导读

近日，北京大学王志恒教授与江西农业大学陈伏生教授团队联合在New Phytologist（Q1，一区TOP）上在线发表了题为“Changes in species’ elevational range limits and range sizes uncovered by herbarium specimens”的研究论文。该研究利用过去百余年来的海量植物标本数据，评估了我国29个山地植物海拔分布上下限与海拔分布区大小的变化规律，全面阐释了植物海拔分布界限与分布区大小变化的影响因素。研究发现，总体来看，植物海拔分布上限平均下移15 m，海拔分布下限平均上移34 m。植物海拔分布范围呈现明显收缩趋势，且中/高海拔的物种平均缩小幅度更大。植物海拔分布区大小变化与其海拔分布上限和下限的变化有关，温度变化及物种对温度的适应性是其主要驱动因素。该研究为基于植物标本评估物种分布对气候变化的响应提供了新证据，对山地地区生物多样性保护具有重要科学价值。王志恒课题组前博士后、现任江西农业大学林学院副教授的祖奎玲博士为论文第一作者，北京大学王志恒教授和江西农业大学陈伏生教授为论文共同通讯作者。

研究背景

气候变化导致物种沿纬度与海拔梯度进行迁移，然而多数动植物无法跟上快速的气候变化，无法追踪气候变化的物种可能会丧失其栖息地而面临越来越大的灭绝风险，尤其是在山地地区。与低地相比，山区的人类活动水平通常较低，因此山地也是生物多样性的重要避难所。掌握山地地区物种海拔分布区大小的变化对未来气候变化下保护全球生物多样性具有重要意义。

以往研究多用物种海拔分布上限和下限的变化来评估物种海拔分布区大小变化。具体来说，物种海拔分布区大小的变化（扩张、收缩或不变）是由物种海拔分布上下限变化方向和速度的差异决定的，其对评估物种的灭绝风险至关重要。然而，在中国不同山地地区，物种上下限的变化及其对物种海拔分布区大小变化的贡献尚未得到全面评价。近些年，植物标本数字化的快速发展，为全面评估植物物种海拔范围动态变化提供了重要资源。

主要内容

在我国29个典型山地，种子植物的分布上限平均下移15 m，下限平均上移34 m。21%的物种海拔分布上下限均呈向上迁移的趋势，23%的物种海拔分布上下限均呈向下迁移的趋势，36%物种的海拔分布上下限呈相反迁移趋势。对标本数据进行重采样后的结果与上述结果一致，表明实际观测到的物种上下限变化不受抽样偏差的影响。全部物种的海拔分布范围平均缩小了49 m，约42%的物种海拔分布范围扩大，47%的物种海拔分布范围缩小（图1）。

物种海拔分布范围大小的变化与其海拔分布下限的变化呈显著负相关，与海拔上限的变化呈显著正相关。各物种经历的温度变化、物种的温度适应性、物种分布海拔高度均可影响物种海拔分布范围大小的变化，且不同气候区物种上限和下限变化的主导因子存在差异（图2）。

该团队致力于山地生物多样性及其对气候变化的影响研究10余年，通过长时间序列植物分布数据整合、长期野外调查与监测等方法，从山地植物多样性分布格局的形成机制、植物海拔迁移动态、植物分布区变化、植物开花物候变化、植物入侵等多个角度，全面揭示了我国山地地区植物分布和植物多样性对气候变化的响应。本研究是对我国山地植物海拔分布界限和分布区大小变化的全面评估，强调了在未来气候变化下优先考虑海拔分布范围较小且变化较大的物种，这对山地地区植物多样性保护至关重要。在开展山地植物多样性保护工作时，需要充分考虑气候变化对植物分布的影响，因为气候变化正导致不同山地植物分布范围全面重组，不同山地要采取差异化的生物多样性护策略。

图1 植物海拔分布上限、下限和海拔范围的变化。

图2 不同气候区山地植物海拔分布上下限的主要影响因素

致谢

本研究得到国家自然科学基金(32125026, 31988102, 32301463,32471851)、国家重点研发(2022YFF0802300)、江西省重点研发(20252BCF320003)和江西省自然科学基金(20224BAB213033、20232BAB205023)等项目的资助。