基于功能性状探讨南亚热带森林植物多度差异的生理生态学机理

To identify determinants of variations of species abundance for a given site is remain a central question in community ecology. To explore the key mechanisms that influence species abundance in a 20-ha permanent subtropical monsoon forest, we try to use an extensive dataset on suits of functional traits to assess whether the variation of species abundance are related to their differences in functional traits in this community. Specifically, we will use a dataset of 110 tree species and quantified a number of key functional traits that direct measure of different resource acquisition strategies as well as the ability of trees to cope with drought stress, to test which functional traits can predict the observed species abundance and to what extent functional traits can predict species abundance.

群落生态学研究的一个关键问题是探讨同一群落内不同物种多度差异形成的机理。本项目试图从功能性状角度探讨物种多度的差异，阐明群落构建的生理生态学机理。项目计划以南亚热带季风常绿阔叶林20公顷大样地为研究对象，选取群落内共存的110个物种，通过测定与资源获取策略（叶片氮磷含量、比叶面积、枝条导水率和光合速率等）以及抗旱策略（叶片膨压丧失点、枝条抗气穴化能力和凌晨中午水势等）相关的功能性状，同时综合考虑不同物种植物进化历史、抽样尺度以及土壤因子的影响，评估植物多度与功能性状之间的关系，进而阐明植物多度差异的生理生态学机理。

成熟植物群落通常由少数优势种和大量稀有物种组成，群落内不同植物物种多度差异的形成机制是群落生态学研究的核心问题之一。植物功能性状表征植物对当地生物因子 (竞争、互利共生、植食和寄生等) 和非生物因子 (土壤、地形和气候等) 的适应策略，传统生态位理论认为，功能性状的差异是导致同一群落不同物种多度差异的原因。然而，很多研究发现功能性状与物种多度之间的相关性较弱或者没有相关性，这可能是因为大部分研究测定的功能性状为简单的形态学性状，而且没有考虑抽样尺度、物种系统发育和当地环境背景的影响。因此，本研究以南亚热带季风常绿阔叶林20公顷样地永久样地为研究对象，通过测定与植物资源获取策略及抗旱策略相关的功能性状，试图评估植物多度与功能性状之间的关系及其影响因子。结果发现：20公顷大样地中，优势种为慢速生长策略，稀有种则为快速生长策略 (较高的叶片磷含量、比叶面积、水分传导率、光合速率，较低的木材密度和叶片氮磷比)；随着抽样尺度扩大，功能性状与物种多度之间的关系增强；植物抗旱性和叶片氮含量与物种多度之间关系较弱，而叶片磷含量与物种多度相关性较强，这表明性状-多度之间的关系受到环境背景的影响。该结果可为生物多样性保护、未来气候变化背景下南亚热带森林的动态变化提供理论依据。