研究进展 | Journal of Ecology | 

局域斑块及邻域植物多样性对植食者多样性格局的差异性影响

原文链接https://doi.org/10.1111/1365-2745.14054

植物多样性能够通过影响高营养级节肢动物多样性，进而影响植物群落及生态系统功能。因此，了解营养级互作及生物多样性关系对于理解生物多样性-生态系统功能（BEF）关系至关重要。基于草地和森林生态系统开展的研究发现：较高的植物物种丰富度往往能够支持更多样化的植食者群落。这一多样性格局主要是由局域斑块的植物多样性驱动，还是由更大范围（邻域尺度）的植物物种组成及其多样性驱动？植食者（如鳞翅目昆虫）对其宿主的选择往往涉及多个尺度，包括了从多斑块到目标斑块甚至是某个植物个体的决策过程。因此，从多个尺度来阐明已发现的植物多样性效应具有重要意义。针对这一问题开展研究将有助于我们深入理解植物-植食者多样性关系背后的机制，并为森林病虫害管理提供科学依据。

图1.两种不同情形的局域斑块及其邻域植物多样性

本研究依托中国亚热带生物多样性与生态系统功能 (BEF-China，江西德兴) 野外实验平台，以物种丰富的鳞翅目幼虫为研究对象，分析了局域生境斑块 (即样方水平) 以及更大尺度 (周边邻居样方) 的植物多样性与中心样方植食者的物种丰富度、多度、功能多样性和系统发生多样性之间的关系。研究表明：1）中心样方和邻居样方的植物多样性均显著影响了植食者多样性格局及其对寄主植物的选择，但前者对植食者的影响更大（即中心样方的植物多样性显著影响植食者物种多样性、多度、功能多样性及系统发生多样性，而邻居样方的植物多样性显著影响了植食者物种多样性和多度）；2）中心样方和邻居样方内同属且系统发生关系较近的植物更倾向于共享亲缘关系较近的植食性昆虫（即邻居样方的植物MNTD[平均最近种间距离]显著影响了中心样方植食者MNTD）。

图2. 局域斑块及其邻域植物多样性对中心斑块植食者物种多样性（species richness）、多度 (abundance)、功能多样性(FD) 以及系统发生多样性（PD）的影响

图3. 局域斑块及其邻域斑块植物系统发生距离与中心斑块植食者物种多样性（species richness）、多度 (abundance)、功能多样性 (FD) 及系统发生多样性（PD）的关系

本研究关注局域斑块和更大范围邻域斑块的植物多样性对植食者多样性的影响，考虑更大尺度的植物多样性效应。这项工作及其思路有助于我们更好地理解亚热带森林中物种丰富的植食性昆虫群落结构及其多样性格局的形成机制。

该工作是中国科学院动物研究所朱朝东研究组、中国科学院植物研究所马克平研究组、德国哥廷根大学Andreas Schuldt教授以及哈勒大学Helge Bruelheide教授长期开展功能昆虫群监测和多营养级互作合作研究的系列进展的一部分，以“Differential impacts on herbivore diversity and scale-dependence of tree diversity in subtropical forests”为题，于2022年11月30日在线发表于生态学主流期刊Journal of Ecology。李逸博士（毕业于中科院动物研究所，现为植物研究所特别研究助理）为第一作者，动物研究所朱朝东研究员以及德国哥廷根大学Andreas Schuldt教授为共同通讯作者。该研究得到了“BEF-China”亚热带森林植物多样性实验基地和研究组成员的大力支持和帮助，并得到中国科学院先导专项（XDB310304）及国家杰出青年基金（31625024)）等项目的资助。