本文關鍵詞：中國西南山茶屬植物傳粉昆蟲研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對山茶屬(Camellia)植物原種保護與生產實際的需求,在中國西南部的貴州和云南兩省的5個氣候類型區(qū)內,選擇了比較有代表性的12個山茶屬植物物種及20個居群,在區(qū)域尺度上,著重就傳粉昆蟲類群的組成、主要種類、訪花行為學特性,植物花部特征(顏色、揮發(fā)物、花蜜)、開放樣式及對傳粉昆蟲的作用和影響等方面,開展了研究工作。研究結果如下:1.山茶屬植物傳粉昆蟲的種類組成及地理區(qū)系分布山茶屬植物傳粉昆蟲類群主要由昆蟲綱中的4個目,即膜翅目(Hymenoptera)、雙翅目(Diptera)、鱗翅目(Lepidoptera)和鞘翅目(Coleoptera)組成。共有4目28科63屬88種(亞種)的昆蟲參與了山茶屬植物的傳粉,其中,鱗翅目9科37種(亞種);膜翅目3總科10科28種(蜜蜂總科(Apoidea)5科14種,胡蜂總科(Vespoidea)4科13種,姬蜂總科(Ichneumonoidea)1科1種);雙翅目7科18種,鞘翅目2科5種。膜翅目的傳粉昆蟲參與了所有12種20個居群山茶屬植物的傳粉,占據主導地位;雙翅目的傳粉昆蟲,也參與了所有山茶屬植物的傳粉,大多處于次要地位;鱗翅目的傳粉昆蟲,參與了部分山茶屬植物的傳粉;鞘翅目的傳粉昆蟲,僅在普通油茶等少數物種上訪花。膜翅目中的地蜂科(Andrenidae)、蜜蜂科(Apidae)、胡蜂科(Vespidae),雙翅目中的食蚜蠅科(Syrphidae)、麗蠅科(Calliphoridae),鱗翅目中的天蛾科(Sphingidae)、鳳蝶科(Papilionidae)、蛺蝶科(Nymphalidae)、弄蝶科(Hesperiidae)為普通油茶(C.Oleifera Abel.)的主要傳粉昆蟲科。在傳粉昆蟲科的總的訪花次數中所占比例分別達到:29.44%、25.90%、21.52%,9.66%、4.60%,2.49%、1.66%、0.99%、0.84%。油茶地蜂(Andrena camellia Wu)、中華蜜蜂(Apis cerana cerana Fabricius)、墨胸胡蜂(Vespa velutina nigrithorax Buysson)、大頭金蠅(Chrysomya megacephala(Fabricius))、羽芒寬盾蚜蠅(Phytomia zonata(Fabricius,1787))、石長黃胡蜂(Dolichovespula saxonica saxonica(Fabricius))、黑尾胡蜂(Vespa ducalis Smith)、蜂鳥天蛾(Macroglossum stellatarum Linnaeus)、金環(huán)胡蜂(Vespa mandarinia Smith)、灰?guī)Ч苎料?Eristalis cerealis Fabricius)、斜斑鼓額蚜蠅(Scaeva pyrastri(Linnaeus))等11種昆ii蟲,為普通油茶的主要傳粉昆蟲。11種昆蟲在所有山茶屬植物傳粉昆蟲總的訪花次數中所占比例分別達到:5.01%、4.52%、2.52%、0.79%、0.70%、0.47%、0.45%、0.44%、0.38%、0.36%、0.25%。中華蜜蜂是怒江山茶(c.saluenensisstapfexbean)、西南紅山茶(c.pitardiicoh.stuart)、滇山茶(c.reticulatalindl)等冬春花期的山茶屬植物的主要傳粉昆蟲。山茶屬植物的傳粉昆蟲,在世界地理區(qū)系分布上,具有明顯的東洋界成分,有5種分布型,以跨界分布型為主,廣布種占有明顯優(yōu)勢;在中國地理區(qū)系分布上,以華中區(qū)種類為主,共有7種分布型,跨區(qū)分布型種類占有明顯優(yōu)勢。在82種傳粉昆蟲中,有22種為貴州新記錄,占26.83%。普通油茶傳粉昆蟲的類群具有更高的生物多樣性。香農-威納(shanon-wiener)指數(h′)達到2.379,明顯高于其他山茶屬植物。普通油茶的傳粉昆蟲種類及數量與安龍瘤果茶(c.anlungensischang)、離蕊金花茶(c.nitidissimac.w.chi)、日本山茶花(c.japonical.)