植物身份决定花圃中传粉者、天敌、植食者与分解者的丰度格局

《Ecosphere》:Plant identity determines pollinator, natural enemy, herbivore, and decomposer abundances in flower plantings

【字体: 时间:2026年01月24日 来源:Ecosphere 2.9

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  本综述系统评估了27种花卉植物对地上(传粉者、天敌、植食性节肢动物)和地下(捕食性、植食性、分解性线虫)功能群生物丰度的影响。研究发现植物物种身份和生命周期(一年生/多年生)显著调控多营养级生物群落,其中一年生植物更利于提升有益生物丰度。研究首次揭示植物特征(花期、覆盖度)与线虫群落的关联,为设计兼顾地上-地下生态系统服务(如生物防治、养分循环)的多功能花带提供了关键依据。

  
引言:农业景观中花卉种植的生态服务价值
在农业生态系统中,花卉种植通过增强传粉和生物防治服务促进作物可持续生产。全球约75%的主要作物依赖传粉媒介,其年经济价值达2350-5770亿美元,而天敌提供的害虫控制服务仅在美国年价值超45亿美元。相比之下,地下生物多样性在气候调节、养分循环等方面的作用尚未被充分认知。花卉条带作为常用生境管理措施,虽能支持有益生物,但对邻近田地的服务增效平均仅16%,且对地下生物(尤其是线虫)的影响研究匮乏。
材料与方法:多站点跨年度的系统评估
研究在瑞典南部的L?nnstorp和中部的L?vsta两个试验点开展,采用完全随机区组设计,对27种植物(表1)进行单种栽培观测。通过每周定点观测记录访花昆虫(食蚜蝇、野生蜂),真空采样法收集叶际节肢动物(植食者、寄生蜂、捕食者),并利用土壤钻芯法提取线虫(按食性分为植食性、捕食性、分解性)。同步测定植物关键特征:花期覆盖度、单花面积、盛花期时序和生命周期。
结果:植物身份主导功能群分布格局
植物物种身份对八类功能群丰度均具显著影响(图1)。Echium plantagineumCentaurea cyanus等物种表现出多功能潜力,能同时支持高丰度的传粉者、天敌和分解线虫。一年生植物相比多年生植物显著提升分解线虫丰度,野生蜂和捕食性节肢动物也呈类似趋势。盛花期时序调控昆虫访花规律:食蚜蝇偏好早花植物,寄生蜂倾向晚花物种。植物覆盖度与食蚜蝇丰度正相关,而花面积未显著影响任何功能群。相关性分析表明,寄生蜂与捕食性节肢动物丰度协同变化,分解线虫与植食线虫、传粉者间存在正向关联(图3)。
讨论:多维性状驱动的地上-地下互作机制
植物身份通过花部特征(如蜜腺结构)和资源分配策略影响生物群落。一年生植物的优势可能源于其高报酬的花资源吸引广食性传粉者(如Bombus lucorum复合群),而耕作扰动促进分解线虫增殖。地下-地上关联可能通过养分循环实现:分解线虫加速有机物矿化,间接增强植物开花能力并吸引传粉者。研究强调需平衡服务与风险,例如E. plantagineum在支持益虫的同时也承载高植食线虫负荷。
结论:优化花带设计的实践路径
本研究为定制多功能花带提供了物种筛选依据(表2)。建议结合目标作物需求,优先选择能协同支持多功能群(如C. cyanus)、且盛花期匹配关键服务需求的物种。未来研究应拓展至长期生态效应及具体作用通路(如花化学性状-线虫-养分循环耦合机制),以全面提升农业生态系统的可持续性。
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