华凤仙花部特征和传粉系统研究

研究了华凤仙（Impatiens chinensis L.）的花部特征和传粉系统,结果表明华凤仙单花期为2.3 d,雄性期是雌性期的6.8倍。花蜜量和花蜜可溶性糖含量分别为0.56 μL和28.2%。开花当天柱头即具有可授性,花粉活力在花朵刚开放时最高（95%）,至花朵凋谢之前仍保持较高的活力（55%）。花粉胚珠比（5 730.3±2 941.1）和套袋实验的结果表明华凤仙属于自交亲和但以异交为主的繁育系统,传粉过程需要传粉者。蜜蜂、熊蜂、蝶类和几种芦蜂是华凤仙的主要访花者,最有效的传粉者为三条熊蜂。考氏无垫蜂作为盗蜜者,可能是除正常访花者之外,对华凤仙的有性繁殖影响最大的生物因素。     

濒危植物独花兰的传粉生物学初步观察

独花兰(Changnienia amoena Chien)为我国特有的单种属植物,近年因生境破碎化和过度采挖,其野生资源日渐减少。迄今对独花兰极为有限的研究表明,其结实率很低或根本不结实,其传粉媒介也一直未被发现。2002年3～4月,我们对神农架2个移植居群和5个天然居群进行了传粉生物学的定点观察,发现雌性三条熊蜂(Bombus (Diversobombus)trifasciatus Smith)、仿熊蜂(Bombus (Tricornibombus) imitator Pittion)和蜜蜂均访问独花兰,但只有二条熊蜂身体粘有花粉块,是独花兰的有效传粉者。三条熊蜂的访问频率很低,在113h的观察中只有9次访问,但在一个天然居群(population 3)中曾观察到一天4次的最高访问频率;访问主要在12：00～15：00出现,但在花上停留时间很短,不超过10s。在末被授粉的情况下,独花兰花朵大约3周后自然枯萎,但受粉后3、4d内即出现～系列形态和颜色的变化,包括花梗逐渐伸长,子房在花梗逐渐停止伸长后开始膨大等,表明花梗伸长可作为结实(授粉成功)的指标。人工授粉实验表明,自花、异花受粉后花梗均伸长,而套袋隔离花的则花梗不伸长,说明独花兰是自交亲和的异交种,需要昆虫传粉。根据传粉者的访问频率、居群中果实的分布,尤其是花距内无花蜜等特征,我们认为独花兰是一种欺骗性传粉的兰花。相对于其他欺骗性传粉的兰花,独花兰的自然结实率并不很低(26．98％),这与居群规模小会提高欺骗性传粉兰花结实率这一观点吻合。花粉块的输出数远高于结实数,这说明独花兰存在一定的花粉浪费。     

中国特有的两种同域分布凤仙花属植物的传粉生物学研究

中国是凤仙花属物种多样性分布中心之一,存在着大量的特有和同域分布现象。为更好地理解同域分布近缘种的传粉综合征分化以及传粉昆虫资源分配问题,该文以中国特有种黄麻叶凤仙花(Impatiens corchorifolia)和金凤花(I.cyathiflora)为研究对象,通过野外调查和实验完成传粉生物学的相关研究,比较分析了这两个种的开花物候、花形态结构、传粉昆虫的种类及访花行为和人工授粉实验等方面的异同。结果表明：(1)两种凤仙花的花距不同,花距的长度与花蜜量呈正比,但与花蜜含糖量无关。花距类型决定了两种植物的传粉昆虫种类的分化。具短花距的黄麻叶凤仙花的花蜜含量为(4.57±1.43)μL,花蜜糖含量为(45.48±2.28)%,由蜜蜂和胡蜂为其传粉。拥有长花距的金凤花的花蜜含量为(10.15±3.28)μL,花蜜糖含量为(46.12±1.48)%,除蜜蜂和胡蜂传粉外,天蛾和熊蜂也为其传粉昆虫。(2)两种植物虽然共享3种传粉者,但表现为明显的错峰访花,传粉行为和花通道的差异决定了传粉者携带花粉的部位不一致。(3)繁育系统实验表明,两种植物均表现出明显的种间杂交障碍和异花授粉偏好性。因此,花...     

