欧美精品久久久亚洲_Ecology：樹(shù)大未必招蟲(chóng)！研究揭示熱帶雨林植食率的垂直分布格局----中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園

　　動(dòng)物對植物的取食，即植食過(guò)程，是自然界最為常見(jiàn)的生物間相互作用之一。這一過(guò)程對植物的生長(cháng)、繁殖、生存以及生物多樣性維持有著(zhù)深遠影響。然而，自然界中的植食程度在不同物種之間差異巨大，如何解釋這種差異，已成為當前群落生態(tài)學(xué)領(lǐng)域數十年來(lái)關(guān)注的基本科學(xué)問(wèn)題之一。

　　當前，學(xué)術(shù)界對這一問(wèn)題的解釋主要包括幾個(gè)假說(shuō)。1）化學(xué)防御假說(shuō)，認為植物化學(xué)防御物質(zhì)（如次生代謝物）的差異是導致植食率高度差異的主要原因。但該假說(shuō)的推測往往只在單個(gè)物種或少數近緣物種之內成立。在群落尺度上，特定次生化合物的含量和植食率之間的關(guān)系非常微弱；2）“顯示度”假說(shuō)，該假說(shuō)認為在群落中更容易被發(fā)現的個(gè)體或物種（比如更高，更大的個(gè)體），遭到植食性動(dòng)物取食的程度會(huì )更高；即自然界存在“樹(shù)大招蟲(chóng)”的格局。3）負密度制約假說(shuō)，認為一定范圍內同種植物密度越高，則這種植物遭受的植食程度也越高；4）生長(cháng)速率假說(shuō)，認為物種的生長(cháng)策略，決定了其植食程度。采取高生長(cháng)速率策略的物種會(huì )對植食動(dòng)物采取耐受型策略，所以這些植物的植食率會(huì )更高。目前，在物種高度多樣化的熱帶森林群落中，上述哪種機制決定了物種之間的蟲(chóng)食率格局仍不清楚。

　　為回答這一問(wèn)題，中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心張霜副研究員與中國科學(xué)院西雙版納版納熱帶植物園徐國瑞副研究員借助塔吊系統，在補蚌熱帶雨林大樣地開(kāi)展合作研究。通過(guò)對目前已知的全球最大幅度林冠垂直落差采樣（地上1.6–65m高），同時(shí)考慮了目標植物葉屬性及其鄰居的多樣性、多度、高度異質(zhì)性、系統發(fā)育歷史等因素，綜合分析了這些因素對于蟲(chóng)食率種間變異的影響。通過(guò)對129種喬木6700片葉片的系統采樣分析，發(fā)現：1）植食率隨著(zhù)林冠高度的增加而降低，這與顯眼度假說(shuō)的預期相反；2）鄰居的多樣性、同種個(gè)體多度、鄰居高度異質(zhì)性等因素，對目標植物的植食率均沒(méi)有顯著(zhù)影響。即沒(méi)有檢測到明顯的協(xié)同防御效應和負密度制約效應；3）葉面積越大，則植物的植食率越高，這說(shuō)明占據穩定、優(yōu)質(zhì)的食物資源，可能是植食性昆蟲(chóng)進(jìn)行宿主選擇的重要依據。這一研究揭示了在高度復雜的生態(tài)系統中，種間相互作用的垂直格局是一個(gè)不同忽視的因素，這給我們理解種間相互作用變異規律和生物多樣性的維持機制提供了新思路。日前，該研究以“Canopy height, rather than neighborhood effects, shapes leaf herbivory in a tropical rainforest”為題，在生態(tài)學(xué)經(jīng)典期刊Ecology上在線(xiàn)發(fā)表。Ecology當值主編認為“This paper will do a great job of advancing our understanding of herbivory in tropical forests”。

　　該研究得到了中國科學(xué)院熱帶森林生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室開(kāi)放課題、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )等項目的資助。特別感謝西雙版納森林生態(tài)系統國家野外科學(xué)觀(guān)測研究站給予本研究的大力支持。