Nature、Science、Cell系列上大尺度生物多样性研究精选31~260727-0802
点击上方“浩瀚地学”关注并设为星标，可及时获取最新推送。制作不易，多多点赞转发，一起学习进步。若有问题也欢迎在留言区中交流与指正。
文献1
1.信息
标题：Declining coccolithophore blooms in the North Atlantic and Western Barents Sea 北大西洋和西巴伦茨海中的球石藻繁殖现象正在减少
DOI：https://doi.org/10.1126/sciadv.adw5268
期刊：Science Advances
2.摘要
球石藻对海洋生态系统至关重要，在全球碳循环中发挥着核心作用。虽然这种生物在温带北大西洋和巴伦茨海地区非常丰富，但它们的长期繁殖规律仍不清楚。通过二十年的卫星观测数据，我们发现从 2003 年到 2022 年，球石藻的繁殖面积减少了 36.1%，繁殖频率则下降了 51.2%。这一趋势在温带北大西洋和巴伦茨海西部最为明显，而巴伦茨海东部则出现了明显的增长。北大西洋海面温度下降以及巴伦茨海东部气温升高被认为是导致这些变化的关键因素。然而，单凭海面温度的变化无法解释巴伦茨海地区的这种不对称现象，这表明还有其他环境因素以及浮游植物的竞争在起作用。我们的研究提供了迄今为止对该地区球石藻繁殖趋势最精确的空间和时间上的评估，这对海洋生态系统和碳循环有着重要的意义。
3.图表
文献2（Review）
1.信息
标题：Beyond the scales: Marine archaeogenomics for the conservation and restoration of fisheries 超越尺度：用于渔业资源保护与修复的海洋考古基因组学
DOI：https://doi.org/10.1126/science.aeg0333
期刊：Science
2.摘要
保护与恢复海洋环境对于保障粮食安全和缓解气候变化具有至关重要的作用。然而，历史和考古研究表明，在那些已经受到长期人类活动影响的生态系统中，保护和管理往往依赖于主观设定的生态基线。古基因组学，即古代 DNA 与全基因组测序的结合，为理解这些影响提供了宝贵的见解。近年来，实验室技术和计算技术的进步使得我们能够评估过去的鱼类种群动态、迁徙模式、历史贸易路线、长期人为压力以及环境变化对生物体的影响。本综述汇集了 2020 至 2025 年间关于考古学上发现的鱼类遗骸的 DNA 研究，重点介绍了那些通过全基因组分析来研究历史渔业活动与海洋生态系统变化的研究成果。我们强调，考古基因组学在为全球范围内的恢复、保护、可持续渔业管理以及气候适应策略提供信息方面具有巨大的潜力。
3.图表
文献3
1.信息
标题：A 10-million-year biogeographic holding pen primed the Great American Biotic Interchange 那片拥有 1000 万年生物地理历史的狭长地带，为美国生物大交换事件的发生提供了理想的环境
DOI：https://doi.org/10.1126/science.aef2893
期刊：Science
2.摘要
在巴拿马地峡上，哺乳动物物种在北美和南美之间的交换过程被称为“大美洲生物交换”。这一过程使得现代哺乳动物群落能够在美洲形成，从而标志着南美洲动物群所经历的“显著隔离”状态终于结束。由于缺乏低纬度地区的实际记录，以往关于这一现象的研究依赖于南美洲和北美温带地区的化石资料来推断，这种周期性交换大约始于 280 万年前。但根据来自墨西哥的新低纬度化石数据，我们发现这种交换过程实际上是一个持续了三阶段的过程。第一阶段是约 100 万年前，北方高纬度地区的哺乳动物开始在墨西哥地区聚集。第二阶段是扩散阶段，此时出现了明显的南北方向的分化，并且生物地理联系日益紧密（约 700 万到 300 万年前）。最后阶段包括了那些已经得到充分描述的物种演化序列（始于约 10 万年前）。
3.图表
文献4
1.信息
标题：Identifying biotic and abiotic roles in marine clade extinction 识别海洋生物灭绝中生物因素与非生物因素的作用
DOI：https://doi.org/10.1038/s41559-026-03134-x