三江源地区传粉昆虫的活动规律研究

随着各种环境压力的日益增大,传粉昆虫多样性及其保护研究逐渐得到重视。为了调查三江源地区传粉昆虫的基本概况,于2021年7-9月通过随机样点法和定点观测法对14类(4目12科)传粉昆虫类群的传粉活动进行了观测。共得到传粉活动记录7 247条,观察到受访植物37种(13科31属)。分析结果表明,三江源地区传粉昆虫类群的传粉活力由高到低依次是熊蜂(访花频次占总频次的70.13%)、其他双翅目昆虫(11.19%)、灰蝶(10.49%)和蛱蝶(3.08%),而其他的传粉昆虫类群的访花频次占比不足1%,传粉作用较弱;其中,熊蜂在不同植物上的访花活动会呈现不同的高峰期：如在甘肃马先蒿Pedicularis kansuensis上呈现两个访花高峰期(11∶00-12∶00和18∶00-19∶00),而在假水生龙胆Gentiana pseudoaquatica上只有一个访花高峰期(11∶00-12∶00)等。研究显示,熊蜂是三江源地区传粉活力最高的传粉昆虫类群,且其访花的日活动规律因自身特性、受访植物种类和外界环境变化呈现不同的访花高峰期。三江源地区的生态平衡离不开传粉昆虫的作用,加强对传粉昆虫的保护有...     

濒危植物独花兰的传粉生物学初步观察

独花兰(Changnienia amoena Chien)为我国特有的单种属植物,近年因生境破碎化和过度采挖,其野生资源日渐减少.迄今对独花兰极为有限的研究表明,其结实率很低或根本不结实,其传粉媒介也一直未被发现.2002年3～4月,我们对神农架2个移植居群和5个天然居群进行了传粉生物学的定点观察,发现雌性三条熊蜂(Bombus(Diversobombus)trifasciatus Smith)、仿熊蜂(Bombus(Tricornibombus)imitator Pittion)和蜜蜂均访问独花兰,但只有三条熊蜂身体粘有花粉块,是独花兰的有效传粉者.三条熊蜂的访问频率很低,在113 h的观察中只有9次访问,但在一个天然居群(population 3)中曾观察到一天4次的最高访问频率;访问主要在12:00～15:00出现,但在花上停留时间很短,不超过10 s.在未被授粉的情况下,独花兰花朵大约3周后自然枯萎,但受粉后3、4 d内即出现一系列形态和颜色的变化,包括花梗逐渐伸长,子房在花梗逐渐停止伸长后开始膨大等,表明花梗伸长可作为结实(授粉成功)的指标.人工授粉实验表明,自花、异花受粉后花梗均伸长,而套袋隔离花的则花梗不伸长,说明独花?兰是自交亲和的异交种,需要昆虫传粉.根据传粉者的访问频率、居群中果实的分布,尤其是花距内无花蜜等特征,我们认为独花兰是种欺骗性传粉的兰花.相对于其他欺骗性传粉的兰花,独花兰的自然结实率并不很低(26.98%),这与居群规模小会提高欺骗性传粉兰花结实率这一观点吻合.花粉块的输出数远高于结实数,这说明独花兰存在一定的花粉浪费.     

侧穗凤仙花的传粉生态和繁育系统

通过对峨眉山特有种侧穗凤仙花的开花生物学特性、花器官结构、传粉者种类和访花行为、繁育系统、花粉胚珠比(P/O)及花粉活力的研究.发现居群之间花的寿命变化比较大,它们的雄蕊期长,雌/雄蕊期比为0.12～0.17;花粉胚珠比达到4.6万,花粉在开花第一天有很高的活力(＞90%);传粉者为熊蜂和天蛾,熊蜂包括贞洁熊蜂、白背熊...     

不同气候变化情景下入侵植物大狼把草在中国的潜在分布

运用最大熵模型(MaxEnt),以大狼把草(Bidens frondosa)为对象,基于全国范围内大狼把草237个分布点和19个气候因子变量,预测了当前及未来(2050s、2070s)3种气候情景RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5(RCP:representative concentration pathways...     

