版纳植物园在植物功能性状研究方面取得重要进展

2010-9-03 00:00 来源: 中国科学院
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  植物功能性状的进化及其与环境的关系是当前生态学研究的热点之一。生物的系统发育存在时间序列上的自相关。如果物种性状的进化受系统发育影响,那么进化时间相近的物种,功能性状也更相似。过去在进行物种性状比较和相关分析时,都是假设物种间是相互独立的, 这可能导致性状间相互关系的错误估计。系统发育独立对比方法(phylogenetic independent contrast)充分考虑了物种进化历史的影响,在性状进化、关联进化以及性状与环境的关系研究方面具有重要意义。

  最近,西双版纳热带植物园植物生理生态学研究组的张石宝、曹坤芳等科研人员利用系统发育独立对比方法,对中国不同森林618种树木的11个木材性状及其空间分布与环境因子和系统发育的关系进行了分析。结果表明:(1)所有树木的11个木材性状都表现出了显著的系统发育信号,木材性状的最大趋异发生在裸子植物与被子植物、蔷薇分支与菊分支、木兰分支与真双子叶植物分支之间;(2)木材密度与木材的机械特性存在明显的关联进化关系;(3)木材密度和许多木材力学性状随纬度升高而降低,但只有少数性状(如冲击韧性、抗剪强度)沿海拔梯度表现出一定的变化;(4)无论是利用Pearson回归还是系统发育独立对比方法,绝大多数木材性状均与年降雨显著正相关;(5)大部分木材性状利用Pearson分析时都不与年均温相关,但通过系统发育修正后,木材密度、静曲强度等性状与之显著正相关。

  由此可见,中国森林树木木材性状的空间分布式样受环境与系统发育共同作用的影响,系统发育影响物种的环境耐受性及其地理分布,并且年降雨比年均温能更多地解释木材性状的空间分布。该研究对于理解森林的生产力分布、树木的生态策略具有重要意义。研究结果已在著名的生态学及地理学杂志Global Ecology and Biogeography上在线发表。