生物界主要有兩種繁殖方式：有性繁殖和無性繁殖。在植物界，有性繁殖通常指種子繁殖，而無性繁殖最常見的形式是營養繁殖或克隆生長。科學家們對兩種繁殖方式的優劣勢、進化意義及環境因素的影響開展了大量研究，我們仍然對兩種繁殖方式的生態地理格局知之甚少。例如，繁殖方式隨溫度梯度如何變化？學界通常認為有性繁殖過程包括傳粉、結實、種子萌發等比無性繁殖需要更高的溫度，低溫有利于克隆繁殖，但近期的研究結果對此存在爭議。
哪些物種更可能進行克隆繁殖？哪些環境條件有利于克隆繁殖？是植物性狀還是環境變量更能解釋植物的克隆性？為了回答這些科學問題，中科院武漢植物園宏觀生態學學科組聯合中科院東北地理與農業生態研究所和澳大利亞新南威爾士大學的研究人員以澳大利亞4,116個物種的914,456個分布數據為基礎，量化了克隆植物的概率與4個植物特征和16個環境變量之間的二元關系。
研究結果表明，克隆植物的概率與植物特征的關系更強烈，與環境變量的關系相對較弱。矮小植物、草本、單子葉植物更可能進行克隆繁殖，并且克隆植物在低溫、低太陽輻射、高水分供應、高凈初級生產力和高土壤有機碳和氮含量的環境中更常見。高大植物、木本、雙子葉植物通常只能有性繁殖，并且非克隆植物在干燥和土壤貧瘠的環境中更常見。這一重要發現將推進人們對植物繁殖策略大尺度格局及兩種繁殖方式進化意義的理解。表明克隆繁殖是植物在資源豐富的環境下進行種群擴張的策略，而不是在環境脅迫條件下替代有性繁殖的保障策略。
研究成果以“Factors that shape large-scale gradients in clonality”為題，發表于生態和地理學經典期刊Journal of Biogeography，中科院東北地理與農業生態研究所張紅香研究員為論文的第一作者，中科院武漢植物園陳思翀研究員為論文的通訊作者，澳大利亞新南威爾士大學的Stephen P. Bonser教授、榮譽學生Timothy Hitchcock和Angela T. Moles教授為論文的共同作者。
圖1 本研究的假說示意圖
圖2 克隆植物的概率與植物性狀和環境變量之間的系統發育邏輯回歸關系
