文|覃仕林
编辑|覃仕林
前言山区的物种形成机制和生物多样性空间分布格局一直是研究的重要课题。然而,过去的研究常常将单一地质区域内的不同植物区系视为一个整体,忽略了高生境和生态系统异质性所带来的潜在贡献。
此外,目前的保护战略往往偏重于森林生态系统或特定的旗舰物种,而边缘生态系统却常常被忽视,使得这些生态系统中的物种处于危险之中。
比较中国西南部横断山地区河谷和亚冰期生态系统的生物多样性空间格局和这些格局的潜在驱动因素。
具体来说,我们基于传统的测量方法和最近的系统发育方法,比较了这些生态系统中多样性、地方性和受威胁物种的空间格局。
然后,发现这些模式是如何与这些相同地区的环境因素和人类活动之间的关系。
中南部横断山地区支持河谷和亚生态系统的最高的多样性和地方性,然而,这两种生态系统中新特有和古特有的分布模式不同。
回归模型表明,生境多样性和古气候波动是这两种生态系统多样性和地方性的重要驱动因素,而温度和降水对不同生态系统的空间格局却有不同的影响。
对新和古特有的分类分析表明,大多数地方性中心不被当前的自然保护区所覆盖。此外,人类活动强度在横断山地区南部和东南部最高,这与多样性、混合地方性和高优先物种的分布模式相一致。
单一地理/植物区系内不同植物区系对环境因素的响应不同,表现出不同的空间系统发育模式。
因此,我们建议未来对生物多样性驱动因素的研究应考虑单个地质区域内不同生态系统类型的贡献。
保护横断山地区生态多样性的关键举措目前的保护措施不足以保护横断山河谷和冰下生态系统的生态系统多样性。
所以,我们建议在该区域建立自然保护区并强烈建议改善该地区现有的和建立新的生物多样性保护管理政策。
生物多样性对于全球生态系统的可持续性至关重要,但它始终受到气候变化和人类活动的威胁。保护生物多样性的一个重要步骤是确定地方特有种和稀有物种多样性高度集中的地区。
近几年,“生物多样性热点”已成为保护全球生物多样性的基本概念,为了实现这一目标,已经建立了许多自然保护区。
然而,保护工作中心和生物多样性的分布之间仍然存在着很大的脱节,特别是在中国,这凸显出中国的濒危植物保护面临着巨大的挑战。
历史上,生物多样性热点地区的定义是基于分类单元多样性,而不是基于遗传和进化属性,导致对多样性多维度的描述不完整。然而,这些缺失的维度可能会突出最需要保护的血统和地理区域。
系统发育多样性和特有性的测量并不是简单地识别物种丰富度和特有性的区域,而是通过测量给定区域内的系统发育树的地理稀有性,为理解多样性和特有性的空间格局增加了一个进化维度。
近年来,运河分析已广泛应用于当地保护评估。
事实上,系统发育方法已被广泛应用于识别进化上重要的多样性区域,并重新评估生物多样性中心,从而为生物多样性保护提出了非常有效的建议/方案。
生物多样性的空间分布很大程度上由气候相关或地形相关属性驱动。此外,栖息地多样性指一个区域内的环境变化,包括地形、栖息地类型和气候与多样性正相关。
然而,很少有研究比较同一地区不同植物区系/生态系统类型对气候和地形因素的响应。为了有效地保护生物多样性,我们还应该考虑各种生态系统类型,并关注保护栖息地多样性,而不仅仅是物种多样性。
中国西南部的横断山脉地区位于全球生物多样性热点地区,由于其物种和生态区域的多样性高,是保护的重点。
由于其气候和地理特征,横断山地区支持了高度多样性的植被类型。
山顶地区和山脚下地区是横断山地区的两个地形和气候极端,具有非常不同的栖息地,这两个生态系统都具有较高的植物多样性。
在亚雪带中发现了942种植物,属于168属48科。其中,295种是中喜马拉雅高山亚雪带特有的,151种是横断山地区高山亚雪带严格特有的。
河谷共有2420种,属805属147科,特有种比例也较高。这两个植物区系约占总数的30%,此外,横断山地区地区还被确定为中国许多高度濒危植物物种的分布中心之一。
同时保护所有地区的所有物种是不可行的,因此,必须确定生物多样性区域、脆弱生态系统类型或受威胁中心。
许多研究试图通过识别横断山地区或青藏高原的多样性空间格局来为生物多样性保护提供指导。
然而,这些研究大多集中在物种多样性上,而忽略了物种进化史的重要性。截至2017年,在横断山地区地区已建立了43个国家级自然保护区。
这些自然保护区大多主要建立在森林生态系统中,旨在保护特定物种。然而,近几十年来,研究人员一直在质疑这些保护区是否能有效地保护物种。
