Conspecific negative density dependence (CNDD) is thought to be a key process in maintaining plant diversity. However, the strength of CNDD is highly variable in space and time as well as among species, and correlates of this variation that might help to understand and explain it remain largely unquantified. Using Bayesian hierarchical models, we took advantage of 10-year seedling monitoring data that were collected annually in every dry and rainy season in a seasonal tropical forest. We quantified the interspecific variation in the strength of CNDD and its temporal variation. We also examined potential correlates of this interspecific and temporal variation, including species functional traits (such as drought-tolerant traits, defense-related traits, and recourse acquisition traits) and species abundances. In the dry season, we found a negative relationship between the density of neighboring conspecific seedlings on seedling survival, while in the rainy season, there was a negative relationship between the density of neighboring conspecific adults on seedling survival. In addition, we found that interspecific variation in CNDD was related to drought-tolerant traits in the dry season but not in the rainy season. Across years, we found that drought-intolerant species suffer less CNDD during the dry seasons that have higher rainfall, whereas drought-tolerant species suffer less CNDD when the dry season has lower rainfall. We also found that rare species suffered stronger CNDD in the dry season. Overall, our study highlights that CNDD is highly variable among species and through time, necessitating a deeper appreciation of the environmental and functional contexts of CNDD and their interactions.

Abstract Functional traits and neighborhood composition have been used to predict tree growth dynamics. Temporal changes in trait values (temporal trait plasticity) is one of the mechanisms for adaptive plastic response to environmental change. However, the consequence of temporal change in trait values and neighborhoods on the growth performance of individuals has rarely been investigated. We, therefore tested the effect of temporal changes in trait values and neighborhood crowding on the growth rate of individuals in a tropical forest using a dataset containing individual level growth and functional trait data for Ficus individuals. We collected trait and size data at two time points (2010 and 2017) for 472 individuals of 15 Ficus species in Xishuangbanna tropical forest dynamics plot, southwest China. We used linear mixed effect model to predict the effect of temporal trait plasticity and neighborhood crowding on the relative growth rate of individuals using these data. We found significant temporal changes in individuals’ functional traits suggesting a shift in ecological strategies from being functionally acquisitive to conservative. We also found differences in neighborhood crowding between the two census years indicating that the strength of individual interactions might change over time. The temporal changes in trait values and neighborhood crowding were found to predict better the relative growth rate of individuals, compared to static trait or crowding values in the initial and final censuses. We also found major axes of tree functional strategies in a principal component analysis, highlighting potentially adaptive trait differences. Our results in general highlight to consider the temporal dimension of functional traits and biotic interactions, as our result suggest that growth-trait relationships may vary between time points, allowing us to understand the demographic response of species to temporal environmental change.

Lead ion is very harmful to the environment, so it is very important to study its detection methods. In this study, a novel electrochemical sensor was constructed by modifying deoxyribonucleic acid (DNA) on the electrode, which can be used for the detection of Pb2+ in the environment. Part of the mixed solution of chitosan (CS) and Pb2+ template ions was dropped onto the surface of a glassy carbon electrode. CS-Pb2+ film was cross-linked through sodium tripolyphosphate. And a novel DNA-imprinted sensor was prepared by electrodepositing CS-Pb2+ thin film with gold nanoparticles (AuNPs), removing Pb2+ templates, and immobilizing specific double-stranded DNA. The electroactive area, surface morphology, sensitivity, and electrochemical reaction mechanism of the DNA-imprinted sensor were analyzed. The elementary reaction steps were studied through electrochemical reaction kinetics analysis. The experimental results indicate that the DNA-imprinted electrochemical biosensor can quantitatively detect Pb2+ in the range of 10–100 μM (R2 = 0.9935), and its detection limit is 6.5074 μM (3σ/slope). The sensitivity of the electrochemical biosensor is 1.55233 × 10−6 A/μM, and its active areas is 6.233 cm2. The desorption mechanism and adsorption mechanism have been explored through dynamic parameter analysis. The novel DNA imprinted electrochemical biosensor developed in this paper provides a robust method for detecting lead ions in solution. Additionally, it establishes a solid groundwork for detecting other metal ions.