GEB：火与植物多样性在全球尺度上的关系

以下文章来源于林火科学 ，作者林火科学

Fire and plant diversity at the global scale

DOI: 10.1111/geb.12596

摘要：

【目的】几十年来，探究全球生物多样性的驱动因子一直是摆在生态学家面前的一道难题。环境、生产力和异质性的相关因子均被认为是生物多样性的主要驱动因子，而对干扰作用的关注较少。鉴于火干扰是一个全球性影响因子，在地质时间尺度上影响了世界各地的许多地区，我们假设火情势能够在很大程度上解释全球大尺度上的植物多样性。

【范围】除南极洲外的所有陆地生态系统

【时间尺度】20世纪末至21世纪初

【类群】种子植物

【方法】使用生态区尺度上可用的全球植物多样性信息，并使用15年的遥感数据汇编了每个生态区的生产力、异质性和火信息。根据环境变量对植物多样性进行回归分析，并对火干扰是否始终能够解释显著大部分的变异进行检验。

【结果】生态区植物多样性与生产力（R2=0.30）和火灾活动（R2=0.38）均呈正相关。当生产力和其他环境变量均被纳入模型时（R2=0.50），火情势仍然解释了植物多样性的很大一部分变异（总模型，R2=0.71）。结果表明，火干扰驱动了许多生态系统的时间和空间变化，为植物多样化提供了机会。

【主要结论】即使在考虑生产力之后，火情势也是解释全球植物多样性的主要因子之一。火灾延迟了竞争排斥，增加了景观异质性并产生了新的生态位，进而为物种多样化提供了机会。因此，在探究全球生态系统分布与多样性时，火情势应当被纳入考虑范畴。

图1. 生态区植物多样性与火灾活动指数的全球地图

图2. 全球生态区的植物多样性与NDVI（左）和火灾活动指数（右）的关系

表1. 混合模型检验结果

图3. 各生态区植物多样性的空间相关图(Moran’s I index)以及火灾和完整模型的残差

讨论：

带有热传感器的全球遥感工具（如MODIS）为评估全球范围内火灾的重要性提供了一个前所未有的视角（“火灾概览效应”）。这些工具主要用于研究火情势和估计全球范围内的火灾二氧化碳排放。我们将这项技术与全球物种丰富度数据相结合，首次对火灾作为物种多样性主要决定因素的重要性进行全球评估。火灾延迟了竞争排斥、增加了景观异质性，并为物种多样性创造了新的生态位。尽管生物群落和生态系统在局部内对火灾的反应各不相同，但倘若没有火灾，生物多样性很可能会降低。此前的研究强调了与水热平衡相关的环境因子对解释全球多样性的重要性，我们并不否认这些因子的重要性，但本研究结果表明在解释全球多样性格局时，火情势的影响很可能被忽视了，因为它是产生时间和空间变化的驱动因子。也就是说，火情势不仅应该被纳入到全球生态系统的分布的考虑范畴，也应当被纳入全球生物多样性变化的考虑范畴。

转自：“生态科研笔记”微信公众号

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