我國森林木材性狀空間分布受環(huán)境與系統(tǒng)發(fā)育影響

    利用傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法分析物種性狀差異和相關(guān)性時，如果所涉及的物種系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系比較近，容易導(dǎo)致統(tǒng)計檢驗上的錯誤。近日，中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園張石寶、曹坤芳等科研人員利用系統(tǒng)發(fā)育獨(dú)立對比方法，對我國不同森林樹木的木材密度與力學(xué)相關(guān)性狀的空間分布及其與環(huán)境因子和系統(tǒng)發(fā)育的關(guān)系進(jìn)行了分析研究。該研究成果對理解森林的生產(chǎn)力分布、樹木的生態(tài)策略具有重要意義，并在《全球生態(tài)學(xué)和生物地理學(xué)》（Global Ecology and Biogeography）雜志上在線發(fā)表。

    據(jù)曹坤芳介紹，利用分子系統(tǒng)發(fā)育樹，探討植物功能性狀的進(jìn)化及其與環(huán)境的關(guān)系是當(dāng)前生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。生物的系統(tǒng)發(fā)育存在時間序列上的自相關(guān)。如果物種性狀的進(jìn)化受系統(tǒng)發(fā)育影響，那么進(jìn)化時間相近的物種，功能性狀也更相似。過去在進(jìn)行物種性狀比較和相關(guān)分析時，都是假設(shè)物種間是相互獨(dú)立的，如果所涉及的物種系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系比較近，就會導(dǎo)致統(tǒng)計檢驗上的錯誤。系統(tǒng)發(fā)育獨(dú)立對比方法考慮物種進(jìn)化歷史的影響，在性狀進(jìn)化、性狀關(guān)聯(lián)進(jìn)化及其與生物的生態(tài)適應(yīng)性關(guān)系研究方面具有重要意義。

    張石寶、曹坤芳等利用系統(tǒng)發(fā)育獨(dú)立對比方法，對我國不同森林618種樹木的木材密度及與力學(xué)相關(guān)性狀的空間分布及其與環(huán)境因子和系統(tǒng)發(fā)育的關(guān)系進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，所有11個木材性狀都表現(xiàn)出了顯著的系統(tǒng)發(fā)育信號，即受系統(tǒng)發(fā)育控制。木材密度與木材的機(jī)械特性存在關(guān)聯(lián)進(jìn)化關(guān)系。木材密度和許多木材力學(xué)性狀隨緯度升高而降低，但只有少數(shù)性狀，如沖擊韌性、抗剪強(qiáng)度在沿海拔梯度表現(xiàn)出一定的變化。他們發(fā)現(xiàn)，利用傳統(tǒng)的線性相關(guān)分析和系統(tǒng)發(fā)育獨(dú)立對比方法，絕大多數(shù)木材性狀均與年降雨量顯著正相關(guān)，即年降雨量高的地區(qū)樹木向木材密度和機(jī)械強(qiáng)度增大的方向進(jìn)化。這與一般認(rèn)識相悖。大部分木材性狀利用傳統(tǒng)線性相關(guān)分析時都與年均溫不相關(guān)，通過系統(tǒng)發(fā)育修正后，木材密度、靜曲強(qiáng)度等性狀與之顯著正相關(guān)。

    因此，他們研究認(rèn)為，我國森林樹木木材性狀的空間分布式樣受環(huán)境與系統(tǒng)發(fā)育共同作用的影響，系統(tǒng)發(fā)育影響物種的環(huán)境耐受性及其地理分布，并且年降雨比年均溫能更多地解釋木材性狀的空間分布。

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