峨眉山蝌蚪群落功能多样性空间格局特征及其对环境因子的响应

Community structures, the mechanism of species coexistence, and functional diversity patterns of amphibian larvae communities play important roles in supporting amphibians’ biodiversity and ecosystem functioning of freshwater ecosystems. However, little attention has been paid to such issue until now. Therefore, amphibian larvae communities in Emei Mountain were selected to identify the spatial functional diversity patterns, and its response to environmental determinants. To answer this main question, we will first test the responses of amphibian larvae community structures and species diversity patterns to environmental determinants, as well as the drivers of species occurrence. Then, multidimensional functional traits space will be created to test the variation of functional traits among different life stages, and to test the variation of functional traits along environmental gradients. Further, phylogenetic analyses will be used to assess the evolutionary relationships among species. It will be also integrated with functional traits analyses and null models to test the mechanism of species coexistence. Moreover, functional diversity patterns and its response to environmental factors will be identified. Overall, this study will improve functional ecology theories, and provide much more information for amphibian biodiversity research in typical alpine habitats. Besides, this study can also provide data and proposals for amphibian biodiversity protection, and serve for the aquatic ecological studies.

蝌蚪群落的结构、物种共存机制和功能多样性格局在维持两栖动物生物多样性和淡水生态系统功能中扮演着重要的角色。但目前对于相关研究的开展较少。因此，本课题以峨眉山蝌蚪群落为研究对象，围绕其功能多样性空间格局特征及其对环境因子的响应这一核心问题开展深入研究。首先，通过研究峨眉山不同海拔森林溪流中蝌蚪群落的结构、物种多样性及其与环境因子的关系，探明决定物种分布的限制因子。其次，通过构建多维功能性状空间，解析功能性状随生活史阶段的变化及其对环境条件的响应。然后结合系统发育分析、功能性状分析和零模型探讨峨眉山蝌蚪群落物种共存的生态学机制。最后，计算功能多样性，揭示其空间格局特征及其对环境因子的响应。本研究不仅可以促进功能生态学理论的完善和发展，丰富典型高山生境两栖动物生物多样性的研究，为两栖动物生物多样性保护提供基础数据和建议方案；也可以服务于水生态环境研究，为水环境指示和预警开拓新思路。

蝌蚪的群落结构、共存机制和功能多样性格局在维持两栖动物生物多样性和淡水生态系统功能中扮演着重要角色。本项目以峨眉山蝌蚪群落为研究对象，探讨了其功能多样性空间格局特征及其对环境因子的响应。首先发现同种蝌蚪不同种群的功能生态位和功能多样性存在差异，且种群内和种群间对同种蝌蚪功能性状的变异具有同等重要的贡献，支持了基于个体开展功能生态学研究的观点。其次，通过试验揭示了蝌蚪个体发育过程中至少可以分为三个不同的功能实体，进一步证实了种内变异的重要性。然后通过试验发现水体污染物会干扰蝌蚪的行为和功能性状，并通过降低其种内变异的程度加大竞争，从而降低存活率，提示我们蝌蚪的行为和功能性状可能用来指示水体的环境状况。接着揭示了代表性蝌蚪峨眉髭蟾和棘腹蛙主要通过功能生态位分化、栖息地微生境分化和食性分化共存于峨眉山森林溪流中。再次，发现海拔和微生境环境因子共同决定蝌蚪物种的组成，形成其独特的群落结构。蝌蚪物种多样性（除丰富度外）和功能多样性随海拔的升高没有显著的变动趋势，而是主要受到微生境环境因子的影响。但是，决定蝌蚪群落各多样性指数的微生境环境因子存在差异。水体电导率、水体流速、水体pH和水温是影响蝌蚪多样性最重要的微生境环境因子。结合功能性状和系统发育分析发现，峨眉山低海拔区域蝌蚪的群落构建驱动机制并不明显；中海拔主要是竞争排斥，而高海拔主要是环境过滤。最后，发现海拔、水体电导率、水深、水体流速、叶绿素a和总磷对极端性状蝌蚪的分布具有显著性的决定作用。采用零模型分析发现，极端性状蝌蚪的率先丢失会造成功能丰富度和功能特化度的显著下降，但不会对功能均匀度和功能散度造成显著影响。因此，具有极端性状蝌蚪是需要重点关注的对象，以维持群落的功能多样性，以及生态系统的稳定和健康。本项目促进了功能生态学理论的完善和发展，丰富了高山生境两栖动物生物多样性和保护研究，还为水环境指示和预警开拓了新思路。