熱帶地區(qū)一直以來(lái)都是生物多樣性保護(hù)與研究的熱點(diǎn)。為何不同熱帶區(qū)域之間的物種多樣性存在明顯差異？例如，與非洲相比，美洲和亞洲的熱帶森林通常擁有更多的樹(shù)種。傳統(tǒng)觀點(diǎn)傾向于將這種差異歸因于各地區(qū)不同的生物地理歷史和演化過(guò)程。中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園與南京大學(xué)等合作研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)今氣候環(huán)境而非生物地理歷史，才是塑造局域尺度上樹(shù)種多樣性的關(guān)鍵。

　　研究人員整合了來(lái)自泛熱帶地區(qū)429個(gè)一公頃樣方的調(diào)查數(shù)據(jù)，形成了一個(gè)覆蓋全球主要熱帶地區(qū)的龐大數(shù)據(jù)庫(kù)。研究采用了多種分析方法，包括考慮空間自相關(guān)的隨機(jī)森林模型、廣義線性模型以及敏感性實(shí)驗(yàn)等，綜合分析了影響熱帶森林樹(shù)種α多樣性的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。為準(zhǔn)確衡量多樣性，研究團(tuán)隊(duì)采用了多種指數(shù)，包括基于樣本覆蓋的稀疏化方法和Fisher's α指數(shù)等，確保了研究結(jié)果的穩(wěn)健性。

　　研究結(jié)果揭示了明確的環(huán)境因子驅(qū)動(dòng)模式：水分可用性是影響樹(shù)種α多樣性的最主要因素，而土壤特性在局域尺度上起著同樣顯著調(diào)節(jié)作用。進(jìn)一步分析表明，這些環(huán)境因子存在“共同限制”效應(yīng)，即熱帶樹(shù)種多樣性受制于多個(gè)環(huán)境維度的協(xié)同作用，而非單一因子的獨(dú)立控制。這也解釋了為何在亞馬遜流域等水熱與土壤條件俱佳的區(qū)域，會(huì)形成全球樹(shù)種多樣性極高的森林群落。

　　值得注意的是，盡管各大洲在地質(zhì)歷史、氣候演變和物種庫(kù)組成上存在差異，但其樹(shù)種多樣性對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)模式卻表現(xiàn)出高度一致性。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀點(diǎn)，表明熱帶森林的物種多樣性維持機(jī)制可能具有普適性，超越了生物地理過(guò)程的差異。

　　從理論層面看，該研究從宏觀尺度證實(shí)了基于環(huán)境篩選的確定性過(guò)程是塑造熱帶樹(shù)種多樣性的主要?jiǎng)恿?。生態(tài)位理論認(rèn)為物種通過(guò)適應(yīng)特定環(huán)境條件并減少競(jìng)爭(zhēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)共存，因此環(huán)境能預(yù)測(cè)多樣性。研究所揭示的環(huán)境和多樣性間緊密且可預(yù)測(cè)的關(guān)系，為生態(tài)位理論所強(qiáng)調(diào)的環(huán)境過(guò)濾與資源互補(bǔ)等機(jī)制提供了強(qiáng)有力的實(shí)證支持，凸顯了生態(tài)位過(guò)程在大尺度上的多樣性格局形成中的主導(dǎo)作用。

　　該研究將有助于我們進(jìn)一步了解熱帶地區(qū)物種豐富度的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，也對(duì)預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化對(duì)生物多樣性的影響及生物多樣性保護(hù)具有重要指導(dǎo)意義。

　　相關(guān)研究結(jié)果以Analogous Environments Across the Tropics Have Similar Levels of Tree Species Αlpha persity為題，發(fā)表在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金以及中國(guó)科學(xué)院東南亞生物多樣性研究中心等的支持。

隨機(jī)森林模型預(yù)測(cè)的樹(shù)種多樣性指數(shù)對(duì)比分析

基于非空間自相關(guān)和空間自相關(guān)的隨機(jī)森林模型預(yù)測(cè)熱帶地區(qū)的樹(shù)種豐富度以及環(huán)境變量的重要性排序?