地球上的物種沒有哪個可以適應(yīng)所有的環(huán)境條件。物種所能適應(yīng)的特定范圍的環(huán)境條件，通常被稱為基礎(chǔ)生態(tài)位（fundamental niche）或生態(tài)位寬度（niche breadth）?？茖W(xué)界通常認為，生態(tài)位寬度會隨緯度發(fā)生變化。相對于溫帶物種來說，熱帶物種的環(huán)境適應(yīng)能力弱，對環(huán)境抗逆性差。這一假設(shè)可以用來解釋一些的生物現(xiàn)象，包括緯度梯度多樣性格局及物種形成與滅絕率的差異。但是，該假設(shè)的適用性及其內(nèi)在的生態(tài)學(xué)過程與機理，仍存在爭議。 

　　中國科學(xué)院動物研究所喬慧捷副研究員與英國牛津大學(xué)、雷丁大學(xué)、布里斯托大學(xué)及美國新墨西哥大學(xué)、堪薩斯大學(xué)等單位開展合作研究，構(gòu)建了沒有種間相互作用、進化機制極其簡單的虛擬場景，評估了環(huán)境變化對生態(tài)位寬度的緯度梯度格局的影響程度。該研究將全球陸地區(qū)域網(wǎng)格化并與環(huán)境空間結(jié)合，重構(gòu)了物種進化的歷史和全球尺度的生物多樣性格局，利用細胞自動機（cellular automaton）算法來模擬虛擬物種的生態(tài)位寬度和分布范圍沿緯度梯度的變化趨勢。 

　　研究使用了物種在環(huán)境空間中分布相關(guān)的七個特征變量（緯度范圍、地理分布大小、生態(tài)位寬度、最低/最高溫度、溫度季節(jié)性及最大降水量）進行模型預(yù)測和評估。結(jié)果表明，除最大降水量和緯度范圍外，其余特征與緯度梯度呈正相關(guān)性；在南、北半球內(nèi)，緯度和地理分布大小分別與北半球和南半球的緯度呈正相關(guān)和負相關(guān)。以溫度為衡量指標(biāo)，溫帶地區(qū)物種的生態(tài)位寬度遠大于熱帶地區(qū)的，但熱帶物種在降水量方面具有更寬的生態(tài)位。通過模型模擬，該研究證明了基礎(chǔ)生態(tài)位與實際生態(tài)位有著明顯的差別；實際生態(tài)位寬度的緯度格局僅受實際氣候時空變化的影響。 

　　該研究重現(xiàn)了一些重要的生態(tài)學(xué)現(xiàn)象（如多樣性/環(huán)境適應(yīng)能力等的維度梯度），并在一定程度上證明了Rapoport’s Rule等假說。研究發(fā)現(xiàn)，利用簡單的變量即可解釋當(dāng)前的物種分布格局，指出不同地區(qū)（溫帶 vs 熱帶）的物種對不同環(huán)境因素的耐受性存在差異。基于此，原有的相關(guān)假說需要加以修正后才能適用于實際。 

　　該研究成果已近日已在線發(fā)表于生物地理學(xué)領(lǐng)域國際主流期刊Global Ecology and Biogeography上。牛津大學(xué)Erin Saupe博士、中國科學(xué)院動物研究所喬慧捷副研究員為論文的共同通訊作者。該研究受到科技部重點研發(fā)項目、國家自然科學(xué)基金等資助。（論文鏈接）

 模擬系統(tǒng)中虛擬物種的分布格局動態(tài)：虛擬物種按照自身的環(huán)境適應(yīng)性與擴散能力，在變化的環(huán)境中（頂部曲線）擴散的過程，以及由此帶來的一系列生態(tài)學(xué)事件（種化、滅絕等）。(a) 擴散能力差，環(huán)境適應(yīng)性差；(b) 擴散能力差，環(huán)境適應(yīng)性強；(b) 擴散能力強，環(huán)境適應(yīng)性差；(b) 擴散能力強，環(huán)境適應(yīng)性強。

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