稀树草原树木是否存在间歇性繁殖？18种乔木开花结果的物候动态与资源匹配机制解析

为解决稀树草原(Savanna)树木繁殖策略的争议，南非国家公园与拜罗伊特大学团队通过8年追踪18种乔木的开花结果物候，结合资源匹配模型分析。研究发现仅4种物种呈现间歇性繁殖(Masting)特征，且气候驱动的资源分配可解释其物候模式，揭示了稀树草原低Masting普遍性与生态互作网络的关联，为热带生态系统繁殖策略演化提供新见解。

　　

在广袤的非洲稀树草原(Savanna)生态系统中，树木的繁殖策略长期存在科学谜题：这些植物是否会像温带森林的橡树或热带龙脑香科植物那样，采用间歇性同步繁殖(Masting)策略？传统理论认为，Masting通过"规模经济效应"(Economy of Scale, EOS)可提高传粉效率或逃避种子捕食者，但稀树草原以动物传粉为主、种子扩散网络复杂，其选择压力与高纬度生态系统截然不同。此前研究多聚焦温带地区，而对热带稀树草原乔木的繁殖物候动态知之甚少。

南非国家公园管理局科学服务处Savanna Node的Corli Coetsee团队联合拜罗伊特大学植物生态学系，在克鲁格国家公园(Kruger National Park, KNP)开展了为期8年的系统研究。通过对18种常见乔木（包括金合欢属Acacia、风车藤属Combretum等）290株个体每月监测开花结果强度，结合多指标分析和过程模型，发现仅Acacia grandicornuta等4个物种表现出符合Masting的特征（结果变异系数CV>1、同步性>0.4）。该成果发表于《Oecologia》，首次揭示了资源匹配(Resource matching)模型能较好解释观测到的物候模式，挑战了稀树草原树木需要进化出Masting策略的传统假设。

研究团队采用三项关键技术：1) 基于Fournier强度法的月度物候监测（2015-2022年），量化叶片、花、果的5级序数强度；2) 多维度Masting指标分析（包括CV、波动性Volatility、同步性Synchrony和失败年比例）；3) 贝叶斯状态空间模型整合ERA5-Land气候再分析数据，构建碳氮底物分配的植物生长过程模型。

研究结果通过以下发现展开：
物候时序特征：多数物种在雨季初期集中开花（如Combretum apiculatum平均DOY 289），但结果高峰差异显著，Acacia tortilis等延至旱季。
Masting指标分析：仅4物种果实CV>1（如Balanites maughamii CV=1.2），且PCA显示强度与失败率负相关，不符合典型Masting的"全或无"特征。
资源匹配模型验证：过程模型准确预测87%开花事件（如Kigelia africana鸟类传粉模式），表明气候驱动的底物积累（C_S+C_R）可解释物候变异，无需进化选择压力。

讨论部分指出三个突破性认知：1) 稀树草原低Masting普遍性与动物扩散者的"生物防控"相关（如种子通过消化道降低象甲虫Bruchid侵害）；2) 植物-动物互作网络可能通过"扩散效率假说"(Dispersal efficiency hypothesis)抵消捕食者饱和(Predator satiation)的选择压力；3) 气候波动通过资源匹配而非进化适应塑造物候模式。该研究为理解全球Masting地理格局提供了热带案例，暗示在物种丰富的生态系统中，复杂互作网络可能降低间歇性繁殖的选择优势。

这项研究不仅填补了热带树木繁殖生态学的知识空白，更提出了新的科学问题：稀树草原树木是否通过"生态位分化"（如不同结果时间分割动物扩散者资源）替代Masting策略？未来研究可结合基因组学与长期生态监测，揭示气候变暖下这些独特繁殖策略的稳定性。