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传粉昆虫下降背景下的授粉生态弹性: 内涵、机制和展望
谢正华, 王有琼, 曹军, 王健敏, 安建东
生物多样性    2021, 29 (7): 980-994.   DOI: 10.17520/biods.2020470
摘要   (1423 HTML59 PDF(pc) (5687KB)(1478)  

全球传粉昆虫多样性正在下降, 如何保障农林生态系统传粉功能是当前研究的热点。理论上说, 传粉功能不仅与生态系统的传粉昆虫多样性相关, 还与生态系统的调节能力有关。近年来, 学者们逐渐认识到授粉生态弹性对传粉功能的影响。本文在回顾已有研究的基础之上, 总结传粉昆虫授粉生态弹性的内涵, 厘清授粉生态弹性与工程弹性、稳定性和抗性的异同。目前, 学者对授粉生态弹性形成机制开展广泛探讨, 提出功能冗余假说、密度补偿假说、响应多样性假说、连接周转假说和跨尺度弹性假说, 但这5个假说间的关系仍不清楚, 存在一词多义、词意混淆等现象。我们依次阐述功能冗余假说、密度补偿假说、响应多样性假说、连接周转假说和跨尺度弹性假说, 介绍不同假说中授粉生态弹性形成过程、研究热点和发展动态。通过解析授粉生态弹性的形成机制可知, 5个假说在内涵上存在紧密联系, 它们从不同空间尺度和研究对象下解释传粉昆虫授粉生态弹性的形成机制。未来授粉生态弹性研究将整合传粉昆虫群落动态和传粉功能动态的量化方法, 通过实验验证5个假说的合理性, 并揭示不同假说间的联系, 由此阐明授粉生态弹性的发生条件、形成阈值和动态规律。随着研究的深入, 授粉生态弹性理论有望用于指导农林生态系统传粉功能的经营管理。



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图3 密度补偿作用引起授粉生态弹性的机制示意图。假设生态系统存在传粉功能团a和传粉功能团b (A), 全球变化下生态系统由功能团a的4个体和功能团b的5个体的传粉昆虫群落(A)转变为功能团a的2个体和功能团b的9个体的传粉昆虫群落(B)。当生态系统内传粉功能团a访花频率下降时, 传粉功能团b访花频率上升, 反之亦然(B)。虽然不同传粉功能团传粉效率(如单次访花花粉沉降量)存在差异, 但沉降花粉数量保持不变, 形成授粉生态弹性。
正文中引用本图/表的段落
密度补偿是指干扰作用下传粉昆虫群落中部分传粉功能团(或物种)访花密度下降而其他传粉功能团(或物种)访花密度增长的现象(图3) (Gonzalez & Loreau, 2009)。在蜜粉源资源恒定的条件下, 不同传粉功能团对蜜粉源资源形成竞争关系, 其访花密度在数值上呈现“一增一减”的变化动态(Winfree, 2013)。虽然部分传粉功能团访花密度下降, 其提供的传粉功能下降, 但其他传粉功能团访花密度增长, 补偿了生态系统的传粉功能(图3)。从结果来看, 生态系统传粉功能并不因某一功能团访花密度的下降而下降, 传粉功能团间的密度补偿引起授粉生态弹性(Gonzalez & Loreau, 2009; Stavert et al, 2018)。密度补偿假说关注传粉功能团访花密度的动态变化, 其生态作用表现为不同功能团间的传粉功能冗余, 因此密度补偿是功能冗余在访花密度上的一种表现, 功能冗余是密度补偿在生态功能上的一种结果。
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