植物繁育系统对亚热带森林传粉网络的调控作用及其机制的研究

Plant breeding systems play an important role in population persistence and community assembly. However, pollination network studies have considered little information of plant breeding systems and thus make few implications for ecological conservation. Based our former studies, we hypothesized that plant breeding systems could mediate modular structure of pollination networks by influencing pollination ecological specialization and the mechanisms could be floral trait-based niche process. In this research, we will combine pollinator survey and breeding experiments to study the influence of plant breeding systems on ecological specialization and modular composition of pollination networks in a subtropical forest. We will analyse the relationships between breeding systems and pollination specialization and identify their contribution to module composition to test the effect of plant breeding systems on pollination networks. We will measure floral traits and identify the trait combination associated with plant breeding systems. We will analyse the relationship between the trait combination and pollination specialization. Then, we will construct null model base on the matrix of species abundance, phylogeny, spatial-temporal distribution and the trait combination to test whether incorporating the trait combination could produce the network pattern mostly approaching to the observe value. Our research will make comprehensive understanding of the relationships between plant breeding systems and pollinator community and provide theoretical basis for the conservation of ecological community.

植物繁育系统对种群维持和群落构建都具有重要影响，但近年来传粉网络的研究很少考虑植物的繁育系统，因此限制着传粉网络研究在生态保护中的应用。基于前期研究结果，我们假设：植物繁育系统通过影响传粉生态专性进而调控传粉网络的模块结构，其主要机制是基于花性状的生态位过程。因此本项目将在亚热带森林中开展植物传粉群落调查和繁育系统实验，通过网络分析揭示植物繁育系统与传粉生态专性的关系并确定其对模块组成的贡献，从而验证繁育系统对传粉网络结构的调控作用。结合花性状的测量，确定与植物繁育系统相关的花性状组合，进而分析花性状组合与传粉生态专性的相互关系。然后基于物种丰富度、系统发育以及时空分布信息的矩阵构建零模型预测网络格局。通过与实际观测值比较，验证加入植物繁育系统相关联花性状的信息将产生与观察数据最接近的网络格局。本项目将有助于全面理解植物繁育系统与传粉群落之间的相互关系，从而为生态群落的保护提供理论依据。

植物繁育系统对种群维持和群落构建都具有重要影响，但近年来群落生态学的研究很少考虑植物的繁育系统，因此限制着其在生态保护中的应用。通过构建干季和雨季不同时段的传粉网络，比较了加入繁育系统信息和不加入繁育系统信息的网络的结构，传粉群落组成以及花丰富度的差异。基于大样地的群落调查数据，我们分析了全球55个森林大样地的植物繁育组成的地理格局及其驱动因素，检验植物的繁育系统组成主要是否受到区域因素和局域气候的共同调控。我们的研究发现不同季节的传粉网络传粉群落组成和花的丰富度都有显著的差异，但是主要的传粉网络结构如模块性，嵌套性和网络层面的专性程度并没有显著的差异。考虑了繁育系统信息的网络不同季节间植物群落的稳健性和传粉者的专性有显著差异，而没有加入繁育系统的网络则没有这一显著差异。我们进一步分析发现，不同季节间雌雄异株植物开花丰富度和传粉者不同功能群的访花频率存在着此消彼长的变化，这可能是传粉网络整体结构保持稳定的重要机制。我们的这项研究揭示了植物繁育系统对传粉网络的稳定性以及植物群落多样性的维持具有重要意义，未来的研究中需要进一步考虑植物繁育系统对传粉网络重要调控作用和机制。基于大样地的群落调查数据，我们发现不同大洲间的繁育系统组成存在显著的差异，繁育系统组成也存在着一定纬度梯度格局。此外局域气候中的能量因素和季节性因素也对繁育系统的组成存在着显著影响。我们这个项目为植物及传粉群落的保护和恢复提供了理论依据，强调在开展亚热带森林的保护和恢复时要考虑植物繁育系统的多样性，存在着潜在的应用价值。