研究揭示气候变化下的伞护种效应

全球气候变化正在导致日益加剧的生物多样性丧失。在以往的大尺度分析中，研究人员往往关注物种水平的变化，鲜有研究注意到种内不同种群间气候适应能力的差异。同时，气候变化通常会引起物种间的连锁反应，评估同一生态系统中相互作用的物种间的综合响应模式，有助于构建更为完善的气候变化评估体系。因此，如何量化性地评估多物种的不同种群对气候变化的响应模式是生物多样性保护工作的关键一环。

中国科学院动物研究所的鸟兽团队和瑞典自然历史博物馆，将生态基因组学与生态位模拟分析结合，评估了气候变化对青藏高原生态关键种——高原鼠兔（Ochotona curzoniae），以及它的两个伴生鸟类——白腰雪雀（Montifringilla taczanowskii）与棕颈雪雀（Pyrgilauda ruficollis）不同种群的影响。通过整合气候适应、迁徙可能性、生态位适宜性和景观连通性，该工作构建了气候变化下种群受威胁风险的评估框架。基于该框架，科研人员进一步探讨伴生物种在面对气候变化时是否具有相似的反应模式，并评估伞护种（umbrella species）能否有效反映受益类群的气候变化风险（研究框架图见图1）。

青藏高原被称为“地球第三极”，平均海拔超过4000米，其低温、低氧、强紫外的自然环境孕育了独特的生态系统和动物类群。正因为青藏高原所栖息的动物长期适应寒冷的自然环境，它们极易受到气候变化的影响。其中，高原鼠兔被认为是青藏高原高山草甸生态系统中的基石种（keystone species），善于挖掘洞穴。这些洞穴为众多鸟类和蜥蜴类提供了生存繁衍的场所，包括研究对象白腰雪雀和棕颈雪雀。这种“鸟鼠同穴”的神奇的现象早在公元前便被古人发现，并最早记录于《山海经》。三者为研究共进化类群如何采用气候适应、扩散及其他生活史策略来适应气候变化提供了理想的研究体系。

该工作通过生态基因研究，发现三个物种各自在全基因组上没有明显的遗传分化，但不同种群对异质性气候条件呈现局部适应。通过局部遗传偏移量评估，研究发现不同种群具有气候适应的空间差异。例如，西南区域种群的局部适应潜力最低，而东北部边缘地区的种群适应气候变化能力较强。研究评估未来气候变化下的适宜性栖息地变化发现，这些物种的适宜分布区将向东北区域收缩。进而，研究团队通过将未来适宜分布区作为潜在的扩散区域，评估了种群扩散过程中气候适应的可能性，发现了西南部种群的气候适应基因型难以维持在未来气候环境下的生存。通过景观连通性分析，研究推测导致种群迁徙的景观障碍。综合多物种、多模型的评估体系，科研人员提出青藏高原东北部地区可以作为未来气候变化下的“避难地”。

伞护种是生物多样性保护中重要概念。然而，现有的伞护种是否能够在未来气候变化下继续为其他物种提供保护伞效应受到保护生物学者的普遍关注。本研究通过比较三种动物的气候适应、栖息地变化、迁徙的景观障碍等多项指标，发现三种动物具有相似的气候变化易危性格局，暗示了基石种（高原鼠兔）可作为伞护种反映受益类群（雪雀）的气候变化易危性，从而验证了其伞护种的生态地位，为生物多样性保护工作提供了新思路。

相关研究成果以Alpine burrow-sharing mammals and birds show similar population-level climate change risks为题，发表在《自然-气候变化》上。研究工作得到第二次青藏高原综合科学考察研究、国家自然科学基金、第三次新疆综合科学考察和瑞典研究理事会基金的支持。

图1. 整合气候适应、迁徙可能性、生态位适宜性和景观连通性的气候变化风险评估框架