尖峰岭站研究团队揭秘豆科植物与其邻居的相互关系在Nature子刊中发表

作者:尖峰岭站  更新时间:2020-07-06

   2020年6月19日,中国林科院热林所海南尖峰岭国家级森林生态站许涵研究团队及其国际合作者,在Nature子刊Communications Biology上发表了一篇研究论文,阐释了热带雨林豆科植物与其邻居的相互关系,结合该团队2019年发表在Journal of Ecology的一篇同类型研究论文结论,表明豆科植物并不像人们通常所认为的那样,总是对其“邻居”是有利的,是“利它主义者”,相反,豆科植物更多的表现为“利已主义”。一部分豆科植物的确能通过根系(固氮菌)释放含氮类分泌物到土壤中,但这并不表明该豆科植物在存活的时候一定能有利于它的“邻居”。大多数豆科植物提供土壤氮的“利它效应”主要还是在豆科植物死亡后,植物残体归还到土壤中才得以实现。而且,在热带天然林里,不同豆科树木的氮需求和生物固氮能力存在很大差异,正是这种差异影响到了豆科植物的邻居是由哪些物种构成,以及这些邻体物种数量多少的问题(即学术上的“邻体多样性”)。

   研究团队通过对海南尖峰岭60公顷热带雨林大样地中7种豆科植物及其邻居组成的研究,发现并解释了豆科植物与其邻居构成关系的形成机制,并通过全球11个16-60公顷的森林大样地数据进行更广泛的验证研究。

   在海南尖峰岭60公顷大样地中7种豆科植物的研究中,研究团队采用叶片氮同位素组成来区分这7种豆科树木的生物固氮能力,并分析了它们的空间分布特征和邻体多样性的相关关系。目前,我国正在实施大规模的森林生态修复工程,特别是在我国南方,还存在着大量的低质低效次生林、人工纯林、荒地等生态系统需要进行生态修复,以恢复由乡土树种组成的地带性森林,而豆科类树木又是重要的混交树种,特别是红木类等珍贵树种,大多为豆科树木种类。本研究对于未来豆科树木与邻体的种类选择和配植、栽植的适生生境(特别是土壤有效氮生境)选择等方面具有重要指导应用价值。

   论文的第一作者为来自中国林业科学研究院热带林业研究所的许涵研究员,Matteo Detto博士为Communications Biology论文的共同第一作者,通讯作者均为来自中山大学的方素琴副教授。海南尖峰岭国家级森林生态站及其他10个国际森林大样地的合作者为该成果贡献了大量数据和学术观点,这也是中国林科院热林所“森林生态研究中心”成立之际的一项重要成果产出。项目成果得到了国家自然科学基金项目(31670628, 31370441)、中央级公益性科研院所基本业务费项目(CAFYBB2017QC003,RITFYWZX201505,CAFYBB2017ZE001)、广州珠江新星项目(201610010082)等的共同资助。

论文来源:

Xu et al., 2020. Communications Biology.  https://www.nature.com/articles/s42003-020-1041-y


全球11个大样地空间分布图(来自Xu et al., 2020


全球11个大样地豆科植物邻体多样性为正的比例与土壤氮显著相关(来自Xu et al., 2020

全球11个大样地豆科植物相对邻体多样性高低(来自Xu et al., 2020



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