理解物種多樣性大尺度格局及其驅動機制是生態學的核心議題之一。 以往研究已提出了多種解釋物種多樣性格局的假說，其中包括水熱動態假說、熱帶生態席位保守假說、Janzen假說以及包含能量、水分、季節性和生境異質性的綜合假說， 但各假說對不同類別(如不同生活型、不同分布區大小的物種)植物物種多樣性格局的相對貢獻仍存在爭議，這阻礙了我們理解驅動物種多樣性格局形成的一般規律。
本研究以桑科植物為物件，評估了以上假說對不同類別桑科植物物種多樣性格局的相對影響。本研究收集整理了中國164種桑科植物的物種分布圖(空間分辨率50 km × 50 km)及其生活型(即灌木、小喬木和大喬木)。在此基礎上，估算了整個科、不同生活型以及不同分布區大小物種(廣域種和狹域種)的物種多樣性格局，分析了環境變量對物種多樣性格局的影響，比較了不同假說對各類別桑科植物物種多樣性格局的相對解釋率。
圖1：中國桑科物種豐富度空間格局（a）所有桑科物種，（b）灌木，（c）小喬木，（d）喬木，（e）常見樹種和（f）稀有樹種。
研究結果顯示不同類別桑科植物的物種多樣性格局高度一致，四川省、廣州省和海南省的物種多樣性較高，形成了該科物種多樣性熱點。氣候季節性是桑科物種多樣性格局的主導因素。桑科所有種、灌木、喬木、小喬木，常見和稀有種的豐富度分別為164、35、64、65、81和40，分別占2442、1246、1490、2450、2442和224個網格單元。桑科小喬木分布橫跨長江和華北平原，而灌木只分布在北緯30°以南（圖1a-d）。 中國雲南南部和東南部及廣西西部、雲貴高原和南嶺桑科的物種多樣性最高。桑科常見種分布在北部和華南地區（圖1e），稀有種主要分布在中國南方，僅少數稀有物種分布在北緯30°以北（圖1f）。
表1：普通最小平方法估計不同類群桑科物種豐富度與不同環境因子的關系
氣候季節性是桑科物種多樣性格局的主導因素。在所有假說中，包含能量、水分、季節性和生境異質性的綜合假說對不同生活型和不同分布區大小物種的多樣性格局具有最高的解釋率，其次是水熱動態假說、Janzen假說和熱帶生態席位保守假說。需要指出的是，對除狹域種外的其他所有物種組的物種多樣性格局來說，這些模型均具有較高的共享解釋率，但較低的獨立解釋率(< 5%)。這些結果說明， 與其他物種組相比，狹域種物種多樣 性格局及其形成機制可能是不同的。本研究為保護桑科植物、特別是狹域桑科植物提供了理論依據。
圖2：能量、水、季節性和棲息地異質性對不同生命形式和範圍大小的物種豐富度的影響,< 0的值未顯示。
圖3：基於普通最小平方法（OLS）的四種不同模型的比較解釋了不同物族群的物種豐富度。Mod 1：熱液動力學假說（O'Brien et al. 2000），mod 2是熱帶生態席位保守主義假說（Wiens & Donoghue 2004），mod 3是Janzen的假說（1976），mod 4是最佳組合模型（Wang et al. 2012)。< 0的值未顯示。
Citation：
Wang Hua-Feng, Xu Xiaoting, Cheng Xia-Lan, Liu Yunpeng, Luo Ao, Lyu Tong, Wang Wen-Long, Nizamani Mir Muhammad, Wang Zhiheng (2023) Spatial patterns and determinants of Moraceae richness in China. J Plant Ecol 15 :1142–1153.
原文連結：
https://doi.org/10.1093/jpe/rtac025
第一作者簡介
王華鋒| Huafeng Wang
海南大學 教授
海南大學生物多樣性與系統發育基因組學創新團隊負責人，長期從事植物分類學及其套用研究，主要透過整合系統發生、形態特征和生態學等證據，研究物種多樣性格局的演化歷史和形成機制等。先後主持國家自然科學基金四項、海南省重點研發計劃、南繁與高效農業協同創新中心和三亞崖州灣科技城菁英人才計劃等十余項。2020年起獲南海青年名家、海南省領軍人才和三亞崖州灣科技城全職C類人才等稱號，2023年，以第一完成人獲海南省自然科學二等獎。在SCI期刊上發表論文百余篇，主編出版教材或專著三部，部份工作以通訊作者發表在Cell旗下的Trends in Biotechnology，Journal of Systematics & Evolution和Molecular Phylogenetics & Evolution等。
原文連結：https://doi.org/10.1093/jpe/rtac025
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