期刊：Nature Ecology & Evolution
2.摘要
谱系灭绝是导致进化历史丧失的关键过程。丰富多样的谱系灭绝与一系列非生物和生物因素有关，但它们各自的贡献和重要性仍存在争议。本文通过分析12个主要已灭绝海洋谱系的化石记录，揭示了其一致的灭绝轨迹，该轨迹包含两个阶段：缓慢的、与年龄相关的衰退，以及随后由环境触发的快速灭绝。在第一阶段，谱系比例多样性（一个谱系的多样性相对于其生态相似类群总多样性的比值）持续下降，这在很大程度上独立于温度、溶解氧、海平面和碳循环变化等环境因素，而是反映了竞争和生态位收缩等生物驱动因素。一旦比例多样性低于临界阈值（平均值约为0.13），重大的非生物扰动就会成为压垮骆驼的最后一根稻草，导致谱系灭绝。模拟和分析模型证实了这一模式，表明在物种多样性比例较高时，灭绝风险接近于零；但一旦超过阈值，由于生态优势降低和功能范围缩小，灭绝风险就会急剧上升。这些发现揭示了生物和非生物因素在驱动谱系灭绝中的叠加效应，为评估现代谱系未来的灭绝风险提供了一个预测性假设。
3.图表
文献5
1.信息
标题：Tree species richness relates to long-term forest photosynthesis increase 树种丰富度与森林光合作用的长期增长有关
DOI：https://doi.org/10.1038/s41558-026-02698-7
期刊：Nature Climate Change
2.摘要
植被生产力的普遍提高在增强生态系统碳吸收方面发挥着重要作用。虽然生物多样性能够提高生态系统生产力已得到广泛认可，但其对光合作用长期变化的影响仍不明确。本文将 2001 年至 2020 年间高分辨率的树种丰富度地图与卫星遥感光合作用指标相结合，结果表明，高物种丰富度不仅提高了当前的光合作用水平，而且与光合作用随时间推移的更大增长呈正相关。这种模式主要由物种丰富的森林中增强的 CO₂施肥效应（CFE）驱动。多样化森林缓解水分和养分限制的能力可能有助于 CFE 的增强和光合作用的提高。预测表明，到 2050 年，生物多样性的丧失可能使光合作用趋势降低 3%至 17%，相当于森林光合作用累计损失 4.4 至 35.7 PgC。这些发现强调了将生物多样性保护纳入气候减缓战略以保护陆地碳汇的迫切性。
3.图表
文献6
1.信息
标题：Forests in protected areas worldwide face increased thermal pressure from urbanization 全球保护区内的森林正面临着城市化带来的日益增大的热压力
DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-026-76226-8
期刊：Nature Communications
2.摘要
作为生物多样性热避难所的保护区，正日益受到城市化的压力。目前，全球城市化如何影响保护区的热环境仍存在诸多空白。本文将城市化对保护区的压力量化为距离加权的建成区强度。我们通过比较城市边界内外 5 公里缓冲区内保护区的平均地表温度（LST）和极端高温事件（由第 90 百分位最高 LST 推断得出），评估了城市化压力的热影响。结果表明，自 1990 年以来，全球城市地区与保护区之间的平均距离已缩短超过三分之一（12.82 公里），导致城市化对保护区的压力增加了约 2.56%。城市化通过提高地表温度以及极端高温事件的频率和强度来改变热环境，其中对热带保护区年平均日地表温度（0.63℃）和极端高温事件强度（0.81℃）的影响最为显著。我们强调需要将城市发展和保护规划相结合，以支持生物多样性保护和可持续发展。
3.图表
文献7
1.信息
标题：Marine biodiversity was greater in the presence of ecosystem engineers throughout the Phanerozoic 在整个显生宙时期，生态系统工程师的存在都促进了海洋生物多样性的发展
DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-026-73628-6
期刊：Nature Communications
2.摘要