中国-喜马拉雅三种黄耆属植物与其传粉熊蜂的空间分布预测

依赖于动物传粉获得繁殖成功的植物的分布与其传粉动物的地理分布有着密切联系。预测未来气候变化对植物及其传粉动物地理分布的影响对生物多样性保护具有重要意义。本文通过对中国-喜马拉雅3种黄耆属(Astragalus)植物, 即弯齿黄耆(A. camptodontus)、黑毛黄耆(A. pullus)和笔直黄耆(A. strictus), 及其传粉熊蜂(Bombus)的野外调查, 以及收集来源于数据库的黄耆和熊蜂的543个物种分布点和13个环境因子数据, 结合物种可能出现的完全扩散、不扩散和仅熊蜂扩散3种迁移模式, 利用MaxEnt模型模拟了3种黄耆属植物与2种传粉熊蜂即橘尾熊蜂(Bombus friseanus)和红束熊蜂(B. rufofasciatus)在历史阶段(1970-2000年)和2100年两种温室气体浓度情景(ssp245和ssp585)下的适宜分布区变化。结果表明: 3种黄耆属植物均主要依赖于熊蜂传粉, 黄耆与其传粉熊蜂的主要适宜分布区为中国-喜马拉雅地区, 到2100年它们的分布区呈现向西北方向扩张的趋势, 而在东南部的分布区减少。当模型中考虑与传粉熊蜂的互作后, 3种黄耆属植物的潜在地理分布范围减少了15.83%-83.98%。在温室气体中低浓度情景(ssp245)下, 3种黄耆属植物与其传粉熊蜂的空间匹配增加, 而在高浓度情景(ssp585)下弯齿黄耆、黑毛黄耆与橘尾熊蜂的空间匹配降低; 如果物种不扩散或仅熊蜂扩散, 笔直黄耆与红束熊蜂的空间匹配降低。气候变化和物种的扩散能力可能引起黄耆与其传粉熊蜂出现空间不匹配。同时, 模型预测显示影响黄耆和熊蜂分布的环境因子不同, 但海拔是最主要的环境因子。由于与传粉者的相互作用对许多植物物种的生命周期具有重要意义, 因而本研究可以更好地理解气候变化对植物与其传粉者空间分布的潜在影响, 特别是对那些地理范围受限制的植物。     

基于最大熵模型预测气候变化下河蚬在中国的潜在分布

河蚬是一类在我国广泛分布的底栖贝类,具有重要的经济价值及生态价值。近年来,河蚬野生资源量锐减,了解河蚬在国内的潜在分布能为河蚬的保护和合理利用提供重要参考。基于河蚬在中国的136个分布点和8个环境因子,采用ENMeval包和biasfile优化后的最大熵模型(MaxEnt)预测分别河蚬现代和未来(2041—2060年和2081—2100年) 6个气候情景下的潜在分布。综合Jackknife检验、置换重要值和环境因子贡献率评估影响现代河蚬潜在分布的主要因子,比较未来气候情景下潜在适生区差异从而分析预测河蚬适宜分布的变化。结果表明：(1)优化后的MaxEnt模型预测准确度极高,平均AUC值为0.900±0.037,平均AUC_DIFF值为0.019,现代河蚬潜在分布区域总面积为188.33×10⁴ km²,主要集中在长江流域、海河流域、淮河流域、珠江流域、东南沿海区域以及黄河流域下游和渤海湾沿岸区域。(2)影响河蚬潜在分布的主要环境因子为海拔、温度(年均温和温度年较差)和降水(年降水量)。(3)在未来6种气候情景下,河蚬主要潜...     

入侵植物三裂叶豚草在中国的潜在适生区预测

[目的] 三裂叶豚草是中国重点防控的入侵植物,研究其潜在的适生区分布格局变化对预警防控具有重要意义。[方法] 基于MaxEnt优化模型预测当前及未来（RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5）气候情景下三裂叶豚草潜在的地理分布格局。[结果] 当调控倍频（RM）=3.5,FC（特征组合）=LQH（线性、二次型、片段化组合）时为最优模型,MaxEnt模型的预测结果较准确,受试者工作特征曲线下的面积（AUC值）达0.9287;综合8种途径评估出人类活动因子（hfp,贡献率69%）、等温性（bio3,贡献率8.9%）、温度季节变动系数（bio4,贡献率2.9%）、年降水量（bio12,贡献率7.3%）和海拔（ELEV,贡献率3.7%）是制约三裂叶豚草潜在地理分布的主要环境因子;在当前气候情景下,三裂叶豚草的高适生区主要集中在东北平原、江淮地区、京津冀、山东半岛等经济发达地区。[结论] 在未来气候变化情景下,三裂叶豚草在我国的潜在适生区范围总体呈现不同程度的缩减,即丧失率大于增加率;三裂叶豚草将有向南迁移的趋势;最冷月最低温度（bio6）是最不相似变量分析中出现频次最高的因子,表明温度因素对三裂叶豚草潜在地理分布变迁起到重要制约作用。本研究结果可为三裂叶豚草的预防和控制提供理论基础。     

气候变化下寒露林蛙在中国的潜在地理分布

近几十年来,全球变暖对全球生物多样性及其地理分布产生了重要影响,特别是对气候变化敏感的两栖动物.寒露林蛙(Rana hanluica)是中国特有种,但在濒危物种红色名录中处于无危状态.为了评估寒露林蛙种群的生存现状,掌握该物种在中国的潜在分布区,以及在未来气候变化条件下适宜生境区的变化,本研究利用最大熵(MaxEnt)...     

