生态学家一直关注生物间相互作用在维持物种共存中的作用。例如，传粉者能够通过传递同种/异种花粉介导同花期植物之间的繁殖互作。越来越多的研究证明，这种由传粉者介导的植物间互作在促进物种共存，维持群落中开花植物多样性方面发挥了重要作用。然而，对于群落中某些关键物种在传粉互利网络中的具体作用，我们知之甚少。理解这些群落内物种间相互作用机制对物种多样性维持、保护和恢复至关重要。
在植物群落中，优势物种指的是数量或生物量最多的植物。现有研究主要关注群落优势种对生产力的作用，而对它们在传粉服务和植物繁殖力等方面的作用知之甚少。磁力物种则是那些对传粉者有极强吸引力的植物，能够通过吸引更多传粉者，增加邻近植物的传粉机会。鉴于优势物种和磁力物种的特殊性质，了解这些物种在传粉者介导的植物间互作中发挥了什么作用有助于更好地理解植物群落中的物种共存机制。
为了探究传粉者介导的相互作用与植物繁殖之间的联系，我们首次利用控制实验同时评估一个群落中两类传粉关键物种对邻近植物传粉成功的影响。在青藏高原高寒草甸生态系统中，通过实验剔除开花优势物种或吸引力较强的磁力物种，研究了植物之间的传粉作用变化及其对繁殖成功的影响，并探讨了在每种剔除实验中传粉者访问频率、传粉者物种丰富度与植物繁殖的关系。最后，我们评估了群落中植物间花性状的差异是否能够解释部分传粉者活动的变化。
我们发现，与对照组相比，剔除优势物种-高原毛茛（Ranunculus tanguticus）降低了群落水平的传粉昆虫访问频率，但对传粉昆虫物种丰富度和植物结籽率没有明显影响（图1）。另外，剔除优势物种降低了矮金莲花（T. farreri）和磁力物种缘毛紫菀（A. souliei）的传粉昆虫访问频率和物种丰富度（图1）。但邻体植物中，只有矮金莲花（T. farreri）因为与优势物种的花性状更相似，获得了更高的繁殖适合度（图2，图3）。
图1 存在和剔除优势物种高原毛茛（Ranunculus tanguticus）的样地中传粉昆虫的访问频率（a-e）、传粉昆虫的物种丰富度（f-j）和植物结籽率（k-o）
图2 剔除优势物种高原毛茛（Ranunculus tanguticus）实验中所有样地的传粉昆虫丰富度与传粉昆虫访问频率之间的关系（a-e）、传粉昆虫访问频率与植物结籽率之间的关系（f-j）以及传粉昆虫丰富度与植物结籽率之间的关系（k-o）
图3 传粉昆虫访问频率（a）和传粉昆虫丰富度（b）与植物花性状差异性的关系
我们还发现与对照组相比，剔除磁力物种-缘毛紫菀（Aster souliei）后整个群落的传粉昆虫访问频率、传粉昆虫丰富度和植物种子结籽率均降低（图4）。在物种水平上，除矮金莲花（T.farreri）外，剔除磁力物种缘毛紫菀（Aster souliei）降低了所有邻体植物的传粉昆虫访问频率和丰富度、以及除条叶银莲花（A. coelestina）外所有物种的结籽率（图 4）。大多数物种的结籽率都随着传粉昆虫访问频率和丰富度的增加而略有增加（图5）。
图4 存在和剔除磁力物种缘毛紫菀（Aster souliei）的样地中传粉昆虫的访问频率（a-e）、传粉昆虫的物种丰富度（f-j）和植物结籽率（k-o）
图5 剔除磁力物种缘毛紫菀（Aster souliei）实验中所有样地的传粉昆虫丰富度与传粉昆虫访问频率之间的关系（a-e）、传粉昆虫访问频率与植物结籽率之间的关系（f-j）以及传粉昆虫丰富度与植物结籽率之间的关系（k-o）
群落中数量非常丰富的（优势物种）或高度吸引传粉者的（磁性物种）植物物种被认为在传粉者介导的植物-植物相互作用中发挥着关键作用。通过在自然群落中剔除这两类物种，我们量化并比较了优势物种和磁力物种对群落传粉成功的影响，表明这两类物种对于邻近植物的传粉都有促进作用。但只有花性状与优势物种更相似的植物会获得好处，而磁力物种有利于所有邻近植物的传粉成功，这一发现弥补了以前的研究空白。该研究揭示了群落内不同植物促进邻近物种繁殖成功的机制，进一步强调了跨营养级的生物互作关系（尤其传粉作用）在物种多样性维持中的作用，同时对全球变化背景下物种多样性保护与恢复具有重要指导意义。
以上研究结果以“Experimental species removal reveals species contributions to positive pollinator-mediated reproductive interactions”为题，于2024年10月22日在线发表在国际著名生态学期刊Ecology上。该研究依托甘肃甘南草原生态系统国家野外科学观测研究站开展，兰州大学生态学院、草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室赵志刚教授为该论文通讯作者，兰州大学生态学院2024届博士研究生毕柽为该论文的第一作者，隆德大学Øystein H. Opedal副教授，课题组博士生杨婷和博士后高二亮为该论文的共同作者。该研究获得国家重点研发计划（2017YFC0504801），甘肃省重大专项（20ZD7FA005）的资助。
