韩国三种蜉蝣（Ephemera）的垂直分布变化及其对气候变化的敏感性：基于27年淡水监测数据的分析

本研究基于韩国27年（1997–2023）全国性淡水生物监测数据，揭示了三种蜉蝣（Ephemera separigata、E. strigata、E. orientalis）均呈现显著的下坡迁移趋势，其中E. separigata海拔下降幅度最大（?173.9?m）。研究通过多元线性回归（MLR）和随机森林（RF）模型分析发现，降水变率（PV）是驱动其分布变化的关键气候因子，其重要性甚至超过平均温度（AT）。研究强调了水文不稳定性（而非单纯升温）在预测气候变化驱动的物种分布变化中的关键作用，为基于生物指示剂的淡水生态系统保护策略提供了新见解。

　　

Highlight

我们的研究结果强调了水文变率（PV）在预测气候变化驱动的分布变化以及改进基于生物指示剂的淡水生态系统保护策略方面的重要性。

Discussion

基于27年的全国性监测，所有三种蜉蝣物种（E. separigata、E. strigata 和 E. orientalis）都表现出明显的海拔分布下移趋势。这种模式与广泛报道的气候变暖下的上坡迁移形成对比，暗示淡水昆虫并非普遍遵循热力学预期。一个合理的解释是，降水变率（PV）的增加破坏了源头水域的水文稳定性，促进了物种向水文更稳定的下游河段局部灭绝和持续存在。随机森林（RF）模型比多元线性回归（MLR）模型具有更高的解释力（R² = 0.297–0.412），并且一致地将降水相关变量（总降水量P或降水变率PV）识别为最重要的预测因子，尽管不同物种的主导预测因子有所不同。值得注意的是，第五阶段（Phase 5）与降水变率（PV）的显著增加相吻合，这也恰好是最明显的下坡迁移发生的时期。这些结果共同表明，降水变率（PV）通过增加水文扰动频率和强度，使敏感的源头水栖息地变得不稳定，从而推动物种向海拔较低、水文条件更稳定的河段迁移。

Conclusion

总之，我们的研究提供了令人信服的证据，表明降水变率（PV）是驱动韩国蜉蝣物种海拔分布变化的一个关键但未被充分重视的气候因子。研究结果强调了在预测气候变化对淡水昆虫的影响时，除了温度之外，必须充分考虑水文变率的作用。这对于改进生物指示剂的应用和制定有效的淡水生态系统保护策略至关重要。