Nature、Science、Cell系列上大尺度生物多样性研究精选8~260216-0222

zbhgis 浩瀚地学423222 分钟
创建于 2026/5/16更新于 2026/5/20

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文献1

1.信息

标题:Environment, taxonomy, and socioeconomics predict non-imperilment in freshwater fishes 环境、分类学和社会经济因素可以预测淡水鱼类是否濒危

DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-68154-w

期刊:Nature Communications

2.摘要

淡水鱼类是受威胁最严重的类群之一,但许多物种的保护评估仍不完善。淡水鱼类提供重要的生态系统服务,例如食物保障、休闲娱乐和文化意义。尽管淡水生态系统已发生巨大变化,但物种对濒危物种的敏感性和抵抗力的原因尚不明确。为了解决这一问题,我们开发了一个机器学习框架,利用一套全面的环境、社会经济和物种内在特征预测因子,预测10,631种淡水鱼类的全球濒危状况。我们使用更新后的IUCN红色名录数据,训练并验证了随机森林分类器,以区分濒危物种(易危、濒危、极危)和非濒危物种。我们研究了来自12个全球数据源的52个变量的相对影响,这些变量描述了外部环境和社会经济因素以及物种特有的内在特征。我们的模型对非濒危物种的预测准确率(90.1%)高于对濒危物种的预测准确率(81.8%),这反映了导致濒危物种面临的威胁和环境条件的异质性更大。在所有模型中,关键预测因子包括栖息地变量、分类顺序、水文特征和干扰指标,凸显了生态、地理和人类活动压力之间的相互作用。这种综合性的、可重复的方法展示了机器学习在指导主动保护方面的实用性,并为全球生物多样性风险评估提供了一个可扩展的框架。

3.图表

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文献2

1.信息

标题:Evolution, genomics and conservation of butterflies and moths 蝴蝶和蛾的进化、基因组学和保护

DOI:https://doi.org/10.1038/s44358-025-00128-8

期刊:Nature Reviews Biodiversity

2.摘要

蝴蝶和蛾共同构成鳞翅目,是昆虫中物种多样性最高的类群之一,已描述的物种至少有161,572 种。鳞翅目昆虫作为传粉者发挥着关键作用,是植食性昆虫中物种最丰富的类群之一,也是食物网的重要组成部分,为鸟类、爬行动物、蝙蝠和节肢动物提供食物。尽管鳞翅目昆虫已成为许多学科的模式生物,但人们对其惊人的生物多样性、进化、分布和重要性仍缺乏全面的认识。本文旨在弥补这一空白,并重点介绍几项关键发现。一些鳞翅目总科之间的关系,特别是双翅目(Ditrysia)内部的关系,仍然不甚明了。蝴蝶中较晚分化的类群的物种分化速率高于较早分化的类群。现代对蝴蝶和大型蛾类的分类学和基因组学研究正在不断进步,但对小型蛾类的研究仍然不足。尽管生物多样性热点地区集中在热带地区,但研究工作却不成比例地集中在温带地区。诸如创建和恢复连通性更好、管理更完善的自然栖息地以提高其质量等保护措施,应结合气候和栖息地变化的情况来考虑。

3.图表

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文献3

1.信息

标题:Eco-evolutionary dynamics shaping biodiversity in the urban mosaic 生态演化动力学塑造了城市生态系统中的生物多样性

DOI:https://doi.org/10.1038/s44358-026-00138-0

期刊:Nature Reviews Biodiversity

2.摘要

城市曾被认为是许多物种的种群汇,但现在已明确它们可以提供可行甚至高质量的动物栖息地,因此在全球生物多样性维护中发挥着重要作用。在某些方面,城市是像岛屿一样由人类基础设施连接的栖息地,受岛屿生物地理学规律支配。然而,城市也是具有异质性的独特镶嵌景观,既反映了当地的自然生态系统,也体现了全球城市共有的城市景观。特定物种的进化和生态历史决定了物种如何与景观的不同特征相互作用,从而影响城市殖民化和持续的模式。在本综述中,我们探讨了生态进化和进化过程如何在城市镶嵌体中展开,并塑造城市物种群落。考虑复杂生态和进化机制在多个、分层的空间尺度上的相互作用,将增强对城市生物多样性如何积累和维持的理解,并使城市在全球扩张和集约化过程中能更好地管理物种。

