生物多样性的空间分布格局及其形成机制是宏生态学、生物地理学和保护生物学的重要科学问题。近年来，内蒙古大学生态与环境学院冯刚教授围绕中国鸟类和哺乳动物的宏观分布格局、多维生物多样性及其驱动机制开展系列研究。团队整合长期鸟类和哺乳动物分布数据、功能性状、系统发育关系、现代和历史气候、植被、地形、土地利用及景观格局等多源数据，从水鸟α和β多样性、鸟类特有性、鸟类纬度种域规律以及干旱地区哺乳动物多维多样性等不同角度，揭示了不同生物多样性维度的空间异质性及其形成机制，并进一步提出针对不同地区和生物多样性维度的保护启示。主要取得以下四方面研究进展：
一、揭示中国干旱区与湿润区水鸟多维α和β多样性格局及其驱动机制
基于全国71个湿地的水鸟调查数据，从物种、系统发育和功能三个维度分析水鸟α和β多样性及其气候和景观驱动因素。研究发现，不同多样性维度对气候和景观因子的响应存在明显差异（图1）。物种β多样性和系统发育β多样性主要由周转过程驱动，而功能β多样性主要表现为嵌套过程。其中，干旱地区的物种和系统发育周转显著高于湿润地区，表明不同气候区水鸟群落具有差异化的空间更替机制（图2）。研究结果表明，干旱区应加强湿地间生态连通性，湿润区则应重点保护核心湿地并恢复退化湿地，为区域差异化水鸟保护提供了科学依据。
图1. 气候变量与水鸟α多样性之间的关系的空间误差自回归模型的结果图（图A：物种多样性、系统发育多样性和功能多样性；图B：系统发育结构和功能结构）。
图2. 水鸟多维度β多样性及其周转和嵌套组分在中国干旱和湿润地区的差异（图A、B、C分别为物种β多样性、系统发育β多样性和功能β多样性）。“a”和“b”表示干旱地区和湿润地区之间差异显著。p < 0.05。
该研究成果以“Patterns and drivers of waterbird alpha and beta diversity are different between arid and humid regions of China”为题发表在Avian Research（生物学大类一区期刊、学科一流期刊），内蒙古大学生态与环境学院2024级博士生刘卓恩和2024届硕士张锦磊为共同第一作者，冯刚教授为通讯作者。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.avrs.2026.100339
二、揭示中国鸟类特有性的空间格局及其多重驱动机制
整合中国329个地级市的鸟类分布数据，系统评估鸟类物种特有性和系统发育特有性的空间格局及其环境、生物性状和人类活动驱动因素。研究发现，两类特有性总体呈现由东向西增加的趋势，西北部和西南部是鸟类特有性较高的区域（图3）。植物物种丰富度、海拔范围、净初级生产力和温度季节性是重要自然驱动因素，而耕地面积和人口密度与鸟类特有性呈负相关。进一步分析表明，气候、地形和生产力既可直接影响鸟类特有性，也可通过改变植物物种丰富度产生间接作用（图4），揭示了中国鸟类特有性形成的多路径机制，为识别具有较高保护不可替代性的区域提供了依据。
图3. 物种特有性分布图（A）与系统发育特有性分布图（B）。海南、台湾及部分地级市标注为白色，表示缺乏鸟类分布信息。
图4. 结构方程模型分析环境因素对鸟类物种特有性（A，CFI/TLI >0.95）和系统发育特有性（B，CFI/TLI >0.95）的直接与间接影响。**p < 0.01。
该研究成果以“Factors influencing the distribution patterns of bird endemism in China”为题发表在Avian Research（生物学大类一区期刊、学科一流期刊），内蒙古大学生态与环境学院2025届硕士李文静为第一作者，冯刚教授为通讯作者。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.avrs.2026.100354
三、揭示中国鸟类纬度种域格局及Rapoport法则的类群差异
基于中国鸟类分布数据和功能性状数据，从分类阶元、食性和体重三个维度系统检验Rapoport法则。研究发现，中国鸟类种域宽度总体呈现随纬度升高而增加的趋势，但该规律具有明显的类群依赖性：较高分类阶元对Rapoport法则的支持程度更强（图 5），植食性鸟类的响应最弱，而小体重鸟类表现出更明显的纬度种域梯度。这些差异可能与不同类群的生态位宽度、资源依赖、竞争和扩散能力及环境适应性有关。研究为Rapoport法则在中国鸟类中的适用性提供了全国尺度证据，同时表明经典宏生态学规律需要结合物种的分类和功能特征进行理解。
图5. 不同分类阶元鸟类纬度种域宽度的Rapoport法则验证。图1a, b, c, d分别是在种水平上使用Stevens法、Pagel法、逐种法、中点法进行验证; 图1e, f, g, h分别是在属水平上使用4种方法进行验证; 图1i, j, k, l分别是在科水平上使用4种方法进行验证。* p < 0.05; ** p < 0.01。
