短期氣象變異對生物分佈的關鍵影響
系所: 地理環境資源學系
教師姓名:
黃倬英
教師職稱:
副教授
研究摘要:

短期氣象變異對生物分佈的關鍵影響

 

全球暖化造成氣候變異度增加,但是生物如何適應氣候變異仍未有整合的理論。地理環境資源系黃倬英博士與沈聖峰博士(中研院生物多樣性研究中心、兼任生態學與演化生物學所)的研究團隊,花了將近四年的時間,運用進階分析模式結合全球尺度氣象模擬空間圖層與全球超過16000種陸域脊椎動物的資料,來暸解日溫差及季節溫度差(或年溫差)對於生物海拔與空間分佈的影響,結果與經典生態學假說有顯著的差異,本研究已於2016年3月25日發表於Science。

氣候變異度假說(climatic variability hypothesis)已發展將近半個世紀,該假說認為,隨著緯度或海拔增高,生物身處的氣候變動幅度會加大,其生理上對氣候變異度的耐受性也會增加,因此在高緯度、高海拔地區生物分佈範圍較廣,該假說是目前被廣泛接受的巨觀生理學規則(macrophysiological rule),但根據研究團隊長年在台灣山區的微尺度觀測發現,生物更需面對各種短期(例如日溫差)的氣象變異,此假說顯然未能充分解釋生物的適應機制,尤其是對於熱帶與近熱帶這些全球生物多樣性熱點的生物。為重新檢驗此經典假說的普及性,研究團隊使用結構方程模型建立各種氣候因子的影響途徑,配合理論生態學方法,再輔以長期高解析度的全球氣候空間資料庫、大量的生物數據,重新分析來自全球180座山的陸域脊椎動物之海拔分佈跨幅資料。結果發現,年溫差越大,生物海拔分佈跨幅越大,此結果支持傳統的「氣候變異度假說」。然而結果也發現,若日溫差越大,生物海拔分佈跨幅卻越小;也就代表生物在短期氣候變異度較強的環境下,生理上能適應的溫度範圍反而較小。這似乎說明了生物在面對長期(如年溫差)及短期(如日溫差)的氣候變異度時,會出現不同的生理適應策略。

從全球環境變遷研究的巨觀角度來看,目前國際上對氣候變遷對於生物圈的影響的研究(例如IPCC Working Group 2 Assessment Report),主要將重點放在長期氣候變化對於原生物種的威脅,本研究成果灌注了一個評估環境變遷衝擊的新面向,建議應該將短期氣象變異與極端氣象對於動物行為生態的影響也納入考量。本論文共同第一作者分別為詹偉平先生(中研院生物多樣性研究中心助理,台大森林系(所)94(98)級)與陳一菁博士(成功大學生命科學系),其他共同作者包括Robert Colwell博士(University of Connecticut)與劉維中博士(中研院統計科學所),研究經費主要由國立台灣大學理學院醉月湖平台計畫、中央研究院前瞻計畫與獎勵國內學人短期來院訪問研究以及科技部支持。


論文參考網站:http://science.sciencemag.org/content/351/6280/1437
Science相關報導(一):http://science.sciencemag.org/content/351/6280/1392
美國科學促進會新聞稿:hhttp://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-03/aaft-ttd032116.php
中研院記者會報導文稿
發稿單位 : 生物多樣性研究中心https://www.sinica.edu.tw/manage/gatenews/showsingle.php?_op=?rid:8131

 

熱帶與亞熱帶山區由於地理與地形的特徵,跨越廣大的環境梯度,為全球陸域生物多樣性的熱點。從區域的尺度來看,氣候變遷可能對台灣高山多變的微氣候加注更多不確定性,衝擊著原生物種的生存與空間分佈(拍攝地點:雪山山脈霧林帶,拍攝者:詹曉蕙)。
 
全球尺度的長期陸域氣象資料在紅(STR:季節溫度差)、綠(DTR:日溫差)、藍(MAP:年雨量)三原色展示下,可以明顯看出明顯的生物氣候帶。北半球高緯度區主要受到的季節溫度差的影響,而熱帶地區由於受到高雨量的影響,調適了溫度差對於環境的影響,其他地區如乾燥地、高山地區,以及大部份的南半球陸地,則受到日溫差的影響。
 
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建檔時間:
2016/07/15 10:14
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