下传粉网络脆弱性提供了关键性状指标,发表于《Basic and Applied Ecology》。

  

随着全球土地用途改变导致的景观均质化加剧,传粉服务这一支撑87.5%被子植物繁殖和35%粮食生产的关键生态过程正面临严峻挑战。然而,不同物种对人为干扰的响应存在显著差异,有些成为环境变化的"赢家",有些则沦为"输家"。理解哪些功能性状决定物种的脆弱性,对保护生物多样性至关重要。

针对这一科学问题,地中海先进研究所的研究团队以地中海马略卡岛的20个野生油橄榄群落为研究对象,沿景观异质性梯度(500米和1公里半径范围内19种土地覆盖类型的香农多样性指数)调查了46种传粉昆虫(26种膜翅目和20种双翅目)与162种植物的功能性状响应。研究发现景观异质性对不同类群的影响存在尺度差异:双翅目响应500米尺度,而膜翅目和植物响应1公里尺度。虽然物种丰富度未受影响,但功能性状驱动的种群数量变化显著。

研究采用的关键技术包括:1)基于QGIS和CORINE数据库的景观异质性量化;2)标准化传粉者采样(7次/样地,100×2米样线);3)植物开花量统计(30个1×1米样方);4)350份标本的形态测量(翅长、喙长等);5)文献检索获取分类性状(社会性、巢址类型等);6)广义线性混合模型(GLMM)分析性状-景观关系。

【Effects of landscape heterogeneity on Hymenoptera depending on their traits】
研究发现社会性蜂类(如Halictus scabiosae)在异质景观中丰度显著增加(P<0.0001),而独栖蜂在均质景观占优。地巢蜂(如Lasioglossum属)和洞巢蜂丰度随异质性上升,但构建巢蜂(如Polistes dominula)减少。小型蜂类(翅长<7.5mm)丰度提升,而大型蜂类保持稳定。这些结果颠覆了传统认知——社会性蜂类通常被认为更耐受干扰,但本研究表明其在资源丰富的异质景观中更具优势。

【Effects of landscape heterogeneity on Diptera depending on their traits】
寄生性双翅目(如Clairvillia pninae)和专食花蜜类(anthophilous)在异质景观中丰度显著增加(P=0.0002),而多食性(polyphagous)和非寄生类(如Calliphora vicina)在均质景观更常见。这表明幼虫期依赖特定寄主的类群对栖息地复杂度更为敏感。

【Effects of landscape heterogeneity on plants depending on their traits】
两侧对称花(如Teucrium capitatum ssp. majoricum)在异质景观中丰度显著提升(P=0.02),而辐射对称花减少。这与花对称性反映的传粉专化度一致——zygomorphic花通常依赖特定传粉者,而actinomorphic花能吸引更多泛化传粉者。

结论部分强调,景观异质性通过过滤功能性状重塑群落结构:社会性、地巢/洞巢、小型蜂类,寄生性/专食性双翅目,以及两侧对称植物构成均质化敏感类群。该发现为精准保护提供了科学依据——通过维持景观异质性可保护关键传粉功能群,如地中海生态系统中具有长传粉喙的蜂类与豆科植物的互作网络。研究还提出创新性观点:社会性昆虫可能通过"资源需求-获取能力"权衡对异质性产生非线性响应,这对传统保护策略提出了修正需求。

这项研究首次系统揭示了地中海生态系统传粉者与植物的性状-景观响应规律,为《欧盟栖息地指令》92/43/EEC中的"油橄榄和角豆树林"保护提供了量化指标。未来研究可结合网络分析,进一步解析性状介导的种间互作对景观变化的反馈机制。

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