Science上2025年的大尺度生物多样性研究精选(三)

zbhgis 浩瀚地学338417 分钟
创建于 2026/5/16更新于 2026/5/20

目前关注宏观生物多样性、气候变化、生态遥感与地学模型方法,感兴趣的朋友可以点击关注并设为星标,点赞转发,一起学习。若有问题也欢迎在留言区中交流与指正。

前言

这两周笔者整理了Nature和Science上的生物多样性文章,以宏观尺度研究为主,也有部分是微观实验进行升尺度的(无明确标准,十分主观,全凭个人喜好!!!),一起学习交流,看看顶刊的图表审美和模型方法。大家可以根据文章的摘要再自行进一步选择阅读。

下一篇推文,笔者将会简要梳理一下2025年Science和Nature这两大顶刊上的大尺度生物多样性研究的特点。

下面的整理结果中,图表因篇幅限制只放了一张;挑选的文章中部分不是严格意义上的研究型或论述型Article,但是觉得比较有趣也一并整理。

按时间排序,以下是Science上的第21至30篇。

文末汇总了这10篇文章的doi,可自行获取原文

文献21

1.信息

标题:Governing novel climate interventions in rapidly changing oceans 快速变化海洋中新型气候干预的治理

文章类型:Review

论文发表(或online)日期:2025.07.31

DOI:https://doi.org/10.1126/science.adq0174

2.摘要

海洋系统正因全球变暖而快速演变。变化的规模与强度正催生一系列新型干预措施,以维系海洋及依赖海洋的社会运转。然而,新干预措施的推进速度已超出人类防范意外后果的能力——因为确保海洋系统实现负责任转型的治理体系尚未建立。负责任转型意味着通过权衡干预措施的风险与收益、厘清伦理责任、提升社会协同效益、建立合法性并维护气候政策一致性,推动海洋系统向可持续、公平且具备适应性的状态过渡。全球、国家及地方各层级行动者必须立刻将负责任转型原则转化为规则与实践,以确保新型海洋-气候干预措施安全、公平且有效。

3.图表

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文献22

1.信息

标题:Light pollution prolongs avian activity 光污染延长了鸟类活动

文章类型:Research

论文发表(或online)日期:2025.08.21

DOI:https://doi.org/10.1126/science.adv9472

2.摘要

光污染破坏了生物赖以作为生命节律指南的光暗节律信号。尽管已有研究(通常聚焦于单一物种)证实了在光污染环境下鸟类晨鸣时刻会提前,但目前仍缺乏跨物种、跨地域、跨季节的光污染影响综合分析。基于涵盖583种昼行鸟类、超过6000万条声学探测记录的全球数据集,我们对光污染与鸟类鸣叫活动的关系进行了综合研究。研究发现,光污染平均使鸟类鸣叫活动延长了50分钟。这种影响在具有大眼睛、露天巢穴、迁徙习性、活动范围较大的物种中最为显著,且在繁殖季节尤为突出。鸣叫活动延长可能产生负面、中性或积极的适合度影响;量化这些影响并控制光污染,将成为21世纪保护生物学面临的重要挑战。

3.图表

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文献23

1.信息

标题:Land availability and policy commitments limit global climate mitigation from forestation 土地可用性和政策承诺限制了全球气候缓解的植树造林

文章类型:Research

论文发表(或online)日期:2025.08.28

DOI:https://doi.org/10.1126/science.adj6841

2.摘要

造林(指新建造林与再造林)可通过植物生物量与土壤固存碳元素来缓解气候变化。然而,由于对固碳速率(尤其是土壤固碳)及可用土地面积的评估存在差异,全球范围内森林化措施的实际减缓潜力仍不明确。本研究绘制了全球土壤碳变化图谱,揭示森林化主要引发表层土壤的碳储量增减。在限制可用土地面积以避免反照率效应导致的意外变暖、并保障水资源与生物多样性的前提下(全球共有3.89亿公顷土地可用于森林化),到2050年可实现399亿吨碳的固存量,该数值显著低于既往估算。若进一步将土地范围限制于现有政策承诺区域(1.2亿公顷),固碳预估量将降至125 亿吨碳。要实现更大的气候缓解效益,需拓展专项造林区域并强化具有潜力但尚未开发国家的政策承诺。