、滇山茶(c.reticulatalindl)、長瓣短柱茶(c.grijsiihamce)、怒江山茶等山茶植物相比差異較大,棲地相似度指數值均在814以上。2.油茶地蜂的訪花行為學習性油茶地蜂的種群在北亞熱帶、南亞熱帶及中亞熱帶3個氣候類型區(qū),存在顯著性差異,中亞熱帶是油茶地蜂分布的最適氣候區(qū),北亞熱帶與南亞熱帶是其分布的南北兩個邊緣氣候區(qū)。在海拔800m以上與海拔800m以下的區(qū)域,油茶地蜂種群存在顯著性差異,海拔800m以下區(qū)域油茶地蜂的種群數量更高。油茶地蜂種群還與坡位、油茶林下的地被物的多少相關,坡的上部、中部的油茶地蜂數量高于下部。地被物多的油茶林分中,地蜂巢的數量少。典型的油茶地蜂的訪花過程,呈現“雙峰型”的訪花節(jié)律。地蜂進出巢的時間、間隔和次數分別為:進出巢3-4次/天。第一次回巢,最早到達的時間為10時22分,最后一次出巢,最晚出巢的時間為16時34分。每次從出巢到進巢的時間間隔平均為1.67±0.46h(n=27),最少為1.20h,最多2.59h。從進巢到出巢的平均間隔為21.43±8.09min(n=46),最短11min,最長41min。油茶地蜂攜粉足的結構分為兩個部分,第一部分是由脛節(jié)及第一跗節(jié)上密集輪生的、較堅硬的、圓錐狀毛叢組成的花粉刷;第二部分為股節(jié)外部和轉節(jié)端部有羽狀分枝的弧形長毛組成的花粉籃。花粉分別裝在花粉刷的毛叢及花粉籃中。每只攜粉足上的花粉刷及花粉籃的載粉量為1.64±0.56mg(n=10);每只攜粉足攜帶的花粉總數為9068±2364粒(n=42)。身體上總的攜粉數量平均為2036±860粒(n=25)。3.胡蜂的訪花行為學習性為山茶屬植物傳粉的胡蜂有12種,其中胡蜂科胡蜂亞科(vespinae)種類最多,有8種;異腹蜂亞科(polybiinae)1種(印度側異胡蜂(parapolybiaindicaindica(sussure));馬蜂亞科(polistinae)1種(約馬蜂(polistesjokahamaeradoszkowski))。蜾蠃科(eumenidae)2種。12種傳粉胡蜂都在普通油茶上訪花,墨胸胡蜂同時也在博白大果油茶(c.gigantocarpahu.)、越南油茶(c.vietnamensishuang.)、茶(c.sinensis(l.)o.kuntz)、離蕊金花茶和安龍瘤果茶上傳粉。墨胸胡蜂、金環(huán)胡蜂、黑尾胡蜂、石長黃胡蜂是各區(qū)域出現最多的胡蜂。在區(qū)域上,黔中地區(qū)是山茶屬植物訪花胡蜂出現最多的區(qū)域,黔西南是第二多的區(qū)域,在黔東南的的試驗點,胡蜂較少被發(fā)現。4.中華蜜蜂的訪花行為學習性中華蜜蜂能夠為12種山茶植物傳粉。怒江山茶、滇山茶、西南紅山茶則主要依賴中華蜜蜂傳粉。中華蜜蜂在這些山茶植物上的到訪次數、到訪后連續(xù)訪花的次數、在花上的累計停留時間、單花的累計停留時間等指標均高于其他傳粉昆蟲。中華蜜蜂攜粉足的結構,與地蜂的完全不同的,在花粉籃的構成上,主要由脛節(jié)特化形成,脛節(jié)的外側面特化成扁平狀并凹陷形成花粉籃的底,脛節(jié)邊緣的一排整齊粗狀的毛,構成花粉籃的邊框。采集的花粉與蜜蜂的分泌的唾液、蜜混合形成粘接縝密的花粉球,裝在花粉籃里,花粉球附著牢固。相比起來,地蜂的花粉籃的結構更為原始,花粉籃中的花粉更為松散。蜜蜂的第一跗節(jié)進一步特化成為凈角器,專門作為觸角的清理和凈化的工具。中華蜜蜂在怒江山茶上訪花時,每只攜粉足花粉籃的載粉量為4.15±0.85mg(n=8),花粉數為11496±1871粒/mg(n=8)。5.鱗翅目、雙翅目的幾種訪花昆蟲的訪花行為學習性鱗翅目、雙翅目中的蜂鳥天蛾(macroglossumstellatarumlinnaeus)、琉璃蛺蝶(kaniskacanace(linnaeus,1763))、幻紫斑蛺蝶(hypolimnasbolina(linnaeus))、青鳳蝶iv(graphiumsarpedon(linnaeus,1758))、大頭金蠅(chrysomyamegacephala(fabricius))、羽芒寬盾蚜蠅(phytomiazonata(fabricius,1787))及毛蚊(bibionidaesp.)等是山茶屬植物花上的一些比較特殊的傳粉昆蟲,過去少有報道。這些昆蟲的訪花過程,大多呈現間斷型的訪花節(jié)律。