地植物学家说全球气候数据不足以解释当地植物物种的组成

全球气候影响区域植物生长，但并非在所有栖息地都影响相同程度。这一发现是由马丁路德大学哈勒-维滕贝格分校(MLU)的地质植物学家在分析了300多万块欧洲植被后得出的。他们的结论是，无法对气候变化对地球植被的影响做出一般性预测;相反，其影响在很大程度上取决于当地条件和所调查的栖息地。他们的研究结果发表在Nature Communications上。

自从亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt)的探险之旅以来，很明显，植物的特征在很大程度上取决于地球的气候区。例如，在热带雨林中可以找到巨大的树木和具有巨大叶子的植物，而沙漠或亚北极植被生长在地面较低的地方，并且叶子较小，以抵御干旱或寒冷的温度。

气候变化正在导致这些区域发生变化，这引发了一个问题，即更高的温度和改变的降水周期如何影响特定地点的植物物种组成。“研究发现，全球气候梯度与当地植物群落特征之间的相关性相对较弱，”MLU地植物学系研究助理Stephan Kambach博士解释说。“全球影响可能被植物成分、土壤条件、小气候、地下水位或人类土地利用等当地因素所掩盖。

为了了解这一现象的核心，哈勒的研究人员汇编了来自欧洲各地的300多万块植被图，其中包含有关主要植物物种和气候数据的完整信息。这是作为生物多样性计划“FeedBaCks”的一部分完成的。原始数据取自CHELSA气候数据库和欧洲植被档案馆(EVA)，其中包括近000，1种植物物种的7多万块植被。

“首先，我们检查了九种主要类型的栖息地，例如森林，沼泽地或湿地，”Kambach解释说。“然后我们将这些栖息地细分为两个额外的子级别，例如第二层的落叶林和第三层的杨树洪泛区森林。为了比较不同生境中的植被，定义了四个关键的植被特征：生长高度、叶面积、根长和种子质量。

Stephan Kambach使用线性回归来研究气候变量，特别是温度和降水对植被的影响。线性回归是一种统计工具，可用于描述影响变量和目标变量之间的主要依赖关系。分析揭示了一些令人惊讶的结果：当考虑所有植被类型时，气候是植物特征的重要预测指标。在地中海地区或欧洲沿海地区，植物平均长得更高，产生更多的种子质量，根更长，但它们的叶面积更小。

然而，观察各个栖息地就会发现例外：例如，在森林中，植物高度随着温度的升高而降低，在湿地中，叶面积越来越大，而在沼泽地中，根部越来越短。“在这里，全球和地方层面的趋势之间的相反影响变得明显，”MLUFeedBaCks项目负责人Helge Bruelheide教授解释说，他也是德国综合生物多样性研究中心(iDiv)哈雷 - 耶拿 - 莱比锡的成员。

“在南部地区，较高的光照强度和更长的生长季节通常促进了生长，但是在某些栖息地，水供应的减少会导致相反的效果。相比之下，低水平的降水似乎对湿地影响不大。

对栖息地的“放大”越多，就越难对气候影响进行概括。“当谈到叶面积和根长时，气候似乎对更严格定义的栖息地有很强的影响，”Kambach说。“但我们在主要栖息地类型中看到的并不一定反映在亚型中。例如，分析显示，草原的平均生长高度向地中海方向增加，但在季节性潮湿的草甸中则没有增加。湿地的情况类似：在这里，植物随着温度的升高而长得更高，但在暴露的河岸地区并非如此。

“我们能够证明全球气候绝对是当地植物群落的重要指标，”Kambach说。“然而，如果我们想为不断变化的气候条件做好准备，特别是在农业和林业方面，我们必须非常仔细地观察具有相似植物区系组成，共同进化历史和可比环境条件的栖息地。