全球气候变暖对亚热带亚高山草甸植物-传粉者网络的影响及其机制

Plant-pollinator interaction network has an important contribution to biodiversity and human, which is also effected by global climate warming significantly. So it had been being to an important hot spot in recent years. But only a few studies were conducted on the mechanism of effects of climate warming on plant-pollinator networks. Here, we intend to study the effects of global climte warming on plant-pollinator networks in subtropical subalpine-meadow ecosystem，as a case in Wugongshan National Forest Park. Our objective is to reveal its mechanisms through the way of experiment warming and regulating of flowering phenology, and to answer the questions as follow: ① what is the important effects of climate warming on the specialization, generalization and asymmetry of plant-pollinator networks in subtropical subalpine-meadow ecosystem? ② whether the climate warming enhances the reproductive fitness and attraction to pollinators and how does it do? The results are expected to provide practical guidance for the agricultural and forestry production in, and to provide a basis for the development of measures to deal with climate warming.

植物-传粉者互作网络对生物多样性和人类都具有显著贡献，且受全球气候变暖的显著影响，成为近年来的重要热点。但关于气候变暖对传粉网络影响机制的研究报道极少。本项目拟以全球气候变暖为背景，以武功山国家森林公园的亚热带亚高山草甸生态系统的植物-传粉者网络为对象，通过人工模拟增温、调控植物开花物候等技术方法，研究不同海拔条件下，全球气候变暖（模拟增温）对植物-传粉者网络的影响，以揭示全球气候变暖对亚热带亚高山草甸生态系统中植物-传粉者网络的影响及其机制。并回答问题：①气候变暖对亚热带亚高山草甸生态系统植物-传粉者网络"特化、泛化"和"不对称性"进化特征有何影响？是否导致植物-传粉者网络更加特化、不对称性更强？②气候变暖是否增强植物的繁殖适合度及其对传粉者的吸引？本研究可望在理论上探明全球气候变暖对植物-传粉者互作网络结构特征的影响机制；在实践上为农林生产提供指导，为制定气候变暖的应对措施提供依据。

以全球气候变暖为背景，以江西省武功山国家森林公园分布的典型亚热带亚高山草甸生态系统的植物-传粉者网络为对象，采用野外自然生境定位观察和人工模拟增温等实验，开展了三个方面内容的研究，即亚热带亚高山草甸生态系统植物-传粉者网络特征研究、气候变暖对亚热带亚高山草甸生态系统植物-传粉者网络的影响、气候变暖对亚热带亚高山草甸生态系统植物-传粉者网络影响的机制研究。项目执行过程中培养了研究生2名；开展学术交流11人次。共发表相关学术论文12篇，其中SCI 4篇、国内核心期刊8篇。完成了项目研究计划，实现了预期目标。主要研究结果如下：. 1. 随着纬度增加，传粉网络趋向于泛化。也即，在热带地区的植物表现的更为特化，而两极地区的植物则更为泛化。而随着群落物种丰富度和网络大小的上升，传粉网络的特化水平也增大。就植物生活型而言，草本植物特化水平最高，而乔木最低。. 2. 增温可延迟碎米荠始花期，并导致始花期提前，由此缩短其开花物候。模拟增温也导致碎米荠开花高峰期的花数显著增加，并形成“集中开花模式”。增温还导致其果实、种子数量和种子重量显著增加，却降低有性繁殖投资。此外，高密度种群花期缩短，由果实、种子等构成的繁殖投资显著降低。研究结果表明，气候变暖虽然可能增加植物果实和种子的产量，但却降低了其有性繁殖投资比，进而影响种群稳定性。. 3. 野古草和芒的大多数形态指标之间均具有显著或极显著相关生长关系和异速生长关系，气候变暖强化了两种禾本科植物大多数形态特征之间的异速生长，或改变了其原有的生长关系。气候变暖对不同植物和植物构件具有差异性影响，这种差异性往往与植物的适应性有关。. 4. 武功山亚高山草甸群落结构简单，仅有11个植物种，其传粉昆虫组成单一。结果表明，其传粉昆虫相对单一。按照海拔梯度，传粉昆虫数量有先上升再下降的趋势。Niche模型分析结果表明，该传粉网络的连接系数为0.1504±0.0006，平均每个物种的连接数为6.167±0.1799，平均聚类系数为0.2497±0.0339。在植物群落中，大多数植物只有1-3种传粉昆虫，而多数传粉昆虫只为不超过3种植物传粉，仅极少数昆虫为4-5种植物传粉。这表明，该传粉网络趋于特化。