南昌大学生命科学学院在《Science of the Total Environment》发表兰科植物的地理分布响应气候变化的研究成果

过去的一个世纪，全球气候变化改变了地球上大量植物和动物物种的地理分布和多度。未来全球气候变化将如何影响生物多样性的地理分布是生态学家和保护生物学家关心的重要科学问题。兰科是被子植物中物种最丰富的两大科之一，兰科也是被子植物中受威胁物种数量最多的科，是生物多样性保护的旗舰类群。然而，目前我们对兰科植物的地理分布将如何响应未来气候变化所知甚少。

近日，南昌大学生命科学学院兰科植物研究团队以中国的兰科植物大属玉凤花属和虾脊兰属为研究对象，整合物种的地理分布数据以及气候、土壤和地形数据，利用MaxEnt模型模拟了当前时期和2100气候变化情景下中国玉凤花属和虾脊兰属的适生区分布，检验了以下两个假设：1）狭域物种是否比广域物种对气候变化更敏感；2）物种间的生态位重叠是否与物种间亲缘关系正相关。我们的研究结果表明，到2100年，玉凤花属的多数物种的适生区面积将扩张，而虾脊兰属的多数物种的适生区面积将收缩。玉凤花属和虾脊兰属相反的分布区范围变化可能与它们的地下贮藏器官和常绿/落叶习性等气候适应特征上的差异有关。从当前到未来，玉凤花属物种整体上将向北和高海拔迁移，而虾脊兰属物种整体将向西部高海拔区域迁移。有意思的是，我们的研究结果并不支持传统经验上的两个假设，无论是玉凤花属还是虾脊兰属，物种未来的分布区范围变化与物种当前的分布范围没有显著的相关性，也就是狭域分布的物种并不一定比广域分布的物种对未来气候变化更加敏感。虾脊兰属的物种间生态位重叠要大于玉凤花属的物种间生态位重叠。出乎意料的是，无论是玉凤花属还是虾脊兰属，物种间的生态位重叠与物种间的亲缘关系远近并无显著相关性。本研究结果为中国玉凤花属和虾脊兰属的保护提供了重要参考，玉凤花属物种和虾脊兰属物种当前的保护等级需要根据它们对气候变化的敏感性进行调整。本研究表明，研究兰科植物类群对未来气候变化的响应，应当考虑类群的气候适应性性状。

以上研究结果以“Contrasting range changes of terrestrial orchids under future climate change in China”为题，发表在《Science of the Total Environment》（中科院一区TOP期刊）。南昌大学生命科学学院谭少林讲师为本文通讯作者，硕士研究生邱莉为第一作者。本研究得到南昌大学生命科学学院杨柏云教授的大力支持。比利时鲁汶大学Hans Jacquemyn教授、美国哥伦布州立大学Kevin S. Burgess教授、南昌大学周亚东副教授以及硕士研究生张丽果也为本研究做出了贡献。

本研究得到了国家自然科学基金（31901078；32260046）、上海市绿化和市容管理局（G202401），以及南昌大学生命科学学院“先骕学者”优秀青年教师项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165128