3.图表

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文献24

1.信息

标题:Fragmentation increased in over half of global forests from 2000 to 2020 2000年至2020年间,全球超过一半的森林破碎化加剧

文章类型:Research

论文发表(或online)日期:2025.09.11

DOI:https://doi.org/10.1126/science.adr6450

2.摘要

栖息地破碎化,即连续森林被分割成更小、孤立的斑块,通过干扰物种移动、缩小种群规模和改变生态系统动态来威胁生物多样性。过去的评估曾表明全球破碎化程度在下降,但这些评估依赖于基于结构的指标,忽视了生态连通性。我们使用能够捕捉斑块连通性、聚集性和结构的互补指标,分析了 2000 年至 2020 年全球森林破碎化情况。基于连通性的指标显示,全球 51%至 67%的森林——以及 58%至 80%的热带森林——破碎化程度加剧,这一比例几乎是传统结构聚焦方法所建议的 30%至 35%的两倍。聚焦聚集性的指标证实了 57%至 83%的森林破碎化程度增加。农业和伐木等人类活动驱动了这一变化。然而,受保护的热带地区破碎化程度最高减少了 82%,这突显了针对性保护工作的潜力。

3.图表

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文献25

1.信息

标题:Global selection on insect antipredator coloration 全球昆虫防捕食者颜色的选择

文章类型:Research

论文发表(或online)日期:2025.09.25

DOI:https://doi.org/10.1126/science.adr7368

2.摘要

自然选择反复促成了两种防御性色彩策略的进化——伪装色避免被捕食者发现,警戒色用于宣告自身难以被攻击——但生态背景如何促使某一策略占据优势仍不清楚。为探究捕食者群落、猎物群落及视觉环境如何影响不同策略的生存优势,研究团队在六大洲的21个地点开展了一项全球重复性捕食实验,对15,018个具有伪装色或警戒色的人造纸质“飞蛾”模型进行了风险测试。结果显示,警戒策略在捕食强度较低的环境中更具优势,而伪装策略则在其他伪装猎物稀少且光照水平较低时更具适应性。这项研究揭示了多种机制如何共同塑造防御策略的进化,为解释伪装动物与警戒动物在全球的分布规律提供了新的生态学依据。

3.图表

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文献26

1.信息

标题:Critical habitat thresholds for effective pollinator conservation in agricultural landscapes 农业景观中有效保护传粉者的关键栖息地阈值

文章类型:Research

论文发表(或online)日期:2025.09.25

DOI:https://doi.org/10.1126/science.adr2146

2.摘要

在人类主导的景观中,生物多样性持续衰退,但国际层面仍缺乏针对此类景观的循证保护目标来指导政策制定。我们提出一个基于栖息地数量与质量提升的框架,用以指导栖息地保护政策,并定义了在何种栖息地数量阈值下需优先提升栖息地质量。我们将此框架应用于农业生态系统生物多样性的重要组成部分——传粉昆虫,通过综合来自19个国家的59项研究得出具体结论。在栖息地质量较低的情况下,食蚜蝇的栖息地数量阈值最低(6%半自然栖息地覆盖率),其次为独居蜂(16%)、熊蜂(18%)和蝴蝶(37%)。这些数值代表了农业景观中栖息地数量的最低阈值,但当栖息地数量受限时,需显著提升质量才能达到相近的保护效果。

3.图表

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文献27

1.信息

标题:Drought intensity and duration interact to magnify losses in primary productivity 干旱强度和持续时间相互作用加剧初级生产力损失

文章类型:Research

论文发表(或online)日期:2025.10.16

DOI:https://doi.org/10.1126/science.ads8144

2.摘要

随着干旱持续时间的延长和强度的加剧,其对陆地初级生产力的影响预计将逐步加重。然而,部分生态系统似乎能够适应多年干旱,随着干旱持续时间的增加,其生产力下降幅度保持稳定或逐渐减小。我们量化了干旱持续时间和强度对全球74个草原和灌丛生态系统的地上生产力的综合影响。研究发现,除了极端干旱(即百年一遇的发生概率)外,生态系统总体上表现出对多年干旱的适应性反应。在连续四年极端干旱后,生产力损失相较于第一年增加了约2.5倍。这些结果预示着,如果干旱持续时间和强度持续增加,生态系统的行为将发生根本性转变——从长期维持功能减损状态,转向在极端干旱条件下生产力的持续严重丧失。