3.图表

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文献4

1.信息

标题:Extreme events and river biodiversity under climate change 气候变化下的极端事件与河流生物多样性

DOI:https://doi.org/10.1038/s44358-026-00131-7

期刊:Nature Reviews Biodiversity

2.摘要

极端气候事件(ECEs),包括洪水、干旱和热浪,其强度和频率都在不断增加,从根本上重塑着河流生态系统。本综述综合了全球范围内极端气候事件对河流生物多样性影响的证据,揭示了广泛存在且往往相互叠加的威胁。极端气候事件以多种方式影响着不同尺度的生物多样性;它们会削弱遗传多样性、改变群落组成、降低生态系统功能,并扰乱整个河流生态系统中种群和群落的同步性。极端气候事件还会放大其他全球性压力因素的影响,反之亦然;同时或先后发生的极端气候事件(复合事件)可能对生物多样性产生强烈但尚未被充分理解的影响。目前,一些前景广阔的统计和机制模型框架能够预测极端气候事件在非平稳条件下的影响。为了充分应对日益加剧且相互叠加的极端气候事件,管理策略必须从局部被动干预转向流域尺度、以增强生态系统韧性为重点的方法。未来研究的重点领域包括高频次、协调一致的长期监测,了解极端事件的遗留影响和生物物理反馈,以及剖析复合事件的影响。我们的综合分析为推进科学和实践发展,以应对日益极端化的未来带来的生态挑战,提供了路线图。

3.图表

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文献5

1.信息

标题:Promoting avian diversity in cities requires multiple parks with variable features 在城市中促进鸟类多样性需要多个具有不同特征的公园

DOI:https://doi.org/10.1038/s44284-025-00385-w

期刊:Nature Cities

2.摘要

城市公园对于城市生物多样性保护至关重要,但季节和区域多样性驱动因素仍不清楚。本研究利用美国186个城市中935个公园的鸟类出现数据,量化了物种丰富度(物种数量)、系统发育多样性(共享进化历史的多样性)和功能多样性(性状和生态角色的多样性),并分析了它们与7种公园特征在季节间的关联。研究发现,物种丰富度随公园面积增加而提高,靠近城市边界的公园系统发育多样性更高,栖息地异质性较低的公园功能多样性更高,而包含水域的公园物种丰富度和系统发育多样性更高,但功能多样性则无显著变化。树冠覆盖率的影响存在地域差异——对落基山脉以西的城市有益,但在东部城市中,树冠覆盖率对物种丰富度和系统发育多样性有负面影响,而功能多样性则呈现相反趋势。 要促进鸟类多样性的各个方面,需要多个具有不同特征的公园,并特别考虑树木冠层覆盖的区域和季节性影响。

3.图表

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文献6

1.信息

标题:Migratory bird stopover patterns linked to urbanization and social landscapes 候鸟迁徙停歇模式与城市化和社会景观密切相关

DOI:https://doi.org/10.1038/s44284-025-00388-7

期刊:Nature Cities

2.摘要

城市生态学已发展成为一个充满活力的领域,揭示了城市中社会和生态系统相互作用的多种方式。然而,以往的研究大多以单一城市为中心。因此,尽管城市化在全球范围内蔓延,城市生态学的理论和实践往往局限于地方或区域层面,限制了我们对城市在宏观生态过程中所扮演角色的理解。更大规模的研究正在迅速发展,对于理解城市间的差异至关重要。本文利用雷达估算的候鸟迁徙停歇地数据,评估了美国大陆88个城市地区2130个公园的城市景观对候鸟停歇地的贡献,以及这些停歇地与社会人口统计数据的关联。研究表明,候鸟停歇热点在城市景观中的比例远高于其土地面积,近一半的迁徙热点位于大都会统计区(春季48%,秋季44%)。此外,城市化与候鸟中途停留之间的关系存在区域差异,在东部迁徙路线呈负相关,而在西部迁徙路线呈正相关。最后,候鸟中途停留与家庭收入呈正相关,但这种相关性差异很大,许多城市地区呈现出较弱甚至相反的相关性。综上所述,我们强调了城市在半球尺度生态过程中的重要性。更广泛地说,我们展示了雷达遥感技术在推进城市生态学研究方面的潜力,它能够将生物多样性模式与城市化和社会景观在大空间尺度上联系起来。

3.图表

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文献7

1.信息

标题:Multidecadal legacy of uneven urbanization on divergent prospects for bird biodiversity 数十年来城市化进程不平衡对鸟类生物多样性前景造成的深远影响

