纬度和空间多样性梯度

生物多样性的大尺度地理格局，尤其是物种丰富度从两极到热带的增加，以及对此提出的解释。

Definition

多样性梯度是指物种数量或组成沿地理或环境轴的系统性变化——最突出的是物种丰富度从高纬度向赤道增加，但也包括随海拔、面积和能量可利用性变化的梯度。

Scope

涵盖生物多样性分布的宏观生态模式：纬度多样性梯度、海拔和深度梯度、物种-面积关系以及与生产力和气候相关的梯度。包括对这些模式的主要假设及其保护意义。不包括指数计算（相关主题）和局部群落组装机制（在生态学中处理）。

Core questions

• 为什么热带地区的物种比温带和极地地区丰富得多？
• 物种丰富度如何随面积变化？
• 气候、能量和演化时间在决定多样性方面扮演什么角色？
• 这些模式如何指导保护工作的集中区域？

Key concepts

• 纬度多样性梯度
• 物种-面积关系
• 能量-多样性假说
• 海拔和水深梯度
• 特有性和分布范围大小
• 演化时间假说

Key theories

纬度多样性梯度假说

物种丰富度向两极递减被归因于更高的太阳能和生产力、气候稳定性、更大的热带面积以及更长的演化分化时间；这些解释是互补而非相互排斥的。

物种-面积关系

物种数量随采样面积的增加而增加，通常呈幂律关系，这种规律性植根于岛屿生物地理学，是多样性估算和栖息地丧失导致灭绝预测的基础。

Clinical relevance

由于生物多样性集中在热带地区并随面积变化，这些模式解释了为什么热带栖息地丧失会产生如此严重的后果，以及为什么保护区的大小很重要。物种-面积关系也是估算当栖息地面积缩小时有多少物种面临灭绝的基础。

History

从洪堡和华莱士开始的博物学家们就注意到了热带地区非凡的丰富度。物种-面积关系在20世纪早期被正式化，并由麦克阿瑟和威尔逊在1967年的岛屿生物地理学中奠定了理论基础。此后，纬度梯度的成因一直存在争议，到20世纪末，已编目了几十种相互竞争的假说。

Debates

什么导致了纬度多样性梯度？

能量和生产力、气候稳定性、面积和演化时间都被提出；由于它们在纬度上是共变的，因此很难区分它们的相对贡献，目前尚未达成单一的共识解释。

Key figures

• Alfred Russel Wallace
• Robert H. MacArthur
• Edward O. Wilson
• Klaus Rohde

Seminal works

• primack2014
• groom2006
• pimm2014

Frequently asked questions

为什么赤道附近的物种更多？

目前没有单一的公认原因。主要的解释包括更高的太阳能和植物生产力、更稳定的气候、热带生物群落的广阔面积以及热带谱系有更长的分化时间。这些因素可能共同作用。

什么是物种-面积关系？

一种一致的模式，即面积越大，物种越多，通常遵循幂律关系。它有助于估算总多样性，并预测随着栖息地面积减少可能有多少物种丧失。