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              中國科學院昆明植物研究所

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                                                  科研進展

                                                  昆明植物所在沿海拔梯度變化的森林群落構建機制研究取得新進展

                                                  文章来源:中國科學院东亚植物多样性与生物地理学重点实验室  |  发布时间:2019-07-30  |  作者:罗亚皇  |  浏览次数:  |  【打印】 【關閉

                                                   

                                                    森林群落構建機制是群落生態學研究的一個关键科學問題。在森林群落中,生態過程在不同空間尺度和不同垂直結構中的作用尚不清楚,需求量化不同生態因子對群落構建作用的影響。近年來,功能多樣性和系統發育多樣性的研究爲探究群落構建機制提供了新思路。 

                                                    2013年以来,中國科學院昆明植物研究所植物多样性演化和生态适应团队高连明研究组与植物多样性与基因组学团队李德铢研究组依托丽江森林生态系统定位研究站,以玉龙雪山海拔梯度样带为研究平台,基于系統發育信息和功能性狀對森林垂直群落的構建機制和生態因子的相對作用開展了深入研究。研究發現森林垂直群落的構建機制不同:喬木層的系統發育和功能結構表現出一致性,在低海拔和高海拔呈聚集結構,表明環境過濾(如低海拔的幹旱和高海拔的低溫)可能起主導作用,而在中海拔呈離散結構,推斷競爭排斥可能起主導作用;盡管高海拔灌木層物種多樣性最低,但其系統發育多樣性和功能多樣性最高,推斷在高海拔地區親緣關系較遠的灌木物種間具有較強的互利作用或者由于惡劣的環境使親緣關系較近的物種間發生了競爭排斥;草本層群落的構建隨機過程占主導,該過程可能受曆史事件或者散布限制等因素的影響,此外,草本層具有不同的系統發育(離散)和功能(趨同)結構,這可能與草本植物具有較低的系統發育信號(性狀趨同)相關聯。 

                                                    不同空間尺度下不同生態因子對群落結構影響的分析表明,隨著空間尺度的增大,生態因子的解釋度呈增加的趨勢,其中喬木主要受到氣候因子的影響;而林下的灌木和草本主要與土壤、郁閉度和喬木層的結構密切相關。此外,喬木還通過生物過濾或者環境過濾來影響灌木和草本的群落的結構。該研究揭示了複雜森林群落的構建機制及影響群落構建的主要生態因子,相關研究結果對高山森林生態系統的保護具有关键的指導意義。 

                                                    最近,研究成果以“Forest community assembly is driven by different strata-dependent mechanisms along an elevational gradient”爲題在線發表在生態學和生物地理學主流期刊Journal of Biogeography上,在站博士後羅亞皇爲論文的第一作者,李德铢研究員和合作導師高連明研究員爲共同通訊作者,加拿大多倫多大學Marc Cadotte教授和美國哥倫布大學Kevin Burgess教授为论文的合作作者。该研究得到中國科學院战略性先导科技专项 (XDB31000000)、國家自然科學基金(31800354)、國家博士後基金(2017M623082)和雲南省科技領軍人才項目(2017HA014)的資助。 

                                                      文章鏈接

                                                   

                                                  1 森林群落內物種的系統發育樹(a)和垂直群落(b : 喬木;c : 灌木;d : 草本)的系統關系。 

                                                   

                                                  2 群落尺度不同生態因子對森林垂直群落系統發育多樣性和功能多樣性的相對貢獻 


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