中大新聞網(wǎng)訊（通訊員王玥）從兩萬年前最后一次冰期到現(xiàn)在，地球經(jīng)歷了劇烈的氣候變化。物種的地理分布格局在氣候變化的影響下，也發(fā)生了劇烈的改變。然而，由于擴(kuò)散路徑堵塞、其它物種阻礙等因素的影響，物種并不能百分之百追蹤氣候變化。這種情況下，物種的氣候生態(tài)位會(huì)發(fā)生改變，彌補(bǔ)物種追蹤氣候變化能力的不足。氣候模型預(yù)測(cè)，未來一百年內(nèi)，全球?qū)⒊掷m(xù)經(jīng)歷比過去兩萬年更劇烈的氣候變化。物種如何追蹤氣候變化？氣候變化影響下，物種的生態(tài)位和地理分布如何相互影響？了解這些問題，對(duì)于應(yīng)對(duì)全球未來氣候變化、保護(hù)生物多樣性、保護(hù)珍稀和瀕危物種，具有重要的意義。
中山大學(xué)生態(tài)學(xué)院副教授王玥聯(lián)合美國(guó)佐治亞理工學(xué)院Jenny McGuire團(tuán)隊(duì)提出“氣候黏性”（Climate Fidelity）以衡量物種追蹤氣候變化的能力。氣候黏性定量計(jì)算去除背景環(huán)境氣候變化影響下的物種生態(tài)位的變化程度：高氣候黏性的物種，即使氣候變化劇烈，物種也能保持生態(tài)位穩(wěn)定，即時(shí)追蹤氣候變化；低氣候黏性的物種，盡管氣候變化程度微弱，物種也很難追蹤氣候變化，反而通過改變其生態(tài)位來適應(yīng)新的氣候。該研究利用全球古生態(tài)數(shù)據(jù)庫Neotoma Database的花粉數(shù)據(jù)，分析了北美地區(qū)最后一次冰期（兩萬年）以來16個(gè)屬/科植物的氣候黏性和生態(tài)位的變化。研究成果以“Plants maintain climate fidelity in the face of dynamic climate change”為題發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS）。王玥副教授為獨(dú)立第一作者和通訊作者，原美國(guó)佐治亞理工學(xué)院博士后Silvia Pineda-Munoz、美國(guó)佐治亞理工學(xué)院助理教授Jenny McGuire為共同作者，中山大學(xué)生態(tài)學(xué)院為第一單位。
圖1 氣候黏性示意圖。研究分析了過去兩萬年五個(gè)年代區(qū)間的植物的生態(tài)位的變化，顏色斑塊為不同時(shí)期植物的生態(tài)位，線塊為該時(shí)期的背景氣候特征。示意圖以白蠟樹屬（Fraxinus）為例。
研究發(fā)現(xiàn)，即使是在劇烈的氣候變化下，75%的植物展現(xiàn)出了高氣候黏性和穩(wěn)定的生態(tài)位，說明植物普遍具有較好的追蹤氣候變化的能力。榆屬、山毛櫸屬、白蠟樹屬、樺屬植物的氣候黏性較低，推測(cè)原因是發(fā)生在距今8000-5000年前的病蟲災(zāi)害影響了這幾種植物的擴(kuò)散和分布區(qū)的擴(kuò)張。研究還發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)散能力強(qiáng)、擴(kuò)散距離遠(yuǎn)的植物，生態(tài)位更穩(wěn)定，氣候黏性更強(qiáng)。這一點(diǎn)特征在距今18000-10000年前氣候劇烈變化的時(shí)候表現(xiàn)得更為明顯。
圖2 物種的擴(kuò)散距離與生態(tài)位變化。綠色代表了擴(kuò)散距離遠(yuǎn)、擴(kuò)散能力強(qiáng)的植物種類，紅色代表了擴(kuò)散距離近、擴(kuò)散能力弱的植物種類。可以看到，擴(kuò)散能力強(qiáng)的植物，生態(tài)位變化程度小，生態(tài)位更穩(wěn)定，氣候黏性更強(qiáng)。這一點(diǎn)在冰消期（18000-10000年前）氣溫迅速上升的時(shí)期尤為明顯。
研究結(jié)果也暗示，現(xiàn)代北美地區(qū)，氣候黏性較強(qiáng)的植物多集中在地形復(fù)雜、微氣候異質(zhì)性高、但是地理連通性差的地區(qū)。這對(duì)物種來說是件好事情：多樣化的微氣候環(huán)境方便植物近距離擴(kuò)散到適宜的生存環(huán)境。但是，一旦氣候變化程度超過了當(dāng)?shù)厮菁{的氣候環(huán)境閾值，較差的地理連通性意味著植物很難從本地?cái)U(kuò)散到其它地區(qū)。文章也提醒保護(hù)生物學(xué)家應(yīng)對(duì)這些地區(qū)多加重視，適當(dāng)?shù)夭扇〈胧┮詭椭锓N在這些地區(qū)擴(kuò)散。
圖3 氣候黏性的地理分布。相比低氣候黏性的地區(qū)，高氣候黏性的地區(qū)（climate fidelity hotspots）氣候彈性更高，即地形更為復(fù)雜、微氣候環(huán)境更為多樣。但是，高氣候黏性的地區(qū)同時(shí)也展現(xiàn)了更低的地理連通性。保護(hù)生態(tài)學(xué)家應(yīng)對(duì)這些地區(qū)多加警惕，留意在未來氣候變化影響下，當(dāng)?shù)氐闹参锸欠裥枰~外的幫助以擴(kuò)散到適宜的氣候環(huán)境。
