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生物多樣性沿環(huán)境梯度的分布格局及其維持機制是生態(tài)學和生物地理學研究中的重要議題。自十九世紀初亞歷山大·馮·洪堡（Alexander von Humboldt）等人首次揭示海拔梯度生物多樣性分布格局以來，由于山地劇烈的垂直環(huán)境變化和豐富的生物多樣性，越來越多的學者認識到山地是研究生物多樣性格局及其維持機制的天然實驗室?！盁釒鷳B(tài)位保守”(tropical-niche-conservatism,TNC)和“走出熱帶”(out-of-the-tropics,OTT)是解釋山地植物多樣性來源的兩個重要假說，且大多數(shù)熱帶山地的研究支持OTT假說。我國是一個山地大國，山地面積占陸地國土總面積的33.33%，其中有不少山地跨越熱帶、亞熱帶地區(qū)。相比于歷史氣候條件更加穩(wěn)定的熱帶地區(qū)，亞熱帶山地可能受到更多區(qū)域環(huán)境歷史過程（如避難所、冰期-間冰期震蕩等）的影響。因此，在深入研究局域尺度生態(tài)過程（環(huán)境過濾、物種間相互等）的基礎(chǔ)上，聚焦區(qū)域生物地理過程可能將更有效地揭示我國亞熱帶山地森林群落的來源。

高黎貢山地處我國西南橫斷山區(qū)南段，是我國西南地區(qū)第一道、也是最重要的生態(tài)安全屏障。因其豐富的生物多樣性，高黎貢山被譽為“世界物種基因庫”。據(jù)報道，該區(qū)域有野生種子植物218科1245屬4938種及變種，森林覆蓋率高達93.01%。高黎貢山擁有我國乃至世界最自然、原真和最連續(xù)完整的亞熱帶常綠闊葉林。同時，由于板塊運動和地表過程塑造的南北走向的山體，高黎貢山可能在歷史生物地理過程中扮演了關(guān)鍵的生物擴散廊道角色，是研究亞熱帶常綠闊葉林海拔梯度群落構(gòu)建和維持機制的理想場所。中國科學院昆明植物研究所高連明團隊和李德銖團隊自2013年起，在高黎貢山國家級自然保護區(qū)保山管護局及相關(guān)分局的大力支持下，在高黎貢山南段東西坡向（百花嶺-林家鋪一線）建立了海拔梯度森林群落樣帶（簡稱高黎貢山樣帶，GMT），旨在開展基于長期監(jiān)測的群落生態(tài)學研究，以期揭示亞熱帶山地海拔梯度生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能格局及變化機制。?

最近，該團隊與德國德累斯頓工業(yè)大學Sebastian Seibold教授、加拿大多倫多大學Marc Cadotte教授和高黎貢山國家級自然保護區(qū)保山管護局等單位合作，以GMT樣帶為平臺，基于木本植物群落的物種多樣性、功能多樣性、系統(tǒng)發(fā)育多樣性、區(qū)系組成、平均支系年齡以及環(huán)境數(shù)據(jù)，討論了OTT和TNC假說在亞熱帶森林海拔梯度群落構(gòu)建中的相對重要性，揭示局域生態(tài)位過程和區(qū)域生物地理過程在群落構(gòu)建中的作用，并進一步探討了影響海拔梯度多樣性格局的關(guān)鍵環(huán)境因子。研究結(jié)果表明，物種豐富度隨著海拔的升高而減少，物種組成在不同坡向和海拔之間呈現(xiàn)出明顯的周轉(zhuǎn)。系統(tǒng)發(fā)育多樣性與功能多樣性沿海拔梯度分別呈現(xiàn)增加與降低的相反趨勢，有力地支持了走出熱帶（OTT）假說。同時，低海拔的群落主要由熱帶屬組成，而高海拔群落則呈現(xiàn)熱帶屬和溫帶屬共存模式，暗示在OTT塑造亞熱帶森林海拔梯度群落格局的基礎(chǔ)上，更高緯度溫帶地區(qū)的物種遷入可能進一步重塑了中高海拔的植物群落物種組成。大多數(shù)性狀在整個海拔梯度上都表現(xiàn)出趨同的模式，這可能反映了亞熱帶森林低海拔的層級競爭和高海拔的環(huán)境過濾作用。除溫度外，土壤養(yǎng)分特別是磷含量，顯著地影響了海拔梯度生物多樣性分布格局。由于亞熱帶地區(qū)普遍存在土壤磷限制，植物對不同形式磷的利用可能解釋了磷限制條件下亞熱帶森林中高的生物多樣性。研究結(jié)果證實了熱帶與溫帶物種在高海拔的生態(tài)位趨同以及生物地理歷史過程共同塑造了亞熱帶森林海拔梯度多樣性格局，為亞熱帶森林海拔群落維持機制的研究提供了新的實證。

目前，該研究成果以Niche convergence and biogeographic history shape elevational tree community assembly in a subtropical mountain forest為題在國際環(huán)境科學和生態(tài)學領(lǐng)域期刊Science of the Total Environment上發(fā)表。博士研究生馬梁梁為論文第一作者，高連明研究員、劉杰副研究員和羅亞皇副研究員為共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金項目(32071541)、科技部基礎(chǔ)調(diào)查專項項目(2023YFF0805802，2021FY100200)、中國科學院青促會 (2021392)、中國科學院國際合作伙伴項目 (151853KYSB20190027)、云南省興滇英才支持計劃‘青年人才’項目?(XDYC-QNRC-2022-0026;YNWR-QNBJ-2018-146)、中國科學院前沿科學重點研究計劃?(ZDBS-LY-7001)等項目的支持。項目實施過程中，高黎貢山國家級自然保護區(qū)保山管護局及所屬隆陽分局和騰沖分局對本研究提供了長期支持。?

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Fig. 1?高黎貢山樣帶及研究檢驗的假說和結(jié)果。高黎貢山樣帶（GMT）的樣地布局?(A)；?基于“熱帶生態(tài)位保守”?(tropical-niche-conservatism, TNC)?和“走出熱帶”（out-of-the-tropics?(OTT)?的假說預(yù)測?(B)；基于樣地數(shù)據(jù)的實際觀測到的系統(tǒng)發(fā)育多樣性、功能多樣性、平均分支年齡和區(qū)系組分在東西坡的海拔梯度格局?(C)。