DOI:https://doi.org/10.1038/s44284-025-00381-0

期刊:Nature Cities

2.摘要

城市化是全球生物多样性危机的主要驱动因素之一,然而,历史城市遗留效应如何影响当代生物多样性仍不甚明了。忽视诸如灭绝债务和物种迁徙补偿等滞后生态后果,可能会掩盖未来城市生物多样性丧失的风险以及保护工作的有效性。本文通过整合平衡模型和非平衡模型,量化了城市化对中国鸟类群落和物种长达31年的遗留效应。研究发现,中国不均衡的城市化进程在鸟类群落的分类、功能和系统发育层面都产生了广泛的灭绝债务和物种迁徙补偿。不同城市环境特征的滞后效应持续时间各不相同,历史植被覆盖和人为活动对现有鸟类分布产生了持久影响。尤其值得注意的是,我们识别出了物种特异性的滞后响应,这些响应与各物种适应城市环境的能力(城市耐受性)密切相关。这些研究结果强调了通过前瞻性方法将长期生物多样性考虑因素纳入城市治理的必要性,并为有利于生物多样性的城市规划提供了重要的见解。

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文献8

1.信息

标题:Plant diversity’s positive effect on soil respiration diminishes with increasing productivity in global forests 随着全球森林生产力的提高,植物多样性对土壤呼吸的积极影响逐渐减弱

DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-69594-8

期刊:Nature Communications

2.摘要

植物多样性对于调节生态系统功能至关重要,但其与土壤呼吸(碳循环的关键组成部分)的全球尺度关系仍未得到充分研究。植物生产力调节着生态系统过程,而了解植物物种丰富度如何调节净初级生产力梯度上的土壤呼吸,是预测碳-气候反馈的关键。本文整合了两个全球植物物种丰富度数据集(乔木物种丰富度和维管植物物种丰富度,包括木本和非木本植物)以及一个基于深度学习模型估算的全球土壤呼吸数据集,该模型基于6355个实地观测数据进行训练。我们发现,植物多样性能够增强低至中等生产力森林(碳含量低于1300 g C m⁻² yr⁻¹)的土壤呼吸,但这种效应在高生产力森林中减弱。通过沿净初级生产力梯度对森林进行分层,并利用结构方程模型控制气候、土壤和植被协变量,我们揭示了生物多样性作用的情境依赖性。在资源匮乏的生态系统中,植物物种丰富度越高,土壤呼吸作用越强;但在高生产力森林中,植物物种丰富度对土壤呼吸作用的贡献却微乎其微,因为在高生产力森林中,非生物因素的影响更为显著。我们的研究结果揭示了生物多样性如何影响土壤碳通量,并阐明了其在塑造不同生产力梯度下的生态系统碳动态变化中所发挥的动态作用。

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文献9

1.信息

标题:Cost-effective expansion of protected areas reduces global zoonotic risk and biodiversity loss 高效扩大保护区可降低全球人畜共患病风险和生物多样性丧失

DOI:https://doi.org/10.1016/j.oneear.2026.101611

期刊:One Earth

2.摘要

生物多样性丧失和人畜共患病风险是严峻的全球挑战。尽管保护区(PAs)对保护至关重要,但研究人员和政策制定者往往忽视了它们降低人畜共患病风险的可能性。具体而言,保护优先级与疾病风险的空间重叠程度尚未得到充分量化。我们分析了33,831种陆生脊椎动物,以识别高保护需求(HCN)和高人畜共患病风险(HZR)区域,发现 46%的 HZR 区域与 HCN 区域重叠。我们确定了全球关键的 HCN-HZR 区域,并优先考虑了30个国家;这些关键区域仅占全球土地面积的约1%,而这些国家的保护区覆盖率平均仅为23%。扩大保护区覆盖范围并加强这些关键区域的监测,可以同时解决生物多样性丧失和公共卫生风险问题,特别是在低收入国家。管理这些关键区域需要额外6,500至45,000名护林员,每年需要390至1,822 亿美元的资金。令人鼓舞的是,仅将国内生产总值(GDP)的0.01%用于分配,即可弥补大部分资金缺口。

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文献10

1.信息

标题:Degradation of fish food webs in the Anthropocene 人类世鱼类食物网的退化

DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adu6540

期刊:Science Advances

2.摘要

全球变化通过物种组成、丰富度和体型的变化重塑生物多样性。这些变化如何共同改变食物网中更高层次的生态过程,会对整个生态系统产生重要影响。然而,这些变化的强度和方向取决于物种和性状组成随时间变化的多种方式的组合。我们结合了约15000个淡水和海洋鱼类群落(1949-2019年)的长期数据,以及它们的体型、食性和营养级信息,以评估食物网在局部空间尺度上随时间的变化。我们发现,由体型缩小驱动的选择性物种更替与鱼类食物网拓扑结构和功能的广泛改变相关,包括连通性和广食性的增加,从而导致更高的捕食压力和猎物脆弱性。食物网的模块化程度也降低。这些变化遍及食物网的各个营养结构,导致各营养级物种比例的级联变化。我们的研究强调了生物多样性对多方面融合变化的复杂响应。

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