生物地理学与物种分布

物种并非均匀分布于地球；生物地理学旨在探究生物体生活在哪里，其分布范围为何如此，以及哪些历史和生态过程造就了多样性的宏大地理格局。

Definition

生物地理学和物种分布是研究地球上生物体和生物多样性的空间格局，以及决定物种分布的生态、历史和进化过程的学科。

Scope

本主题涵盖物种和多样性的地理分布：范围限制的决定因素、岛屿生物地理学和物种-面积关系、纬度和海拔多样性梯度、历史、扩散和气候对分布的影响，以及利用物种分布模型预测生物体可能出现的地点。它在区域到全球尺度上连接了生态学、进化论和地球历史。

Core questions

• 什么决定了物种的地理分布范围？
• 为什么更大、更不孤立的区域拥有更多物种？
• 为什么多样性倾向于向热带地区增加？
• 如何根据环境条件预测物种的分布？

Key theories

岛屿生物地理学平衡理论

岛屿上的物种数量在迁入（随隔离度增加而减少）和灭绝（随面积增加而减少）之间达到动态平衡，从而产生可预测的物种-面积和物种-隔离关系。

基于生态位的分布和纬度梯度

物种分布反映了环境条件与物种生态位之间的匹配，而多样性向热带地区普遍增加的现象，可以通过涉及能量、气候稳定性、面积和进化时间等假设来解释。

Mechanisms

物种的分布范围反映了其生理耐受性、适宜栖息地和资源的可用性、生物相互作用，以及使其能够到达并存留于某区域的扩散和历史过程的交集。物种分布模型通过将记录的出现与环境预测因子相关联，以估计空间适宜性，从而使这一过程正式化。在广阔尺度上，物种-面积关系和岛屿平衡的出现是因为更大、连接更好的区域会接收更多定居者并失去更少的物种，而纬度梯度则源于热带地区更高能量、气候历史和累积进化时间的综合效应。

Clinical relevance

生物地理学分析是识别生物多样性热点、预测气候变化下的范围转移、评估入侵风险以及优先保护的基础。这属于教育范畴，而非管理处方。

History

华莱士在19世纪通过绘制动物区系图谱创立了动物地理学，这建立在洪堡早期植物地理学工作的基础上。麦克阿瑟和威尔逊1967年的平衡理论为岛屿生物地理学提供了定量基础，而宏观生态学和计算物种分布模型在20世纪90年代和21世纪初扩展了该领域。

Debates

解释纬度多样性梯度

物种丰富度向赤道增加是生态学中最普遍的模式之一，但其成因仍存在争议，竞争性的能量、面积、气候稳定性以及进化时间假说难以区分。

Key figures

• Alfred Russel Wallace
• Robert MacArthur
• Edward O. Wilson
• Robert Whittaker

Seminal works

• lomolino2017
• macarthur1967
• gaston2000

Frequently asked questions

什么是生物地理学？

生物地理学是研究物种和生态系统在地理空间和地质时间上的分布，以及产生这些模式的过程的学科。

什么是物种分布模型？

物种分布模型是一种统计或机器学习工具，它将物种的已知出现与环境变量相关联，以估计该物种可能在其他地方出现的位置。