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研究进展

武汉植物园揭示全球物种海拔分布响应气候变化的生态与进化机制

全球气候变暖正在持续改变生物多样性的空间分布格局。为了适应不断升高的气温,越来越多的生物向高海拔地区迁移,以追踪适宜生境。然而,不同物种海拔分布变化的方向和速度存在显著差异,其背后的驱动机制一直缺乏全球尺度的系统认识。
近日,中国科学院武汉植物园联合美国莱斯大学,在国际学术期刊《Nature Communications》发表题为《Eco-evolutionary responses of species distributions to climate change》的研究论文。研究整合了全球845个植物和动物海拔分布变化记录,揭示了生态过程与进化历史共同驱动物种海拔分布变化的规律,为预测全球变化背景下生物多样性动态响应提供了新的理论框架。
研究发现,物种海拔分布上下边界受到不同因素的共同影响。热带物种的海拔下限整体上移速度快于温带物种,表明热带物种对气候变暖更加敏感。具有温暖、湿润气候生态位的物种更容易向高海拔扩张;而适应湿润环境的物种,其海拔下限也表现出更快的上移趋势。研究还发现,全球分布范围广、出现频率高的物种,在气候变化过程中具有更强的适应能力。这些物种能够更快扩张海拔上限,同时较慢收缩海拔下限,从而扩大整体分布范围,表现出更强的环境适应潜力。进一步分析表明,物种海拔分布变化不仅受到当前生态特征的影响,还与长期演化形成的系统发育历史密切相关。系统发育保守性能够独立解释物种海拔分布变化的重要组成部分,说明物种在长期进化过程中形成的生态特征和适应能力,会持续影响其应对气候变化的方式。
该研究从全球尺度系统揭示了生态过程与进化历史共同塑造物种海拔分布变化的规律,强调将生态学过程与进化历史相结合,可显著提高未来物种分布变化预测的准确性,为评估气候变化背景下物种脆弱性和制定生物多样性保护策略提供了重要科学依据。
论文第一作者为中国科学院武汉植物园已毕业博士陈鹏东,通讯作者为中国科学院武汉植物园黄伟研究员。合作者还包括莱斯大学Evan Siemann教授。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-75168-5

图1 全球845种动植物物种记录的海拔范围变化


入侵生态学研究组