显生宙海洋生物多样性动态受到持续环境变化和生物相互作用的影响。尽管生态系统工程师——即那些行为能够改变资源可利用性的动物——已对现代群落生态和多样性产生显著影响，但它们在地质时期对古代生态系统的影响仍缺乏定量研究。本文研究了在显生宙的各个阶段，造礁或生物扰动型生态系统工程师如何影响生物多样性，包括它们在物种大灭绝期间维持生物多样性的能力，并识别了调节其影响的外部条件。我们分析了有无生态系统工程师的化石群落，计算了效应量，从而量化了生态系统工程师的存在对显生宙各阶段香农多样性指数（ H ）的影响。结果表明，在显生宙的大部分时期，生态系统工程师与生物多样性的增加显著相关。我们还发现，在过去 12.5 亿年间，现代型造礁生物的有效性比现代型生物扰动者更容易受到气候驱动压力的影响。最后，我们的研究结果表明，气候可能调节生态系统工程师的影响，生物扰动者和造礁生物在适宜的中等温度范围内均表现出最强的影响。这些结果强调了生态系统工程师在显生宙生物多样性动态波动中发挥的关键作用。
3.图表
文献8
1.信息
标题：Lower speciation, not higher extinction, drove African megaherbivore diversity collapse 物种数量的减少，而非物种灭绝率的上升，导致了非洲大型食草动物的多样性崩溃
DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-026-76105-2
期刊：Nature Communications
2.摘要
如今的生态系统中的大型食草动物数量已经严重减少（体重超过 1000 公斤），而且许多由这些生态工程师所承担的生态功能也消失了。关于大型食草动物数量减少的原因，目前的主流观点认为是由于体型较大的物种灭绝率较高，而忽略了物种形成速率的作用。为了全面理解非洲大型食草动物的数量减少现象，我们利用了神经网络模型来研究 2300 万年的非洲啮齿类动物多样性变化。大约在 720 万年前，非洲啮齿类动物的物种形成和灭绝率都出现了加速现象。而在 360 万年前之后，物种形成速率趋于稳定，而灭绝率则在更新世时期（258 万年前）急剧上升，导致各种食草动物的多样性大幅减少。不过，我们发现，体型较大的物种其灭绝率实际上要低一些。在多个家族中，大型物种的齿冠较高，这种特征在硬质、磨蚀性食物条件下能持续更长时间。这一特征也与灭绝率的降低有关。重要的是，大型食草动物的物种形成速率本身就较低，而在过去 500 万年中，由于干旱程度的加剧，某些物种的物种形成速率甚至被抑制了。我们的研究发现揭示了大型食草动物数量减少背后的宏观进化机制，有助于我们更好地理解涉及大型生物群体的生物危机。
3.图表
文献9
1.信息
标题：Predicted decline in common bird and butterfly species even under conservation policy scenarios in Europe 即使在实施保护政策的情况下，欧洲常见的鸟类和蝴蝶物种的数量仍预计会下降
DOI：https://doi.org/10.1038/s41559-026-03139-6
期刊：Nature Ecology & Evolution
2.摘要
为了应对人类活动对生物多样性造成的日益严重的压力，人们制定了各种保护目标，旨在减轻这些压力并阻止生物多样性的下降。然而，这些目标对常见物种的影响却很少被研究。我们分析了 2000 年至 2021 年间，来自 27 个欧洲国家的 20,000 多个地点的 265 种常见鸟类与 144 种常见蝴蝶物种所受的气候、土地利用及土地利用强度等因素的影响。我们利用了政府间生物多样性与生态系统服务科学政策平台“Nature Futures 框架”所制定的土地利用和土地利用强度模型，并结合气候变化情景，来预测到 2050 年欧洲生物多样性的变化情况。我们将这些变化转化为常见鸟类和蝴蝶物种的数量变化，以及用于监测欧洲常见生物多样性状况的多物种指标的变化。预计的趋势相对……虽然鸟类数量的减少仍在继续，尤其是在农田地区，但在实现保护目标的情景下，这种减少的趋势会得到改善。不过，这对蝴蝶种群的影响较小。没有任何一种情景表明鸟类和蝴蝶数量的减少会停止或逆转。因此，我们的研究结果质疑了当前保护政策下生物多样性未来的前景，并强调了需要其他基于前瞻性的框架，而不是那种隐含着对自然资源需求不断增长的框架。
