《SCIENCE ADVANCES》：Climate, ecological dynamics, and the seasonal distribution of birds in mountains
编辑推荐：
本研究针对山地鸟类海拔分布格局的形成机制，通过分析全球34个山脉10,998个种群的观测数据，结合SEDS模型模拟，验证了能量效率假说。结果表明鸟类通过垂直迁徙优化能量收支，而非单纯追踪气候生态位，为预测全球变化下生物多样性响应提供了新视角。
山地环境中鸟类多样性为何会随着海拔变化呈现规律性分布？这一直是生态学领域的关键科学问题。传统观点认为，物种会严格追踪其适应的气候生态位（气候生态位保守性假说），但越来越多的证据表明，现代生态相互作用可能起着更重要的作用。特别是在季节性变化明显的山区，许多鸟类会进行垂直迁徙——一种类似纬度迁徙但规模较小的海拔梯度移动行为，这为检验上述假说提供了天然实验场景。
为了解开这一谜团，研究人员在《SCIENCE ADVANCES》上发表了最新研究成果。他们利用公民科学平台eBird的观测数据，系统分析了全球34个山脉的10,998个鸟类种群（涵盖2,684个物种）的海拔分布规律。通过开发季节显式分布模拟器（SEDS）模型，研究人员从能量平衡的角度揭示了鸟类海拔分布的内在机制。
研究团队采用的主要技术方法包括：基于eBird观测数据的种群海拔范围估算、多源环境数据（CHELSA气候数据、SRTM高程数据、NDVI植被指数）的整合分析、以及基于能量平衡原理的SEDS模型模拟。特别值得注意的是，研究人员建立了严谨的山坡划分标准，确保每个研究单元都具有完整的海拔梯度特征。
RESULTS AND DISCUSSION
研究发现，垂直迁徙现象在全球范围内普遍存在，31.1%的种群表现出超过200米的季节性海拔移动。令人意外的是，即使在季节温度变化不明显的赤道热带地区，也有18.3%的种群进行垂直迁徙。更重要的是，36.5%的迁徙种群并没有像气候生态位保守性假说预测的那样严格追踪温度条件，其中27.4%的中纬度种群甚至通过上坡迁徙主动扩展了其热生态位。
SEDS模型的模拟结果与观测数据高度吻合（固定效应斜率=0.84，P<0.001），显著优于随机模型。模型成功预测了三个关键特征随纬度的变化规律：北半球夏季丰富度峰值、冬季丰富度峰值以及两者之间的过渡点。特别值得注意的是，模型再现了观测到的温度追踪多样性，包括那些"反直觉"的上坡迁徙行为。
研究人员还发现，海拔梯度与纬度梯度在鸟类季节性分布上存在显著对应关系。每升高115米的海拔变化相当于纬度变化1度，这表明山地环境实际上是纬度梯度的一种"压缩版本"。这一发现为理解不同空间尺度的生物多样性分布规律提供了新的视角。
通过调整模型参数，研究证实了鸟类对温度条件具有较宽的生理耐受性。在气候变化情景下模拟显示，虽然季节性丰富度分布格局整体保持稳定，但所有特征点都表现出显著的上移趋势（平均上移129.5米，P<0.001），这与实际观测到的物种分布上移现象相符。
研究结论与意义
这项研究通过多维度证据支持了能量效率假说，揭示了垂直迁徙与纬度迁徙具有相同的生态功能——都是鸟类优化能量收支的行为策略。研究表明，山地鸟类的分布主要受当前生态相互作用（特别是能量平衡）的驱动，而非历史气候条件的遗留效应。
这一发现对理解全球变化下的生物响应具有重要意义。由于能量供给分布（往往在低海拔因人类活动而丧失较多栖息地，在高海拔则保留较多受保护生态系统）可能发生显著变化，鸟类在山地的分布格局将在人类世被重新塑造。研究建立的预测模型为评估气候变化对山地生物多样性的影响提供了有力工具，也为制定有效的保护策略提供了科学依据。
