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Ecology: 种群竞争增强可缓冲变暖对高山树线生态系统的有利影响
2016-04-05

树线是树木(高度2米以上)所分布的海拔上限或纬度北界,对气候变化具有潜在的敏感性。大量的研究揭示,气候变暖背景下树线种群密度呈增加趋势。然而,我们仍不清楚种群密度的增加是否已经导致树线过渡带内种内关系的显著变化?

青藏高原具有北半球最高海拔的高山树线,受人为活动干扰少,是探讨上述问题的理想平台。近日,中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心、青藏高原研究所梁尔源研究员课题组(论文第一作者为王亚锋博士)及其合作者,基于藏东南色季拉山两块急尖长苞冷杉(Abies georgei var. smithii)树线大样地(150m×150m)数据,揭示了自1950s以来种群密度的增加已导致种内竞争加剧(图1),而增强的竞争关系反过来抑制了幼树/幼苗的生长和更新(图2),从而进一步缓冲了变暖对树线生态系统的有利影响。由于无法重建过去的树木死亡动态,此研究中过去每个时间段内的种群结构实际上代表了更新减去死亡之后的平衡。另外,该研究将树轮生态学重建过去种群结构时间变化序列的优势与空间分析方法相结合,为研究过去森林生态过程变化提供了新思路。相关研究成果已在线发表于Ecology杂志上(Wang Y, Pederson N, Ellison AM, Buckley H, Case B, Liang E, Camarero JJ. 2016. Increased stem density and competition may diminish the positive effects of warming at alpine treeline. Ecology, doi: 10.1890/15-1264.1)。

原文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1890/15-1264.1/full

1.过去每30年的时间区间内(1922-1951,1952-1981,1982-2011/2013)两个树线样地(N1和N2)内成年树、幼树和幼苗的空间分布型和空间关联性。每幅图第一行代表O11(r)函数所计算的各年龄种群的空间分布型,蓝色和红色线条在置信区域之上、之间和之下分别指示了聚集、随机和均匀分布;每幅图第二行代表O12(r)函数所计算不同年龄组之间的空间关联性,蓝色和红色线条在置信区域之上、之间和之下分别指示了正关联、无关联和负关联。

2. Bivariate mark correlation functions (km1. (r), km1m2(r), Im1m2(r)所指示的两个样地内(N1: a; N2: b)树高、种群密度和树木位置之间的空间关联性。km1. (r)函数指示了样地内种群密度与树高之间的空间关联,km1m2(r)函数指示了样地内树高与树木位置之间的空间关联,Im1m2(r)函数指示了成年树高与树木周围更新之间的空间关联。实线在置信区间之上、之间、之下代表正关联、无关联和负关联。