南极洲苔藓的分布受到海鸟栖息地距离以及水资源可用性的影响

《Ecography》：Proximity to seabird colonies and water availability shape moss distributions in Antarctica

南极苔藓分布受海鸟 colonies proximity和水 availability主导，揭示海洋-大陆物种差异响应，偏差校正预测显示沿海地区多样性最高，并识别新潜在栖息地。

　　南极洲是地球上最后的荒野之一，但其生物多样性正面临来自全球气候变化和人类活动日益增多的威胁。目前，我们对南极洲生物多样性如何响应环境变化的理解仍然主要集中在少数研究较为深入的地区和物种上。然而，对于整个大陆范围内的关键陆地物种，如苔藓，相关研究仍然较为有限。由于数据收集的困难，特别是某些偏远区域难以访问，传统生态模型的应用受到限制。尽管如此，关于物种分布的信息在生物多样性评估中变得越来越重要，特别是在支持南极条约体系下的生物多样性保护方面。

苔藓（Bryophyta）是南极洲最丰富的植被类型之一，它们不仅在生态系统中占据重要地位，还作为生态系统健康和生物多样性变化的理想指示物种。苔藓在南极洲的生存受到极端环境条件的限制，包括低温、高干旱性和光照不足。这些条件使得苔藓的分布模式与冰川融化、降水和微环境特征密切相关。因此，理解苔藓的分布对于揭示南极洲陆地生态系统的结构和功能至关重要。当前，南极洲的冰川覆盖面积广泛，仅有0.2%至0.5%为冰川裸露区域，这些区域中的苔藓分布不仅受到水和温度的限制，还受到微环境和空间分布的影响。

为了克服数据稀疏性带来的挑战，研究团队采用了一种基于空间显式的贝叶斯物种分布模型（SDMs），即对数高斯柯克过程（LGCP）模型。这种模型特别适用于处理稀疏且集中在某些区域的数据，因为它能够将空间自相关作为随机效应纳入混合效应框架中。通过这种方式，研究不仅避免了生成伪缺值的争议，还能够更好地反映实际的生态格局。此外，模型还结合了模型偏差校正技术，以减少因采样偏差导致的预测偏差。这种校正方法对于识别潜在的苔藓适宜栖息地和评估生物多样性分布具有重要意义。

研究结果表明，苔藓的分布主要受到与重要鸟类区域（IBAs）和水可用性的距离影响。其中，与IBAs的距离越近，苔藓的分布越密集。这种关联可能是因为海鸟粪便提供了重要的营养来源，而这些营养对苔藓的生长至关重要。然而，与TWI（地形湿润指数）的负相关关系则表明，某些苔藓物种更适应干旱的微环境，即使在整体湿润的海鸟区域中也能生存。相比之下，大陆范围内的苔藓物种则表现出对TWI的正相关，显示出它们对水聚集能力的偏好。这种差异反映了南极洲内部不同区域的水文条件和苔藓适应策略的多样性。

在模型预测方面，研究团队生成了28种苔藓的偏差校正分布图，并发现沿海地区苔藓多样性最高，而内陆地区则支持着生态上更为独特的群落。这种分布格局不仅为生态保护提供了重要依据，也揭示了不同区域的生态特性。例如，南极半岛、南维多利亚地和东南极地区的苔藓多样性显著高于其他区域，而这些区域在以往的调查中可能被低估或未被充分研究。此外，研究还指出，某些区域如敦克尔克地（Dronning Maud Land）、横贯南极山脉（Transantarctic Mountains）和埃尔斯沃思山脉（Ellsworth Mountains）可能具备尚未被完全记录的苔藓适宜栖息地。

在生态模式分析中，研究团队使用了基于Aitchison距离的无约束距离偏倚分析（dbRDA），以评估不同环境变量对苔藓群落组成的影响。结果显示，沿海苔藓群落与内陆群落之间存在显著的差异，这可能源于不同的环境梯度和生态隔离。例如，沿海地区的苔藓群落通常包含更多物种，并且在环境梯度中占据不同的位置，而内陆地区的苔藓群落则更加特化，表现出对特定环境条件的适应性。

研究还发现，苔藓的分布模式受到空间自相关的影响，大多数物种在大约100公里的范围内表现出聚集现象。这种聚集可能是由于种群隔离、竞争关系或未被考虑的环境因素所致。此外，苔藓的传播能力有限，特别是在干旱环境中，即使有强风的条件，其建立和扩散的成功率仍然较低。因此，模型预测中的偏差可能反映了实际的生态限制，而这些限制在不同区域的表现形式可能有所不同。

本研究不仅为南极洲的苔藓分布提供了重要的生态信息，也为未来在数据贫乏区域进行生态建模提供了方法上的借鉴。通过结合空间显式模型和偏差校正技术，研究团队能够更准确地识别苔藓的适宜栖息地，并为未来的实地调查和保护策略提供依据。此外，研究结果强调了环境变量在塑造苔藓群落组成和多样性中的关键作用，特别是在全球气候变化和人类活动日益增加的背景下，这些信息对于制定科学的生态保护措施具有重要意义。

总的来说，这项研究为南极洲的生态建模和生物多样性保护提供了新的视角和方法。通过分析苔藓的分布模式，研究团队揭示了不同环境条件对苔藓生存和繁衍的影响，并指出了未来在该领域进行更深入研究的方向。随着技术的进步和数据的积累，类似的方法可以应用于其他未充分研究的生态系统，为全球范围内的生态保护和生物多样性管理提供支持。