亞熱帶森林植食性昆蟲共現機制

發布時間：2021-11-09 09:58 原文鏈接：亞熱帶森林植食性昆蟲共現機制

　　在生態系統中，物種間是否共存的直接表現是物種共現，物種共現可用于檢驗兩個或更多物種能否共存。剖析物種共現、共存的相關機制，既是生態學研究的熱點又是挑戰。此前研究表明，各種生物和非生物因素與物種生活史的生態位分配和權衡關系密切，或在物種共存中發揮重要作用。目前，尚不清楚物種自身的系統發生距離和功能性狀如何通過跨營養級影響物種共現。

　　中國科學院動物研究所朱朝東研究組與張知彬研究組，聯合中科院植物研究所馬克平研究組、德國哥廷根大學等，基于當前世界上最大的樹種多樣性實驗基地（圖1），以喬木上的植食性鱗翅目幼蟲為研究對象，計算了物種之間的兩兩共現指數，闡釋了鱗翅目在三個空間尺度（樹體、樹種和樣方）上的系統發生距離如何影響這些共現概率。該研究還考慮了樹種多樣性和樹木功能性狀對物種共現的影響。研究顯示，植食性鱗翅目幼蟲共現指數與樹和鱗翅目的系統發生距離呈顯著負相關；系統發生結構在三個空間尺度上均表現為聚集模式（clustering pattern）。該結果支持了整體上環境過濾（environmental filtering）的重要作用（圖2）。研究進一步發現，植食性鱗翅目幼蟲共現與營養功能性狀（C:N濃度）呈正相關，但與防御性狀（如葉韌度），以及樹種多樣性（樹的物種豐富度和系統發生多樣性MPD）呈負相關（圖3）。此外，鱗翅目物種的共現率在較小的空間尺度上（樹體水平）比樹種和樣方水平更低，這表明在更小空間尺度下競爭排斥原理（competition exclusion principles）的作用明顯。

　　該研究揭示了森林系統中植食性昆蟲共存模式的一般機制：鱗翅目的系統發生關系、宿主植物的功能性狀和多樣性、空間尺度均對植食者共現有重要影響。結果表明，在亞熱帶森林生態系統中，多種驅動力能通過物種間相互作用，顯著影響植食者群落的物種共現共存，環境過濾是主要驅動力。但對于不同空間尺度而言，這些驅動力的相對重要性有所不同，如小尺度下物種間的較低共現率表明種間競爭排斥的重要作用。

　　該研究跨營養級揭示了植食性鱗翅目幼蟲的共現機制。10月29日，相關研究結果以Phylogenetic relatedness, functional traits and spatial scale determine herbivore co-occurrence in a subtropical forest為題，在線發表在Ecological Monographs上。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項（B類）和國家杰出青年科學基金等的資助。