動物對植物的取食，即植食過程，是自然界最為常見的生物間相互作用之一。這一過程對植物的生長、繁殖、生存以及生物多樣性維持有著深遠影響。然而，自然界中的植食程度在不同物種之間差異巨大，如何解釋這種差異，已成為當前群落生態學領域數十年來關注的基本科學問題之一。 

　　當前，學術界對這一問題的解釋主要包括幾個假說。1）化學防御假說，認為植物化學防御物質（如次生代謝物）的差異是導致植食率高度差異的主要原因。但該假說的推測往往只在單個物種或少數近緣物種之內成立。在群落尺度上，特定次生化合物的含量和植食率之間的關系非常微弱；2）“顯示度”假說，該假說認為在群落中更容易被發現的個體或物種（比如更高，更大的個體），遭到植食性動物取食的程度會更高；即自然界存在“樹大招蟲”的格局。3）負密度制約假說，認為一定范圍內同種植物密度越高，則這種植物遭受的植食程度也越高；4）生長速率假說，認為物種的生長策略，決定了其植食程度。采取高生長速率策略的物種會對植食動物采取耐受型策略，所以這些植物的植食率會更高。目前，在物種高度多樣化的熱帶森林群落中，上述哪種機制決定了物種之間的蟲食率格局仍不清楚。 

　　為回答這一問題，中國科學院生態環境研究中心張霜副研究員與中國科學院西雙版納版納熱帶植物園徐國瑞副研究員借助塔吊系統，在補蚌熱帶雨林大樣地開展合作研究。通過對目前已知的全球最大幅度林冠垂直落差采樣（地上1.6–65m高），同時考慮了目標植物葉屬性及其鄰居的多樣性、多度、高度異質性、系統發育歷史等因素，綜合分析了這些因素對于蟲食率種間變異的影響。通過對129種喬木6700片葉片的系統采樣分析，發現：1）植食率隨著林冠高度的增加而降低，這與顯眼度假說的預期相反；2）鄰居的多樣性、同種個體多度、鄰居高度異質性等因素，對目標植物的植食率均沒有顯著影響。即沒有檢測到明顯的協同防御效應和負密度制約效應；3）葉面積越大，則植物的植食率越高，這說明占據穩定、優質的食物資源，可能是植食性昆蟲進行宿主選擇的重要依據。這一研究揭示了在高度復雜的生態系統中，種間相互作用的垂直格局是一個不同忽視的因素，這給我們理解種間相互作用變異規律和生物多樣性的維持機制提供了新思路。日前，該研究以“Canopy height, rather than neighborhood effects, shapes leaf herbivory in a tropical rainforest”為題，在生態學經典期刊Ecology上在線發表。Ecology當值主編認為“This paper will do a great job of advancing our understanding of herbivory in tropical forests”。  

　　該研究得到了中國科學院熱帶森林生態學重點實驗室開放課題、國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會等項目的資助。特別感謝西雙版納森林生態系統國家野外科學觀測研究站給予本研究的大力支持。 

　　圖1 

補蚌塔吊樣地樹種取樣分布點和取樣喬木個體的高度分布（紅色點為采樣個體，灰色點為塔吊范圍內的其他個體） 

　　圖2 

樹冠高度、葉片大小、比葉面積和鄰居物種豐富度（NSR）與植食率的關系 

　　圖3 

貝葉斯譜系結構方程模型分析不同因素對植食率的作用路徑