环境梯度下藏东南森林群落功能多样性、谱系多样性格局与群落构建

Understanding species coexistence and the maintenance of biodiversity has long been the central interest of ecologists. The major environmental gradients co-vary with elevation in the southeastern Tibet and have been a longstanding natural tool allowing ecologists to study global diversity patterns at smaller scales, and to make predictions about the consequences of climate change. Today when the rapid developments are taking place in exploring community assembly, but due to limits such as the poor geography and traffic condition, there are little reports on the research of community assembly in the Tibetan Plateau. In this study, based on a large number of investigations and samplings of forest community along the various environmental gradients (elevation, precipitation, light, soil nutrient and so on), using the methods combining with community structure and functional traits, we will evaluate the following four scientific matters: 1) the characteristics of phylogenetic and functional diversity in various forest community in the southeastern Tibetan Plateau; 2) contributions of stochastic and deterministic processes in community assembly over environmental gradients; 3) effects environmental filtering of elevation and soil moisture etc. on the community assembly; 4) contribution biotic (limiting similarity) effects along environmental gradients. The objectives are to more fully comprehend the variation pattern of community assembly along the environmental gradients on the southeastern Tibetan Plateau, and provide basic data for exploring the theory of terrestrial community assembly, and for biodiversity conservation under a global change scenario on the Tibetan Plateau.

物种共存和生物多样性维持一直是生态学研究的中心论题。藏东南地区独特的海拔、降水等环境梯度不仅是基于区域尺度探索全球生物多样性规律的天然实验室，而且可以帮助预测气候变化驱动下该地区的群落动态。近年来群落构建研究迅猛发展，但因地理、交通等因素限制，唯独缺乏西藏森林群落的相关报道。本研究拟采用群落谱系结构和功能性状相结合的方法，在不同环境梯度（海拔、降水量和光照、土壤养分等）上大量森林样地调查和采样的基础上，研究1）藏东南不同类型森林群落的谱系和功能多样性特征；2）森林群落构建的中性与确定性过程在藏东南环境梯度上的贡献变化规律 3）海拔、降水等环境因素在森林群落构建过程中的环境过滤作用；4）生物因素（相似性限制）的作用随环境梯度的变化规律。本研究结果将揭示藏东南不同环境梯度上群落构建机制的变异规律，为陆地生物群落构建机制研究和全球变化背景下的西藏森林物种多样性保护提供基础资料。

物种共存和生物多样性维持一直是生态学研究的中心论题。藏东南地区独特的海拔、降水等环境梯度不仅是基于区域尺度探索全球生物多样性规律的天然实验室，而且可以帮助预测气候变化驱动下该地区的群落动态。近年来群落构建研究迅猛发展，但因地理、交通等因素限制，唯独缺乏西藏森林群落的相关报道。本研究在不同环境梯度（海拔、降水量和光照、土壤养分等）上63个30m×30m森林样地和1个4ha大样地调查和采样的基础上，分析了物种、群落谱系和功能多样性与环境的关系。研究发现：1）影响藏东南地区物种多样性的关键因子是海拔、坡向和坡度等地形因子；在木本植物群落的构建中，确定性过程的相对作用随海拔上升而增加，主要受降水影响；对草本植物群落而言，确定性过程的相对作用随海拔上升而减小，主要受到气温影响。2）低海拔地区木本植物和草本植物的基部亲缘关系更远，高海拔地区木本植物和草本植物的基部亲缘关系更近。幼年植物群落小尺度上受中性作用主导，大尺度受环境过滤影响，大径级树木以竞争排斥为主。3）木本植物群落构建受诸如沿海拔梯度上水热条件减少等确定性过程作用主导（环境过滤），草本植物群落的构建在高海拔区域更多由随机性过程主导。4）功能性状的结构和功能性状β多样性在中等尺度（200m）上都是非随机性的，随着土壤养分限制的增加，功能性状表现出了由发散到聚集的分布格局，土壤养分含量是驱动藏东南森林在中等尺度上群落构建进程的重要环境因子。本研究结果揭示了藏东南不同环境梯度上群落构建机制的变异规律，为陆地生物群落构建机制研究和全球变化背景下的西藏森林物种多样性保护提供基础资料。