全球变暖下蝴蝶多样性热点地区的危机与保护

《Nature Ecology & Evolution》：Global hotspots of butterfly diversity are threatened in a warming world

为解决昆虫多样性分布及保护问题，研究人员对 12,119 种蝴蝶展开研究，发现其多样性热点受威胁，为生物保护提供依据。

　　《全球变暖下蝴蝶多样性热点地区的危机与保护》解读

在地球生物多样性的奇妙画卷中，昆虫占据着独特而重要的位置。它们数量庞大、种类繁多，在生态系统中发挥着不可替代的作用，如传花授粉、分解有机物等。然而，近年来，昆虫种群数量下降的警报不断拉响，气候变化成为了它们生存的巨大威胁。但由于全球范围内综合信息的缺失，人们对这一危机的理解和应对都受到了极大限制。就好比在黑暗中摸索，我们知道危险存在，却看不清它的模样，更不知从何处着手保护这些小生命。

为了揭开昆虫多样性的神秘面纱，探寻应对危机的方法，来自耶鲁大学（Department of Ecology and Evolutionary Biology, Yale University）、马尔堡大学（University of Marburg）以及佛罗里达大学（University of Florida）的研究人员 Stefan Pinkert、Nina Farwig、Akito Y. Kawahara 和 Walter Jetz 等展开了一项重要研究，相关成果发表在《Nature Ecology & Evolution》上。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先是数据整合，他们收集了大量蝴蝶分布数据，包括全球各国层面的分布信息、数字化的区域专家范围地图等，并对数据进行分类整理与标准化处理；其次，利用物种分布模型（SDMs），结合多种环境变量，构建了蝴蝶的分布模型；此外，还运用了系统发育分析，通过构建蝴蝶的系统发育树，计算系统发育多样性（PD）。

研究结果如下：

1. 丰富度、稀有性和系统发育多样性：蝴蝶物种丰富度（SR）朝着低纬度和高海拔地区增加，在赤道附近和平均海拔约 2500 米处达到峰值；平均范围稀有性（RR）在纬度 20° 和 40° 以及海拔 3500 米左右呈双峰分布；系统发育多样性（PD）在纬度 20° 和海拔 3000 - 4000 米处达到峰值。而且，这三种多样性指标之间的相关性较弱，全球热点地区的重叠度也较低。
2. 跨分类群一致性：蝴蝶物种丰富度（SR）与植物、哺乳动物、鸟类和两栖动物的丰富度呈中度正相关，但与蚂蚁和爬行动物的相关性较弱。在范围稀有性（RR）方面，跨分类群的相似性更弱，蝴蝶 RR 热点地区与其他分类群的重叠度普遍较低。这表明基于脊椎动物确定的优先保护区域可能会遗漏保护昆虫多样性的关键地区。
3. 山脉的独特作用：山脉虽然只占地球陆地面积的 38%（不包括极地地区），但却拥有全球 72% 的物种丰富度（SR）热点地区和 76% 的范围稀有性（RR）热点地区。蝴蝶多样性在山脉中的集中程度远超其他已研究的类群，尤其是在海拔 2000 米以上，蝴蝶的稀有性明显高于其他分类群。这主要归因于蝴蝶的生理适应特性以及与植物的紧密共生关系。
4. 蝴蝶生态位的预测侵蚀：研究预测，到 2070 年，热带地区蝴蝶的温度生态位空间将有高达 64% 受到侵蚀。即使是轻微的升温，也会对蝴蝶多样性热点地区产生严重影响，山脉可能从蝴蝶多样性的避难所转变为陷阱。

研究结论和讨论部分指出，蝴蝶全球保护热点在不同多样性方面差异很大，与其他分类群的重叠有限，且极易受到全球变暖的威胁。山脉对蝴蝶至关重要，但在未来变暖的环境中可能成为生态死胡同。因此，迫切需要制定有针对性的保护策略，优先考虑山区的连通性、保护和恢复，因为气候变化对山区生物多样性构成了重大威胁。该研究强调了建立更全面的全球生物地理知识库的必要性，这对于认识生物多样性面临的紧迫威胁、指导有效的生物多样性保护和管理具有重要意义，为未来生物多样性保护工作指明了方向，让我们在保护昆虫多样性的道路上迈出了坚实的一步，为守护地球生物多样性的未来带来了新的希望。