气候变化背景下横断山区小型兽类海拔分布变化研究

Understanding the elevational range shifts of organisms in the background of global climate change has always been one of the central goals of ecology. China’s biodiversity is facing serious threats that posed by climate warming. However, the dynamic relationships between elevational ranges of animal species and climate change are still largely unexplored in China. The Hengduan Mountains is one of the areas that are most sensitive to global climate change, having substantial high mountain ranges and deep valleys which provide possibilities for species to track climatic optima by altering their elevational ranges. As a consequence, the Hengduan Mountains is an appropriate region to study the elevational range shifts of species in response to climate change. In this project, we will examine the elevational range shifts of small mammals in the Wolong and Tangjiahe Nature Reserve, respectively, which are located at different zones of the Hengduan Mountains. By sampling small mammals at the specific locations of historical surveys and then comparing species’ historical and contemporary elevational ranges, this project aims to explore: (1) the elevational range shifting patterns and rates of small mammals in each of the two nature reserves under climate change; (2) whether the shifting patterns and rates are associated with species’s dispersal ability, thermal tolerance and endemism; (3) the variation patterns of small mammal community structures at different elevation belts due to the elevational range shifts of species. Predictably, this project will provide important data to assess the threatened status of small mammal in the Hengduan Mountains under climate warming.

物种的海拔分布在全球气候变化背景下的变化模式一直是生态学的核心研究问题之一。我国的生物多样性正面临着气候变暖带来的严峻威胁，然而国内关于动物物种海拔分布与气候变化动态关系方面的研究仍十分薄弱。横断山区是全球感知气候变化最敏感的地区之一，该区域内存在的大量高山峡谷为物种提供了通过改变其海拔分布范围而适应气候变化的可能性，是开展此问题研究的理想场所。本项目拟以位于横断山区的卧龙和唐家河2个自然保护区中的小型兽类为研究对象，通过利用回访法比较物种现今与历史的海拔分布，揭示在全球气候变化背景下：（1）各保护区内小型兽类的海拔分布变化模式和速率；（2）小型兽类的迁移能力、热耐受力和地区特有性是否会对其海拔分布的变化模式产生影响；（3）物种的海拔迁移是否会导致不同海拔带小型兽类群落的结构的变化。本研究的开展将为评估横断山区小型兽类受气候变暖威胁的现状提供重要的数据支撑。

全球气候变化背景下山地动物海拔分布和群落结构的变化一直是生态学、生物地理学和动物学等学科的研究重点，也是科学开展生物多样性保护的根本前提。横断山区作为全球生物多样性的热点区域，栖息着数量众多的小型兽类物种。为了探索小型兽类海拔分布和群落结构对于该区域气候变化的响应，本项目在四川省卧龙自然保护区开展了2年系统深入的野外调查（2019-2020），共采集到小型兽类标本1235头，分属3目6科28种。比较1986年（西华师范大学收集数据）与2019-2020年间物种的海拔分布，我们发现：（1）小型兽类的海拔分布上限、下限、分布范围中心3个海拔位点均表现出与气候变暖（卧龙地区年均温上升2.3°C）不相符的、多方向的变化模式；（2）体型越大、生态幅越窄的物种更倾向于海拔上迁。在群落变化方面，利用时间beta多样性指数分析了各海拔段在1986和2019-2020两个年代间的物种组成差异。分析结果表明，在卧龙自然保护区的1550—3500 m 的8个海拔段中，小型兽类群落均表现出了不同程度的物种增加趋势。本项目的研究成果对于我们理解山地小型兽类物种海拔分布和群落结构在全球气候变化背景下的动态变化模式及驱动因素有着十分重要的意义。基于项目支持和所获数据，我们还开展了（1）山地小型兽类体型、生态位位置和生态位幅度对于其多度和海拔分布范围的相对影响研究；（2）小型兽类物种多度沿海拔梯度的空间分布格局研究以及（3）四川省自然保护区体系对大中型兽类多样性的保护效力研究，均取得了良好成果。