来自 科技前沿 2019-09-23 15:32 的文章
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版纳植物园揭示亚热带山地森林附生地衣物种的

地衣作为菌藻共生的特殊生物类群,是森林林冠亚系统的重要组成成分,在森林系统中发挥着重要的生态功能。由于受其个体微小、物种鉴定困难以及进入林冠调查采样技术手段等方面的限制,地衣尤其是林冠附生地衣的生态学研究远远滞后于其他学科。在森林保护与管理中,地衣类群也未得到相关的重视。并且,相对于其水平分布研究而言,附生地衣垂直分布的研究资料更加匮乏。科学家对于不同森林系统内附生地衣的物种分布是否存在空间垂直分布模式的科学问题,迄今尚无法回答。

地衣生物量相对较低,却为许多脊椎和无脊椎动物提供重要的食物来源、筑巢材料以及庇护场所。以往相关研究中,人们对地衣物种组成与多样性做过较多研究,但有关亚热带森林附生地衣的生物量及其垂直分布模式则鲜有研究。

森林退化是一个全球性的问题,人类对森林的过度开发和干扰使附生植物受到严峻的威胁。附生蕨类植物是亚热带山地森林生态系统中的一个重要而脆弱的组分。对于专性附生蕨类植物而言,其整个生活史均在宿主树上完成,对森林群落组成和结构的变化极为敏感。然而,关于附生蕨类植物对森林退化的响应,尤其是在物种分布、功能性状及内在机理上仍所知甚少。

中国科学院西双版纳热带植物园恢复生态组李苏等在研究员刘文耀的指导下,采取新近倒木调查和攀爬采样相结合的方法,对云南哀牢山地区亚热带森林系统5种森林群落类型内部附生地衣物种组成、多样性及空间垂直分布模式进行了分析研究,以期探讨附生地衣的物种丰富度和垂直分布模式及对森林类型和宿主特征的响应。研究发现,附生地衣的物种数量、组成及盖度在不同类型森林和宿主间均存在明显差异,而树木胸径与树高对附生地衣的物种分布也有一定影响。附生地衣的物种分布存在明显的垂直分层,且明显偏好分布于森林中层区域。壳状地衣、蓝藻地衣、枝状地衣、阔叶地衣和狭叶地衣等五类地衣功能群显示出多样化的垂直分层模式。并且,它们的垂直分层模式受森林类型显著影响,这可能反映出某些地衣种类的生长对光照、湿度等微生境条件的特定需求。该研究结果可为预测亚热带森林环境的变化和山地森林资源的保护和管理提供科学依据。

中国科学院西双版纳热带植物园恢复生态组副研究员李苏等在研究员刘文耀的指导下,采取新近倒木和林冠攀爬采样相结合的方法,对云南哀牢山徐家坝地区5种不同类型森林群落内附生地衣生物量及其垂直分布模式进行调查研究。研究发现,该地区5种森林群落的附生地衣现存生物量存在较大差异,其变幅为71-1180kg/ha,次生林具有相对较高的生物量;其中60%以上的地衣生物量主要分布于树枝;附生地衣的生物量及其垂直分布均受到森林类型和树种的显著影响;不同地衣功能团的生物量的分布模式差异显著,且与森林类型密切相关。总的来看,附生地衣的生物量垂直模式明显不同于其物种多样性的分布模式。以上研究结果为深入研究亚热带山地森林生态系统中附生地衣的空间分布特征,促进我国亚热带森林的有效保护与管理提供科学依据。

中国科学院西双版纳热带植物园恢复生态学研究组博士研究生陈泉、助理研究员卢华正在研究员刘文耀的指导下,以哀牢山湿性常绿阔叶林内两种优势附生蕨类植物棕鳞瓦韦(Lepisorus scolopendrium)和二色瓦韦(L. bicolor)为研究对象,调查了两种蕨类植物在原生林及两类不同退化阶段次生林中的垂直空间分布格局,并测定和比较了它们在三类森林中地生以及0.5-2.5米树干上附生个体的功能性状,其结果表明:两种蕨类植物在原生林中仅分布于林冠内,并以8-16米冠层中的相对多度最高;在次生林中二者以兼性附生的方式存在,可同时占据附生和地生生境,附生个体主要分布于0-4米的范围,且二者在附生和地生生境中的相对多度随林冠开阔度的增加而升高。此外,在森林退化过程中,两种蕨类植物功能性状之间存在对资源利用的权衡关系:原生林中的附生个体具有更强的光捕获能力,而次生林中的附生个体表现出更强的光合能力和资源利用效率;在同类次生林中,地生个体趋向于适应弱光环境,且比附生个体具有更高的养分利用效率。两种专性附生蕨类植物在次生林中转变为兼性,多分布于树干基部和林地土壤,在森林退化过程中,它们通过在种内水平上调整其功能性状来实现这种转变,促进了根状茎延伸,以找到持久性的最佳栖息地。相关结果以Obligate to facultative shift of two epiphyticLepisorusspecies during subtropical forest degradation: Insights from functional traits 为题发表在国际森林生态学期刊《森林生态与管理》(Forest Ecology and Management)上。

相关研究结果以Species richness and vertical stratification of epiphytic lichens in subtropical primary and secondary forests in southwest China 为题发表于国际真菌学学术期刊Fungal Ecology(2015,17:30–40)。

相关研究结果以ForestType and Tree Characteristics Determine the Vertical Distribution of Epiphytic Lichen Biomass in Subtropical Forests为题,发表在Forests上。研究工作得到国家自然科学基金、青年创新促进会、云南省基金和版纳植物园135专项突破的资助。

该研究得到国家自然科学基金项目(31770496,41471050,U1133605和31872685)、中科院生物多样性保护策略项目和中科院“135”项目(2017XTBG-T01和2017XTBG-F03)的资助。此外,该研究的开展得到中科院哀牢山生态站和版纳植物园生物地球化学实验室的支持和帮助。

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