生科学院于明坚教授团队在Landscape Ecology发文揭示环境过滤和竞争排斥共同驱动岛屿植物群落聚集格局

发布时间: 2023-07-22 17:42:15 浏览次数 : 792 来源:浙江大学

作为植物群落构建的重要驱动过程，环境过滤在群落物种(分类)、功能和谱系多样性格局中的作用已得到大量验证，而其它重要过程(如竞争排斥)对群落多维度多样性的影响，仍有待研究。

浙江大学生命科学学院于明坚教授团队在Landscape Ecology上发表题为“What drives phylogenetic and trait clustering on islands?”的研究论文。课题组基于千岛湖29个陆桥岛屿(图1)上的植物群落长期监测，将样地内植物的功能性状和谱系信息整合为功能-谱系距离(即生态相似性)，分析群落相似性与岛屿面积的关系，探讨环境过滤和竞争排斥对群落构建的驱动作用(图2)。

图1 千岛湖陆桥岛屿系统

图2 岛屿面积对植物群落构建影响过程及其假说

研究显示，植物群落的功能-谱系距离随着岛屿面积的增加而下降，即大岛上物种组成更加相似(图3)。将物种多度整合到群落相似性中，发现多度较大的物种(常见种)和多度较小的物种(非常见种)是相似的(图4)。物种丰富度随着岛屿面积增加，只在大岛上出现的物种倾向于有着更低的多度，这为多度较小的物种(非常见种)提供了生存机会。

图3 平均最近功能-谱系距离(MFPDnn)及其SES随着岛屿面积下降. 灰色的圆圈表示物种丰富度的大小

图4 平均最近功能-谱系距离(MFPDnn)及其SES与物种多度等级分布的关系.垂直虚线表示segmented线性回归，并且有显著的Mann–Kendall趋势

本研究表明，在陆桥岛屿系统中，岛屿上的植物群落呈现聚集格局。在小岛上，环境过滤降低了物种的数量，而功能和谱系上相似的非常见种在小岛上的缺失则可能是由竞争排斥和/或随机过程驱动的，导致小岛间的物种相似性较低。在大岛上，群落的聚集格局是环境过滤和资源限制引起的竞争排斥共同作用的结果。上述研究成果可以为片段化生境中的生物多样性保护提供理论指导，即小岛屿对生物多样性(包括物种多样性、功能多样性和谱系多样性)的重要作用不容忽视。

浙江大学生命科学学院为论文第一作者和通讯作者单位，于明坚教授为该论文的通讯作者，于明坚教授实验室张爱英博士后(已出站，现为中国计量大学生命科学学院教师)为本文第一作者。多伦多大学Marc W. Cadotte教授作为共同作者参与了此项工作。该研究受到国家自然科学基金重点项目、中美国家基金委重点国际合作研究项目、面上项目、青年基金项目，国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项项目和浙江省自然科学基金探索项目等项目支持。

原文链接：https://doi.org/10.1007/s10980-023-01629-7