Tree species abundance changes at the edges of their climatic distribution: An interplay between climate change, plant traits and forest management

IF 5.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Journal of Ecology Pub Date : 2024-09-28 DOI:10.1111/1365-2745.14419

Josep Padullés Cubino, Albert Vilà-Cabrera, Javier Retana

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树种丰度在其气候分布边缘发生变化：气候变化、植物特性和森林管理之间的相互作用

1 引言人为气候变化正在改变全球物种的地理分布（Pecl 等人，2017 年）。树种等固定且寿命长的生物尤其容易受到分布区变化的影响，因为它们不可避免地受到气候变异的影响（Scheffer 等人，2001 年）。当气候变化超过物种的生理和生态承受能力时，树木种群的衰退就会发生在其气候分布的后缘（温暖干燥）。因此，与中心种群相比，位于后缘的树木种群面临更高的局部灭绝风险（Ackerly 等人，2010 年；Brown，1984 年）。风险增加的原因是它们栖息在较不利的生境中，种群密度较低且波动较大（Lawton, 1993; Vucetich & Waite, 2003）。相反，位于气候分布前缘（寒冷和潮湿）的树木种群可能会增加并扩展到以前无法进入的环境（Astigarraga 等人，2024 年；Matías & Jump，2014 年）。然而，关于树种在其气候分布边缘的丰度变化，证据并不一致（Lenoir & Svenning, 2015; Vilà-Cabrera et al.了解树种的丰度和分布如何在其气候分布的极限对气候变化做出响应，对于制定有效的生物多样性保护和自然资源管理策略至关重要。有几个因素会影响生物地理学预测的准确性，即树种如何在其气候分布的后缘和前缘对气候变化做出响应（Vilà-Cabrera 等人，2019 年）。例如，种群表现可能受到不同细尺度生态因素（如小气候、土壤质量、水供应）、生物相互作用、混杂的本体效应或表型内的适应性和遗传多样性之间相互作用的影响（Anderegg & HilleRisLambers, 2019; Heiland等人, 2022; Jump等人, 2017; Valladares等人, 2015）。此外，其他全球变化驱动因素也会改变物种分布。例如，近期的社会经济变化对森林景观造成了截然不同的影响（Meyfroidt 等人，2010 年）。在地中海盆地的许多发达国家，放弃森林管理和农业实践引发了大规模植树造林，导致森林密度增加（Astigarraga 等人，2020 年；McGrath 等人，2015 年）。这种转变的特点是，法桐科树木大面积扩展，而松科树木则受到了影响（Carnicer 等人，2014 年；Vadell 等人，2016 年；Vayreda 等人，2016 年）。阔叶树种有效应对各种干扰的能力更强，竞争能力更高。随着森林树冠的逐渐闭合，对阳光的竞争也随之加剧，这有利于晚生耐阴阔叶树种取代早生对光敏感的针叶树种，因为后者受光竞争的影响较小（Sánchez-Gómez 等人，2008 年；Zavala 等人，2011 年）。此外，一些阔叶树种具有独特的再生能力，使其在受到野火或间伐等干扰后具有更强的快速恢复能力。因此，土地利用变化和森林管理实践是树种分布的关键驱动因素，因为它们有可能在气候边缘偏离气候引起的种群数量下降（Goring & Williams, 2017）。气候变化根据物种的生态策略选择性地偏好物种，从而直接影响树木的种群反应（Fernández-de-Uña 等人，2023 年；Keddy, 1992 年；Selwyn 等人，2024 年）。气候条件的变化会干扰物种的表现，干扰程度取决于物种的功能特征--它们应对压力的策略指标（Adler 等人，2014 年；Mouillot 等人，2013 年）。例如，在亚热带森林中，在应对干旱胁迫时，与采用保守策略的物种相比，具有更多获取叶片策略的树种数量有所增加（Li 等人，2015 年）。随着植物功能性状数据的不断增加（Kattge 等人，2020 年），我们现在可以对物种的生态策略进行定量分析。在伊比利亚半岛，位于地中海生物群落与温带生物群落之间的过渡地带，包括Fagus sylvatica或Quercus petraea在内的几种对干旱敏感的欧亚树种已延伸至其最南端的地理分布。

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来源期刊

Journal of Ecology 环境科学-生态学

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3.0 months

期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.