中国亚热带常绿阔叶林木本植物多样性的空间分异和环境驱动机制

Plant diversity characteristics and their geographic differentiations are resulted from the comprehensive effects of various processes which include evolutionary history, environmental filtering and dispersal limitation etc. Understanding the spatial distribution patterns of biodiversity play an important role in identifying the origin, spread and extinction of species, which have long been concerned in ecology and biogeography. Evergreen broad-leaved forest is the typical vegetation in subtropical China. Systematic research on the species composition, spatial distribution and environmental driving mechanisms of woody plants in subtropical evergreen broad-leaved forests can help us to understand the formation and maintenance mechanisms of regional biodiversity, which also can provide theoretical basis for biodiversity conservation..In this project, we select the woody seed plants in Chinese subtropical evergreen broad-leaved forest regions as our study object. Setting up comprehensive datasets of the species’ spatial distribution and their biological traits through data collection and community investigation, combined with information on environmental factors and the phylogenetic trees, we will study the spatial patterns of species diversity, phylogenetic diversity and functional diversity for woody seed plants using various spatial analysis techniques. On this basis, the environmental driving mechanisms for geographic differentiations of plant diversity will be explored. Our study will make contributions to the development of a more sound theory on geographic differentiations of biodiversity and will provide a scientific basis for making biodiversity conservation strategies at regional scale.

植物的多样性特征及地理分异是进化历史、环境过滤、扩散限制等过程共同作用的结果，对其进行研究对理解物种的起源、散布和灭绝等生态学和生物地理学长期关注的核心问题具有重要意义。常绿阔叶林是我国亚热带地区的代表性植被，对亚热带常绿阔叶林木本植物多样性的物种组成、空间分布和环境驱动机制进行系统研究，不仅有助于阐明区域生物多样性的形成与维持机制，而且能够为生物多样性保护提供理论依据。.本项目拟以中国亚热带常绿阔叶林区的木本植物为研究对象，通过群落调查和数据集成建立物种空间分布数据库和功能性状数据库，结合环境因子及系统进化树信息，利用空间分析技术阐明亚热带常绿阔叶林木本植物物种多样性、系统发育多样性和功能性状多样性在区域水平上的空间格局，揭示多样性地理分异的环境驱动机制，以期拓展生物地理学研究的理论体系，为制定区域生物多样性保护策略提供科学依据。

研究植物的多样性特征及其地理分异，对理解物种的起源、散布和灭绝等生态学和生物地理学长期关注的核心问题具有重要意义。作为我国亚热带地区的代表性植被，对亚热带常绿阔叶林木本植物多样性的物种组成、空间分布和环境驱动机制进行系统研究，有助于阐明区域生物多样性的形成与维持机制。本项目以中国常绿阔叶木本植物为研究对象，基于群落调查和数据集成建立了物种空间分布数据库、功能性状数据库和系统进化树，结合区域环境因子数据，阐明常绿阔叶木本植物物种丰富度、系统进化特征和功能性状的空间分布格局和环境驱动机制。通过3年的工作，项目组分析了常绿阔叶木本植物物种多样性、谱系多样性和谱系结构的空间格局，发现其物种和谱系多样性高的区域与我国山地有较强的对应关系。分析了环境因子对常绿阔叶木本植物生物地理格局的影响，发现现代气候因子对物种多样性的解释率最高，其中年均降水的作用最强；而古气候和生境异质性因子对于谱系多样性和谱系结构的影响较为显著。进一步将常绿阔叶木本植物分解为四个生长型（乔木、灌木、藤本和竹子），分析了气候变异性对不同生长型植物多样性格局的相对重要性。结果发现气候变异性对灌木多样性的影响最大，对竹类多样性的影响最小，但气候变异性对所有生长型物种分布过程的影响都远远高于对物种聚集过程的影响；与冰期-间冰期气候波动相比，气候季节性作为中纬度季风气候的独特特征对常绿阔叶木本植物的多样性和分布起主导作用。亚热带常绿阔叶林木本植物的功能性状距(群落加权平均值、变异值、偏度和峰度)随纬度和海拔的变化，表明物种由开拓型逐渐向保守型生长策略转移以适应不利的环境条件，区域尺度上的气候变异性是性状距地理变异的主要影响因子，但其影响同时受到局域土壤条件的调节。通过本项目的实施，构建了常绿阔叶木本植物较为完善的数据库，进一步拓展了基于植物功能性状和系统发育的生物地理学研究，从而为制定区域生物多样性保护策略提供科学依据。