我院彭少麟/周婷教授团队揭示中国境内超过四分之三的蚯蚓物种缺乏保护

作为“生态系统工程师”,蚯蚓在调节生态系统功能和塑造群落结构中发挥着关键作用。受气候变化影响,蚯蚓正面临严峻的生存压力和灭绝风险。然而,针对地上生物多样性的保护措施能否覆盖蚯蚓多样性的保护,目前尚不明确。为填补这一空白,我们基于蚯蚓分布数据与环境因子构建了堆叠物种分布模型,预测蚯蚓物种丰富度的时空分布模式并识别保护缺口。
我们的研究表明,中国蚯蚓多样性的分布呈现出明显的空间异质性。物种丰富度主要集中在北纬 20°至 30°之间的中国东南和西南地区,而西北地区物种多样性明显较低。土壤类型、最冷季节降水量及年温差是塑造中国蚯蚓多样性空间分布格局的关键环境因子。在未来气候变化下,蚯蚓多样性中心将从低纬度地区向高纬度地区转移,从湿润区向半湿润区迁移。中国西南、东南丘陵地区以及长江中下游地区的蚯蚓物种丰富度正在下降,而秦岭、川藏交界地区和黄河流域可能成为蚯蚓多样性的新热点。

图 1. 2090s时期不同气候变化情景下蚯蚓物种丰富度变化及其影响机制。
(a)三种气候变化情景的一致性评估(增益区:预测物种丰富度均增加的区域;损失区:预测物种丰富度均减少的区域;混合区:预测存在增益与损失混合的区域)。(b)各SSP情景下物种增益(蓝色,> 0)、损失(红色,< 0)及未变化(=0)的数量变化。(c)不同土壤类型中的蚯蚓物种丰富度变化。(d)不同气候变化情景下水热条件(关键气候因子bio19和bio7)中的蚯蚓物种丰富度变化。
蚯蚓与地上生物多样性的空间一致度仅为39%,且持续下降,表明二者存在显著的空间异质性。现有保护区对76.3%的蚯蚓物种覆盖率严重不足(保护效率<5%)。也就是说,现有以维管植物和脊椎动物为指示物种的保护网络(如国家级自然保护区)不足以保护蚯蚓这种地下生物。现有的重点保护地主要分布于西双版纳和巴旺岭地区,而西藏南部、云南及海南仍存在显著保护缺口。该研究为未来适应性策略提供了新思路,有助于保护蚯蚓生物多样性、降低生物多样性灭绝风险,并促进生态系统的可持续发展。

图 2. 蚯蚓多样性与地上生物多样性的空间一致性分析。
(a)蚯蚓多样性与地上生物多样性的空间一致性格局(绿色和蓝色分别表示高地上生物多样性与高蚯蚓多样性。深绿色表示二者均处于高多样性水平,而灰色则代表二者多样性均较低)。(b)高地上生物多样性与高蚯蚓多样性的相关关系。(c)不同气候变化情景下高地上生物多样性与高蚯蚓多样性的空间一致性程度。(d)蚯蚓多样性与地上生物多样性的优先保护区与保护空缺的划定(将保护区内二者高多样性重叠区划定为优先保护区域,其余部分视为保护空缺)。
该成果以“Over three-quarters of earthworm species lack protection in China, a crisis exacerbated by climate change”为题发表在生态学经典期刊Ecography上。我院硕士研究生周娅洁和博士研究生张朔为论文共同第一作者,我院研究生秦雯和吴卓忆也参与了该项工作。周婷教授为通讯作者,彭少麟教授对文章做出了重要贡献。该研究得到了南岭国家公园生物多样性综合科学调查(2025267)、国家公园建设专项基金(2021GJGY034)和国家自然科学基金重大项目(42293354)等多个项目的资助。
文章链接:
https://doi.org/10.1002/ecog.08554


