同種負(fù)密度制約效應(yīng)和生態(tài)位分化是物種共存和生物多樣性維持的重要機(jī)制,但兩者在溫帶森林的相對(duì)重要性仍存在很大爭(zhēng)議。一般認(rèn)為,由資源競(jìng)爭(zhēng)(土壤濕度和養(yǎng)分等)引起的生態(tài)位分化弱于鄰域生物關(guān)系等導(dǎo)致的同種負(fù)密度制約效應(yīng)。
然而,年際氣象差異(如溫度、降水等)作為生態(tài)位分化的重要因素,由于調(diào)查時(shí)間短、數(shù)據(jù)有限等原因長(zhǎng)期受到忽視,這會(huì)導(dǎo)致對(duì)生態(tài)位分化作用的低估,限制我們對(duì)溫帶森林物種共存和生物多樣性維持機(jī)制的理解。
鑒于此,中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所天然林生態(tài)課題組研究團(tuán)隊(duì),基于長(zhǎng)白山溫帶森林大樣地(面積25 ha),利用15年(2005-2019)共計(jì)53,928株幼苗個(gè)體,結(jié)合樣地大樹普查、土壤和地形以及溫度和降水等年際氣象數(shù)據(jù),采用廣義線性混合模型分析年際氣象差異、鄰域生物關(guān)系以及生境異質(zhì)性對(duì)幼苗存活的影響及其在不同物種類群間的差異。研究發(fā)現(xiàn),在群落尺度上年際氣象差異的作用強(qiáng)于鄰域生物關(guān)系,而生境異質(zhì)性的作用最弱,這表明不考慮年際氣象差異,生態(tài)位分化的作用要弱于負(fù)密度制約效應(yīng),然而如果考慮年際氣象差異的影響,生態(tài)位分化的影響要強(qiáng)于負(fù)密度制約效應(yīng)。此外,年際氣象差異顯著影響同種負(fù)密度制約效應(yīng),例如,生長(zhǎng)季高降水和低積溫降低幼苗存活同時(shí)加劇同種負(fù)密度制約效應(yīng),而非生長(zhǎng)季低溫環(huán)境和高降雪量促進(jìn)幼苗存活但是削弱同種負(fù)密度制約效應(yīng)。另外,年際氣象差異對(duì)不同類群的幼苗存活均具有最高的解釋能力,但同種負(fù)密度制約效應(yīng)在不同類群存在差異性,具體表現(xiàn)為重力傳播和喬木物種相較于風(fēng)力傳播和灌木物種遭受更強(qiáng)的同種負(fù)密度制約效應(yīng)。該研究結(jié)果揭示了年際氣象差異對(duì)溫帶森林幼苗存活具有主導(dǎo)效應(yīng),強(qiáng)調(diào)了考慮年際氣象差異對(duì)于預(yù)測(cè)溫帶森林動(dòng)態(tài)的重要性,加深了對(duì)溫帶森林物種共存和生物多樣性維持機(jī)制的理解。







