物種共存與生物多樣性維持機制一直是生態學研究的核心論題，同時也是維持生態系統穩定性、確定生物多樣性優先保護的關鍵。林冠被稱為“最后的生物學前沿”，蘊含了全球40%~50%的陸地生物多樣性，它是生物圈中物種豐富卻最鮮為人知的生境之一。林冠附生植物群落因其極高的多樣性以及特有的生存策略可能為物種共存機制提供新的理論和證據。森林中的宿主樹彼此獨立，在功能上類似于“生境島”，每株宿主樹上形成一個相對獨立的附生植物群落，而不同宿主個體上的附生植物群落共同組合形成群落集合，附生植物群落為生物多樣性格局與共存機制研究提供了理想的模式系統。然而，由于缺乏有效的技術手段進入到樹冠，目前關于附生群落的研究多局限于接近森林地面的樹干區域或少數幾株宿主樹，嚴重低估了附生植物多樣性，且缺乏對宿主特性以及林冠三維空間微氣候的系統觀測和模擬，制約了我們對附生植物物種共存機制的全面認識。

為此，版納植物園恢復生態研究組科研人員與合作者，充分利用2014年建于西雙版納熱帶季節雨林中的林冠塔吊平臺，在1.44公頃的熱帶雨林樣地中選取了12株喬木宿主，并依次在5個垂直高度上安放了林冠小氣候自動監測設備，進行了為期3年的監測，并通過隨機森林建模首次模擬了熱帶雨林三維空間內的光照、溫度和濕度的分布格局（圖1）。研究人員同時調查了42顆望天樹上不同垂直高度的附生苔蘚群落，并應用廣義不相似性模型，進一步分析了附生群落物種周轉、系統發育周轉與宿主特性以及微氣候之間的相互關系。結果表明：垂直方向附生苔蘚群落物種周轉顯著高于水平方向，而其物種嵌套顯著低于后者（圖2）。垂直梯度的微氣候條件是附生苔蘚群落組成和系統發育結構的主要驅動力（圖3）。隨著垂直高度差異增加，附生苔蘚群落的構建機制由微弱的競爭作用轉變為系統發育保守占主導（圖4）。這項工作豐富了森林三維空間微氣候研究，揭示了熱帶附生苔蘚群落微氣候生態位的保守性，預示著全球氣候變化可能對附生植物的生存造成威脅。 

相關研究成果以Microclimatic variation in tropical canopies: A glimpse into the processes of community assembly in epiphytic bryophyte communities為題發表在生態學經典期刊Journal of Ecology上，版納植物園2018屆碩士畢業生沈婷為該論文第一作者（受國家留學基金資助，目前正在比利時列日大學Alain Vanderpoorten課題組攻讀博士學位），恢復生態研究組組長宋亮研究員和沈婷為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家留學基金、生物多樣性網版納植物園平臺林冠監測項目、云南省自然科學基金、中科院項目等支持，在此一并致謝。 誠摯地感謝云南西雙版納森林生態系統國家野外科學觀測研究站對野外工作和樣地背景數據的支持。 

圖1 西雙版納熱帶季節雨林三維空間的微氣候格局

圖2 西雙版納熱帶季節雨林垂直和水平方向附生苔蘚植物β多樣性（周轉和嵌套）比較

圖3 不同環境變量對垂直梯度附生苔蘚群落周轉格局的解釋率

圖4 附生苔蘚系統發育周轉率隨垂直高度差異的變化趨勢