此外,这些保护区在横断山地区中的分布忽略了海底和河谷生态系统的保护价值。
这种忽视的部分原因可能是由于缺乏数据和对这些生态系统的了解有限所致,但这些生态系统中的植物多样性和特有性的高比例表明,应为保护它们作出特别努力。
确定亚冰期和河谷生态系统中植物多样性和地方性的空间格局以及影响这些生态系统的因素对于保护规划和优先排序非常重要。
比较不同植物区系分布格局的影响因素,为今后建立新的自然保护区和生态系统管理政策提供了保护意义。
多样性与地方性现象的空间格局总的来说,河谷和亚冰期生态系统的多样性和地方性模式是相似的,中南部横断山地区的多样性和地方性水平最高。具体来说,云南西北地区支持着最高的生物多样性。
横断山地区的生物多样性由构造活动、气候效应和地形异质性驱动。系统发育多样性、系统发育多样性、特有性和特有性与气候波动呈负相关,而与地形异质性和气候梯度呈正相关。
地形异质性和气候梯度对多样性和特有性的影响可能与这些因素在创造生境多样性过程中所发挥的作用有关,一个地区的栖息境多样性可以支持各种生态位的多样性和物种形成增加。
栖息地多样性增加了栖息地将满足特有物种的特殊要求的可能性。因此,我们认为横断山地区的生境多样性是当前河谷和亚生态系统植物多样性和特有的主要驱动因素之一。
气候波动与多样性和地方性呈负相关,这表明气候波动水平较低的地区可能在冰川期作为避难所,从而保持丰富的生物多样性。更高水平的多样性和地方性也可能归因于灭绝增加和物种形成减少。
这些发现表明,这些生态系统中的植物使用不同的适应策略。例如,河谷地区的植物更能适应干旱和热环境而亚植物更适应寒。
即使在同一地区,不同的植物区系对环境因素的反应也不同,这表明山区生物多样性的驱动因素是复杂的。
虽然河谷和亚生态系统的多样性和生态模式相似,但新生态和古生态模式不同,构成河谷和地下生态系统的大部分地区并不是新特有现象或古特有现象的中心。
横断山地区南部和北部的亚冰生态系统是第四纪冰期后物种分化和物种形成的中心;相反,河谷中新特有中心的缺失表明,这些生态系统在这一过程中发挥的作用更为有限。
在最后一次冰川间冰期循环中,横断山地区较温暖的南部地区可能同时成为一个“博物馆”和一个“多样化的摇篮”,特别是河谷生态系统,在那里嗜热植物可以迁移并避难和多样化。
然而,适应寒冷的植物可能在一些中部或北部地区存活,这可能解释了亚冰生态系统中新特有和混合特有的北方分布模式。
此外,了解相对特有性对保护非常重要,特别是因为各国和决策者经常对其边界内罕见的生物进行保护,而不管这些生物是否存在于其他地方。
对环境保护的影响系统发育测量可用于确定高度重要的区域或分类类群是否受到保护,目前,横断山地区的自然保护区分布分散,主要保护森林生态系统。
全球生物多样性受到气候变化和人类活动的威胁,横断山地区南部和东南部的人类活动强度最高,表明该地区的生物多样性面临的威胁高于其他地区。
生物多样性丰富的地区经常与人口密度高的地区重叠,这些地区的物种灭绝风险往往很高。不幸的是,植物多样性最高、特有性和濒危物种强度最高的中心与人类活动强度最高的中心显著重叠。
这些中心目前没有受到自然保护区的保护。这表明,迫切需要共同努力保护生物多样性和适当的保护政策。
由于人类活动的强度不同,必须分别考虑人类对这两个生态系统的影响,河谷生态系统适合人类殖民。居住区、基础设施建设、资源开发和旅游开发已经对当地的多样性造成了重大破坏。
例如,由于人类活动强度的增加,金沙江流域的生态系统极度退化,导致局部多样性丧失。由于多样性、特有性、受威胁物种和人类活动之间的高度重叠,我们建议特别注意横断山地区南部和东南部的河谷。
结论亚冰期生态系统非常脆弱,对气候变化非常敏感。许多研究表明,高山地区的生物多样性变化是由气候变化引起的。
除了气候影响外,人类活动,如牲畜放牧和收集药用植物/真菌,最近也有所增加。例如,冰下生态系统是藏药采集的传统区域,但采集强度逐年增加,对当地植物造成重大威胁。
综上所述,一些高山植物面临着局部或全球灭绝的危险,特别是那些分布极其有限的植物。此外,由于其迷人的风景,山区的旅游业发展迅速。
科学家、游客、摄影师、植物猎人和登山者正涌入整个横断山地区地区的高山地区,这也可能威胁到当地的植物多样性,我们迫切需要进行更多的保护工作。