传粉者在同域开花物种之间的混访和花粉传递网络的动态研究

The interactions between different coexisted species consitute complex ecology networks. The studies of pollination networks suggested that generalized pollination system is dominated. Many plant species shared same pollinator species, which potentially implied strong heterospecific pollen interference between species. Moreover, high biodiversity may enhance the posibility. When an inconstant forager leaves a focal species and then probes other species, heterospecific pollen transfer (HPT) could result in pollen loss from the pollen donor species and stigma clogging of the pollen receipt species, deleterious to male and female fitness of the interacting plants. However, the investigation of bipartite plant-pollinator networks based on plant-centred visual surveys of pollinator visitation provides limited information about the real patterns of pollinator movement and pollen flow. In this proposal, we prepared to carry a four years study in alpine meadows in Hengduan mountain. By investigated pollinator visitations and compositions of pollen grains that deposited on stigmas of each plant species in community, we plan to construct dynamic pollinator movement and HPT networks and investigate the structure parameters and dynamic features. Meanwhile, by multiple pollination experiments and phylogenetic tools, we plan to test the effects of floral traits and community composition on pollinator interspecific movement and HPT network structures. The studies that devoted to mutualism ralationships between plant species at community level, had shed important insights into the sturcure and dynamic of plant-polliantor and plant-plant intaractions, by the recent develpoed social network analysis. In addition, the study of relationships between plant species that mediated by pollinators at community level, will provide more details about pollinator conservation and maintaining mechanism of species diversity.

同域分布的物种之间存在着多种相互作用，构成了复杂的生态网络。群落水平上植物与传粉者之间的网络调查表明，泛化的传粉系统占主导，即多种植物共用相同的传粉者。传粉者在不同开花植物之间混访可能在柱头上落置异种花粉，从而降低花粉供体和受体物种的有性生殖成功。但是，已有的群落水平研究集中在传粉者种类与访花频率，而忽视传粉者在植物与植物间的混访行为，以及种间传粉的不利后果。本课题拟在开花物种丰富的高山草甸，定点调查传粉者种类与混访行为、定量分析同域植物柱头落置的花粉组成，构建动态的传粉者混访和植物种间花粉传递网络，探寻其结构变化和匹配关系。同时结合人工授粉实验，考察影响异种花粉落置和花粉传递网络结构的因素。使用网络分析理论，从群落水平研究植物间的生殖干扰，为理解植物-传粉者、植物-植物的相互作用提供新的视野，也可以帮助指导对传粉者的保护。

泛化的植物-传粉者网络结构，造成了传粉者在共存物种之间混访，并且导致了普遍的种间传粉。异种花粉落置对植物的雄性和雌性生殖功能，都可能造成不同程度的折损。本项目通过在高山草甸群落的连续多年研究，构建了自然群落的物种共存、传粉者混访和种间花粉传递网络，结果表明传粉者倾向在距离近、共存程度高的物种之间频繁混访，但是并没有传递大量的异种花粉，说明共存的物种之间能够避免共享传粉者而导致的生殖干扰，为生物多样性的维持给出了合理的解释。另外，通过调查亚高山草甸群落的植物-传粉者网络和种间传粉的关系，我们发现共用传粉者程度高的植物之间，更可能有种间花粉传播，而且传播的异种花粉数量更多，研究结果为植物-传粉者与植物-植物互作的研究提供了新方法，推进了传粉网络的研究。此外，通过连续三年定点调查植物柱头落置的花粉种类和数量，我们发现植物的花粉落置在物种间的差异大于其在年际间的差异，植物的异种花粉落置情况倾向于植物的一个属性，而不是多重随机之间造成的。有些植物表现出了耐受花粉干扰的特征，有些则表现出避免的特征。该结果为种间花粉传播作为一种潜在的选择压力，提供了前提条件。最后，通过调查柱头落置的花粉种类和数量，并且与单花的结实相对应，我们发现同一种植物在不同群落受到了来自不同植物的异种花粉干扰；在同一群落内，不同的异种花粉来源对结实的影响也有显著差异。结果说明了种间花粉传播对植物可能会施加不同的选择压力，而且随群落的物种构成而发生变化。项目的结果从植物-传粉者，传粉者混访，种间花粉传播，异种花粉对植物结实的具体影响等多个层面，分析了群落水平的传粉过程，为植物-传粉者互作和多样性维持机制，提供了新的视野。