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生命科学学院储诚进教授课题组揭示气候对生物多样性纬度梯度格局的影响


稿件来源:生命科学学院 | 作者:生命科学学院 | 编辑:郝俊 | 发布日期:2019-01-07 | 阅读次数:


        近日,我校生命科学学院储诚进教授课题组在生态学领域顶级期刊Ecology Letters(IF5 = 11.775)上发表了题为“Direct and indirect effects of climate on richness drive the latitudinal diversity gradient in forest trees”的学术论文。该项研究基于全球35个大型固定森林样地(CTFS-ForestGEO)的调查数据(样地分布于25.10° S—61.30° N之间,面积从9公顷至60公顷不等),系统地研究了气候和森林林分特征对树木纬度多样性梯度格局的影响。储诚进教授为该论文的唯一第一作者和唯一通讯作者,我校生命科学学院为唯一作者单位。该项工作联合了国际上48个科研院所的73位科研人员,得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。

 

35个大型固定森林样地的分布图

 

树木物种多样性等随纬度梯度的变化格局

 

        生物多样性纬度梯度格局的形成机制是宏观生态学和生物地理学研究中最为基础的科学问题之一。研究人员曾提出很多不同的假说来试图加以解释,包括历史因素、进化因素以及各种生态学过程等。而气候的影响在所有的假说中几乎都有体现:低纬度地区气候季节间和年际间变异小(气候忍耐假说);生态位分化程度高(生态位理论);温度越高,意味着生物的进化速率和物种的形成速率可能会越高(“红皇后”假说);能量更为充足,意味着能支持更多的个体,进而通过减少随机灭绝的风险来提高物种的数目(“更多个体假说”或者“物种-能量”假说)等。实际上,不同的假说之间并非彼此孤立,其内在的机制常常是相互重叠的。该项研究通过结构方程模型的手段,将气候的影响分解为直接的和间接的两个部分;间接影响通过森林林分的结构特征,包括林分的树木个体数和林分内树木的大小变异等。研究结果发现:1)气候显著直接地影响着树木多样性;2)气候通过森林林分内树木个体数间接影响着全球的树木多样性;3)气候的直接影响强度要明显大于间接影响强度。第一个研究结果同时支持了气候忍耐假说、生态位理论和“红皇后”假说;第二个研究结果支持了“更多个体假说”或者“物种-能量”假说;而第三个结果则表明气候对多样性的直接影响在森林树木多样性纬度梯度格局的形成过程中起着主导作用。

        该项研究为深入理解生物多样性纬度梯度格局的形成机制以及不同机制的相对重要性提供了全新的认识视角,在当前全球气候变化的大背景之下,对生物多样性的保护和管理大有裨益。

 

        论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ele.13175

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