热带森林树种性状和生长关系研究获进展

作者: 杨洁

来源: 中国科学院西双版纳热带植物园

发布日期: 2020-09-21

中国科学院西双版纳热带植物园森林生态结构、功能与动态研究组研究员杨洁及其团队,通过研究热带森林树种的性状和生长关系,发现个体水平性状的模型优于物种水平性状的模型,强调了环境和个体水平在树种生长中的重要性。

功能性状指有机体所具有的与其定植、存活、生长和死亡相关的系列属性。功能性状科研人员通常认为,物种的功能性状决定群落中物种的存活率、生长率和死亡率。但全球诸多研究表明,最常用的植物形态性状与群落物种动态的关联并不紧密,在生活史周期较长的树种群落更是如此。

基于此,中国科学院西双版纳热带植物园森林生态结构、功能与动态研究组研究员杨洁从三方面阐述目前研究的局限性,从综合性状、个体水平性状及结合转录组学三方面,指出未来的研究发展方向。为进一步验证上文结论、丰富功能性状生态学理论,研究人员利用西双版纳补蚌20公顷大样地平台,使用广义线性混合模型,模型拟合该热带雨林中36个树种共1138个树种个体的9年生长情况。

通过比较物种水平和个体水平功能性状的模型拟合效果,验证含有区域气候因子、局域尺度的生物因子和包含植物整合性状的模型是否具有更好的拟合结果。研究表明,包含个体水平性状的模型优于长期使用的物种水平性状的模型,强调树种个体水平整合功能性状及其所处环境因子对树种生长解释的重要性。若忽视环境和个体水平在种群动态中的作用,在当前和未来全球变化背景下,树木种群、群落结构和动态驱动力的理解将极其有限。

此外,研究人员还发现个体水平上的性状和生长关系在物种间存在变化,个体水平性状和生长的关系较弱且与物种水平的结果存在一定的矛盾性,但使用个体水平叶面积比的整合性状增强模型预测树木的生长能力。结果表明,在个体水平的模型模拟树种生长上,使用整合性状要优于普通性状;个体水平模型模拟结果一般不支持物种水平上树种性状-生长关系,这表明物种水平的性状-生长关系研究可能导致较弱、甚至误导性的模型模拟结果。

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