从水平维度-垂直维度，鼎湖山大样地以不同角度解释生态位分化

作者：鼎湖山站   更新时间：2024-03-25

经典生态学理论认为，生态位分化是物种共存的条件。自然森林存在着明显的分层现象，森林群落的水平结构与垂直结构共同构成了群落结构，水平维度的生态位分化不足以解释物种多样性极高的热带和亚热带森林中植物物种共存机制。因此，有必要从垂直维度探索生态位分化的潜在机制。

为此，近年来，中国科学院华南植物园生物多样性与生态安全研究组，基于鼎湖山大样地研究平台，借助林冠塔吊，开拓性地从多个角度探索了常绿阔叶林群落内的垂直生态位分化：①利用生理功能性状，发现森林物种在垂直维度上表现出多层次的性状变异，证实了群落中垂直生态位分化的普遍存在（成果发表于Forests，冯嘉谊博士为第一作者，练琚愉研究员为通讯作者）；②基于个体水平的植物功能性状分析，发现叶片功能性状和个体大小的种内差异是影响树种垂直分层和生境适应的重要因素，证实了生态策略的垂直效应（成果发表于Functional Ecology，宾粤博士为第一作者，练琚愉研究员为通讯作者）；③结合优势树种不同垂直高度的叶片性状和光谱特征，拓展了树种分类的研究模式，强调了垂直维度在森林群落研究中的重要性（成果发表于Remote Sensing，练琚愉研究员为论文的共同作者，合作者为广州大学的吴志峰教授和俞方圆副教授）。

最近，以个体树高值来表征垂直维度，发现种内功能性状与树高的相关性存在种间差异，说明不同物种生活史策略的差异是垂直生态位分化的重要因素之一；在分析中纳入种内差异会增强功能性状和植物生长的相关性。研究成果以Functional traits are more strongly correlated with biomass than diameter growth为题，发表于国际生态学经典期刊Journal of Ecology。宾粤博士为论文第一作者，练琚愉研究员为论文通讯作者。

以上研究得到了国家自然科学基金项目和中国科学院战略性先导科技专项的支持。研究从理论上验证了森林树种垂直生态位的存在，并强调了垂直生态位分化对阐明亚热带森林树种共存机制的重要性。

论文链接：

Feng et al. Forests, 2022   https://doi.org/10.3390/f13101548

Bin et al. Functional Ecology, 2022   https://doi.org/10.1111/1365-2435.14003

Zhang et al. Remote Sensing, 2022  https://doi.org/10.3390/rs14246227

Bin et al. Journal of Ecology, 2024  https://doi.org/10.1111/1365-2745.14281

图1  鼎湖山林冠塔吊

图2  森林物种胸径（a，b）和生物量生长（c，d）与比叶重（LMA）和光合作用投资（PI）的关系