近日，中国科学院南海海洋研究所林强团队在南北半球海洋非对称性升温对赤道两侧间断分布鱼类的未来地理格局分化影响方面取得新进展。相关成果以“Hemispheric asymmetry in predicted range shifts of anti-tropical fish under future climate change”为题，发表在Nature Communications上，南海海洋所张志新研究员与硕士毕业生袁诵禧为共同第一作者；合作者包括南海海洋所邢雯研究员、张磊研究员，日本北海道大学Jorge García Molinos副教授，意大利国家研究委员会Stefano Mammola研究员，以及匈牙利厄特沃什·罗兰大学Ákos Bede-Fazekas助理教授。张志新、秦耿和林强为共同通讯作者。

物种间断分布广泛存在于生命演化之树中，数百年来吸引了包括达尔文在内的生物地理学家的广泛关注。反热带分布（anti-tropical distribution）是生物地理学中一种特殊的间断分布现象，指同一物种分布于南、北半球，却在赤道附近的热带地区缺失，其形成与维持机制是生物地理学研究领域的热点。最新研究表明，随着全球气候变化加剧，海洋生物的空间分布格局正在发生深刻变化，到本世纪末，在高排放情景下，多达88%的跨赤道分布海洋物种可能因热带地区适宜栖息地丧失而形成反热带分布格局。然而，海洋升温具有显著的南北半球不对称性，即北半球海表升温速率显著高于南半球；而这种非对称性升温对未来全球反热带分布鱼类种群产生的地理格局分化特征，以及对现有海洋保护区保护成效的潜在影响，仍是当前学界异常关注且亟待解决的科学问题。

针对上述问题，研究团队从全球海洋鱼类数据库中鉴定并甄选172种典型反热带分布海洋鱼类，整合物种分布数据、海洋环境资料及未来气候预估信息，构建物种分布模型，预估了本世纪中与本世纪末反热带分布海洋鱼类适宜栖息地变化，并面向海洋保护管理需求定量评估了现有海洋保护区的未来保护成效。研究发现，反热带分布鱼类主要集中于北半球的中国和日本沿海，以及南半球的澳大利亚北部沿海，呈现明显的双峰纬度分布格局，丰富度峰值分别位于北纬26°和南纬14°附近，呈现典型的双峰纬度梯度分布（图1）。

图1 反热带分布鱼类物种丰富度的空间格局与纬度梯度格局

物种分布模型预测结果表明，在未来气候情景下，反热带分布鱼类的南北半球种群均可能发生分布范围收缩，但北半球种群受到的影响更加严重。在本世纪末SSP5-8.5高排放情景下，北半球种群适宜栖息地面积损失比例高达89.9%，显著高于南半球的69.8%。研究进一步发现，反热带分布鱼类的物种丰富度下降主要集中于中国南部、日本南部沿海及珊瑚三角区，而日本北部、澳大利亚南部等较高纬度海域的物种丰富度则可能增加，表明未来气候变化可能驱动鱼类的分布向高纬度地区迁移（图2）。此外，研究结果显示反热带分布鱼类南北半球种群之间的地理隔离程度将进一步增加（图2），这意味着未来气候变化不仅可能改变物种的地理分布，还可能进一步削弱南北种群之间的空间联系。

图2 反热带分布鱼类的物种丰富度空间变化格局与南北种群隔离水平

在海洋保护区成效方面，研究发现南半球海洋保护区覆盖的适宜栖息地面积显著高于北半球（图3）。保护效率（即受到海洋保护区覆盖的适宜栖息地占全部适宜栖息地的比例）方面，南北半球存在明显差异：南半球海洋保护区始终维持在28–30%的水平，接近“昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架”提出的“30×30”目标，而北半球仅约15%（图3）。

图3 海洋保护区对反热带分布鱼类的保护成效

本研究系统评估了南北半球海洋非对称升温对反热带分布鱼类地理格局及海洋保护区保护成效的影响，揭示了反热带分布鱼类南北半球种群对未来气候变化的非对称响应规律，为气候变化下间断分布物种的生物地理响应研究提供了定量评估框架。研究指出现有海洋保护区在应对气候变化方面的结构性局限，强调未来海洋保护区规划应充分纳入南北半球气候变化及物种响应的差异性，重点关注北半球保护相对不足的区域，并将反热带分布鱼类等特殊分布物种纳入生物多样性保护评估体系，以优化海洋保护区空间配置。

本研究受到国家自然科学基金和国家重点研发计划青年科学家项目等联合资助。

论文信息：

Zhang, Z.#*, Yuan, S.#, García Molinos, J., Mammola, S., Huang, H., Bede-Fazekas, Á., Liu, Y., Xing, W., Zhang, L., Qin, G.*, & Lin, Q.* (2026). Hemispheric asymmetry in predicted range shifts of anti-tropical fish under future climate change. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-026-78577-8