植物生态系统研究质疑关于生物多样性的普遍假设

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即使植物种类彼此密切相关，它们也可以在生态系统中发挥不同的作用。这一令人惊讶的结论是通过对全球约 170 万个植物群落数据集进行分析得出的。
这项研究由马丁路德大学哈勒维滕贝格分校 (MLU) 和博洛尼亚大学领导。他们的发现推翻了生态学领域的先前假设。这项研究发表在《自然生态与进化》杂志上，为自然保护提供了见解。
当一种新植物物种想要在新的生态系统中繁衍生息时，它必须与其他植物竞争光照、养分和水。因此，不同物种之间应该互不干扰，这样它们才能在生态系统中发挥不同的功能。植物功能多样性的变化可能也会反映在它们的系统发育多样性中，即它们彼此之间的亲缘关系有多密切。
“到目前为止，科学家们一直认为，在生态系统中，植物物种的功能性特征（如高度或叶片结构）与其系统发育多样性之间存在正相关关系。换句话说，物种在生态系统中的关系越远，它们的功能性特征就应该越不同，”慕尼黑大学的地植物学家 Helge Bruelheide 教授解释道。
一个例子是混交林，其中的针叶常绿树种的祖先生活在 3 亿多年前。落叶树种的直系祖先甚至不到它们的一半历史，与它们生活在一起。蕨类植物的祖先甚至更古老，它们生长在它们下面的地面上。
布鲁尔海德说：“在具有如此高系统发育多样性的森林中，我们也期望发现较高的功能多样性。”
然而，新研究发现，这种相关性最有可能适用于北欧的混合森林，而不是大多数陆地生态系统。
国际科学家团队分析了世界上最独特的植被数据库“sPlot”中的 170 万个数据集。该数据库由德国综合生物多样性研究中心 (iDiv) 哈勒-耶拿-莱比锡分部管理。它包含来自 114 个国家和地球上所有气候区的植物植被记录。
研究人员将这些数据与所有植物物种的全球系统发育以及世界上最大的植物性状数据库“TRY”相结合。
“结果让我们大吃一惊，因为我们发现功能多样性和系统发育多样性之间没有正相关性。事实上，两者往往呈负相关，”博洛尼亚大学的 Georg Hähn 解释说，他在 MLU 开始从事这项研究，作为其硕士论文的一部分。
对结果进行更详细的分析后发现，所检测的植被样本中，超过一半的功能多样性较高，但系统发育多样性较低。只有约 30% 的样本同时表现出两种类型的多样性的高水平或低水平。尤其令人惊讶的是，超过一半的样地的功能多样性水平高于系统发育多样性。
“我们的研究表明，许多生态系统中的植物虽然关系密切，但都发挥着不同的作用。这对自然保护具有重要意义，”布鲁尔海德说。
因此，如果生态系统中功能多样性物种数量不足或缺乏进化多样性，那么生态系统就很容易受到气候变化的影响。
“因此，有效的环境保护不仅仅意味着保护物种最丰富的地区。相反，还必须考虑功能多样性和系统发育多样性，”布鲁尔海德总结道。