群落树种功能性状与环境生态位共变研究
系统发育群落生态学(Phylogenetic community ecology)是近年来新兴的群落生态学和进化生物学的交叉学科,该学科的特色在于从系统发育维度探讨群落构建和物种共存的机制。当前利用系统发育分析方法进行群落生态学研究的一个重要前提是种间的系统发育距离可以代替种间的生态非相似性。生态学家通常假设功能性状可以作为局域尺度生态位的替代,通过分析功能性状的系统发育信号来判断种间的系统 发育距离是否可以替代生态非相似性。但是,很少有研究对功能性状和生态位的关系进行实证。
版纳植物园森林群落结构、功能与动态研究组近年来致力于基于系统发育维度的树种共存机制的研究,在国内和国际同行中具有了一定的显示度。近期应邀在Journal of Plant Ecology最新一期的“系统发育群落生态学”专刊(Hong Qian和Lin Jiang主编)上,以Functional traits of tree species with phylogenetic signal co-vary with environmental niches in two large forest dynamics plots为题发表研究论文。本研究利用西双版纳20公顷样地及哀牢山6公顷样地的树种个体分布及环境数据来度量树种在局域尺度上的环境生态位,测定在生境选择或竞争能力中起重要作用的关键功能性状,基于DNA barcodes所构建的群落系统发育树,应用系统发育比较方法和系统发育信号的检测方法,分析局域群落中共存树种功能性状与环境生态位在物种水平上的共变关系,并探讨生态位过程和中性过程在群落构建中的相对作用。研究支持局域群落中树种功能性状与环境生态位在物种水平上存在共变关系,并基于此进一步结合群落系统发育和功能性状结构,揭示了环境过滤在哀牢山森林群落构建中占主导地位,而竞争排斥在西双版纳季节雨林群落发挥更重要的作用。本研究建议功能性状和生态位之间的关系检验应作为系统发育群落生态学研究的前提条件。
研究得到国家自然科学基金(31000201、31370445和31061160188)、国家重大科学研究计划项目(2014CB954100)、中国科学院“西部之光”人才培养计划重点项目和科技部基础研究专项基金(2012FY10400, 2011FY120200)的资助,且得到了中国科学院西双版纳热带雨林生态系统研究站补蚌工作站和哀牢山亚热带森林生态系统研究站的大力支持。
西双版纳20公顷和哀牢山6公顷动态监测样地(莫晓雪摄)