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热带森林树种性状-生长关系研究取得新进展

时间:2020-09-08  来源:科技外事处  浏览次数:   作者:宋晓阳,杨洁     打印  字体: 关闭

  功能性状是指有机体所具有的与其定植、存活、生长和死亡紧密相关的一系列属性。功能性状研究通常认为:物种的功能性状决定了群落物种的存活率、生长率和死亡率。然而,全球诸多研究表明,最常用的植物形态性状与群落物种动态的关联并不紧密,在生活史周期较长的树种群落更是如此。基于此,版纳植物园森林生态结构、功能与动态研究组杨洁研究员从三个方面阐述了目前研究的局限性:忽略功能性状与群落树种动态变化的关联背景、忽视个体性状变化以及缺乏更能反映树种资源获取和分配等的硬性状。最后从综合性状、个体水平性状以及结合转录组学三个方面,指出未来研究的发展方向。研究以Why functional traits do not predict tree demographic rates为题,2018发表于国际生态学和进化生物学期刊Trends in Ecology & Evolution上。  

  为了进一步验证文观点,并丰富功能性状生态学理论,研究人员利用西双版纳补蚌20公顷大样地平台,使用广义线性混合模型,对该热带雨林中36个树种共1,138个树种个体的9年生长情况进行了模型拟合。通过比较物种水平和个体水平功能性状的模型拟合效果,验证是否含有区域气候因子、局域尺度的生物因子和包含植物整合性状的模型具有更好的拟合结果。研究结果揭示,包含个体水平性状的模型优于长期使用的物种水平性状的模型。研究结果强调树种个体水平整合功能性状及其所处环境因子对树种生长解释的重要性。如果忽视环境和个体水平在种群动态中的作用,我们对当前和未来全球变化背景下,树木种群、群落结构和动态驱动力的理解将极其有限。该研究以Intra-specific variation in tree growth responses to neighborhood composition and seasonal drought in a tropical forest为题,发表于国际生态学期刊Journal of Ecology 上。森林生态系统结构、功能与动态研究组杨洁研究员为和宋晓阳博士为文的共同第一作者,曹敏研究员为通讯作者。 

  同时,研究人员发现个体水平上的性状和生长关系在物种间存在变化,并且个体水平性状和生长的关系较弱且与物种水平的结果存在一定的矛盾性。然而,使用个体水平叶面积比的整合性状显著的增强了模型预测树木生长的能力。结果表明,在个体水平的模型模拟树种生长上,使用整合性状要优于普通性状。并且,个体水平模型模拟结果一般并不支持物种水平上树种性状-生长关系,表明物种水平的性状-生长关系研究可能导致较弱的,甚至误导性的模型模拟结果。该研究以On the modeling of tropical tree growth: the importance of intra-specific trait variation, non-linear functions and phenotypic integration为题,发表于国际植物学期刊Annals of Botany森林生态系统结构、功能与动态研究组杨洁研究员为文的第一作者,美国马里兰大学Nathan G. Swenson教授为文的通讯作者。 

  该系列研究在数据采集过程中得到西双版纳生态站的大力支持!并得到中科院战略先导专项(XDB31000000)、版纳植物园一三五专项重大突破(2017XTBG-T01)、国家自然科学基金(3167044231870410)、中科院东南亚生物多样性研究中心青年培育项目(Y4ZK111B01)和国家重点基础研究发展规划项目(2014CB954100)的支持。 

 功能性状对树种生长的相对贡献a生长-性状模型;b生长-邻体模型;c生长-气候-邻体模型

 

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