美国多维度淡水鱼类α多样性呈现不一致的空间格局和显著的环境关联

《Reviews in Fish Biology and Fisheries》：Multifaceted freshwater fish α-diversity exhibits discordant spatial patterns and distinct environmental associations across the United States

　　

摘要

理解不同维度的生物多样性如何随环境梯度变化，对于刻画淡水生物多样性的大尺度格局至关重要。分类多样性（TD）、功能多样性（FD）和系统发育多样性（PD）描述了生物群落的各个方面，它们可能表现出一致或相异的空间格局。然而，在大陆尺度上，淡水鱼类群落中这三者之间的相对空间格局及其与环境因子的关联仍缺乏充分了解。在本研究中，我们整合了美国本土1873个流域内786种本土淡水鱼类的分布数据、功能性状和系统发育信息，以量化TD、FD和PD。利用提升回归树模型（BRTs）评估了这三种多样性维度与当代气候、历史气候变化及地理因子之间的关联。这三种多样性维度表现出显著的空间异质性和部分空间不一致性，且与环境变量的关联模式各不相同。TD呈现出明显的西-东梯度，美国西部地区数值较低，而中部和东部地区数值较高，其与最暖季度降水量的关联最为显著，BRT模型解释了观测变异的86.9%。FD热点区域集中在太平洋沿岸、大西洋沿岸及佛罗里达半岛，而中央平原的大多数流域FD值相对较低。FD与海拔高度以及末次冰盛期（LGMT）以来年平均温度的变化关联最为密切，模型解释了65.5%的变异。PD热点分布于大西洋沿岸、佛罗里达半岛和五大湖地区。与FD类似，PD也与海拔和LGMT以来年平均温度的变化关联最为密切，模型解释了53.1%的变异。总体而言，三种多样性维度仅表现出部分空间一致性，且其环境关联各不相同，表明仅凭物种丰富度无法完全捕捉淡水鱼类生物多样性的大尺度格局。这些发现为淡水鱼类生物多样性提供了互补视角，并可为生物多样性评估和保护规划提供参考——即在考虑当代环境梯度的同时，还需纳入分类学、功能性和系统发育维度以及历史气候遗留效应。