中國科學院亞熱帶農業生態研究所環江喀斯特生態系統觀測研究站陳洪松研究員團隊在喀斯特富鈣鎂基巖–土壤環境重塑森林物種多樣性緯度格局的機制方面取得新進展。相關成果以Contrasting Latitudinal Diversity Gradients in Karst and Non-Karst Forests: Evidence for Bedrock-Driven Modulationx為題，發表于國際生態學經典期刊Diversity and Distributions。聶云鵬、陳洪松研究員為通訊作者，博士生黃麗為第一作者。

物種多樣性沿緯度梯度遞減（Latitudinal Diversity Gradient ，LDG）是生態學和生物地理學中最為經典的規律之一。傳統觀點認為，低緯度地區溫暖濕潤的氣候條件能支撐更高的物種多樣性，而高緯度地區氣候限制導致多樣性降低。然而，近年來研究表明，氣候并非唯一決定因素，基巖通過影響土壤形成與養分供給深刻塑造植物群落結構及其生長狀況。喀斯特地區由富含鈣、鎂的碳酸鹽巖組成，巖石易溶、土壤淺薄，水分與養分匱乏，與鄰近的非喀斯特地區形成鮮明對比。這類由基巖驅動的土壤環境是否以及如何改變森林群落物種多樣性及其緯度格局，仍是未解的重要科學問題。針對這一科學問題，研究團隊在中國西南跨越約10°緯度的亞熱帶森林樣帶上，設置了60個喀斯特與非喀斯特平行樣地，記錄了654種木本植物共17740個個體，系統解析了氣候和基巖-土壤環境對森林多樣性的協同影響機制。

結果顯示，（1）喀斯特與非喀斯特森林的基巖–土壤環境存在顯著差異：喀斯特森林的基巖SiO?含量和土壤厚度顯著較低，而土壤中鈣、鎂等元素含量更高。沿緯度梯度變化時，這種富鈣貧硅的基巖-土壤環境使喀斯特森林的物種多樣性呈現出與傳統模式相反的變化趨勢，即越往高緯度，物種越多、群落越復雜；（2）結構方程模型分析進一步揭示，氣候對物種多樣性的正向作用被喀斯特高鈣鎂、淺土層環境的負向作用所抵消甚至逆轉，導致物種多樣性“逆緯度梯度格局”的出現；（3）喀斯特森林的物種與系統發育多樣性和基巖SiO?含量、土壤厚度及鈣鎂含量緊密耦合，說明地質環境通過影響土壤化學組成和水分養分供給，深刻塑造了森林群落的多樣性格局。

該研究從地質-土壤-植物耦合視角系統解釋了地質多樣性如何改變傳統的生物多樣性分布規律，為理解巖性差異在全球生態格局形成中的作用提供了新證據。研究成果提示，在未來的生物多樣性保護和生態恢復規劃中，應將地質多樣性納入生態管理框架，以更科學地維護生態系統的穩定與功能。

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樣帶位置示意圖與喀斯特和非喀斯特森林群落物種多樣性的緯度格局?

氣候因子和基巖-土壤環境對物種多樣性的影響機制