科學家揭示森林樹木“抱團”奧秘
更新時間：2025/3/3 10:13:47 來源：新華社CNML文字
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新華社沈陽3月2日電（記者王瑩）中國科學院沈陽應用生態研究所近期聯合多家國內外科研機構，提出了一種生物多樣性維持新觀點，相關研究成果以“樹種聚集度響應多度變化的緯度格局與森林物種共存”為題發表在《自然》期刊上。
長期以來，科學家發現森林樹種通常呈現同種聚集分布格局，即同一樹種的個體傾向于聚集在一起。然而，關于這種聚集分布格局如何隨緯度變化，以及這些變化怎樣影響森林多樣性的長期維持，一直沒有更深入的研究。
研究團隊通過收集全球大型森林樣地數據，分析樹種的聚集度（個體的空間接近程度）和多度（個體數量）關系，發現了一個令人驚訝的格局：在熱帶森林，樹種的聚集度與多度沒有明顯關系；而在溫帶森林，樹種的聚集度與多度呈現顯著的負相關關系——稀有樹種的個體高度聚集，常見樹種的個體較分散。換句話說，熱帶稀有樹種的個體分布較分散，而在溫帶森林中它們會緊密“抱團”。
經進一步分析，研究團隊提出了“擴散方式—菌根類型協同演化”的生物多樣性維持新觀點，強調動物傳播和菌根類型是塑造這一緯度梯度格局的關鍵。比如在熱帶森林中，70%-80%樹種依賴動物傳播種子，動物會將種子帶離母樹，使得這些樹種的幼樹分布更分散，表現為隨機斑塊分布；溫帶森林的種子傳播主要依靠風力和重力，因此種子往往掉落在母樹附近，導致稀有樹種更傾向于“抱團”生長。
另一方面，菌根是菌根真菌與樹木根系形成的共生體，不同類型的菌根塑造了樹木的不同生存策略：熱帶樹種多與叢枝菌根（AM）真菌共生，對土壤病原菌的抵抗能力較差，容易受母樹周圍病原菌影響而減弱聚集性；溫帶樹種多依賴外生菌根（EM）真菌，具有較強的病害防護能力，使樹木在母樹附近更容易存活，提高了聚集性。
研究團隊運用模型模擬方法，驗證了動物傳播驅動的隨機斑塊分布格局，是熱帶森林樹種穩定共存的關鍵所在；而在溫帶森林中，樹種可以通過菌根保護機制抵消同種個體帶來的競爭壓力，進而形成穩定的空間聚集分布格局。該研究揭示了森林樹種在不同緯度地區通過不同的空間策略實現穩定共存的奧秘，為理解森林生態系統多樣性、穩定性維持機制開辟了新方向。
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新華社沈陽3月2日電（記者王瑩）中國科學院沈陽應用生態研究所近期聯合多家國內外科研機構，提出了一種生物多樣性維持新觀點，相關研究成果以“樹種聚集度響應多度變化的緯度格局與森林物種共存”為題發表在《自然》期刊上。
長期以來，科學家發現森林樹種通常呈現同種聚集分布格局，即同一樹種的個體傾向于聚集在一起。然而，關于這種聚集分布格局如何隨緯度變化，以及這些變化怎樣影響森林多樣性的長期維持，一直沒有更深入的研究。
研究團隊通過收集全球大型森林樣地數據，分析樹種的聚集度（個體的空間接近程度）和多度（個體數量）關系，發現了一個令人驚訝的格局：在熱帶森林，樹種的聚集度與多度沒有明顯關系；而在溫帶森林，樹種的聚集度與多度呈現顯著的負相關關系——稀有樹種的個體高度聚集，常見樹種的個體較分散。換句話說，熱帶稀有樹種的個體分布較分散，而在溫帶森林中它們會緊密“抱團”。
經進一步分析，研究團隊提出了“擴散方式—菌根類型協同演化”的生物多樣性維持新觀點，強調動物傳播和菌根類型是塑造這一緯度梯度格局的關鍵。比如在熱帶森林中，70%-80%樹種依賴動物傳播種子，動物會將種子帶離母樹，使得這些樹種的幼樹分布更分散，表現為隨機斑塊分布；溫帶森林的種子傳播主要依靠風力和重力，因此種子往往掉落在母樹附近，導致稀有樹種更傾向于“抱團”生長。
另一方面，菌根是菌根真菌與樹木根系形成的共生體，不同類型的菌根塑造了樹木的不同生存策略：熱帶樹種多與叢枝菌根（AM）真菌共生，對土壤病原菌的抵抗能力較差，容易受母樹周圍病原菌影響而減弱聚集性；溫帶樹種多依賴外生菌根（EM）真菌，具有較強的病害防護能力，使樹木在母樹附近更容易存活，提高了聚集性。
研究團隊運用模型模擬方法，驗證了動物傳播驅動的隨機斑塊分布格局，是熱帶森林樹種穩定共存的關鍵所在；而在溫帶森林中，樹種可以通過菌根保護機制抵消同種個體帶來的競爭壓力，進而形成穩定的空間聚集分布格局。該研究揭示了森林樹種在不同緯度地區通過不同的空間策略實現穩定共存的奧秘，為理解森林生態系統多樣性、穩定性維持機制開辟了新方向。
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