Pollination ecology and pollination system of Impatiens reptans (Balsaminaceae) endemic to China

BACKGROUND AND AIMS: China is one of the centres of geographical distribution of Impatiens L. Studies of the pollination ecology of this genus in China have, until now, been unreported. Impatiens reptans, a species endemic to China, was studied. The aims were to examine the pollination ecology and pollination system of this species, to compare its pollination ecology with other Impatiens species growing in Sumatra and Japan, and to discuss possible reasons for its limited distribution. METHODS: The pollination ecology of I. reptans was studied by carrying out continuous observations within three naturally growing populations. Its pollination system was studied using different pollination methods, marking and counting pollen grains, assessing pollen viability and observing pollinator behaviour. KEY RESULTS: The flowering phase of the protandrous I. reptans lasted for 89 d. The life span of an individual flower was 3.6 d. Primary pollinators were honey-bees and bumble-bees. Secondary pollinators were diurnal hawk moths and butterflies. Bombus briviceps and Bombus sp. were nectar gatherers. The mean nectar sugar concentration was 29.5 %, and the mean value of sucrose/glucose + fructose was 0.82. The proportion of seed set ranged from 0.857 to 0.873. Distances that seeds were ejected ranged from 0.58 to 1.17 m. Percentage seed germination under controlled conditions was 23.1. Pollen viability was highest on the day of anthesis and thereafter decreased. Ratios of pollen : ovules ranged from 958.8 to 970.6. CONCLUSIONS: Impatiens reptans reproduces by means of cross-pollination. Its dependence on a specialized habitat, a narrow environmental niche, a low percentage of seed germination, and habitat loss could be reasons for its limited distribution and endemism.     

未来气候变化下黑沙蒿在中国的潜在地理分布及变迁

黑沙蒿是我国荒漠草原防风固沙的先驱植物,在生态系统恢复和重建中有非常重要的作用,然而其在发挥重要生态功能之余,也给我国北方地区人类的健康带来了一定影响。本研究基于黑沙蒿当前在中国分布的89条有效数据和典型19个气候环境因子,通过MaxEnt模型,模拟了当前和未来(2050s、2070s)2种情景下(RCP 4.5、RCP 8.5)黑沙蒿在中国的潜在分布区,利用ArcGIS软件中SDM工具箱分析黑沙蒿的潜在分布范围及其变化,综合贡献率、刀切法及环境变量响应曲线评估了关键气候因子的重要性,并使用检验受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)对模型精度检验和评估。结果表明: MaxEnt模型模拟效果极好(AUC=0.980),预测显示黑沙蒿主要集中分布在毛乌素沙地及周边地区,该结果与当前实际分布范围相吻合;黑沙蒿在未来2种情景下的潜在高适生区分布面积与当前相比减少了5.2%～26.8%,气候变化对黑沙蒿的分布有一定的负面影响,其中,温度季节变化、最冷季度降水量及年平均温度的影响最大;黑沙蒿未来在中国潜在分布核心区位于毛乌素沙地,且有向东北部(吉林、黑龙江、辽宁及河北部分地区)扩散趋势。     

中国水稻潜在分布及其气候特征

基于全国层次和年尺度筛选的影响中国水稻分布的潜在气候指标,结合水稻地理分布信息,利用最大熵模型和ArcGIS软件的空间分析功能,分析了中国水稻潜在分布及其气候特征.结果表明:年降水量(P)、湿润指数(MI)、稳定通过18℃持续日数( N18)和≥10℃积温(∑T10)4个因子是影响水稻分布的主导气候因子,其累积贡献百分率达97.6％.采用主导气候因子作为环境变量重建气候水稻分布关系的最大熵模型,利用重建的最大熵模型给出的中国水稻存在概率,对中国水稻潜在分布区的气候适宜等级进行了划分,并分析了各适宜区的气候特征.研究结果可为中国水稻生产布局及制定应对气候变化政策提供参考.     

