长期以来，水生生物群落动态和多样性分布格局的研究重点关注于河道内环境条件，如河道基质的物理结构、河道水文时空特征、水温、水化学物质等。然而河岸带陆生环境因其与水环境强烈的交互作用，不可避免地会对水环境产生影响，可能导致水生生物群落发生变化。在此背景下，凸显了水陆关系研究在理解生态系统相互作用和生物多样性分布格局方面的重要作用。以“山水林田湖草生命共同体”为理论指导的流域生态学研究需要关注水陆多个生态系统的整合，而水体作为串联其他生态系统的纽带显得尤为重要。

　　为探寻一个较大的海拔梯度上高山溪流底栖动物群落结构和多样性分布特征，大理大学东喜玛拉雅研究院团队与高黎贡山国家级自然保护区福贡管理分局工作人员联合，历时9天，徒步翻越碧罗雪山，采集了两条发源于同一分水岭的高山溪流底栖生物和水环境信息。通过分析发现，大海拔跨度下的高山溪流底栖生物多样性垂直分布呈双峰型，且稀有物种的分布完全契合了双峰模型的两个峰值区。

　　图1. 碧罗雪山海拔梯度下的生物多样性分布模式。(a)物种丰富度，(b) Shannon多样性指数，(c)功能多样性。彩色区域表示植被垂直分区。

　　另外，本研究还发现，水环境因子对生物多样性分布和群落特征的解释效力较低，而河道采样点所处位置植被带随海拔的切换和物种生态位在海拔梯度上的差异对底栖生物多样性分布具有重要影响。

　　图2. 碧罗雪山东、西坡溪流底栖动物群落结构的两步聚类分析。A区为低海拔稀有种，B区为中/高海拔稀有种，C区为低海拔优势种，D区为广泛分布的优势种。

　　图3. 苍山和碧罗雪山植被类型海拔划分对应的底栖生物物种丰富度。A.针阔混交林，B.阔叶林与农耕地，C.次生林，D.农耕地，E.针叶林，F.阔叶林。虚线表示同一植被带内不同优势植物的转换，实线表示明显的植被带转换区。

　　这些发现强调了将流域作为一个完整的复杂系统来考虑的重要性，在这个复杂系统中，某一特定位置(例如一个土地覆盖斑块)的某一要素的改变可能会影响该系统的整体结构，例如生物多样性的分布。

　　图4. 物种丰富度随海拔梯度变化的模式。(a)全尺度呈双峰型，(b)低海拔尺度呈单调递增或反单峰型。(c)中海拔尺度呈单峰型。(d)高海拔尺度呈单调递减型。

　　在全球气候变化背景下，原生低海拔物种不断向高海拔迁移，而原生高海拔物种则退无可退，造成了高海拔分布的物种面临着更加严峻的生存压力。加之气候变化可能导致高山溪流水源供应从冰川和融雪直接转变为降雨和融雪，使生境和水文条件更加均质，导致一些对生境敏感的物种由于生态位的消失而随之消亡。为了实施最有效的保护措施，确保高山淡水生态系统的生态弹性及生态系统服务功能，需要运用多尺度、跨学科综合的研究方法。在这一观点的推动下，本研究有助于理解更广阔的陆地环境作为流域生态系统生物多样性形成、维持和动态的决定性作用。

　　本研究在国家自然科学基金（31760126、U1602262、31960255、31472021）及大理大学东喜玛拉雅研究院牵头的云南省“中国三江并流区域生物多样性协同创新中心”构建的各类科研平台资助下完成。研究过程中获得了高黎贡山国家级自然保护区福贡管理分局及中国科学院水生生物研究所系统与流域生态学研究团队的大力支持。

　　论文作者：

　　刘硕然（大理大学东喜玛拉雅研究院副教授）、肖文（通讯作者，大理大学东喜玛拉雅研究院研究员）、蔡庆华（通讯作者，中国科学院水生生物研究所研究员）等

　　原文于2021年8月发表在中科院SCI一区期刊Science of the Total Environment，IF:7.963。原文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969721044776?via%3Dihub