外来引种植物印楝和辣木对红河干热河谷传粉网络的影响

摘要

印楝和辣木作为多用途树种，在云南红河流域干热河谷地区成功引种十余年以来，在此地区规模化的栽培，形成了外来经济树种印楝和辣木与乡土植物荔枝和芒果复合栽培的局面。而外来引种的印楝和辣木，乡土植物荔枝和芒果，以及原生植物余甘子、元江山柑和野槟榔的花期存在重叠，存在共享泛化传粉者。为了解本地泛化传粉者对外来植物传粉成功的支持和包容程度;在此同时对乡土植物和原生植物的传粉影响以及植物种间关系对泛化传粉网络形成与维持的作用程度。本文通过分析传粉网络结构、传粉者访花频率、吸引传粉者机制以及花粉干扰程度四个方面进行研究，取得的主要研究结果如下。
　　(1)外来植物印楝和辣木逐步融入到当地的传粉网络之中，并与当地的传粉昆虫建立起新的连接，主要表现在以下3个方面:
　　①在印楝、辣木、荔枝、芒果、余甘子、元江山柑和野槟榔7种植物与31种传粉昆虫组成的传粉网络中，实际观测到61个连接，外来物种印楝和辣木与传粉者形成了20个连接，占实际连接比例的32.7％。
　　②在传粉网络中，连接数代表泛化程度，印楝与传粉者的连接数为13，在7种花期重叠的植物中最高;辣木与传粉者的连接数为7，超过了原生植物余甘子和元江山柑的连接数。
　　③辣木和印楝传粉情况与引种初期相比，传粉昆虫的种类分别增加了2种和4种，传粉昆虫日均访问次数提高了5.4倍和1.7倍。以上3个方面，说明了外来植物印楝和辣木逐步融入到当地的传粉网络之中。传粉网络的嵌套结构表明:外来植物印楝和辣木，乡土植物荔枝和芒果和原生植物元江山柑、野槟榔和余甘子存在传粉者重叠，对传粉者的竞争主要发生在外来植物和乡土植物之间。
　　(2)通过对比花期存在重叠的印楝、辣木、荔枝、芒果、辣木、余甘子、野槟榔和元江山柑7种植物的传粉者种类和访花次数，辣木、印楝、芒果和荔枝的主要传粉者为蜂类。余甘子、野槟榔和元江山柑的主要传粉者为蝶类和蛾类。确定传粉竞争和干扰现象主要发生在辣木和印楝与荔枝和芒果4种植物之间。通过比较芒果、荔枝、印楝、辣木纯林和混交的访花频率，结果发现:
　　①混交有利于提高传粉昆虫对印楝的访花频率;
　　②混交降低了传粉昆虫对辣木的访花频率;
　　③当芒果和荔枝与辣木或印楝混交时，荔枝和芒果的访花频率均显著下降。在混交状态下，芒果和荔枝单株1d平均访花总次数分别仅占纯林的19.5％和39.7％，表现出明显的传粉者竞争迹象。
　　(3)芒果、荔枝、辣木和印楝的花气味化合物化学生态功能分析表明，蜂类是4种植物的主要传粉者功能组，与野外观测的结果相一致。在芒果和荔枝混交林内，辣木和印楝花气味成分中的1，8-桉叶素、乙腈、樟脑和松油-4-醇对传粉昆虫起趋避作用的化合物会导致荔枝和芒果的访花频率显著下降，形成传粉竞争。另外，印楝花气味中的β-罗勒烯和芳香樟含量高达40.65％，显示出对蜂类的强烈吸引能力。而辣木单花能够提供体积5-30μL，糖含量高达60.5％的花蜜报酬物，说明印楝和辣木具有融入泛化传粉网络的实力。
　　(4)芒果纯林、芒果混交林、荔枝纯林和荔枝混交林4种配置的主要传粉者携带乡土植物荔枝和芒果的花粉高达72.21-81.45％和64.13-75.63％，而携带外来植物辣木和印楝的花粉比例仅为1.13-3.65％和2.91-6.03％，说明传粉者偏好于访问乡土植物荔枝和芒果。当芒果和荔枝与辣木或印楝混交时，会导致荔枝和芒果的访花频率显著下降。但芒果纯林、芒果混交林、荔枝纯林和荔枝混交林4种配置的座果率差异不显著。外来植物印楝和辣木对乡土植物荔枝和芒果形成的传粉竞争仅是访花层面的竞争，传粉者的传粉效率能同时满足外来植物和乡土植物的结实。外来植物印楝和辣木融入到红河干热河谷地区的传粉网络中，不会对同花期的原生植物和乡土植物生殖造成影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的与意义

1．1．3 项目来源与经费支持

1．2 国内外研究进展

1．2．1 传粉网络的总体特征

1．2．2 传粉网络的连接数

1．2．3 传粉网络的嵌套、冗余和模块化结构

1．2．4 影响传粉网络结构的因素

1．2．5 外来植物如何融入当地传粉网络

1．2．6 外来植物对传粉网络结构的影响

1．2．7 外来植物引种或去除对传粉网络的影响

1．2．8 植物花气味化合物与传粉昆虫偏好

1．3 研究目标和主要研究内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 主要研究内容

1．4 技术路线

第二章 红河干热河谷传粉网络的基本结构

2．1 材料与方法

2．1．1 样地设置

2．1．2 研究方法

2．2 结果与分析

2．2．1 传粉网络的基本结构

2．2．2 传粉网络的嵌套程度

2．3 讨论

2．3．1 传粉网络连接的有限性

2．3．2 嵌套结构和冗余度与传粉网络的稳定性

第三章 红河干热河谷传粉网络的传粉昆虫访花频率

3．1 材料与方法

3．1．1 试验地概况

3．1．2 方法

3．2 结果与分析

3．2．1 辣木混交和纯林的访花频率

3．2．2 印楝混交和纯林的访花频率

3．2．3 芒果混交和纯林的访花频率

3．2．4 荔枝混交和纯林的访花频率

3．2．5 原生植物访花频率

3．2．6 访花频率变化

3．2．7 外来植物与乡土植物的传粉互作关系

3．3 讨论

第四章 吸引传粉昆虫的机制

4．1 材料与方法

4．1．1 试验地概况

4．1．2 方法

4．2 结果与分析

4．2．1 花气味的组分

4．2．2 花气味的种间特征

4．2．3 花气味相似度

4．3 讨论

4．3．1 花气味与传粉者种类的关系

4．3．2 花气味与传粉者访花频率的关系

4．3．3 花蜜特性与传粉者种类的关系

4．3．4 气味和花蜜吸引机制对当地传粉网络的影响

第五章 主要传粉者携带花粉比例与花粉干扰程度

5．1 材料与方法

5．1．1 试验地概况

5．1．2 方法

5．2 结果与分析

5．2．1 4种配置类型荔枝和芒果柱头置落的异种花粉比例

5．2．2 4种配置类型主要传粉者携带的花粉比例

5．2．2 4种配置类型座果率差异性

5．3 讨论

5．3．1 花粉干扰与结实率的关系

5．3．2 印楝和辣木花粉限制与结实率的关系

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

附录

在读期间的学术研究

致谢