中大新聞網訊（通訊員王玥）從兩萬年前最后一次冰期到現在，地球經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，也發生了劇烈的改變。然而，由于擴散路徑堵塞、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，物種的氣候生態位會發生改變，彌補物種追蹤氣候變化能力的不足。氣候模型預測，未來一百年內，全球將持續經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，物種的生態位和地理分布如何相互影響？了解這些問題，對于應對全球未來氣候變化、保護生物多樣性、保護珍稀和瀕危物種，具有重要的意義。
中山大學生態學院副教授王玥聯合美國佐治亞理工學院Jenny McGuire團隊提出“氣候黏性”（Climate Fidelity）以衡量物種追蹤氣候變化的能力。氣候黏性定量計算去除背景環境氣候變化影響下的物種生態位的變化程度：高氣候黏性的物種，即使氣候變化劇烈，物種也能保持生態位穩定，即時追蹤氣候變化；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位來適應新的氣候。該研究利用全球古生態數據庫Neotoma Database的花粉數據，分析了北美地區最后一次冰期（兩萬年）以來16個屬/科植物的氣候黏性和生態位的變化。研究成果以“Plants maintain climate fidelity in the face of dynamic climate change”為題發表在《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS）。王玥副教授為獨立第一作者和通訊作者，原美國佐治亞理工學院博士后Silvia Pineda-Munoz、美國佐治亞理工學院助理教授Jenny McGuire為共同作者，中山大學生態學院為第一單位。
圖1 氣候黏性示意圖。研究分析了過去兩萬年五個年代區間的植物的生態位的變化，顏色斑塊為不同時期植物的生態位，線塊為該時期的背景氣候特征。示意圖以白蠟樹屬（Fraxinus）為例。
研究發現，即使是在劇烈的氣候變化下，75%的植物展現出了高氣候黏性和穩定的生態位，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，推測原因是發生在距今8000-5000年前的病蟲災害影響了這幾種植物的擴散和分布區的擴張。研究還發現，擴散能力強、擴散距離遠的植物，生態位更穩定，氣候黏性更強。這一點特征在距今18000-10000年前氣候劇烈變化的時候表現得更為明顯。
圖2 物種的擴散距離與生態位變化。綠色代表了擴散距離遠、擴散能力強的植物種類，紅色代表了擴散距離近、擴散能力弱的植物種類。可以看到，擴散能力強的植物，生態位變化程度小，生態位更穩定，氣候黏性更強。這一點在冰消期（18000-10000年前）氣溫迅速上升的時期尤為明顯。
研究結果也暗示，現代北美地區，氣候黏性較強的植物多集中在地形復雜、微氣候異質性高、但是地理連通性差的地區。這對物種來說是件好事情：多樣化的微氣候環境方便植物近距離擴散到適宜的生存環境。但是，一旦氣候變化程度超過了當地所容納的氣候環境閾值，較差的地理連通性意味著植物很難從本地擴散到其它地區。文章也提醒保護生物學家應對這些地區多加重視，適當地采取措施以幫助物種在這些地區擴散。
圖3 氣候黏性的地理分布。相比低氣候黏性的地區，高氣候黏性的地區（climate fidelity hotspots）氣候彈性更高，即地形更為復雜、微氣候環境更為多樣。但是，高氣候黏性的地區同時也展現了更低的地理連通性。保護生態學家應對這些地區多加警惕，留意在未來氣候變化影響下，當地的植物是否需要額外的幫助以擴散到適宜的氣候環境。