气候变化情景下孑遗植物绵刺在中国的潜在地理分布

绵刺(Potaninia mongolica Maxim.)为我国西北干旱、半干旱地区孑遗濒危荒漠植物,具有重要的生态作用。预测过去、当代及未来气候变化情景下绵刺植物在中国的潜在地理分布区和迁移路线,将为绵刺的保护利用及种群合理建立提供一定的科学依据。基于绵刺在中国的73个有效分布点和8个环境因子变量,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件预测末次间冰期、末次盛冰期、当代及未来绵刺在中国的潜在地理分布变化,综合分析影响绵刺分布的主要环境因子及其适宜范围,并用检验受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)评估模型的精确度。结果表明：(1)MaxEnt模型预测精确度极高,受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)值为0.988,预测显示当代绵刺主要分布在内蒙古中西部地区(阿拉善地区)、宁夏东北部和西北部、甘肃中东部、新疆中部和西部少量狭长分布区,潜在地理分布的总适生区面积约是51.94×10⁴ km~2;(2)影响绵刺潜在地理分布的重要环境因子变量是降雨(最干月降雨量、年均降雨量、最湿月降雨量、最冷季度平均降雨量)和温度(最热月的最高温);(3)从末次间冰期到末次...     

基于MaxEnt模型不同气候变化情景下的豆梨潜在地理分布

针对豆梨的原生境保护和资源利用问题,本研究基于豆梨全球236个分布点和19个环境因子,利用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)预测了豆梨在不同气候条件下的全球生态适宜区.结果表明: 豆梨的生态适宜区主要集中在北美洲、亚洲等地区,面积共约1.6×10⁷ km².其中,中国生态适宜度较高的地区主要分布在湖南省、湖北省、安徽省、江西省、江苏省、浙江省、福建省等地.影响豆梨地理分布的主要气候因子是年平均气温和年降水量,气温季节性变化次之.由模型预测可知,在不同的气候背景下,豆梨适宜生境和低适宜生境的面积有所不同.在空间分布上,豆梨适宜生境和低适宜生境的范围和几何中心都由东部向西部地区扩散,北美洲的适宜生境增长较快,而欧洲地区的低适宜生境增长较快.     

气候变化下西南地区植物功能型地理分布响应

以中国西南地区(云南、贵州、四川和重庆)为研究区,基于中国植被图划分植物功能型,筛选影响各植物功能型分布的主导环境因子,进而通过最大熵模型结合未来气候情景(2050年)预测西南地区植物功能型地理分布。结果表明:(1)根据植物冠层特征(针叶/阔叶、常绿/落叶)及对水分和温度的需求,结合研究区实际植被数据,筛选得到15类植物功能型,包含6类乔木、6类灌木和3类草本功能型;(2)影响西南地区热带乔木分布的主导因子为最冷月最低温度和年降水量(贡献率达90.3%),亚热带植物功能型分布主要受到温度变化影响(贡献率达41.7%),温带植物功能型则受降水因子的影响最大(贡献率约40.1%),高寒草甸草和高寒常绿阔叶灌木主要受温度和海拔因子影响,高寒落叶阔叶灌木受降水因子影响大;(3)随CO₂排放量增加,未来西南各植物功能型分布呈现不同变化,其中,热带常绿阔叶乔木适宜区逐渐扩大;亚热带落叶木本类植物功能型的高适宜区面积2050年(RCP8.5)增至10.3%,呈东移趋势;亚热带常绿木本和草本类植物功能型适宜区广(占研究区总面积86.5%),未来气候下分布呈不规则波动;温带植物功能...     

舌瓣鼠尾草退化杠杆雄蕊的相关花部特征及传粉机制

杠杆状雄蕊是鼠尾草属(Salvia)物种形成的关键性状, 背部杠杆传粉模式作为该属植物与传粉者精确互作的经典案例被广泛深入研究, 但是在该属物种中还存在许多非典型的杠杆结构和传粉模式。雄蕊结构及其与传粉者互作的多样性, 使得鼠尾草属成为研究植物传粉模式转变的模式材料, 舌瓣鼠尾草(S. liguliloba)即是一种具非典型的退化杠杆状雄蕊结构和传粉特征的代表性物种。该文着重对舌瓣鼠尾草的花器官结构和传粉特征进行研究, 并与具有短药隔杠杆的毛地黄鼠尾草 (S. digitaloides)做比较分析, 以期揭示退化杠杆可能的进化选择压力及其生态学意义。结果表明, 舌瓣鼠尾草具有较短的花冠、更窄的冠筒和较短的雄、雌蕊(p < 0.05)。退化萎缩的雄蕊下臂, 冠筒内的狭小空间限制了唯一的有效传粉昆虫——三条熊蜂(Bombus trifasciatus)推动雄蕊做杠杆状运动, 而是靠近花药直接利用头部完成授粉。相比经典的杠杆状雄蕊结构及其传粉过程, 小型花冠和退化杠杆雄蕊是对专一性和活跃度较高传粉昆虫的适应, 可能具有完全不同的进化途径和繁殖策略。