植物所科研人员基于植物大数据的整合生物多样性研究为我国自然保护地建设提供科学支撑

  生物多样性的持续丧失和生态系统的退化严重威胁人类社会可持续发展。近年来,我国在生物多样性保护方面取得了重要进展,已建立的各类自然保护地覆盖了全国约18%的陆域面积,但是与2020后全球生物多样性框架》最新提出的保护至少30%陆地和海洋建议目标(“3030目标)仍有较大差距。以往的生物多样性保护策略通常只考虑物种丰富度和特有物种、受威胁物种的数量,极少考虑物种进化历史的多样性和独特性。如何兼顾物种丰富度、物种进化历史以及生态系统的多样性和独特性,尽可能多地保护生物多样性的不同维度,实现保护效益的最大化,已成为我国生物多样性保护研究与实践中最具紧迫性和挑战性的问题之一。 

  中国科学院植物研究所植物大数据与生物多样性保护研究团队通过重建我国被子植物时间树(包括12160个本土物种),整合178万条物种分布数据,从物种丰富度、特有性、脆弱性及进化历史等角度,全面评估了我国被子植物多样性的空间格局和优先保护地。研究发现,不同指数识别的热点区域高度一致,说明不同维度的多样性热点在空间上集中分布,保护这些区域容易达到最大保护成效。该研究整合多个具体指标,从物种丰富度和进化历史角度提出两个综合多样性指数:综合丰富度指数和综合系统发生指数。两个指数的热点均涵盖了我国物种丰富度最高的西南山区,而综合系统发生指数进一步识别出哀牢山无量山、大别山、海南热带雨林、滇黔桂喀斯特地区、南岭、东南沿海等具有古老且独特进化历史的区域。这说明从进化历史角度出发的确可以发现更多保护空缺,其结果可作为国家自然保护地规划的重要参考。 

  研究人员以保护我国所有受威胁物种为目标,结合两个综合指数最高的5%区域,识别出42个优先保护区。这些区域仅占全国13.3%的国土面积,却包含了丰富的生态系统类型和多个遗传多样性中心,覆盖了被子植物97.1%的物种、96.5%的特有物种、100%的受威胁物种及99.3%的系统发生多样性,保护成效远高于其他多样性指标。42个优先保护区中,有13个位于我国当前已正式批示或试点的国家公园中,另外17个附近至少有1处国家级自然保护区,其余12个保护力度较弱,是未来国家公园规划中应重点考虑的区域。该研究为进一步完善我国以国家公园为主体的自然保护地体系、加快实现“3030目标提供了科学支撑。 

  相关成果于2022824日在线发表于国际学术期刊Fundamental Research。植物所鲁丽敏研究员、赵莉娜工程师和特别研究助理胡海花博士为论文共同第一作者,陈之端研究员为通讯作者。该研究得到了中国科学院先导专项、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会及王宽诚教育基金会等项目资助。 

  文章链接: 

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325822003491 

  (进化实验室供稿)

 

综合丰富度指数(Irichness)和综合系统发生指数(Iphylogeny)的空间分布格局(ab)和热点区域(cd)。红色框显示两个综合指数独有的热点区域。 

基于两个综合指数热点地区和受威胁物种分布识别的42个优先保护区。 

1. 阿尔泰山;2. 塔尔巴哈台山;3. 博罗科努山;4. 卡拉麦里;5. 西昆仑;6. 可可西里祁曼塔格山;7. 珠穆朗玛峰;8. 甘巴拉山;9. 雅鲁藏布江南迦巴瓦峰;10. 雀儿山;11. 祁连山;12. 腾格里沙漠;13. 贺兰山;14. 马衔山;15. 岷山邛崃山;16. 高黎贡山云岭;17. 哀牢山无量山;18. 西双版纳;19. 凉山乌蒙山;20. 秦岭;21. 中条山;22. 伏牛山;23. 大巴山脉;24. 大娄山武陵山;25. 滇黔桂喀斯特地区;26. 黎母岭五指山;27. 云雾山云开大山;28. 南岭;29. 九岭山;30. 大别山;31. 天目山;32. 洞宫山;33. 博平岭武夷山;34. 罗浮山莲花山;35. 中央山脉;36. 鲁中南山地;37. 北太行;38. 大青山;39. 燕山;40. 龙岗山;41. 张广才岭;42. 漠河。黑色圆点表示已正式批示或试点的国家公园。


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