3.图表

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文献28

1.信息

标题:Calcifying plankton: From biomineralization to global change 钙化浮游生物:从生物矿化到全球变化

文章类型:Review

论文发表(或online)日期:2025.10.23

DOI:https://doi.org/10.1126/science.adq8520

2.摘要

海洋碳酸钙的循环与海水碱度及大气二氧化碳的调节密切相关。在现代远洋海域,碳酸钙几乎完全由三类浮游钙化生物产生:颗石藻、有孔虫和有壳翼足类。本文通过综述,系统分析了决定各类群在全球碳循环中独特作用的功能特性差异,及其对气候变化与海洋酸化的敏感性。研究表明,在气候模型中采用单一化的碳酸钙表征方式,难以准确反映系统动态及其在气候变化背景下对生物地球化学循环的影响。我们指出,要理解过去与未来的碳酸钙循环,必须更明确地界定构成浮游钙化生物类群多样性的功能特性。

3.图表

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文献29

1.信息

标题:Invasion impacts in terrestrial ecosystems: Global patterns and predictors 入侵对陆地生态系统的影响:全球模式与预测因子

文章类型:Research

论文发表(或online)日期:2025.10.23

DOI:https://doi.org/10.1126/science.adq3101

2.摘要

生物入侵能够改变生态系统,但其生态影响因环境背景而异。通过对陆地系统中775项研究(共2223个效应值)进行的全球Meta分析,我们发现最一致的负面影响是入侵植物导致的本地植物多样性下降,以及入侵动植物共同驱动的温室气体排放增加。然而,发表偏倚的证据表明后者需谨慎解读。入侵生物的定居时间成为一个关键预测因子:较长的定居时间会加剧入侵植物对本地多样性的负面影响,而对土壤非生物特性的影响则随时间推移趋于减弱。我们的综合分析表明,某些生态属性(如本地植物多样性)对入侵持续敏感,而其他属性在入侵持续过程中则呈现更大变异性。

3.图表

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文献30

1.信息

标题:Multispecies grasslands produce more yield from lower nitrogen inputs across a climatic gradient 多物种草地在不同的气候梯度下,氮输入较低时产出更多

文章类型:Research

论文发表(或online)日期:2025.12.04

DOI:https://doi.org/10.1126/science.ady0764

2.摘要

高产的牧草草地通常物种多样性较低,且氮肥施用量较高。为探究多物种混播作为一种替代策略的效果,国际性的 26 个地点“LegacyNet”实验系统性地改变了播种草地的物种多样性,使用了高达六种高产牧草物种(包括禾本科、豆科和草本植物),并在中等氮肥输入条件下进行管理。多物种混播的产量超过了两种广泛使用的草地管理方式:一种施用更多氮肥的禾本科单一种植,以及一种由两种禾本科和豆科植物组成的群落。多物种混播的高产量是由强烈的禾本科-豆科和豆科-草本植物正相互作用驱动的。在较温暖的地点,含有豆科植物的多物种混播相对于单一种植和施用高氮肥的禾本科植物的优势更加明显。草地混播设计的改进可以为更环境可持续的牧草生产提供指导,并可能增强高产草地对变暖气候的适应能力。

3.图表

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总结

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https://doi.org/10.1126/science.adq0174
https://doi.org/10.1126/science.adv9472
https://doi.org/10.1126/science.adj6841
https://doi.org/10.1126/science.adr6450
https://doi.org/10.1126/science.adr7368
https://doi.org/10.1126/science.adr2146
https://doi.org/10.1126/science.ads8144
https://doi.org/10.1126/science.adq8520
https://doi.org/10.1126/science.adq3101
https://doi.org/10.1126/science.ady0764