蜂鳥天蛾是目前所見的訪花昆蟲中,唯一采用懸停方式訪花的昆蟲,與蜂鳥的訪花的方式和姿態(tài)相同,具有比較高的訪花頻率。大頭金蠅在普通油茶、滇山茶、怒江山茶、安龍瘤果茶、長瓣短柱茶、茶、博白大果茶、越南油茶、金花茶等多種山茶屬植物上訪花,是山茶屬植物重要的傳粉昆蟲。羽芒寬盾蚜蠅在4個氣候類型區(qū),349米-2050米海拔范圍及16個普通油茶居群上廣泛分布,是普通油茶的訪花昆蟲的優(yōu)勢種之一。毛蚊在怒江山茶的末花期,訪花頻次非常高,在怒江山茶上訪花的累計停留時間占全部訪花昆蟲總的累計停留時間的比例為98.61%,訪花強度顯著高于其他訪花昆蟲,為絕對的優(yōu)勢種,有效的攜粉數達到700.40±229.63粒(n=5),具有一定的的傳粉效率。6.12種山茶屬植物花的揮發(fā)物對貴州、云南兩省12種山茶屬植物花的揮發(fā)性物質及其相對含量進行分析。共分離鑒定出237種揮發(fā)性化合物,占總揮發(fā)性化合物種類的99.58%。主要包括醛類、酮類、醇類、酯類、萜烯類、烷烴類、酸類及其他類等8類化合物。以怒江山茶花的揮發(fā)物種類最多(88種),離蕊金花茶最少(41種)。有51種化合物為12種山茶屬植物中的多數植物所共有。其中,100%共有的5種;90%共有的8種;80%共有的10種;70%共有的10種;50%共有的18種;50%以下共有的100種。有86種化合物為各物種所獨有。歸類分析表明,醇類比例最高,達29.87%;萜烯類次之,為27.79%;酯類第三,為22.48%�；衔镏邢鄬孔罡叩氖莑-芳樟醇,相對含量達75.94%;其次為(z)-3-己烯酯,為42.48%;第三為庚烷-2-酮,為31.67%;第四為(z)-3-己烯-1-醇和(s)-2-庚醇,分別達23.79%和20.95%。7.山茶屬植物的傳粉鳥類在貴州省貴陽、冊亨、望謨及云南省騰沖等地研究發(fā)現,有7科7屬9種雀形目鳥類,在山茶科(theaceae)的3種植物普通油茶、滇山茶、長果大頭茶(polysporalongicarpa(h.t.chang)c.x.ye))上訪花。中國西南區(qū)一直被認為是東洋界的鳥類和山茶科植物的分化中心及生物多樣性中心。但如此多的的傳粉鳥集中在山茶科植物上訪花,過去少有報道。特別是鵯科(Pycnonotidae)、葉鵯科(Chloropseidae)、卷尾科(Dicruridae)、鴉科(Corvidae)的一些中型鳥類同時參與其中十分罕見。進一步研究表明,3種植物的傳粉鳥以“非專性嗜蜜鳥”為主,表現出對“非專性嗜蜜鳥”的適應。3種山茶科植物的傳粉系統(tǒng)均由昆蟲傳粉和鳥類傳粉兩個系統(tǒng)嵌套構成。
【關鍵詞】：山茶屬 傳粉昆蟲 地蜂 傳粉鳥 綜合傳粉征
【學位授予單位】：中國林業(yè)科學研究院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q948.122
【目錄】：

• 摘要5-10
• Abstract10-29
• 第一章 緒論29-41
• 1.1 引言29-33
• 1.1.1 研究背景29-32
• 1.1.2 研究的目的意義32-33
• 1.2 國內外相關研究的進展及動態(tài)33-39
• 1.2.1 傳粉生物學的研究進展33-36
• 1.2.2 山茶屬植物傳粉昆蟲研究進展36-37
• 1.2.3 植物的繁育系統(tǒng)與傳粉綜合征37-38
• 1.2.4 特化與泛化38-39
• 1.3 研究的目標和主要內容39
• 1.4 主要技術路線39-40
• 1.5 研究經費來源40-41
• 第二章 山茶屬植物傳粉昆蟲的種類構成及多樣性分析41-83
• 2.1 材料及方法41-45
• 2.1.1 山茶屬物種41-42
• 2.1.2 研究地點42
• 2.1.3 研究方法42-45
• 2.2 結果及分析45-81
• 2.2.1 山茶屬植物傳粉昆蟲的種類組成45-51
• 2.2.2 山茶屬植物傳粉昆蟲的區(qū)系分布51-57
• 2.2.3 山茶屬植物傳粉昆蟲的類群組成57-65
• 2.2.4 山茶屬植物傳粉昆蟲在目、科、種三個階元上的多樣性65-81
• 2.3 小結與討論81-83
• 第三章 油茶地蜂的訪花行為學習性83-110
• 3.1 材料及方法84-87
• 3.1.1 研究地點84-85
