《Ecology and Evolution》：What do We Mean by Environmental Heterogeneity? Toward A Mechanistically Explicit and Scale-Dependent Framework
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环境异质性（EH）被广泛认为是生物多样性的关键驱动因素，但其概念基础仍不充分结构化。在此，研究人员对从Web of Science和Scopus检索到的360项研究（2000-2025年）进行了半系统叙事综合，以评估EH在不同分类群、区域和生物学学科中如何被定
环境异质性（EH）被广泛认为是生物多样性的关键驱动因素，但其概念基础仍不充分结构化。在此，研究人员对从Web of Science和Scopus检索到的360项研究（2000-2025年）进行了半系统叙事综合，以评估EH在不同分类群、区域和生物学学科中如何被定义、量化和分析。只有10.0%的研究（360篇中的36篇）提供了明确的EH定义，且定义主要为描述性，缺乏对尺度、结构特性或潜在机制的说明。大多数研究（91.9%；360篇中的331篇）报告了EH在分类群、区域和学科中的显著效应。基于综合，研究人员确定了EH的四种操作解释：环境变异性、生境多样性、环境分化和结构异质性，每种解释与不同的量化方法和生物学机制相关联。研究人员提出EH的操作定义：在单个或多个尺度上，非生物和/或生物环境条件的空间和/或时间变异，影响资源分布、环境过滤、生态位分化、种群动态或适应过程。EH定义、测量策略和假设机制之间的不匹配是文献中不一致的主要来源。研究人员提供了一个研究路线图，将EH度量指标和时空尺度与可检测的生物学机制联系起来，推动EH从描述性概念向生物多样性科学中的预测性、机制明确框架发展，并提出了五个广泛的机制假设，将环境异质性与跨尺度的生物学响应联系起来。
环境异质性（Environmental Heterogeneity, EH）是生物多样性研究中的核心概念，但长期以来其定义模糊、量化方法多样且缺乏机制解释。现有研究虽广泛报道EH与生物多样性模式相关，但多数未明确界定EH的内涵，也未系统连接度量策略与生态进化机制，导致研究间可比性差、理论发展受限。为此，研究人员对2000至2025年间Web of Science和Scopus收录的360篇实证研究进行了半系统叙事综合，旨在评估EH的定义、量化方法、分类群覆盖、地理分布及分析复杂度，并建立机制明确、尺度依赖的框架。该研究发表于《Ecology and Evolution》。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：首先，基于PRISMA流程进行半系统文献检索与筛选，从Web of Science和Scopus数据库检索关键词“环境异质性”与生物响应术语共现的研究，经两阶段筛选（自动关键词过滤排除2570篇，手动评估750篇后保留360篇）；其次，提取每篇文献中EH的定义（若存在）、分类群、学科、量化方法、统计分析和效应检测结果，并构建分析复杂度指数（ACI）评估研究复杂度；此外，将量化方法归纳为四种操作解释（环境变异性、生境多样性、环境分化、结构异质性），并关联假设机制。样本来源为Web of Science和Scopus收录的360篇实证研究。
研究结果如下：
