《Global Ecology and Conservation》：Host-plant richness and climate factors jointly shape the latitudinal diversity gradient of Psyllids
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以下是对论文摘要的专业术语翻译：
纬度多样性梯度（latitudinal diversity gradient, LDG）是一种普遍存在的格局，但对于寄主专一性昆虫而言，气候与生物资源在其形成过程中的相对作用仍知之甚少。本研究汇总了中国全域纬度范围内所有已记
以下是对论文摘要的专业术语翻译：
纬度多样性梯度（latitudinal diversity gradient, LDG）是一种普遍存在的格局，但对于寄主专一性昆虫而言，气候与生物资源在其形成过程中的相对作用仍知之甚少。本研究汇总了中国全域纬度范围内所有已记录木虱物种（半翅目：木虱总科）的分布数据，并结合气候、生产力及宿主植物多样性数据，检验了关于热能、水分可用性、气候季节性、生产力和宿主植物丰富度的五项假说。结果表明，木虱物种丰富度随纬度升高而下降；在变差分解中，宿主植物丰富度是最强的独立预测因子，并且在分段结构方程模型（piecewise SEM）中具有最强的直接关联，而水分可用性在假说层级的层级划分中贡献最大。气候季节性与木虱丰富度呈强烈的单峰关系。在单变量层面，温度年较差和最冷季平均温具有最高的单变量解释力。组内层级划分确定最冷季度平均温（BIO11）为最重要的独立气候变量。分段结构方程模型揭示，宿主植物丰富度对木虱丰富度具有最强的直接正关联；气候能够预测生产力，但生产力并不能显著预测宿主植物丰富度。因此，生物和非生物途径在很大程度上是平行运行的，而非通过气候—生产力—宿主多样性—丰富度的串行级联路径。
**中国木虱总科纬度多样性梯度的驱动机制——宿主植物丰富度与气候因子的联合作用**
**1. 研究背景与科学问题**
纬度多样性梯度（latitudinal diversity gradient, LDG）——物种丰富度从热带向温带递减——是宏观生态学中最被广泛认知的格局之一。尽管这一格局在昆虫纲中已被广泛记录，但其普遍性并非对所有类群成立。部分类群如姬蜂科（Ichneumonidae）、叶蜂类以及蚜虫等，呈现出峰值出现在温带地区的“反向LDG”。这种不同类群间多样性梯度的显著异质性，促使研究者深入探讨形成这些分化格局的机制。对植食性昆虫而言，其多样性驱动因素在不同类群间存在差异。传统研究多聚焦于当代气候因素（如温度、降水及其季节性），而近期研究则强调生物因素（如宿主植物多样性）的关键作用。物种多样性格局通常受多种因素共同影响，但针对高度寄主专一的植食性昆虫，气候与生物资源在其纬度多样性梯度形成中的相对贡献仍不明确。
木虱（半翅目：木虱总科）是一类具有重要经济意义的刺吸式植食性昆虫，全球已记述超过4000种。绝大多数木虱物种表现出高度的寄主特异性，且倾向于在系统发育相关的植物类群间进行保守的寄主转换，这使木虱多样性与宿主植物多样性之间形成紧密耦合。尽管已有局部研究（如阿拉斯加、澳大利亚、欧洲）表明木虱丰富度随纬度降低而升高，但尚缺乏在连续大陆尺度上跨越热带至温带的定量分析，也难以区分非生物因素与生物因素的相对作用。中国横跨东洋界和古北界，疆域广阔，纬度跨度大，地形复杂，从南至北呈现显著的热量梯度，从东至西呈现显著的水分梯度，为在单一连续的热带—温带梯度上严格检验相关假说提供了理想平台。中国已记录木虱总科物种超过1000种，约占全球已知动物区系的四分之一，为开展本项研究提供了坚实的数据基础。因此，本研究旨在：（1）利用综合分布数据刻画中国木虱总科的纬度多样性梯度特征；（2）通过分解非生物与生物因素的解释量，探究该格局的机制性驱动因子，系统检验热能、水分可用性、气候季节性、生产力与宿主植物丰富度五项假说。
**2. 研究数据与方法概述**
研究人员构建了包含中国全域1011种木虱、2195条经核实的分布记录的数据集，数据来源包括研究团队多年野外调查、中国科学院动物研究所国家动物博物馆馆藏标本（1957–2025年）以及已发表文献记录。宿主植物多样性数据基于包含455种木虱宿主植物的名录，依据《中国植物志》中的县级分布记录进行地理配准，独立于木虱的采集地，以避免预测因子与响应变量间的循环性。研究人员在1°纬度带尺度上，采用range-through方法计算木虱物种丰富度，并对单次记录物种施加±2°的纬度缓冲区以降低伪缺失。环境预测因子包括CHELSA数据库的19个生物气候变量、MODIS净初级生产力（NPP）与叶面积指数（LAI）。研究框架将预测因子归入五项假说（H1热能、H2水分可用性、H3气候季节性、H4生产力、H5宿主植物丰富度），对各假说组内的变量进行主成分分析（PCA）以降维。核心分析方法包括：广义加性模型（GAM）刻画响应曲线的形状；变差分解（VPA）和层级划分（HP）量化各假说的独立与共享解释量；分段结构方程模型（piecewise SEM）区分气候的直接效应与经由生产力和宿主植物丰富度的间接效应；并采用双阶段层级划分与单变量GAM识别最关键的原始预测因子。
