种子休眠与传播方式共同影响种子扩散距离与物种分布范围大小
在自然生态系统中,种子扩散和休眠能力是影响植物种群维持与扩张的重要机制。然而,传播方式与种子休眠如何在不同气候区域中协同作用,并共同影响种子最大扩散距离及物种分布范围,仍缺乏系统认识。针对这一科学问题,中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)森林生态系统结构、功能与动态研究团队联合肯塔基大学和莱顿自然生物多样性中心的研究者,基于全球尺度,整合了全球631种种子植物(涵盖118个科)的相关数据,检验了种子最大扩散距离与休眠之间的权衡关系在由动物传播的种子与非动物传播的种子中的差异,探讨了气候因素在其中的调控作用,并分析了种子休眠与传播方式在热带与温带地区对物种分布范围的不同影响。
研究结果表明,种子休眠与传播距离之间的关系受到传播机制的显著调控:在非生物传播系统(如风力、水力传播)中,非休眠种子的最大扩散距离显著高于休眠种子,表明扩散能力与休眠策略之间存在资源分配权衡;而在动物传播系统中,种子扩散距离相较非生物传播更大,且不受种子休眠方式的影响。此外,种子休眠与传播方式对物种分布范围的影响具有明显的地区差异性:在热带地区,动物传播显著促进物种分布范围的扩大,而种子休眠方式的影响较弱;在温带地区,传播方式和休眠方式对分布范围的影响都不显著,但在温带地区,扩散距离与物种分布范围呈显著正相关。
该研究结果为“种子扩散—休眠权衡”理论提供了新的见解,同时揭示了气候区域背景在调控植物扩散策略与物种分布中的关键作用,为预测未来气候变化背景下植物分布格局的动态变化提供了重要科学依据。
该研究成果以Joint influence of seed dormancy and dispersal syndrome on dispersal distance and range size across two climate regions为题,发表于国际生态学期刊Global Ecology and Biogeography。版纳植物园森林生态系统结构、功能与动态研究组博士后蔡望为论文第一作者,杨洁研究员为通讯作者。研究得到云南省重点研发计划、云岭学者、植被结构功能与建造全国重点实验室开放课题等项目的资助。

图 研究假设示意图。