一区国严二区亚洲三区_垂直梯度微氣候是附生苔蘚群落β多樣性格局形成的主要驅動(dòng)力----中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園

物種共存與生物多樣性維持機制一直是生態(tài)學(xué)研究的核心論題，同時(shí)也是維持生態(tài)系統穩定性、確定生物多樣性優(yōu)先保護的關(guān)鍵。林冠被稱(chēng)為“最后的生物學(xué)前沿”，蘊含了全球40%~50%的陸地生物多樣性，它是生物圈中物種豐富卻最鮮為人知的生境之一。林冠附生植物群落因其極高的多樣性以及特有的生存策略可能為物種共存機制提供新的理論和證據。森林中的宿主樹(shù)彼此獨立，在功能上類(lèi)似于“生境島”，每株宿主樹(shù)上形成一個(gè)相對獨立的附生植物群落，而不同宿主個(gè)體上的附生植物群落共同組合形成群落集合，附生植物群落為生物多樣性格局與共存機制研究提供了理想的模式系統。然而，由于缺乏有效的技術(shù)手段進(jìn)入到樹(shù)冠，目前關(guān)于附生群落的研究多局限于接近森林地面的樹(shù)干區域或少數幾株宿主樹(shù)，嚴重低估了附生植物多樣性，且缺乏對宿主特性以及林冠三維空間微氣候的系統觀(guān)測和模擬，制約了我們對附生植物物種共存機制的全面認識。

為此，版納植物園恢復生態(tài)研究組科研人員與合作者，充分利用2014年建于西雙版納熱帶季節雨林中的林冠塔吊平臺，在1.44公頃的熱帶雨林樣地中選取了12株喬木宿主，并依次在5個(gè)垂直高度上安放了林冠小氣候自動(dòng)監測設備，進(jìn)行了為期3年的監測，并通過(guò)隨機森林建模首次模擬了熱帶雨林三維空間內的光照、溫度和濕度的分布格局（圖1）。研究人員同時(shí)調查了42顆望天樹(shù)上不同垂直高度的附生苔蘚群落，并應用廣義不相似性模型，進(jìn)一步分析了附生群落物種周轉、系統發(fā)育周轉與宿主特性以及微氣候之間的相互關(guān)系。結果表明：垂直方向附生苔蘚群落物種周轉顯著(zhù)高于水平方向，而其物種嵌套顯著(zhù)低于后者（圖2）。垂直梯度的微氣候條件是附生苔蘚群落組成和系統發(fā)育結構的主要驅動(dòng)力（圖3）。隨著(zhù)垂直高度差異增加，附生苔蘚群落的構建機制由微弱的競爭作用轉變?yōu)橄到y發(fā)育保守占主導（圖4）。這項工作豐富了森林三維空間微氣候研究，揭示了熱帶附生苔蘚群落微氣候生態(tài)位的保守性，預示著(zhù)全球氣候變化可能對附生植物的生存造成威脅。

相關(guān)研究成果以Microclimatic variation in tropical canopies: A glimpse into the processes of community assembly in epiphytic bryophyte communities為題發(fā)表在生態(tài)學(xué)經(jīng)典期刊Journal of Ecology上，版納植物園2018屆碩士畢業(yè)生沈婷為該論文第一作者（受?chē)伊魧W(xué)基金資助，目前正在比利時(shí)列日大學(xué)Alain Vanderpoorten課題組攻讀博士學(xué)位），恢復生態(tài)研究組組長(cháng)宋亮研究員和沈婷為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家留學(xué)基金、生物多樣性網(wǎng)版納植物園平臺林冠監測項目、云南省自然科學(xué)基金、中科院項目等支持，在此一并致謝。誠摯地感謝云南西雙版納森林生態(tài)系統國家野外科學(xué)觀(guān)測研究站對野外工作和樣地背景數據的支持。