3.图表
文献10
1.信息
标题：Climate benefit and ecological cost trade-offs for ocean iron fertilization 海洋铁肥的气候效益与生态成本权衡
DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10795-y
期刊：Nature
2.摘要
海洋铁肥化作为一种潜在的二氧化碳去除策略正在被探讨中。然而，其带来的气候效益与生态成本之间的权衡仍然不清楚。本研究利用了一个包含丰富过程的海洋生物地球化学模型，该模型考虑了海洋生物多样性和生物地球化学特性的有效模拟，以量化这种肥化方式在十年内对十个海洋生物群落的影响。研究发现，不同区域在气候与生态系统效益之间存在差异：那些具有相似二氧化碳去除效率的生物群落，其生态效应却各不相同。南冰洋和赤道太平洋通过不同的途径实现最高效率：南冰洋通过非局部碳输出实现高效肥化，而赤道太平洋则通过局部碳输出并伴随下游碳损失的方式实现高效肥化，因为被肥化的海域会消耗源水中的大量营养物质，从而抑制非局部地区的生产力。因此，赤道地区的肥化方式会减少向高纬度地区的能量输送。营养级升高、氧气最低区的扩大以及大型浮游生物生物量的减少，这些都是这些生态系统受到的影响。通过将施肥区域迁移到更高纬度来避免这些影响是可行的。关于施肥后生态系统恢复的实验表明，南冰洋的生态系统具有恢复能力，而赤道太平洋则因区域铁元素的滞留而持续受到影响。在权衡气候效益和生态风险之后，我们可以将全球划分为三个区域：南冰洋（效率较高，风险较低）；赤道太平洋和全球施肥区域（效率较高，风险较大）；亚热带地区（效率较低，风险适中）。六十年的施肥实践使得净碳去除量达到了 1.1 至 5.3 ppm，其中超过一半的碳在施肥后的几十年内重新释放到大气中。局部干预措施与全球结果之间的不匹配使得可靠的碳信用评估变得复杂，同时也引发了关于公平性和治理问题的思考。
3.图表
文献11
1.信息
标题：Global trade responses to shark finning regulations 全球贸易对鲨鱼割鳍法规的反应
DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-026-75625-1
期刊：Nature Communications
2.摘要
尽管旨在限制鲨鱼捕捞和贸易的法规日益增多，全球鲨鱼死亡率仍在持续上升。监管措施可能会影响鲨鱼产品市场，但由于数据分散且分辨率低，这种关系难以量化。我们开展了一项全球分析，评估了188个国家国内鲨鱼割鳍法规对鲨鱼产品贸易的影响。利用因果推断方法和水生资源物种贸易数据库（2007-2020年），我们发现割鳍法规对鲨鱼贸易总量的影响微弱且统计学意义不显著。然而，长期趋势表明，实施割鳍法规的国家往往会减少出口，略微增加进口，并保持相对稳定的国内消费。我们的研究框架为探究与鲨鱼和其他野生动物贸易相关的死亡的经济路径和驱动因素提供了一个更广泛的视角。
3.图表
说明
以上文献顺序随机排列，仅为个人挑选结果，无严格标准，十分主观，仅供参考。
整理结果中，图表因篇幅限制只放了一张；挑选的文章中有时会有部分不是严格意义上的研究型或综述型Article，但是觉得比较有趣，也一并整理。
以宏观为主。有些研究是微观研究升尺度，或者仅与生物多样性略微相关，也挑选了一部分。
挑选期刊的主要范围：
Nature系列：Nature，Nature Reviews Earth & Environment，Nature Reviews Biodiversity，Nature Climate Change，Nature Water，Nature Sustainability，Nature Food，Nature Ecology & Evolution，Nature Geoscience，Nature Plants，Nature Cities，Nature Communications
Science系列：Science，Science Advances
Cell系列：Trends in Ecology & Evolution，One Earth
（Nature Communications和Science Advances有时会单独整理一份）