该研究成果以“中国鸟类纬度梯度种域格局及Rapoport法则的检验”为题发表在《生物多样性》（学科一流期刊），内蒙古大学生态与环境学院2025届硕士李世娴为第一作者，冯刚教授为通讯作者。原文链接：https://doi.org/10.17520/biods.2025274
四、揭示中国干旱与半干旱区哺乳动物多维多样性的空间错配及驱动机制
以中国干旱与半干旱地区96个地级市为研究单元，从物种、系统发育和功能三个维度评估哺乳动物多样性格局及其驱动因素。研究记录到249种哺乳动物，虽然仅占中国哺乳动物物种总数约33%，却承载了全国约52%的系统发育多样性和85%的功能多样性。同时，不同多样性维度呈现明显空间错配：西北部物种丰富度较高，东南部系统发育多样性较高，西南部功能多样性较高（图 6）。现代气候、历史气候、植物多样性、地形及土地利用变化对不同维度的影响亦存在显著差异（图 7）。研究表明，干旱区保护规划不能仅依据物种丰富度，还应同时考虑演化历史和生态功能。
图6. 中国干旱与半干旱地区哺乳动物物种丰富度（A）、标准化系统发育多样性（B）、标准化功能多样性（C）、标准化系统发育结构（D）和标准化功能结构（E）的空间格局，白色区域表示缺少物种分布数据的地级市。
图7. ΔAICc < 2的空间自回归候选模型的模型平均系数，展示环境变量与中国干旱与半干旱地区哺乳动物多样性及群落结构之间的关联。
该研究成果近期以“Climatic, ecological, and anthropogenic drivers of mammal diversity in arid and semi-arid regions of China”为题发表在Frontiers of Biogeography（国际生物地理学会主办期刊），内蒙古大学生态与环境学院2023级博士生马晓明为第一作者，冯刚教授为通讯作者。原文链接：https://doi.org/10.21425/fob.19.187583
总体而言，上述研究从群落多样性、特有性、种域规律和多维多样性等不同层面揭示了中国鸟类和哺乳动物宏观分布格局及其形成机制，进一步表明不同生物多样性维度往往具有不同的空间格局和环境响应。相关成果为理解中国动物多样性的形成与维持机制，以及制定多维度、区域差异化的生物多样性保护策略提供了科学支撑。
研究得到国家科技部基础资源调查专项（2023FY100304）、内蒙古自治区科技厅计划项目（2025YFHH0161、2025KYPT0012）、内蒙古自治区自然科学基金杰出青年基金项目（2023JQ01）、中央引导地方科技发展资金项目（2022ZY0224）和蒙古高原生态学与资源利用教育部重点实验室开放课题（KF2023003）等资助。
此外，冯刚教授于2026年获批国家自然科学基金面上项目（干旱地区城市化过程中鸟类多维度多样性与群落结构的形成机制），2017年获批内蒙古自治区党委组织部“草原英才”人才项目，并于2020年获得滚动支持。值得一提的是，2025年冯刚教授获得了第十六届郑作新鸟类科学青年奖。担任中国草学会智慧草业专业委员会副主任委员、中国动物学会生物地理专业委员会委员（副秘书长）、中国地理学会生物地理专业委员会委员、中国自然资源学会资源持续利用与减灾专业委员会委员、中国动物学会鸟类学分会青年委员、民盟内蒙古自治区委会生态环境专委会主任。另外，冯刚教授还担任Biodiversity and Conservation期刊的编委，以及Plant Diversity、Avian Research、Current Zoology、生物多样性等期刊的青年编委。
相关成果列表
1. Liu, Z., Zhang, J., Zhao, T., Song, W., Wen, L., Zhang, Q., Feng, G. 2026. Patterns and drivers of waterbird alpha and beta diversity are different between arid and humid regions of China. Avian Research, 17, 100339.
2. Li, W., Feng, G. 2026. Factors influencing the distribution patterns of bird endemism in China. Avian Research, 17, 100354.
3. 李世娴, 冯刚. 2026. 中国鸟类纬度梯度种域格局及Rapoport法则的检验. 生物多样性, 34, 25274.
4. Ma, X., Feng, L., Wen, L., Feng, G. 2026. Climatic, ecological, and anthropogenic drivers of mammal diversity in arid and semi-arid regions of China. Frontiers of Biogeography, 19, e187583.
（初审：刘浩晨 复审：张庆 终审：胡利春）
