成都生物所等揭示峨眉山兩棲動物多樣性的海拔梯度格局與群落構建機制
作者:胡軍華
時間:2021-12-29
理解生物多樣性的空間格局及其沿地理梯度的內在驅動機制是生態學、生物地理學和保護生物學的重要科學問題之一。其中,物種共存和群落構建機制是研究的熱點,更是難點。近年來,隨著功能多樣性與系統發育多樣性研究的興起與發展,通過整合物種多樣性、物種在生態系統中的功能及其系統發育關系來探討物種共存和群落構建機制,能更好地為生物多樣性研究與保護提供新的視角和思路。
山地系統孕育了進化上獨特且極為豐富的生物多樣性,對兩棲動物來說尤其如此。然而,當前大多數山地系統中兩棲動物沿海拔梯度的多樣性格局及群落構建機制尚不清楚。峨眉山地處四川盆地向青藏高原過渡地帶,億萬年大自然的雕琢、千百年歷史的沉淀,塑造了峨眉山雄奇秀美的景觀。唐代著名詩人李白曾被煙嵐云岫、氣象萬千的峨眉山所
陶醉,忍不住為其留下了“
蜀國多仙山,峨眉邈難匹”的
贊嘆。
峨眉山有著豐厚的文化底蘊、獨特的地質歷史及豐富的自然資源,被列入世界自然文化雙遺產,素有“峨眉天下秀”的美譽。位于多種自然要素的交匯地區,特殊的地理位置和獨特的氣候條件使得峨眉山的
深壑峭壁成為了諸多動植物的避難所和棲息地;其豐富的生物多樣性及較大的海拔跨度(2600 m)為理解兩棲動物的海拔梯度格局提供了理想的研究平臺。
為深化對峨眉山生物多樣性的認識,中國科學院成都生物研究所胡軍華研究員團隊基于詳實的兩棲動物野外群落調查,并輔以文獻資料、標本館館藏記錄等,解析了峨眉山兩棲動物系統發育和功能多樣性沿海拔梯度的分布格局及群落結構,并進一步評估了空間(面積)和環境因子(溫度、降水、太陽輻射、歸一化植被指數和潛在蒸發量)在不同維度兩棲動物多樣性及群落構建中的重要性。結果表明,峨眉山兩棲動物系統發育和功能多樣性沿海拔均呈單峰分布;控制物種數的影響后,它們的標準化效應值隨海拔升高單調遞增。系統發育凈親緣指數、最近親緣指數及功能凈親緣指數均沿海拔呈現出由正轉負的趨勢,這表明群落結構經歷了由聚集到發散的轉變,并暗示構建機制可能存在由環境過濾到競爭排斥的變化。本研究闡明了環境過濾和競爭排斥在亞熱帶山地系統兩棲動物群落構建中的重要性:隨著海拔升高,兩者的主導作用可能會發生轉換。通過整合不同維度的生物多樣性,本研究有助于深入理解山地系統兩棲動物的群落構建機制。該研究成果近期作為封面文章發表于國際期刊Zoological Research(Multidimensional amphibian diversity and community structure along a 2 600 m elevational gradient on the eastern margin of the Qinghai-Tibetan Plateau。博士生汪曉意為論文第一作者,胡軍華研究員為通訊作者。江建平研究員、華東師范大學張健教授、斯幸峰研究員參與了研究。研究得到了國家自然科學基金等項目的資助。
圖1. 國際期刊Zoological Research封面:峨眉山的兩棲動物
圖2. 峨眉山位置及區域內海拔、主要植被類型狀況
圖3. 基于群落結構推斷其構建機制(環境過濾 vs. 競爭排斥)的理論框架圖
圖4. 系統發育多樣性、功能多樣性及其標準化效應值的海拔梯度格局
圖5. 基于凈親緣指數(NRI)和最近親緣指數(NTI)的群落結構及其海拔格局