撰文丨吕胜满 (论文一作；ETH Zürich）
研究背景
理解物种的空间分布是生态学的一个基础问题。一个基本的假设是，受多种非生物环境（如温度，降水，土壤）和种间关系（如竞争）的影响，物种在分布区内能够维持正的种群增长（即种群增长率λ为正），然而在分布区外不能维持正的种群增长（即λ为负）。
一个传统的观点认为种间竞争主要影响了温暖生境（如低海拔或低纬度）的物种分布，而寒冷生境（如高海拔或高纬度）的物种分布则主要受气候影响。
研究方法
野外种植实验位于瑞士阿尔卑斯山，该实验选取了7种高海拔和7种低海拔物种，并且高海拔和低海拔物种分布区不重叠，设置了沿海拔梯度分布的三个实验样地（图1）；其中，低海拔样地位于低海拔物种分布区内，高海拔样地位于高海拔物种分布区内，中海拔样地位于它们的分布区边界（图1）。
主要结果
在无竞争的情况下，高海拔物种和低海拔物种在分布区外的种群增长率均显著低于分布区内，表明气候影响了物种的分布（图 2a）；在有竞争的情况下，它们在分布区外的种群增长率降低幅度更大（图 2b），表明种间竞争也影响了物种的分布。
并且，高海拔物种和低海拔物种的种群增长率的变化趋势都支持以上结果，表明种间竞争既影响了低海拔区域的物种分布，也影响了高海拔区域的物种分布。
图2. 高海拔（蓝）和低海拔（橙）物种在无竞争（a）和有竞争（b）时的种群增长率。
与分布区外相比，高海拔物种和低海拔物种均在它们的分布区内具有更大的生态位差异（即较小的生态位重叠；图3a-c）和更大的竞争优势（图3d-f），表明竞争通过生态位差异和适合度差异两种不同的机制影响了物种的空间分布。 图 3. 生态位重叠（1-生态位差异， a-c）与适合度差异沿海拔梯度变化（d-f）。在e中，负值表示低海拔物种更具竞争优势，正值表示高海拔物种更具竞争优势
主要结论
该研究发表于 Nature Communications，瑞士苏黎世联邦理工学院植物生态学组（Plant Ecology group at ETH Zürich）吕胜满（博士在读）为论文第一和通讯作者，其导师 Dr. Jake Alexander 为共同作者。
本研究得到 European Research Council（starting grant）的资助。吕胜满得到国家公派留学基金委资助，研究兴趣为植物种群和群落动态。
论文信息
标题：Competition contributes to both warm and cool range edges
期刊：Nature Communications
作者：吕胜满* & Jake M. Alexander【ETH Zürich】
时间：2022-5-6
DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-022-30013-3
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