**3.1 环境异质性研究模式**
**3.1.1 时间趋势**：2000至2025年间发表量显著增长，2020-2025年占所有研究的55.8%（n=200），2024年（n=45）和2025年（n=39）为产出最高年份。
**3.1.2 分类学焦点**：植物是最常研究的类群（39.2%），其次为脊椎动物（20.8%）、无脊椎动物（20.3%）、微生物（10.6%）、多类群研究（5.0%）和其他（4.2%）。
**3.1.3 地理分布**：研究高度集中于美洲（尤其是美国、巴西、墨西哥）和欧洲，非洲和亚洲大部分地区覆盖率低，且以陆地系统为主，水生和海洋系统研究较少。
**3.1.4 明确界定的概念性质**：仅10.0%的研究（36篇）提供了明确的EH定义，且多为描述性，缺乏尺度、结构特性或机制说明。定义可分为四类：空间变异性（50.0%）、生物-非生物范围（25.0%）、时空变异性（13.9%）和结构复杂性（11.1%）。定义中常见术语为“变异”（86.1%）、“空间”（77.8%）、“条件”（61.1%），而连接机制（如生态位、过滤、适应）的术语出现率低于30%。
**3.1.5 生物学学科与焦点性状**：多数研究集中在生态学领域，关注物种丰富度、群落组成等响应，较少涉及形态、生理或遗传性状，且遗传和生理研究在分类群中分布不均。
**3.1.6 环境异质性类型分析**：非生物成分（气候、地形、土壤）比生物成分更常被分析；51.9%的研究测量单一EH成分，48.1%测量两个以上，最常见组合为气候+地形（16.1%），且地形成分的使用随时间显著增加。
**3.1.7 量化方法与统计分析**：量化方法多样，可归为环境变异性、生境多样性、环境分化和结构异质性四种操作解释。主要统计方法为回归（37.5%），其次为排序分析（22.8%）和未指定方法（26.9%）。四种操作解释对应不同假设机制：环境变异性关联环境过滤和选择压力；生境多样性关联生态位多样性和资源分化；环境分化关联环境排序和隔离；结构异质性关联空间生态位分割。
**3.1.8 EH效应的检测**：91.9%的研究（331/360）报告了至少一个显著EH效应，但出版偏倚可能部分解释此高比例。未检测到效应的研究可能源于EH成分不相关、尺度不匹配、响应变量选择不当或统计限制。
**3.1.9 分析复杂度**：根据分析复杂度指数（ACI），47.2%为低复杂度，33.6%为中复杂度，19.2%为高复杂度。效应检测率在不同复杂度间无显著差异（低90.6%，中90.9%，高97.1%；χ2=3.07，P=0.21），表明分析复杂度本身不决定效应检测，而概念与方法的匹配更为关键。
讨论部分指出，EH研究常混淆描述、关系与解释三个问题，多数研究仅处理前两者而缺乏机制说明。研究人员提出EH的操作定义：空间和/或时间上的非生物和/或生物环境条件变异，涵盖结构复杂性和生境配置，在单个或多个尺度上影响生物学过程。并构建了概念框架（图10），阐述环境过程通过环境变异性、生境多样性、环境分化和结构异质性四种维度，经由环境过滤、生态位分化、资源分割、隔离、表型可塑性和局部适应等机制，最终塑造生物多样性模式。基于此，研究人员明确了五个机制假设：生态位多样化、环境过滤、空间隔离、表型可塑性和尺度依赖感知，并提供了可检验的预测和推荐方法（表3）。最后，研究结论部分翻译如下：
研究人员的综述表明，环境异质性（EH）被广泛引用，但在概念上仍然支离破碎。定义和量化方法的多样性反映了概念的丰富性，但限制了可比性、累积综合和理论发展。重要的是，研究中观察到的变异性并不单纯代表方法论的异质性；它反映了环境异质性在操作上如何被解释的根本差异。通过系统组织现有定义并将量化方法与不同的生态和进化机制联系起来，研究人员为EH研究提供了更连贯的概念基础。综合表明，替代的EH度量指标不可互换，因为测量选择隐含地定义了所调查的环境变异维度和可能推断的生物学过程。因此，概念模糊不仅是一个语义挑战，更是一个推理挑战。推进环境异质性研究需要从描述性引用转向定义、机制、量化策略和预期响应模式之间的明确对齐。建立这种概念清晰性对于加强推理、发展预测性生态理论以及在加速环境变化下改善EH在生物多样性和保护框架中的整合至关重要。阐明如何定义和测量环境异质性对于将EH从描述性概念转变为预测性框架是不可或缺的。最终，环境异质性不应被视为单一的解释变量，而应被视为环境变异的多维属性，其生物学后果通过不同的、尺度依赖的生态和进化机制显现。
