《Nature》正刊！福建师范大学吴福忠教授团队重磅成果！

福建师范大学地理科学学院吴福忠教授、岳楷研究员联合比利时根特大学Pieter De Frenne教授及欧洲、加拿大、美国等70余个科研院所的学者，发现植物群落对气候变暖的响应机制在森林、草地及高山存在明显差异。这一发现为预测全球气候变暖不断加速背景下植物群落未来的变化趋势提供了基础。

北京时间2026年3月19日，研究成果以“Contrasting thermophilization among forests, grasslands and alpine summits”为题发表于Nature。

岳楷研究员为论文第一兼通讯作者，吴福忠教授和Pieter De Frenne教授为论文共同作者。

全球气候变化正在对生物多样性产生显著影响。随着气温升高，许多物种为了寻找适合自身生存的温度环境，开始改变分布范围，这种现象已经在多种物种和不同类型的生态系统中被观察到。由此带来的一个结果是，群落组成正在发生方向性的变化：一些适应寒冷环境的物种减少，而偏好温暖环境的物种逐渐增多，这一现象被称为“嗜热化（thermophilization）”。例如，在欧洲的高山山顶和草地中，科学家已经记录到植被明显的嗜热化现象；在温带和热带森林的植物群落中，尽管森林冠层能够在一定程度上缓冲气候变化，也出现了类似趋势。虽然如此，在许多生物群落中，物种组成变化的速度往往跟不上气候变暖的速度，从而形成所谓的“气候债务（climatic debt）”。气候债务反映了物种自身的一些特性，例如传播能力有限、定居困难或寿命较长等原因，使它们难以及时跟上气候变化。同时，微气候条件或其他全球变化因素之间的相互作用，也可能在一定程度上造成气候债务。

在没有森林覆盖的生态系统中，例如高山或草地，微气候主要受到地形以及植被对积雪、太阳辐射、空气流动和蒸散作用的影响。而在森林生态系统中，树冠结构在很大程度上决定了局域微气候，并能对温度变化起到缓冲作用，不过地形因素同样重要。因此，不同生态系统中的“嗜热化”程度可能存在明显差异。然而，目前要比较不同研究中嗜热化的速度比较困难，因为不同研究在计算物种适宜温度范围和气候债务时，往往使用了不同的数据来源、分辨率、时间范围和方法，导致目前仍缺乏在统一方法下、跨大范围、跨多类群进行长期比较的研究。基于此，研究团队基于统一的研究方法分析了横跨欧洲大陆的多年植被调查数据，重点回答以下两个问题：森林、草地及高山不同生态系统植被的嗜热化程度和气候债务是否存在差异？这些差异是否与各地气候变暖程度不同、环境条件差异有关？

研究结果发现：（1）森林林下植被和草地植被的整体嗜热化速度都较低，约为每10年升高0.03℃，且统计上不显著。相比之下，高山植被的嗜热化速率非常显著，且远高于森林和草地，约为每10年0.12℃（图1）。

图1 不同生态系统植被嗜热化和气候债务特征

（2）不同类型生态系统植被嗜热化机制存在明显差异：草地的嗜热化主要来自于喜温植物丰度或数量在群落的增加；高山植物的嗜热化主要由耐寒植物的丰度或数量在群落的减少所致；而导致森林林下植物嗜热化由喜温植物的增加和耐寒植物的减少共同调控。

（3）不同类型生态系统植被均表现出了明显的气候债务，范围为每10年0.13℃到0.34℃，表明植物群落的变化速率明显滞后于气候变暖的速度。气候债务在森林中最大，主要是由于森林冠层的缓冲作用所致，高山次之，草地最小。此外，研究发现，嗜热化速度与气温上升速度之间的关系并不强，而气候债与气温变化速度之间的相关性更明显（图2）。

图2植被嗜热化和气候债务与温度变暖速率的相互关系

这些研究结果不仅加深了人们对气候变暖如何影响不同类型生态系统植被群落的认识，也为预测未来生态群落演变趋势、制定更有效的生物多样性保护和生态管理策略提供了科学依据。

该研究得到了国家自然科学基金（32271633、32011530426）、欧盟ERC Starting Grant、ERC Consolidator Grant及德国洪堡基金会“洪堡学者”等项目的资助。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09622-7

封面图片由AI生成

编辑 | 张可

排版 | 夏天

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