近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院土壤微生物生態(tài)與環(huán)境健康課題組在山地生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以“Temperature thresholds induce abrupt shifts in biodiversity and ecosystem services in montane ecosystems worldwide”為題發(fā)表于《PNAS》。
山地在全球生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能維持方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是支撐地球生命系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。然而，山地生態(tài)系統(tǒng)對溫度變化極為敏感，在氣候變化加劇的背景下可能經(jīng)歷劇烈轉(zhuǎn)變。目前，全球范圍內(nèi)山地生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在多大程度上以漸變或突變的方式響應(yīng)局部溫度變化尚不清楚。
本研究通過對全球290個海拔梯度的4462個觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)綜合分析，探究了生物多樣性（包括動物和植物多樣性）和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（包括植物生產(chǎn)力、土壤碳和土壤肥力）對海拔梯度上局部溫度變化的響應(yīng)模式（圖1）。研究結(jié)果表明，在所調(diào)查的海拔梯度中，近三分之一的梯度表現(xiàn)出生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對局部溫度變化的突變響應(yīng)（圖2）。當(dāng)局部溫度達(dá)到特定閾值（約為年平均溫10℃）時，即使溫度略微上升，也可能引發(fā)山地生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的劇烈變化。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，動物和植物多樣性以及植物生產(chǎn)力對局部溫度升高的響應(yīng)通常表現(xiàn)為正向突變模式，而土壤碳和土壤肥力則普遍呈現(xiàn)負(fù)向突變模式。
本研究基于迄今為止最全面的實證證據(jù)，首次揭示了全球山地生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對局部溫度變化的普遍突變響應(yīng)規(guī)律，凸顯了山地生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的高度敏感性。研究結(jié)果強調(diào)了將局部氣候變化納入山地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)戰(zhàn)略的緊迫性，尤其是未來可能突破突變溫度閾值的區(qū)域，應(yīng)加強針對性保護(hù)措施，以維護(hù)山地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能可持續(xù)性。
圖1 本研究中全球海拔梯度采樣點的地理分布
圖2 全球海拔梯度上生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的突變響應(yīng)
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院已畢業(yè)博士研究生曾曉敏（現(xiàn)就職于中國科學(xué)院武漢植物園）為論文第一作者，劉玉榮教授和西班牙國家研究委員會塞維利亞自然資源和農(nóng)業(yè)生物學(xué)研究所Manuel Delgado-Baquerizo教授為論文共同通訊作者。西班牙馬德里康普頓斯大學(xué)Miguel Berdugo博士、澳大利亞西悉尼大學(xué)Tadeo Saez-Sandino博士、東北師范大學(xué)陶冬雪博士、南京林業(yè)大學(xué)任婷婷博士、西班牙國家研究委員會塞維利亞自然資源和農(nóng)業(yè)生物學(xué)研究所周貴堯研究員、美國麻省理工學(xué)院Cesar Terrer博士、美國明尼蘇達(dá)大學(xué)Peter B. Reich教授也參與了該項研究。本研究得到了國家自然科學(xué)基金和中國博士后科學(xué)基金資助。
論文鏈接：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2413981122
來源： 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)南湖新聞網(wǎng)
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