**3. 主要研究结果**
**3.1 纬度多样性梯度特征**
在1°分辨率下，木虱物种丰富度在33个纬度带间变化显著，从最北部的仅2种到24.5°N处的最高值327种。负二项GAM揭示了一个双峰的纬度梯度（D2=0.983，校正R2=0.97，P<0.001），峰值分别出现在25.1°N（325种）和37.0°N（217种），在31.4°N处存在一个低谷（193种）。总体上，GLM检测到木虱丰富度随纬度升高呈显著下降趋势，支持经典LDG。在三个最丰富的科中，仅木虱科（Triozidae）表现出显著的负线性关系，而斑木虱科（Aphalaridae）呈弱的正趋势，表明LDG在高级分类单元内并非一致表达。
**3.2 响应曲线与变差分解**
单预测因子GAM显示，气候季节性（H3）呈现强烈的单峰响应（D2=0.73），木虱丰富度在中等季节性水平达到峰值，向两端急剧下降。宿主植物丰富度（H5）与木虱丰富度呈非线性正相关（D2=0.63）。热能与水分可用性在单变量分析中解释力极低。层级划分显示，水分可用性（H2）的独立贡献最大（0.316），其次是宿主植物丰富度（H5；0.278）、生产力（H4；0.244）、季节性（H3；0.057）和热能（H1；0.040）。变差分解表明，三个预测因子组共解释91.7%的总变异，其中宿主植物丰富度拥有最大的唯一解释份额（0.391），生产力组的唯一解释份额几乎为零，其效应完全通过与气候和宿主丰富度的共享变异实现。
**3.3 分段结构方程模型**
完全中介模型因拟合不佳被拒绝，添加气候直接作用于木虱丰富度路径的模型（MB）获得充分拟合（Fisher's C=2.81, df=4, P=0.591），解释了木虱丰富度83%的变异。模型显示，宿主植物丰富度对木虱丰富度具有最强的直接正效应，气候对生产力有正效应且对木虱丰富度有较小的直接正效应，但生产力不能显著预测宿主植物丰富度。这明确拒绝了气候→生产力→宿主植物丰富度→木虱丰富度的串行级联路径，支持气候与宿主植物丰富度作为平行独立通道共同塑造木虱多样性的观点。
**3.4 因子重要性分析**
单变量GAM中，温度年较差（BIO7）、最冷季度平均温（BIO11）、温度季节性（BIO4）和最冷月最低温（BIO6）具有最高的解释力（D2>0.90）。但双阶段层级划分显示，在考虑协变量间的共享变异后，宿主植物丰富度的独立贡献最高，其次是年降水量（BIO12）、NPP、温度季节性（BIO4）和最冷季度平均温（BIO11）。温度变量因组内高度共线性而未被选为代表变量，而NPP在多变量框架中展现出较大的独立贡献。
**4. 讨论与结论**
讨论部分指出，中国木虱双峰LDG的两个峰值分别对应华南亚热带生物多样性热点地区和秦岭—大巴山这一东洋界与古北界的重要生物地理分界线。宿主植物丰富度作为最强的生物驱动因子，其根本原因在于木虱高度寄主专一性——具有已知寄主的521种木虱中有487种仅取食一种植物。在中国，与木虱相关的宿主植物本身在25°N附近存在丰富度峰值，与木虱的亚热带峰值高度吻合，表明植物区系丰富度对专一性植食者多样性的自下而上直接调控作用。研究中关键的发现是，生物途径与当代生态系统生产力在很大程度上脱钩，气候虽强烈预测生产力，但生产力不能预测宿主植物丰富度，NPP主要反映总生物量积累而非植物分类多样性。在非生物层面，气候通过至少两种独立的生理机制约束木虱多样性：冬季寒冷严重度（BIO11代表）限制木虱类群的北部边界，因为多数木虱以成虫越冬，极端低温可导致种群崩溃；而过量降水（BIO12代表）则通过抑制繁殖成功和增强虫生真菌活性，在热量适宜区域内进一步约束多样性。气候季节性尽管在单变量模型中解释力最高，但其独立贡献大部分与宿主丰富度及其他气候维度共享。
研究结论明确指出，宿主植物丰富度是木虱物种丰富度最强的直接预测因子，而气候极端值（主要是冬季寒冷和过量降水）施加独立的生理约束。分段SEM证实非生物（气候）与生物（宿主植物丰富度）通道平行运行而非串行运行，打破了物种能量理论所预期的“气候→生产力→宿主丰富度”级联。这一解耦与NPP在宏观生态尺度上预测植物物种丰富度能力较弱的发现一致。本研究为专一性植食性昆虫建立了一个可推广的分析框架：宿主植物多样性预测多样性格局，而气候阈值可作为未来环境变化下分布区迁移的早期预警指标。
