森林群落物種多度格局動態變化過程中的正負調節機制

《森林群落物種多度格局動態變化過程中的正負調節機制》是依託中山大學，由梁敏霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：森林群落物種多度格局動態變化過程中的正負調節機制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：梁敏霞
• 依託單位：中山大學

中文摘要

森林群落中物種多度格局的維持機制是群落生態學研究的熱點之一，Janzen-Connell假說闡述的專一性天敵驅動的密度、距離制約效應得到了廣泛驗證。然而，現有研究較少考慮與高等植物存在廣泛共生關係的菌根真菌的影響，且大部分研究主要關注物種水平而忽視了同一物種的相對多度在不同群落內的動態變化。本課題提出如下假說：各物種和同一物種不同種群的相對多度是動態變化的，這種變化是由天敵驅動的負效應和菌根真菌驅動的正效應抵消後的淨效應決定的，即正負反饋作用能調節物種相對多度的動態平衡。本研究以亞熱帶常綠闊葉林為對象，採用野外調查、控制實驗相結合的方法，通過建立同種個體多度梯度，並定量分析植食性昆蟲、病原菌驅動的負效應和菌根真菌的正效應的作用強度，探討自然界中物種從豐富到稀有的動態過程中正負兩方面所起的作用。本研究將完善優勢種、常見種和稀有種形成和維持機制的理論體系，並為生物多樣性保護提供科學依據。

結題摘要

生物多樣性的形成和維持機制是本世紀亟待解決的25個重大科學問題之一。在眾多解釋機制中，Janzen-Connell假說闡述的專一性天敵驅動的密度、距離制約效應得到了廣泛驗證。然而，現有的研究較少考慮群落水平上同一物種的相對多度的動態變化，以及病原菌和菌根真菌產生的影響。本項目以南亞熱帶常綠闊葉林喬木樹種為研究對象開展研究，（1）通過10年幼苗動態調查數據，以及建立同種個體多度梯度實驗，闡明物種豐度與病原菌濃度、幼苗死亡率之間存在正相關關係，揭示了病原菌影響的物種相對多度的動態平衡；（2）在野外調查和溫室實驗中同時證明幼苗、成樹階段均呈現正的譜系多樣性-生產力關係，基於高通量測序數據進一步證明病原菌和菌根真菌是譜系多樣性-生產力格局形成的重要驅動者；（3）進一步通過控制實驗同時劃分菌根真菌（外生菌根真菌和叢枝菌根真菌）和病原菌的作用，發現外生菌根真菌比叢枝菌根真菌更能保護寄主植物免受病原菌的侵染。通過一系列研究，本項目完善了自然界中優勢種、常見種和稀有種形成和維持機制的理論體系，闡述了不同類型菌根真菌與病原菌的相互作用，為科學造林以及生物多樣性保護提供科學依據。