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Nature Geoscience:地质过程与气候对山区生物多样性的影响【新萄京娱乐网址2492777-点击进入】

点击: 70722  编辑:新萄京娱乐网址2492777 时间:2020-11-21

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【新萄京娱乐网址2492777-点击进入】【前沿报导】Nature Geoscience:地质过程与气候对山区生物多样性的影响山地是地球表面的最重要特征,除南极洲以外,山地面积占到地球表面的1/10,其生物数量占到陆地生物的1/4,是全球非常一部分生物物种的发源地。造山过程转变了局地和区域气候,可谓了多种环境单元,为外来物种的迁入存活、新物种的构成以及物种进化建构了条件。

然而,我们对生物多样性的进化、产于与山地构成的关系,依然知之甚少。最近,瑞典哥德堡全球生物多样性中心的Alexandre Antonelli等在Nature Geoscience上公开发表了为题“Geological and climatic influences on mountain biodiversity”的文章,通过综合多个数据库,从全球及区域尺度,分析了风化、地形平缓、土壤和气候对陆地四脚类动物地理分布的影响,指出地质与气候过程对生物多样性的演进和产于至关重要。研究找到:(1)年平均温度和年降水量是影响山区四足类物种非常丰富度的最重要因素,多数山地物种生活在寒冷湿润的地方,但是有所不同地区有显著差异;而地形平缓、土壤类型和风化是影响四足类产于的主要因素。(2)造山过程与生物多样性之间的关联可以分成4个阶段(图1):第一阶段:造山运动前为单一、静态的地质景观,生物主要为残遗物种,风化速率和物种形成速率皆较低(图1a)。

第二阶段:随着结构或火山作用,下沉速率多达风化速率,地表隆升,在波浪坡构成地形雨,而背风坡沦为雨影区,新的栖息地和土壤类型激增,新的环境产生了新物种。当新的栖息地逆大,其他物种(如鸟或蝙蝠以及它们装载的种子)从周围的低地或其他山区迁入过来,物种多样性减少(图1b)。

第三阶段:风化速率多达下沉速率,平均海拔减少,物种多样性也增加。这一过程中,风化和地形变化因全球气候波动(如冰期-间冰期)而激化,从而造成物种多样性的变化。冰期时,山谷和冰川分隔了曾多次连成一片的物种,有些物种有可能就地绝种,有些物种则仅存在避难所。

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间冰期时,山谷中曾多次被隔绝的生物再度融合,构成新的物种(图1c)。第四阶段:山脉下沉完全暂停,由于持续的侵蚀作用,生物栖息地消失,大量物种绝种(图1d)。图1 山地和生物多样性进化的关联。

a-d:在造山运动的有所不同阶段,气候(蓝色条带)和地质(绿色条带)要素通过物种形成、迁入和绝种(下)影响物种非常丰富度。条拿着的暗色/暖色和浅色/冷色分别代表高值和低值。箭头方向代表气候和地质过程对物种非常丰富度的影响强化,但也不存在生物的反作用(如植物生长在露出岩石从而强化侵蚀作用,动物挖洞影响土壤)(Antonelli et al., 2018)作者认为这些关联十分最重要,但明确过程和影响仍尚待探究,有可能与有所不同时期地表下沉、气候变化和大气环流之间的相互作用有关,同时也不受山脉相对于大气环流产于的方位和朝向、物种多样化、物种电磁辐射和避难所如何号召气候变化的影响。

因此,修复山地生物多样性的时空格局和进化,必须深入研究生物圈—岩石圈相互作用。地球科学的新进展,如同位素古代高度和热年代学技术的革新,使我们需要测量山岳构成和消失的速率和时间,修复古代高度和风化速率,这些研究将为解读地质过程对生物多样性的影响获取新视角。。

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