熱帶地區(qū)一直以來都是生物多樣性保護與研究的熱點。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種。傳統(tǒng)觀點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程。中國科學院西雙版納熱帶植物園與南京大學等合作研究發(fā)現(xiàn)，當今氣候環(huán)境而非生物地理歷史，才是塑造局域尺度上樹種多樣性的關(guān)鍵。

　　研究人員整合了來自泛熱帶地區(qū)429個一公頃樣方的調(diào)查數(shù)據(jù)，形成了一個覆蓋全球主要熱帶地區(qū)的龐大數(shù)據(jù)庫。研究采用了多種分析方法，包括考慮空間自相關(guān)的隨機森林模型、廣義線性模型以及敏感性實驗等，綜合分析了影響熱帶森林樹種α多樣性的驅(qū)動機制。為準確衡量多樣性，研究團隊采用了多種指數(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)動模式：水分可用性是影響樹種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)，即熱帶樹種多樣性受制于多個環(huán)境維度的協(xié)同作用，而非單一因子的獨立控制。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，會形成全球樹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、氣候演變和物種庫組成上存在差異，但其樹種多樣性對環(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，表明熱帶森林的物種多樣性維持機制可能具有普適性，超越了生物地理過程的差異。

　　從理論層面看，該研究從宏觀尺度證實了基于環(huán)境篩選的確定性過程是塑造熱帶樹種多樣性的主要動力。生態(tài)位理論認為物種通過適應(yīng)特定環(huán)境條件并減少競爭來實現(xiàn)共存，因此環(huán)境能預(yù)測多樣性。研究所揭示的環(huán)境和多樣性間緊密且可預(yù)測的關(guān)系，為生態(tài)位理論所強調(diào)的環(huán)境過濾與資源互補等機制提供了強有力的實證支持，凸顯了生態(tài)位過程在大尺度上的多樣性格局形成中的主導作用。

　　該研究將有助于我們進一步了解熱帶地區(qū)物種豐富度的驅(qū)動機制，也對預(yù)測未來氣候變化對生物多樣性的影響及生物多樣性保護具有重要指導意義。

　　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《國家科學評論》（National Science Review）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金以及中國科學院東南亞生物多樣性研究中心等的支持。

隨機森林模型預(yù)測的樹種多樣性指數(shù)對比分析

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