• 3.1.2 研究方法85-87
• 3.2 結果及分析87-108
• 3.2.1 油茶地蜂巢的數量及分布規(guī)律87-92
• 3.2.2 油茶地蜂的訪花行為學習性92-101
• 3.2.3 油茶地蜂身體各部位的攜粉數量及攜粉足構造101-102
• 3.2.4 油茶地蜂對顏色的趨性試驗102-104
• 3.2.5 普通油茶的傳粉綜合征104-106
• 3.2.6 艷斑蜂對油茶地蜂種群的盜寄生106-108
• 3.3 小結與討論108-110
• 第四章 幾種山茶屬植物傳粉胡蜂的訪花行為習性110-128
• 4.1 材料及方法111-112
• 4.1.1 研究地點111-112
• 4.1.2 研究方法112
• 4.2 結果及分析112-126
• 4.2.1 山茶屬植物傳粉胡蜂的種類112-113
• 4.2.2 石長黃胡蜂的訪花行為習性113-116
• 4.2.3 金環(huán)胡蜂的訪花行為習性116-118
• 4.2.4 黑尾胡蜂的訪花行為習性118-119
• 4.2.5 墨胸胡蜂的訪花行為習性119-126
• 4.3 小結與討論126-128
• 第五章 山茶屬植物傳粉蜜蜂的訪花行為習性128-142
• 5.1 材料及方法129-131
• 5.1.1 研究地點129
• 5.1.2 研究方法129-131
• 5.2 結果及分析131-140
• 5.2.1 中華蜜蜂傳粉的山茶屬植物種類131-132
• 5.2.2 中華蜜蜂的訪花行為習性及滇山茶的傳粉綜合征132-136
• 5.2.3 中華蜜蜂在怒江山茶上的訪花行為習性136-140
• 5.3 小結與討論140-142
• 第六章 山茶屬植物上幾種特殊訪花昆蟲的訪花習性142-161
• 6.1 材料及方法143-144
• 6.1.1 研究地點143-144
• 6.1.2 研究方法144
• 6.2 結果及分析144-158
• 6.2.1 4 種鱗翅目昆蟲在山茶屬植物上的訪花行為習性144-149
• 6.2.2 3 種雙翅目昆蟲在山茶屬植物上的訪花行為習性149-158
• 6.3 小結與討論158-161
• 第七章 山茶屬12種植物花的揮發(fā)性物質分析161-172
• 7.1 材料及方法161-163
• 7.1.1 材料161-162
• 7.1.2 方法162-163
• 7.2 結果及分析163-170
• 7.2.1 揮發(fā)性物質的鑒定結果163-164
• 7.2.2 共同揮發(fā)性組分及其分析164-170
• 7.3 小結與討論170-172
• 第八章 結論和討論172-185
• 8.1 結論172-180
• 8.1.1 山茶屬植物傳粉昆蟲的種類構成及多樣性分析172-174
• 8.1.2 油茶地蜂的訪花行為習性174-175
• 8.1.3 山茶屬植物傳粉胡蜂的訪花行為習性175-176
• 8.1.4 山茶屬植物傳粉蜜蜂的訪花行為習性176-177
• 8.1.5 山茶屬植物幾種特殊訪花昆蟲的訪花行為習性177-179
• 8.1.6 12種山茶屬植物花的揮發(fā)物性物質及含量179-180
• 8.1.7 山茶屬植物的傳粉鳥類180
• 8.2 主要的研究特色及創(chuàng)新點180-182
• 8.2.1 查明了山茶屬植物的傳粉昆蟲的種類組成及區(qū)域性特征180-181
• 8.2.2 研究了山茶屬植物主要傳粉昆蟲的傳粉行為習性和規(guī)律181
• 8.2.3 分析了12種山茶屬植物花的揮發(fā)性物質181-182
• 8.3 討論182-185
• 附錄 山茶科植物傳粉鳥類的初步研究185-195
• 1.1 材料及方法186-187
• 1.1.1 研究地點186-187
• 1.1.2 方法187
• 1.2 結果及分析187-192
• 1.2.1 山茶科3種植物的傳粉鳥種類187-189
• 1.2.2 山茶科3種植物的傳粉鳥分布及訪花習性189-191
• 1.2.3 3 種山茶科植物花的結構與花蜜成分191-192
• 1.3 討論192-195
• 參考文獻195-203
• 在讀期間的學術研究203-204
• 致謝204

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本文編號：266494