摘要
从传粉角度阐释植物群落的构建与多样性维持机制已经成为生态学相关研究的热点和前沿问题之一。花粉传递效率或质量是评价传粉者介导的植物之间相互作用结果的重要环节。在群落中，许多共同开花植物之间共享传粉者可能发生大量种间花粉传递现象，形成复杂的花粉传递网络。由于不同区域中开花植物以及传粉者资源的差异，花粉传递网络结构可能有不一样的表现。在群落背景下，研究传粉者介导下的植物间花粉传递网络和植物间相互作用，并解析其影响因素，更能体现植物和传粉者之间的内在联系，对于认识群落构建和物种共存具有重要意义。我国目前在这方面的研究还相对较少。本研究以全球生物多样性热点地区-滇西北横断山脉地区高山草甸开花植物为研究对象，通过详细调查开花植物柱头上的花粉落置信息，在建立植物-植物间花粉传递网络的基础上，深入探讨了传粉者介导下的植物间相互作用关系，主要研究结果如下： 1. 通过采集群落中36科92属135个植物物种的花粉，归纳总结了花粉的提取、测量和特征描述方法。首次结合光学显微镜荧光和亮场成像描述了花粉形态特征，绘制了完备的花粉图像库；在此基础上，使用多重因子分析对花粉形态特征进行贡献值排序，建立了定距式花粉检索表，帮助完成花粉准确且快速的鉴定。为相关区域的群落传粉生态学相关研究提供了完整的方法和结果参考。 2. 通过识别群落中植物柱头上落置的同种花粉和异种花粉信息，探讨了花粉、柱头性状和花丰度对柱头上花粉落置的影响。研究发现，花粉数量和药柱距离不影响柱头落置；相较于异种花粉来说，同种花粉传递更容易受到花粉体积的负面影响；而异种花粉传粉则更容易发生于柱头面积大、暴露程度高的物种；高丰度和多胚珠数会对同种花粉落置表现出促进作用，而不利于异种花粉落置。这表示，柱头上接收同种花粉和异种花粉会在不同程度上受到物种特有的花粉和柱头特征以及花丰度的影响。 3. 通过计算网络大小、连接性、嵌套性和模块性这四个网络级别的指标，发现花粉传递网络结构存在以下特点：在群落中普遍存在植物之间的花粉传递现象，但异种花粉占柱头上花粉总量很小，表现出连接的广泛性和异种花粉传递的有限性；花粉受体通常不是花粉供体，显示出植物间异种花粉具有单向连接性；同时，花粉传递网络的连接数量和连接强度也表现出较高的不对称性；除此之外，该网络还表现出明显的嵌套属性和模块化结构。这些结构特征避免了植物之间在花粉传递过程中的过度干扰。 4. 通过比较模块内外的花性状和传粉者共享的差异发现，与模块之间的植物相比，模块内部的植物具有更相似的花性状和更高的传粉者共享程度，植物也倾向于在同一模块中接收和提供花粉。进一步分析发现，柱头越大、暴露程度更高的植物更容易接收更多异种花粉，在网络中处于更中心的位置，这说明植物在网络中的位置受到花性状的影响，影响着网络的结构和功能。 5. 通过研究植物柱头上落置的同种花粉和异种花粉之间的关系，解析了群落水平上传粉者介导的植物间传粉相互作用（包括数量效应和质量效应）。研究发现，在群落中是以植物间的促进效应或者中性效应占据主导地位，而且传粉促进作用在数量效应（花粉数量）中相较于质量效应（花粉管萌发）更为普遍。因此，我们的结果表明植物间共享传粉者的益处可能大于弊端（如异种花粉沉积和同种花粉丢失等）。 通过花粉形态快速准确、定量鉴定柱头花粉落置是理解传粉者介导的植物之间相互作用的基础和关键，在这一工作基础上，本文较为全面解析了花粉传递网络的基本特征，并初步分析了影响同种和异种花粉传递的因素。论文结果丰富了我们对于多样性程度极高的开花植物群落花粉传递式样和规律的认识，为从传粉视角理解植物群落构建和多样性共存提供了一定的科学支撑。
NETL