植物繁殖保障与异交的进化适应是植物繁殖与进化生态学领域的重要研究内容之一。黑环罂粟(Papaver pavoninum Fisch.)是广泛分布于新疆荒漠草原带且春季开花的一年生野生花卉。该物种仅进行有性繁殖,花两性,无花蜜,鲜红色且气味浓郁,单花寿命较短,虫媒传粉。本文通过野外观测和室内实验,对黑环罂粟的开花式样、繁育系统和传粉特性等进行了研究,以期揭示该物种在新疆荒漠草原春季环境中的繁殖保障与异交机制。研究结果不仅可为全面揭示新疆春季开花植物对荒漠极端环境的适应机制积累理论资料,还可为春季野生花卉的保育和开发利用提供理论依据。主要结果如下:(1)该物种单花寿命仅6.25±0.24h,意味着传粉必须集中在开花后较短时间完成才能保障有性繁殖成功。散粉前每花中61.39%的雄蕊花药高于或等高于柱头,说明该物种具有自主自花传粉的能力;花药在开花前2h左右开始散粉,开花时花中约20.06%的花粉已散粉,且柱头表面已有花粉落置,说明该物种能闭花授粉;不同温度处理下的花粉活力持续时间不存在显著差异,说明环境温度对花粉活力无影响;不去雄套袋和去雄后人工自花授粉均能结籽,说明该物种自交亲和且能通过自主自花授粉来进行繁殖保障;异花授粉的结籽率显著高于自花授粉的,说明异交能提高结籽率;不授粉及花各部的移除与低温等因素可延长单花寿命,授粉及高温可缩短单花寿命。(2)每株每日仅开一朵花,意味着该物种的有性繁殖只能通过自花授粉和异株异花授粉来实现,避免了同株异花授粉,减少了自交的机会;居群中所有植株每天都集中在05:00-13:00完成开花,可在较短的花寿命里通过集中开花来增加群体的花展示,以吸引传粉者促进异株异花传粉;鲜红色、黑色和桃红色相间的花瓣颜色可增大对传粉者的吸引;花各部均有气味,主要成分为苯乙醛、反-己烯醛和1-十九碳烯,且开花时的相对含量高,在花中表现为:雄蕊>花瓣>雌蕊,说明雄蕊对传粉者的吸引最大,有利于吸引传粉者进行异花传粉;主要传粉者意大利蜜蜂Apis mellifera的访花高峰出现在开花后1h左右,可使异花传粉集中在开花后短时间内进行,以促进异交。在新疆荒漠草原的春季环境中,花寿命较短的黑环罂粟既可在因低温和多风所导致的传粉者不足或活动受限的天气里,通过闭花授粉等机制来快速进行繁殖保障,也可在晴朗且传粉者活动正常的天气里,通过群体每日集中开花、每株每日仅开一朵花、较大的花与复杂艳丽的花色以及开花时浓郁的花气味等来快速吸引传粉者,以促使异交在较短的花寿命里完成。