印度禾本科植物多样性分布格局及其对热带草原生物群落保护的启示

针对南亚热带草原生物群落(TGBs)长期被低估和缺乏研究的现状，研究人员首次在印度次大陆尺度上分析了禾本科(Poaceae)物种丰富度与分布格局。通过整合区域植物志数据，揭示了1100余种禾草(占全球10%)的分布特征，发现C4植物在西北干旱区和德干高原存在未受关注的高多样性热点，为保护非传统生物多样性热点区域的草原生态系统提供了科学依据。

　　

热带草原生物群落(TGBs)覆盖了地球40%的陆地表面，却长期处于生态研究与保护政策的边缘地带。在印度，这类生态系统因殖民时期"荒地"的错误分类而遭受严重低估，导致其10%的国土面积虽被TGBs覆盖，相关研究却严重不足。更严峻的是，这些区域不仅支撑着独特的生物多样性，还维系着数百万牧民的生计，并储存着全球10-30%的土壤碳。尽管美洲、非洲等地已开展大量草原生态研究，印度作为全球生物多样性关键区，其禾本科植物——这些生态系统的基础构建者——的分布规律仍属空白。

为填补这一知识鸿沟，研究人员系统收集了1966-2011年间印度各地区植物志数据，构建了涵盖1121种禾本科植物的分布数据库（占全球已知禾本科物种的10%）。通过整合气候、地形等环境变量，首次揭示了印度不同生物地理区内禾草多样性的分布格局及其驱动机制。

研究采用多源数据整合与空间分析技术：1) 从30余部区域植物志提取物种出现记录，标准化至2011年行政区划；2) 使用WorldClim 2.1和CHIRTSmonthly获取气候数据，通过QGIS进行区域统计；3) 应用广义线性模型分析气候因子与物种丰富度的关系，重点比较C₃与C₄功能群及PACMAD/BEP两大演化支系的分布差异。

【物种分布格局】

印度禾本科植物呈现显著的空间异质性：东北部、西高止山脉北部和西北干旱区构成总丰富度三大热点。其中C₄植物占优势（652种），在德干高原和西高止山脉尤为突出；而C₃植物则集中分布于喜马拉雅山脉冷湿区域。值得注意的是，206种禾草仅存在于单个行政区，凸显其分布的高度特异性。

【气候驱动机制】

• 水分与温度协同作用：总丰富度和C₄丰富度在温暖湿润地区最高（R²=25%），而C₃植物偏好冷凉环境（R²=63%）。这与C₄光合途径的高温适应性理论相符。

• 季节性的关键影响：低降水季节性区域支持更高多样性，特别是对C₃植物和Bambusoideae亚科（竹类）。

• 异质性效应：气候变异幅度大的行政区（以水分指数范围衡量）往往拥有更丰富的C₄植物区系。

【系统发育格局】

Panicoideae亚科（537种）占据主导地位，尤其在温暖潮湿的德干半岛；Chloridoideae则适应干旱环境，在沙漠区成为优势类群。BEP分支（含Pooideae和Bambusoideae）在喜马拉雅山脉表现出明显的低温适应性分化。

这项研究颠覆了传统认知：1) 揭示了西北干旱区和德干高原作为禾草多样性新热点的重要性；2) 证实印度TGBs保存着全球重要的禾本科遗传资源（含30%的全球已知属）；3) 为预测气候变化下草原生态系统的响应提供了基线数据。研究特别指出，当前保护地网络与禾草多样性热点存在显著错配，建议将干旱区草原纳入优先保护范畴。这些发现不仅填补了全球禾草生物地理研究的空白，更对修正印度土地管理政策具有迫切现实意义。论文发表于《Global Ecology and Conservation》，为热带草原生态系统的可持续管理提供了科学范式。