森林树木空间分布研究获新进展

利用传统的统计方法分析物种性状差异和相关性时，如果所涉及的物种系统发育关系比较近，容易导致统计检验上的错误。近日，中国科学院西双版纳热带植物园张石宝、曹坤芳等科研人员利用系统发育独立对比方法，对我国不同森林树木的木材密度与力学相关性状的空间分布及其与环境因子和系统发育的关系进行了分析研究。该研究成果对理解森林的生产力分布、树木的生态策略具有重要意义，并在《全球生态学和生物地理学》（Global Ecology and Biogeography）杂志上在线发表。据曹坤芳介绍，利用分子系统发育树，探讨植物功能性状的进化及其与环境的关系是当前生态学研究的热点之一。生物的系统发育存在时间序列上的自相关。如果物种性状的进化受系统发育影响，那么进化时间相近的物种，功能性状也更相似。过去在进行物种性状比较和相关分析时，都是假设物种间是相互独立的，如果所涉及的物种系统发育关系比较近，就会导致统计检验上的错误。系统发育独立对比方法考虑物种进化历史的影响，在性状进化、性状关联进化及其与生物的生态适应性关系研究方面具有重要意义。张石宝、曹坤芳等利用系统发育独立对比方法，对我国不同森林618种树木的木材密度及与力学相关性状的空间分布及其与环境因子和系统发育的关系进行了分析。结果表明，所有11个木材性状都表现出了显著的系统发育信号，即受系统发育控制。木材密度与木材的机械特性存在关联进化关系。木材密度和许多木材力学性状随纬度升高而降低，但只有少数性状，如冲击韧性、抗剪强度在沿海拔梯度表现出一定的变化。他们发现，利用传统的线性相关分析和系统发育独立对比方法，绝大多数木材性状均与年降雨量显著正相关，即年降雨量高的地区树木向木材密度和机械强度增大的方向进化。这与一般认识相悖。大部分木材性状利用传统线性相关分析时都与年均温不相关，通过系统发育修正后，木材密度、静曲强度等性状与之显著正相关。因此，他们研究认为，我国森林树木木材性状的空间分布式样受环境与系统发育共同作用的影响，系统发育影响物种的环境耐受性及其地理分布，并且年降雨比年均温能更多地解释木材性状的空间分布。（来源：科学时报张雯雯）