为什么热带森林在生态上如此多样化
热带树的数量主要在稀少的地方增加
布朗大学(Brown University)和加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)的研究人员利用高分辨率卫星成像技术，发现了一个古老问题的新线索，即为什么热带森林在生态上如此多样化。在对一种常见的热带树种——花椰菜的研究中，他们发现，在10年的时间里，花椰菜的数量增长主要集中在树种稀少的地方，而不是普通的地方。
该论文的第一作者、布朗大学(Brown)生态学和进化生物学助理教授吉姆·凯尔纳(Jim Kellner)说:“生活在巴拿马面积不比几个足球场大多少的地区的树木种类比整个北美和墨西哥加起来还要多。”“这种多样性是如何产生的，为什么它会长期存在，这是一个悖论，一个多世纪以来一直对博物学家构成挑战。”凯尔纳说:“这项研究得出的结论是，对种群增长存在‘负面反馈’。
这一发现证实了20世纪70年代的一项预测，该预测认为，热带森林是多样的，因为天敌控制着数量。凯尔纳说，敌人可能是食种子者、食草动物或病原体，他隶属于布朗环境与社会研究所。例如，考虑一棵橡树和一只松鼠。松鼠吃橡子，喜欢在橡树茂盛的地方觅食。在枫树林中，一只孤零零的橡子可能会被松鼠忽视，而橡树林中的许多橡子却会被吃掉。凯尔纳说，如果这种行为在热带雨林中普遍存在，它可能会阻止物种变得过于普遍。
他说，早期的研究表明，这种负反馈现象在幼树(种子、幼苗和幼树)中确实存在，但生态学家还不能确定它是否会影响成树，也就是种群的繁殖部分。凯尔纳说:“在热带森林里，树木需要几十年的时间才能繁殖，而每一种物种的稀有程度又加剧了这个问题。”“我们发现，对于这个物种来说，你每年需要搜索大约250英亩才能找到一棵新的成年树。”
这种挑战徒步是不可行的，但遥感可以克服观测大面积区域的挑战。凯尔纳和合作者、加州大学洛杉矶分校的生态学名誉教授斯蒂芬·哈贝尔(Stephen Hubbell)，用高分辨率的卫星图像追踪了十多年来巴罗科罗拉多岛(Barro Colorado Island)上的人。他们寻找的是一种热带雨林树种，一年中有几天会开出亮黄色的花。凯尔纳说:“通过对卫星图像采集与季节性开花的时间进行计时，我们能够识别岛上大多数这一物种的成虫。”
他们发现了1006棵成年树。从2012年开始，回顾过去10年的研究，Kellner和Hubbell发现了新树首次进入成年群体的时间。他们使用先进的统计方法来确定他们实际上是在鉴定新成虫，而不仅仅是那些跳过一年开花或早花或晚花的树。研究人员发现，负面反馈会影响新成年树的数量，并且会影响100个足球场面积内新成年树的数量。凯尔纳说，这与之前对幼树的研究形成了对比。之前的研究发现，宿主特异性敌人的影响通常局限于小区域。
为了从卫星数据中确认树木的位置，他们前往该岛，独立地发现了123棵属于同一物种的成年树木。其中89%在高分辨率图像中被检测到，这表明他们的数据几乎是对该物种的全面普查。Kellner表示，其影响可能是广泛的。“在生态学中，我想不出比人口动力学更重要的想法了，”他说。“从捕捞许可证到疾病暴发预测，这对一切都很重要。”
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