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昆明植物所發(fā)表喜馬拉雅山地植物多樣性時(shí)空維持機(jī)制的綜述 文章來源:東亞植物多樣性和生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2021-08-30 | 作者:劉杰 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 生物多樣性在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)出極不均衡的分布格局,約占1/4陸地面積的山地,承載著絕大多數(shù)的植物多樣性。“為什么山地有如此高的生物多樣性”的疑問歷久彌堅(jiān),自1807年德國科學(xué)家亞歷山大·馮·洪堡(Alexander von Humboldt)發(fā)表《Essay on the Geography of Plants》以來,一直吸引著無數(shù)學(xué)者的目光。喜馬拉雅山地具有極高的環(huán)境異質(zhì)性、物種多樣性和特有性,是地球上最典型的山地生態(tài)系統(tǒng),是研究植物區(qū)系演變、多樣化和時(shí)空分布的天然“實(shí)驗(yàn)室”。隨著全球氣候變化及與日俱增的人為干擾,該地區(qū)生物多樣性研究的重要性和緊迫性日趨凸顯,然而人們目前對(duì)喜馬拉雅山地植物多樣性的時(shí)空維持機(jī)制尚缺乏系統(tǒng)的整合總結(jié)。 中國科學(xué)院昆明植物研究所高連明團(tuán)隊(duì)和李德銖團(tuán)隊(duì)長期致力于中國西南山地及毗連區(qū)植物多樣性起源演化研究,先后開展了以紅豆杉屬、杜鵑屬、報(bào)春花屬、筱竹亞族(高山竹類)等多個(gè)類群的系列研究(如Liu et al. 2013, 2018; Poudel et al. 2014; Yan et al. 2015; Ye et al. 2019; Zhou et al. 2020; Fu et al. 2021),并提出構(gòu)建第三極跨境生態(tài)環(huán)境保護(hù)體系的設(shè)想(Liu et al. 2018)。最近,研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國際同行,通過對(duì)地質(zhì)、氣候和生物演化等相關(guān)文獻(xiàn)的系統(tǒng)梳理和綜合分析,較全面地綜述了喜馬拉雅地區(qū)植物多樣性的時(shí)空維持機(jī)制的研究歷史和最新進(jìn)展,并展望了未來的研究方向。文章指出喜馬拉雅擁有約10000余種維管植物,其中31.6%是特有的,早期的植物區(qū)系成分有多源遷入,但橫斷山的貢獻(xiàn)最大;中新世晚期以來地質(zhì)運(yùn)動(dòng)和亞洲季風(fēng)氣候的變化驅(qū)動(dòng)了植物的就地多樣化,并造就了該地區(qū)較高的特有性;地形與氣候耦合形成了多個(gè)地理或生態(tài)的隔離障礙,但它們對(duì)基因流的制約效應(yīng)在各物種中不一而足;海拔梯度上植物多樣性格局在不同類群(苔蘚、蕨類、種子植物)中呈單峰、雙峰等樣式。歷史和未來氣候變化對(duì)物種分布范圍的影響在不同類群中迥異,潛在分布范圍存在擴(kuò)張、收縮和穩(wěn)定三種模式,未來氣候變化將導(dǎo)致物種向高海拔遷移。在將來的研究中,需明確界定喜馬拉雅的地理范圍,進(jìn)而基于整合分類學(xué)的思想,厘清物種的多樣性及其格局,進(jìn)而在全區(qū)域取樣,開展多學(xué)科、多類群的整合生物地理分析;可通過景觀基因組學(xué)研究來解析物種遺傳格局的決定要素;應(yīng)基于海拔梯度上的固定樣方調(diào)查監(jiān)測(cè)探討植物多樣性的格局及動(dòng)態(tài),要特別關(guān)注海拔梯度生態(tài)物種形成機(jī)制的研究;在考慮人類活動(dòng)影響的研究中,遺傳、物種和系統(tǒng)發(fā)育多樣性在氣候變化情景下的動(dòng)態(tài)及保護(hù)是一個(gè)重要的問題,但自然野火對(duì)植物多樣性的影響也應(yīng)予以考慮。文章提議未來喜馬拉雅生物多樣性保護(hù)需要基于多學(xué)科證據(jù)構(gòu)建跨境的生態(tài)保護(hù)體系,并聚焦海拔梯度上生物多樣性的保護(hù),同時(shí)考慮擴(kuò)散廊道和人工輔助遷移。 該研究成果以“Spatiotemporal maintenance of flora in the Himalaya biodiversity hotspot: Current knowledge and future perspectives”為題,以綜述文章發(fā)表在國際期刊Ecology and Evolution上??夏醽?/font>籍博士后Moses Wambulwa為論文第一作者,李德銖研究員和劉杰副研究為共同通訊作者。此外,大團(tuán)隊(duì)成員吳增源副研究員等以及英國學(xué)者Richard Milne博士等參與了該工作。該研究得到了中國科學(xué)院從“0到1”原始創(chuàng)新項(xiàng)目(ZDBS-LY-7001)、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(XDB31000000)、國家自然科學(xué)基金(41971071、31770367)和中國博士后國際人才引進(jìn)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
圖1 喜馬拉雅山的地理和氣候特征。喜馬拉雅山的范圍(a),年均溫和降水的分布(b),區(qū)域的亞洲季風(fēng)格局(c)
圖2 喜馬拉雅山南北坡(a, b, c)和局域環(huán)境異質(zhì)性(d) (責(zé)任編輯:李雪)
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