研究揭示樹木遺傳多樣性對功能性狀和群落生產力的影響

　　大部分關于生物多樣性與生態系統功能（BEF）的研究表明物種多樣性能夠促進群落生產力，這是由于物種之間的功能差異帶來的物種多樣性效應的作用結果。而生物多樣性是多尺度的，除物種多樣性外，種內遺傳多樣性及其與物種多樣性的潛在交互作用對BEF關系的影響還知之甚少，特別是關于種內基因型之間的功能差異和對生產力的潛在作用鮮有報道。

　　中國科學院植物研究所馬克平研究組以全球最大的森林生物多樣性與生態系統功能實驗（BEF-China）平臺為基礎，選擇具有基于母樹來源遺傳信息的樹木個體為研究對象，通過測量物種內和物種間的個體在功能性狀的差異，及個體所在群落的生產力在種植4到9年間的變化開展了相關研究。結果表明，除種間差異外，由于母樹來源不同而具有不同遺傳家族信息的個體形成的種內差異也很大程度上解釋了性狀差異。同時，功能性狀對物種多樣性和種內遺傳多樣性的響應差異顯著。此外，在多物種混交林中樹木個體的多種功能性狀形成的綜合差異顯著大于純林中同樣數量個體之間的差異；而多種功能性狀的綜合差異在遺傳多樣性更豐富的純林和遺傳多樣性比較單一的純林之間卻很相似。因此，該研究認為最終物種多樣性促進了群落的生產力，而不是種內的遺傳多樣性。

　　該研究成果是在森林生物多樣性與生態系統功能研究中首次關于種內遺傳多樣性和物種多樣性交互作用如何共同影響植物功能性狀進而影響群落生產力的研究。研究指出，若要厘清多尺度生物多樣性，如物種多樣性和遺傳多樣性對樹木生長和群落生產力的影響，則必須先確定森林群落中種內和種間功能多樣性的差異和響應機制。

　　此外，BEF-China樣地植物個體功能性狀系列研究的另一相關成果也表明個體功能性狀與生長的關系隨著群落多樣性和林齡的不同而變化。在物種豐富度更高的群落，功能性狀對生長的影響更明顯。該成果指出厘清功能性狀對BEF關系的影響機制，必須要將群落中個體所處的生物環境考慮在內。

　　以上兩項成果近期分別發表在國際學術期刊New Phytologist和Journal of Ecology（為該期的Editor’s Choice文章）上。馬克平研究組博士后Franca Bongers為兩篇論文第一作者，研究員馬克平和副研究員劉曉娟為共同通訊作者。該研究得到中科院戰略性先導科技專項（B類）、國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金和中科院青年創新促進會等的聯合資助。

　　圖1，BEF-China實驗地建成10年后的樣地一角面貌

　　圖2，遺傳多樣性和物種多樣性對功能性狀差異的貢獻