亚热带森林木本植物多样性的空间格局及形成机理

It is well-established that biodiversity patterns are regulated by both regional processes (speciation, extinction and dispersal) and local processes (competition, facilitation) simultaneously. However, the question of how regional processes interact with local processes remains unclear. While examining local-regional diversity relationship is an effective approach to assess the interaction between regional and local processes, it is impeded by confounding environmental factors, controversial interpretations, and statistical biases. The present project propose an integrated multi-scale conceptual framework based on the well-developed hierarchical theory and meta-community theory. It assumes that well-informed biodiversity patterns comes from at least three scales: landscape, community and population. The spatial variation of regional species pool exerts strong controls over local diversity. Under this improved framework, this proposal attempt to disentangle the intertwined relationships between regional species pool, competition and abiotic environment, as well as their effects on local woody plant diversity of subtropical forests in China. It will also assess the relative roles of these three factors in determining local diversity, as well as their spatial variation and the underlying mechanisms. It was expected that the proposal will advance the understanding of spatial patterns, origination and maintenance of woody plant diversity in subtropical China. Moreover, given the rarity of studies like this operating at regional scales, it will also provide essential guidelines for regional biodiversity conservation in China.

区域过程（比如物种形成、传播）和局地过程（比如竞争）共同塑造生物多样性格局。然而，区域多样性对局地多样性的影响究竟是线性的还是渐近线形式的，至今仍存在争议，加之区域多样性与环境因素的交互作用，情况变得更加复杂。本研究提出一个多尺度的观点：理解生物多样性格局至少需要考虑三个尺度的影响因素：局地群落尺度、景观/区域尺度以及种群/个体尺度；区域物种库的空间变异强烈影响局地生物多样性格局。基于这一概念框架，本项目在前期野外工作的基础上，以亚热带地区三种主要的森林植被类型为研究对象，采用植物功能性状和谱系相结合的方法，量化亚热带森林木本植物群落物种丰富度和功能-谱系多样性；识别其空间格局；从不同尺度的影响因素（物种库、竞争强度以及环境因子）探讨其形成机理，阐明各种影响因素的相对重要性及其空间分异规律，以期为区域生物多样性保育提供科学依据。

生物多样性的空间格局是生物地理学和生态学研究的重要议题，对于理解和预测气候变化背景下生态系统的响应具有基础价值。我国亚热带常绿阔叶林是地球上同纬度地区最为独特的植被类型，也是生物多样性热点地区。因此，理解亚热带常绿阔叶林植物多样性的空间格局及机制具有重要的科学价值。项目通过大范围的野外调查和长时间序列历史资料的整理，量化了我国亚热带常绿阔叶木本植物多样性的地理格局，在不同尺度上分析了气候等非生物因素和物种库、竞争等生物因素在多样性地理格局中的作用及调控机制。.重要结果：（1）亚热带木本植物谱系多样性随纬度升高而下降，并且这种纬度梯度格局在亚热带北部比较显著；当前气候（最低温度）和古气候（第四纪温度变化）是其主要驱动因素。（2）在区域尺度上，物种库是亚热带常绿阔叶林谱系多样性的重要影响因素，说明宏观演化过程在生物多样性地理格局中扮演重要角色。（3）亚热带常绿阔叶林主要木本植物功能性状的种内变异占有相当大的比重，对于群落构建以及多样性地理格局的作用不可忽视。（4）亚热带常绿阔叶林树木生长的限制因子具有显著的地理差异：南部主要是植物物种竞争限制，而北部主要是温度限制。这对于物种多样性及其对气候变化的响应具有潜在影响。（5）气候变化可能导致亚热带常绿阔叶林物种组成的均质化，而驱动因素可能存在显著的地理差异：东部主要和降雨变化相关，西部主要是温度主导。.关键数据：（1）亚热带常绿阔叶林主要木本植物物种功能性状数据集（包括中亚热带常绿阔叶林93个主要木本植物物种，6个功能性状，共679条）；（2）亚热带常绿阔叶林植物群落调查数据集（主要是本项目产生的群落调查数据，加上近几十年来亚热带植物群落调查的历史数据，共920条）；（3）中亚热带广东南岭地区近20年生物多样性核心指标遥感数据集。项目研究结果对于理解我国亚热带常绿阔叶林生物多样性的空间格局、成因，以及生物多样性保育具有重要参考价值。.