张健教授研究团队在《Ecology Letters》揭示植物多样性与气候变化间的复杂关系

生物多样性是人类生存的基础。近年来由于气候变化、人类活动等多重因素的影响，生物多样性面临着严重威胁。最近在昆明召开的联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)和格拉斯哥联合国气候变化大会（气候大会第二十六次缔约方会议），都对生物多样性如何响应气候变化这一问题进行了深入讨论。 2022年5月22日，正值国际生物多样性日之际，生态学著名期刊Ecology Letters在线发表了华东师大生态与环境科学学院和浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站张健团队的研究成果。该研究聚焦于在树种的分布边界，树木是如何通过生长、死亡与繁殖等过程来响应气候变化的。基于大陆尺度上81个树种的30多年(1985-2018)的长期监测样地，通过32万多株植物个体的动态监测数据，本研究检验了种群补偿效应(即树木生长、死亡与繁殖之间的权衡关系)在维持物种分布边界的种群稳定性以及植物多样性中的重要性。

研究发现种群补偿效应在这81个树种中并非普遍存在，并且即使出现种群补偿，树种也难以有效维持边界种群。研究进一步发现，最暖月温度是物种分布范围收缩的主要驱动因素，表明当前温度可能已超出了这些树种的温度适宜范围，揭示了这些树种对气候变化的脆弱性，为全球变化背景下的生物多样性保护与管理提供了重要科学依据。华东师大博士研究生生杨贤宇为第一作者，张健教授为通讯作者，合作单位包括加拿大不列颠哥伦比亚大学、阿尔伯塔大学、荷兰瓦赫宁根大学、兰州大学和福建师范大学等。

种群补偿效应在81个树种并非普遍存在(以Populus grandidentata为例)

种群补偿效应并不能维持树木种群在分布边界的稳定性

为探究植物多样性如何响应气候变化以及植物能否赶上气候变化速度等问题，研究团队近年来开展了系列研究工作。在跨大陆尺度上，基于1856年达尔文与美国著名植物学家Asa Gray通讯中提到的“没有什么比东亚与北美东部之间的区系相似性大于北美东西部间的区系相似性这一现象更令我惊讶”，通过整合相关研究数据，深入分析东亚-北美东部的52个间断分布属的554种植物分布数据。研究发现这些在属水平上生态位相似的物种在未来全球变化下将面临完全不同的物种灭绝风险，东亚地区具有灭绝风险的物种数量和比例都显著高于北美东部，表明当前的物种生境避难所并不能保证它们在未来免受全球变化的威胁。该研究2021年发表在国际著名期刊Global Change Biology上，华东师大博士研究生宋厚娟为第一作者，张健教授为通讯作者，合作单位包括丹麦奥胡斯大学、美国伊利诺伊州立博物馆等。

木兰科鹅掌楸属两种植物在东亚和北美东部对未来全球变化有不同的响应

研究团队目前正在开展中国大尺度生物多样性与全球变化等的研究工作，基于海拔梯度生物多样性监测来探究植物响应气候变化的内在机制，以及植物多样性与其它生物类群之间的相互作用。部分相关成果已发表在Soil Biology and Biochemistry、Journal of Systematics and Evolution等。这些工作是华东师大全球变化与复杂生态系统研究中心(GC2E)的部分研究成果，得到了国家自然科学基金（32071538、31670439、32030068）、华东师范大学、浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站等的大力支持。

研究团队在亚热带山地开展生物多样性长期监测工作

作者：杨贤宇、宋厚娟、张健

来源：生态与环境科学学院

相关原文链接：

https://doi.org/10.1111/ELE.14028

http://dx.doi.org/10.1111/gcb.15525

https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108566

https://doi.org/10.1111/jse.12832