理解物种多样性大尺度格局及其驱动机制是生态学的核心议题之一。 以往研究已提出了多种解释物种多样性格局的假说，其中包括水热动态假说、热带生态位保守假说、Janzen假说以及包含能量、水分、季节性和生境异质性的综合假说， 但各假说对不同类别(如不同生活型、不同分布区大小的物种)植物物种多样性格局的相对贡献仍存在争议，这阻碍了我们理解驱动物种多样性格局形成的一般规律。
本研究以桑科植物为对象，评估了以上假说对不同类别桑科植物物种多样性格局的相对影响。本研究收集整理了中国164种桑科植物的物种分布图(空间分辨率50 km × 50 km)及其生活型(即灌木、小乔木和大乔木)。在此基础上，估算了整个科、不同生活型以及不同分布区大小物种(广域种和狭域种)的物种多样性格局，分析了环境变量对物种多样性格局的影响，比较了不同假说对各类别桑科植物物种多样性格局的相对解释率。
图1：中国桑科物种丰富度空间格局（a）所有桑科物种，（b）灌木，（c）小乔木，（d）乔木，（e）常见树种和（f）稀有树种。
研究结果显示不同类别桑科植物的物种多样性格局高度一致，四川省、广州省和海南省的物种多样性较高，形成了该科物种多样性热点。气候季节性是桑科物种多样性格局的主导因素。桑科所有种、灌木、乔木、小乔木，常见和稀有种的丰富度分别为164、35、64、65、81和40，分别占2442、1246、1490、2450、2442和224个网格单元。桑科小乔木分布横跨长江和华北平原，而灌木只分布在北纬30°以南（图1a-d）。 我国云南南部和东南部及广西西部、云贵高原和南岭桑科的物种多样性最高。桑科常见种分布在北部和华南地区（图1e），稀有种主要分布在我国南方，仅少数稀有物种分布在北纬30°以北（图1f）。
表1：普通最小二乘法估计不同类群桑科物种丰富度与不同环境因子的关系
气候季节性是桑科物种多样性格局的主导因素。在所有假说中，包含能量、水分、季节性和生境异质性的综合假说对不同生活型和不同分布区大小物种的多样性格局具有最高的解释率，其次是水热动态假说、Janzen假说和热带生态位保守假说。需要指出的是，对除狭域种外的其他所有物种组的物种多样性格局来说，这些模型均具有较高的共享解释率，但较低的独立解释率(< 5%)。这些结果说明， 与其他物种组相比，狭域种物种多样 性格局及其形成机制可能是不同的。本研究为保护桑科植物、特别是狭域桑科植物提供了理论依据。
图2：能量、水、季节性和栖息地异质性对不同生命形式和范围大小的物种丰富度的影响,< 0的值未显示。
图3：基于普通最小二乘法（OLS）的四种不同模型的比较解释了不同物种群的物种丰富度。Mod 1：热液动力学假说（O'Brien et al. 2000），mod 2是热带生态位保守主义假说（Wiens & Donoghue 2004），mod 3是Janzen的假说（1976），mod 4是最佳组合模型（Wang et al. 2012)。< 0的值未显示。
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.
原文链接：
https://doi.org/10.1093/jpe/rtac025
第一作者简介
王华锋| Huafeng Wang
海南大学 教授
海南大学生物多样性与系统发育基因组学创新团队负责人，长期从事植物分类学及其应用研究，主要通过整合系统发生、形态特征和生态学等证据，研究物种多样性格局的演化历史和形成机制等。先后主持国家自然科学基金四项、海南省重点研发计划、南繁与高效农业协同创新中心和三亚崖州湾科技城菁英人才计划等十余项。2020年起获南海青年名家、海南省领军人才和三亚崖州湾科技城全职C类人才等称号，2023年，以第一完成人获海南省自然科学二等奖。在SCI期刊上发表论文百余篇，主编出版教材或专著三部，部分工作以通讯作者发表在Cell旗下的Trends in Biotechnology，Journal of Systematics & Evolution和Molecular Phylogenetics & Evolution等。
原文链接：https://doi.org/10.1093/jpe/rtac025
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