竞争导致了植物适应度与环境梯度之间的数量不匹配现象

《Journal of Ecology》：Competition contributes to quantitative mismatches between plant fitness and occurrence along environmental gradients

本研究探讨竞争对加州旱地草甸植物物种分布与生存力匹配的影响。通过实验量化不同土壤条件下八种植物萌发率、繁殖力和生存力，结合实地分布调查，发现竞争显著改变部分物种对主要土壤梯度（质地、肥力）的适应，导致分布与生存力不匹配，而次要梯度（钙镁比）影响较小。结论指出竞争可能通过动态调整物种分布与生存力的关系，影响生态梯度中的物种共存机制。

　　

摘要

1. 物种的分布受到非生物环境与生物相互作用之间复杂关系的影响。在植物群落方面的实证研究逐渐揭示了竞争如何调节物种对环境变化的种群动态响应，但理解竞争的种群后果何时以及如何体现在观察到的出现模式中仍然是一个重要的挑战。
2. 在这里，我们探讨了在土壤异质性显著的加利福尼亚一年生草地景观中，竞争如何导致植物适应度与出现频率之间的定量不匹配。我们通过实验量化了八种本地一年生植物的发芽率、繁殖力和生命周期适应度对土壤环境空间变化的响应，这些实验在有无自然邻居的情况下进行。同时，我们还调查了这些物种在整个研究区域内的出现情况。结合这些适应度和出现数据，我们检验了观察到的出现模式是否与不同土壤因素梯度下的适应度响应一致。
3. 我们发现，竞争改变了某些物种对主要土壤梯度（土壤质地和肥力）的适应度响应。在没有竞争者的情况下，这些适应度响应往往与预期的出现概率变化不一致。至少有一种物种（Lasthenia californica）更可能出现在沙质、贫瘠的土壤中，而其适应度预计在这些土壤中最低。相比之下，竞争对次要土壤梯度（土壤养分组成，尤其是钙镁比例）下的适应度和出现频率影响相对较小。
4. 总结：我们的研究表明，竞争可能导致植物适应度与出现频率在空间环境梯度上的变化出现不匹配。重要的是，这种定量不匹配取决于具体的物种和环境梯度。我们的结果提醒人们不要简单地假设出现频率的变化就意味着适应度的变化，反之亦然，尤其是在竞争强度与非生物环境共同变化的情况下。

利益冲突声明

作者没有需要声明的利益冲突。