物种多样性纬度梯度格局形成机制的研究一直备受科学家的关注,从达尔文《物种起源》的自然选择到Science发布的全世界最前沿的科学问题之一“什么决定了物种多样性”。该问题的研究不但对于物种多样性的保护具有指导意义,而且可以帮助我们更好地理解同纬度不同区域物种多样性存在差异的原因,例如东亚和北美东部物种多样性的不对称性。尽管物种多样性的研究取得了诸多的研究进展,但是仍有一系列问题有待解决。如进化因素对物种多样性格局的影响大小、不同区系成分物种多样性的纬度梯度格局等。以往对物种多样性分布格局的研究主要集中于探讨生态过程的影响,忽略了进化过程和生态过程的共同作用机制,因此对格局的驱动因素尚未形成普适性的认识。分布区类型(区系成分类型)和生长型是植物群落的两个重要属性,可分别反映植物的起源、扩散及进化历史和木本、草本植物对环境因素的差异性响应。在研究物种多样性时充分考虑区系成分和生长型的分类可以更细致全面地理解纬度格局形成机制。本研究以位于中国东部跨纬度梯度的24个自然保护区森林群落为研究对象,通过系统整理自然保护区植物名录资料,划分区系成分(温带vs.热带)和生长型(木本vs.草本),结合群落系统发育树重建和worldclim全球气候数据,利用相关分析和结构方程模型分析等方法,探究不同区系成分和生长型的物种多样性纬度梯度格局的形成机制,进而检验生态位保守假说vs.进化速率假说。获得的主要研究结果如下:(1)中国东部24个保护区森林群落的物种多样性和系统发育多样性从低纬度向高纬度逐渐递增,系统发育结构聚集程度逐渐上升;环境距离对系统发育β多样性的影响大于空间距离,环境因素是影响物种多样性纬度梯度的主要驱动力。(2)不同区系成分的系统发育特征和物种丰富度格局的形成过程均有明显差异。温带区系成分的系统发育特征对环境的响应比热带区系成分更为强烈;温带区系成分的物种多样性从低纬度向高纬度逐渐递增的格局主要受分化速率影响,而热带区系成分物种多样性的纬度梯度格局受环境因素影响更大,二者分别支持进化速率假说和生态位保守假说。(3)木本植物和草本植物的物种丰富度与系统发育多样性的纬度梯度格局类似,均呈现出由低纬度向高纬度逐渐递减的趋势;系统发育结构分析结果表明木本组合和草本组合的构建过程不是随机的,在高纬度地区表现为聚集的系统发育结构,主要是受环境过滤作用的影响。草本组合系统发育聚集的程度小于木本组合,沿纬度分布的群落中既有发散又有聚集,表明群落中草本组合受环境过滤和种间竞争的共同作用。与进化因素相比,环境因素是影响木本组合和草本组合物种丰富度的主要驱动力,均支持生态位保守假说。综上,本研究通过对中国东部森林植物群落进行不同区系成分和不同生长型的划分,将进化过程和生态过程结合起来综合分析物种多样性纬度梯度格局的形成机制。研究结果表明中国东部森林群落物种多样性沿纬度梯度从南向北逐渐递减的纬度梯度格局主要是受环境因素的影响,支持生态位保守假说,对于群落中的温带区系成分而言,其物种多样性纬度梯度格局的主要驱动力为物种分化速率。该研究结果不仅有助于我们从不同生长型和区系成分的分类全面理解物种多样性纬度梯度格局的形成机制,还为东亚物种多样性显著高于北美的不对称性提供了相应的理论依据,即较高的分化速率导致较高的物种多样性。此外,本研究在群落系统发育研究方法上提供了新思路,如区系成分的划分、利用V.Phylo Maker进行系统发育树的构建等。