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　　近一個(gè)世紀(jì)以來，生態(tài)學(xué)家對(duì)植物種間競爭與共存的見解一直存在分歧，即使在現(xiàn)代物種共存理論經(jīng)歷多年完善和發(fā)展后所奠定的當(dāng)下植物競爭與共存基調(diào)下。但在多物種共存的植物群落中仍難以證實(shí)其大部分的觀點(diǎn)，因而學(xué)術(shù)界對(duì)植物競爭與共存的爭論一直未減，這極大地限制了植物競爭與共存理論在人工復(fù)合系統(tǒng)、熱帶森林等復(fù)雜植物群落的構(gòu)建與修復(fù)工程中的應(yīng)用。引起這一系列問題的一個(gè)主要因素是傳統(tǒng)的研究方法（如：生物量、種群數(shù)量特征等調(diào)查研究方法）多是對(duì)某一時(shí)刻植物競爭結(jié)果的回溯分析，而非直接反應(yīng)植物競爭的動(dòng)態(tài)過程，對(duì)地下交互作用的研究也非常有限。不僅如此，過去的大部分實(shí)驗(yàn)主要以配對(duì)物種之間的交互作用為考量，極少驗(yàn)證高階物種的交互作用，也極少模擬自然條件下資源環(huán)境的復(fù)雜時(shí)空異質(zhì)性。因此，對(duì)自然條件下復(fù)雜群落內(nèi)植物競爭動(dòng)態(tài)的實(shí)證研究是突破植物競爭與共存理論的瓶頸，而開發(fā)一種直觀、容易的分析方法來探索地下競爭的動(dòng)態(tài)過程則顯得尤為必要。比較而言，用于重建植物資源利用模式的穩(wěn)定同位素示蹤法可有效地應(yīng)對(duì)這些問題。對(duì)植物而言，水是通過滲透作用進(jìn)入根毛細(xì)胞，而植物可吸收的營養(yǎng)也主要以水為載體、通過質(zhì)流與擴(kuò)散被根毛細(xì)胞所截獲。因此，利用水穩(wěn)定同位素重建植物水分利用模式有助于理解植物的地下資源競爭動(dòng)態(tài)。

　　為此，版納植物園生態(tài)水文研究組出站博士后吳駿恩副研究員、博士生曾歡歡聯(lián)合導(dǎo)師劉文杰等，以熱帶雨林、叢林式膠林、不同類型復(fù)合林、純林為研究對(duì)象，連續(xù)測量了各群落土壤含水量、水穩(wěn)定同位素及土壤碳、氮、磷、鉀、鈣、鎂等含量；解析了不同喬木、灌木、草本植物組合對(duì)土壤水分、養(yǎng)分季節(jié)變化與空間分布的影響，利用穩(wěn)定同位素、結(jié)合貝葉斯混合模型估算了植物的水分利用模式；通過時(shí)間序列分析重建了植物木質(zhì)部水分的同位素信號(hào)，進(jìn)而比較了不同物種豐富度的群落內(nèi)共存種之間同位素信號(hào)差異，探討了植物地下競爭過程中資源分配的動(dòng)態(tài)變化。

　　結(jié)果表明：不同植物群落中的每一物種在一定時(shí)期內(nèi)都有一個(gè)相對(duì)有利的地下資源利用深度，從而相對(duì)于其鄰近種表現(xiàn)出更高的競爭優(yōu)勢。但是，這種資源利用深度的優(yōu)勢會(huì)隨季節(jié)的變化而減弱、逐漸消失，甚至成為劣勢。也就是說，物種間地下資源競爭的優(yōu)勢和劣勢總是隨著環(huán)境的時(shí)空異質(zhì)性而變化，而這種變化又主要受氣候要素的季節(jié)變化所驅(qū)動(dòng)。因此，即使是優(yōu)勢種也可能會(huì)在植物的資源競爭中發(fā)揮失常。因此，種間的競爭逆轉(zhuǎn)為植物群落中非傳遞性的競爭循環(huán)提供了前提條件，并進(jìn)一步抑制了植物的資源利用深度，避免了競爭排斥。此外，隨著物種組成的增加，植物群落的資源分配隨著時(shí)間的推移而變得更加精細(xì)和平等，并隨著季節(jié)的變化而反復(fù)重疊和分化，這從植物資源吸收利用的角度驗(yàn)證了現(xiàn)代物種共存理論中的穩(wěn)定機(jī)制。該研究結(jié)果揭示了不同物種豐富度群落的植物在精細(xì)時(shí)空尺度上對(duì)地下資源的競爭動(dòng)態(tài)，證明了物種共存主要是受環(huán)境資源的時(shí)空異質(zhì)性和資源利用的時(shí)空變化所左右，推進(jìn)了植物地下資源競爭的研究進(jìn)展，并為進(jìn)一步探索復(fù)雜群落的地上/地下競爭-耦合關(guān)系及其年際競爭動(dòng)態(tài)預(yù)測奠定了一定的理論基礎(chǔ)，可在相關(guān)生態(tài)學(xué)研究與應(yīng)用中發(fā)揮作用。

　　相關(guān)結(jié)果以Plant hydrological niches become narrow but stable as the complexity of interspecific competition increases為題，發(fā)表在期刊Agricultural and Forest Meteorology上。