物種共存機制是群落生態學研究的核心問題之一。負密度制約效應和生態位分化是其中的兩種重要機制。負密度制約效應(negative density dependence)指物種的表現(如存活、生長等)與周圍同種鄰居的密度之間存在負相關性。生態位分化(niche differentiation)則強調物種間資源分化導致物種表現和種群空間分布的差異性。然而,近年來越來越多的研究表明這兩種機制同時調控著群落的物種共存。幼苗作為植物發育過程中最為脆弱的階段,存活容易受到生物和非生物因子及譜系發育距離(phylogenetic relatedness)的影響,探索影響幼苗動態的關鍵因子有助于了解上述兩種機制在物種共存中的相對貢獻。
中國科學院武漢植物園博士研究生路俊盟在江明喜研究員的指導下,基于湖南八大公山25公頃森林動態樣地中的135個幼苗樣站,對104個物種的5306株幼苗進行了為期2年的監測,通過廣義線性混合模型分析了鄰居密度、生境因子及譜系發育距離對幼苗存活的影響,發現在群落水平上鄰居密度和譜系發育距離對幼苗的存活更加重要;目標幼苗與周圍異種大樹鄰居之間的譜系發育距離越近,則幼苗存活概率越高,表明親緣關系較近的樹種存在相似的生境偏好;同種鄰居密度對落葉、風力擴散樹種的幼苗有顯著的抑制作用,在α=0.1時對動物擴散及株高≥10cm的喬木幼苗也有顯著影響;譜系發育距離則對灌木、落葉及動物擴散樹種幼苗存活比較重要。負密度制約效應在八大公山幼苗物種共存中普遍存在。
該研究得到國家自然科學基金(項目編號31070465和31200329)和中國科學院生物多樣性委員會中國森林生物多樣性監測網絡項目(項目編號29200931131101919)的資助。相關研究結果發表在Journal of Plant Ecology(8(6):568-577;doi:10.1093/jpe/rtv006)。
八大公山25公頃森林動態樣地幼苗群落水平及各生活史策略類群(生長型,葉片類型及擴散模式)最優模型中各變量對幼苗存活效應的比值比(odds ratio)