藤本植物在森林生态系统食物网中的作用—以中国西南部地区研究为例

Lianas (woody climbers) play an important role in tropical and subtropical forests. As structural parasites they invest little in stem biomass and contribute little to woody biomass of forests. However, their contribution to total fresh leaf, litter or seed biomass can be as high as ~ 40% in some forest types. Lianas are functionally different to trees: Many liana species have leaves with high SLA and high nutrient contents. Leaf flush, leaf and fruit shedding of some liana species occurs at different times of co-occurring trees, especially when water is limited. Due their abundance, nutrient quality and phenology, lianas are likely to influence foodweb structure significantly in forests, yet this has hardly been studied. If we want to understand the functional dynamics of forests we need to understand the contribution of lianas. Due to forest degradation and climate change lianas are expected to increase in abundance in the future. .In this project we will distinguish the relative contribution of trees and lianas to foodwebs in several forest types in Xishuangbanna, China, that differ in species composition, soil type and water availability. Xishuangbanna provides an excellent location, because of its diverse landscapes and forest types within a small region. We will study the role of liana leaves, litter, fruits and flowers as food resources for animals. Vice versa we will explore which animal groups function as pollinators and seed dispersers of lianas. .We will conduct litter bags experiments for decomposition by litter fauna, evaluate seed trap data over several years for seasonality and amount of liana vs tree seeds, use metabarcoding of DNA for analyzing ingested food source of insect communities, and investigate abundance of flower visitors, flower supply, herbivory levels and abundance of herbivorous larvae in liana and trees using a canopy crane. .This project will extend our knowledge of the role of lianas in forest communities by examining the contribution of lianas to animal food sources, which goes beyond diversity surveys and tree-liana competition studies.

作为结构型的寄生植物，藤本植物对热带和亚热带森林具有重要作用。它对叶投入较多资源，故对总鲜叶、凋落物或种子生物量的贡献可以高达40%，但对森林木本生物量贡献很少。藤本植物可对环境快速做出反应。比如水分有限时，藤本植物表现出与其共存树种不同的叶芽期和种子脱落期，因此它是森林食物网的主要参与者。有限的研究表明受森林退化和气候变化影响，藤本植物的数量可能大量增加，从而发挥更大的作用。本项目将比较西双版纳地区具有不同物种多样性，不同水分条件和不同营养条件的森林之间，藤本植物在食物网中的作用。我们将通过放置凋落物收集袋和种子陷阱来比较藤本和木本植物的凋落物分解状况以及种子数量，应用DNA宏条形码调查主要昆虫类群的食物来源，使用林冠层吊机比较藤本植物和树木的花数量、访花动物和食草动物。该项目有助于我们理解藤本植物在森林生态系统食物网中的关键作用，增加热带森林群落物种多样性结构和功能的认识。

在森林生物总量中，藤本植物仅占一小部分（<5%），但是它在新叶、凋落物及种子总量的占比十分重要。藤本植物在功能上不同于乔木：从全球范围来看，藤本植物叶片营养丰富，比叶面积（SLA）高于乔木。某些藤本植物的叶片发芽、叶片脱落和果实脱落可能发生在同生乔木的不同时期，特别是在水分有限的情况下。由于藤本植物的丰富度、营养品质和物候等特点，藤本植物对森林食物网结构的影响很大，但这方面的研究还很少。本项目中，我们试图量化藤本植物的凋落物、叶片和花在森林食物网中的作用。我们在西双版纳选取不同生境和物种组成的几种森林类型来检验我们对多个群落的假说。.根据我们的实验设计，藤本植物凋落物的腐烂速度高于乔木凋落物。两者混合时，藤本植物凋落物不能促进乔木凋落物分解。常绿阔叶林凋落物腐烂更慢。藤本植物和乔木凋落物理化性状存在差异。影响分解速率的最重要的指标是叶片干物质含量，叶片干物质含量与腐烂速率呈负相关，藤本植物的叶片干物质含量低于乔木。.对凋落物中获得的中型土壤生物多样性进行条形码分析表明：藤本植物凋落物的多样性高于其他凋落物混合物（乔木凋落物或藤本植物凋落物）。凋落物中的中型土壤生物随着时间的推移而减少，并且在人工分类和条形码数据集的森林类型之间的组成和多样性存在差异。.乔木和藤本植物的花蜜组成和花蜜量无明显差异，多数藤本植物和乔木的花期重叠，以二至五月为盛。与乔木相比，藤本植物具有更小的木质生物量，但其在个体和物种水平上的花和花粉产量均高于乔木，这展现了藤本植物在群落中的重要作用。尽管藤本植物和乔木两种生长形态都能吸引大量蜜蜂，但藤本植物吸引了更多蝴蝶和蛾类的物种及个体，而乔木则吸引更多蝇类作为传粉者。同一花期的藤本植物-乔木类群两种生长形态的访花者种类上存在差异。这些结果表明，共生的藤本植物和乔木在访花者上的生态位分化。.基于本项目资助，目前有一篇论文正在修订，另外两篇接近完成；还有几篇论文正在准备。本项目也资助了一名博士后，并培训几名国内外实习生。同时，还有多项基于本项目的合作尚在开展，合作成果与数据将在之后发表。详细的藤本植物、凋落物和花的特征数据已经包含约80种植物，所有数据将在论文发表后免费对公众开放。