高多样性生态系统中遗传多样性和物种多样性互作效应

Research synthesizing the disciplines of community ecology and population genetics provides a unifying perspective at the levels of genes and species, helping to advance our understanding of the nature of biodiversity. In this proposal, we will investigate the correlation and possible interaction between the two most fundamental variables of biodiversity (species diversity and genetic diversity) in Xishuangbanna tropical rain forest, an ecosystem characterised with high-diversity, based on the 20-ha permanent plot which was established for monitoring long-term dynamics of tropical seasonal rain forest. The principals of population genetics will be employed to reveal pattern and gradients of genetic diversity of Parashorea chinensis and Pittosporopsis kerrii, in the permanent monitoring plot and surrounding forest. Meanwhile, we will adopt methodology from community ecology to analyze the species diversity and to quantify environmental factors of forest communities that with the two focal species occurring, and to build pattern and gradients of species diversity and habitat variation. Multivariable analysis, path analysis and other methods will be synthesized to reveal the correlation, possible interaction and potential mechanisms among population genetic diversity, species diversity and habitat variation. The results will provide direct empirical data in revealing the correlation and interaction between genetic diversity and species diversity in ecosystem with high-diversity, and provide strong theoretical basis for effective protection of biodiversity and ecological restoration of biodiversity.

物种多样性和遗传多样性是生物多样性最重要的两个层次，研究这两者之间所存在的关联和相互作用，可以揭示生物多样性的本质和物种共存机制。本研究拟以高多样性的热带雨林为研究对象，利用20公顷热带季节雨林动态监测样地为研究平台；结合运用居群遗传学和群落生态学的研究方法，建立望天树（Parashorea chinensis）和假海桐（Pittosporopsis kerrii）的居群遗传多样性变异模式和梯度，分析这些居群所处森林群落的物种多样性，定量化群落中的环境因子, 揭示居群遗传多样性，物种多样性，生境变异之间的相互关系、可能的互作模式与潜在机制；从而为揭示高多样性生态系统中遗传多样性和物种多样性的相互关系和互作效应提供实验数据，为生物多样性的有效保护和生态恢复提供理论基础。

物种多样性和遗传多样性是生物多样性最重要的两个组成部分，研究这两者之间所存在的关联和相互作用，可以揭示生物多样性的本质和物种共存机制。本研究以高多样性的热带森林为研究对象，利用20公顷热带季节雨林动态监测样地为研究平台，设置了15个1 ha大样方做为研究对象。在15个1 ha的大样方中，调查了物种多样性，环境因子，采用SLAF测序的手段检测了两个优势树种适应性的遗传多样性。结合运用居群遗传学和群落生态学的研究方法，建立了建群种望天树（Parashorea chinensis）和中下层优势种假海桐（Pittosporopsis kerrii）的居群遗传多样性变异模式和梯度，分析这些居群所处森林群落的物种多样性，定量化群落中的环境因子, 揭示居群遗传多样性，物种多样性，生境变异之间的相互关系、可能的互作模式与潜在机制。结果表明，望天树的遗传多样性和树种多样性呈显著的正相关，假海桐的遗传多样性和树种多样性呈显著的负相关。土壤养分中，土壤总氮的作用显著，它调节物种多样性与遗传多样性之间的关系；增加的总氮减少物种丰富度，增加望天树的遗传多样性；望天树作为建群种，增加的遗传多性促进样方中的物种数以及样方中假海桐的遗传多样性；非建群种（比如假海桐）的遗传多样性受到物种多样性的调节，也受到建群种遗传多样性的调节，而环境因子的作用相对较小。.总之，环境因子（土壤总N）对遗传多样性和物种多样性产生了相反的作用。路径分析揭示了两个水平的多样性是有相关性的，增加适应性的遗传多样性会通过促进物种共存而增加物种多样性。我们的研究结果揭示了适应性的遗传多样性和物种多样性的重要生态学关系，遗传多样性和物种多样性的关系依赖于该物种的特性。关键种在竞争和群落构建中起着重要的生态学作用。我们的研究也表明在探讨物种多样性和遗传多样性的关系中，除了用路径分析来解决生态系统中复杂的等级关系，运用多个物种以及限制性的环境因子梯度也是必须的。