相似性限制与生境过滤对幼苗空间格局的影响

相似性限制假说和生境过滤假说在相似物种空间格局形成机制上一直存在较大争议；这一争议的存在很大程度上阻碍了我们对物种多样性维持机制的理解以及物种多样性的保护。本项目将以此争议为研究主题，以广东黑石顶地区内预建的0.5ha实验幼苗样地为平台，以背景清晰、主要格局和过程可控的人工随机幼苗群落为研究对象，并辅以基于测序谱系关系和重要功能特征等信息构建的物种相似性关系，从相似物种的空间距离变化角度，检验和评估相似性限制、生境过滤各自在幼苗群落的影响强度和尺度，同时探索这两个过程对幼苗群落作用的相对强弱与临界作用尺度，以期为该争议的最终解决提供幼苗阶段的实验证据。

本项目针对相似性限制假说和生境过滤假说在物种空间格局形成机制上的争论，精心设计并完成了乔木植物幼苗群落控制实验和一年生草本植物群落控制实验。乔木幼苗实验包含中亚热带常绿阔叶林乔木层中的六个优势种幼苗，以单独种植为对照，按两两配对种植方式检验相似性限制假说的核心假设：越相似的物种种间竞争越大。实验结果显示越相似的物种（即谱系近缘种）种间竞争越弱，反之种间竞争越强；故种间差异越大的物种越容易形成竞争排斥，而越相似的物种越容易长期共存。这一结果与相似性限制假说大相径庭，暗示着种间差异并不仅仅等同于经典生态位理论认为的生态位差异，而更可能代表种间竞争能力的差异。而后者则可以促使相似物种聚集效应，即越相似的物种越容易长期共存。同时草本植物实验包含了南亚热带常绿阔叶林内典型的草本植物群落，通过不同的光照梯度设置验证生境过滤假说。该实验验证了不同环境确实能够增加植物群落间结构的差异，但在相同或相似环境却无法一致地驱使植物群落变得更为相似。该结果也与生境过滤假说有较大出入，提醒我们在检验生境过滤是否对自然群落结构产生影响时，应避免采用相同环境下群落结构相似性。因为即便在生境过滤作用下，相同环境下的群落差异也会增加。这一系列实验成果不仅仅更新了我们对于物种空间格局形成机制的理解，也有力地支持了新的物种共存理论；为进一步理解物种多样性的维持机制及其保护提供了可靠的实验依据。