中國科學院昆明植物研究所
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科研進展

昆明植物所發表喜馬拉雅山地植物多樣性時空維持機制的綜述

文章來源:東亞植物多樣性和生物地理學重點實驗室  |  發布時間:2021-08-30  |  作者:劉傑  |  浏覽次數:  |  【打印】 【關閉

 

  生物多樣性在全球範圍內呈現出極不均衡的分布格局,約占1/4陸地面積的山地,承載著絕大多數的植物多樣性。“爲什麽山地有如此高的生物多樣性”的疑問曆久彌堅,自1807年德國科學家亞曆山大·馮·洪堡(Alexander von Humboldt)發表《Essay on the Geography of Plants》以來,一直吸引著無數學者的目光。喜馬拉雅山地具有極高環境異質性、物種多樣性和特有性,是地球上最典型的山地生態系統,是研究植物區系演變、多樣化和時空分布的天然實驗室。隨著全球氣候變化及與日俱增的人爲幹擾,該地區生物多樣性研究的重要性和紧迫性日趋凸显,然而人们目前对喜馬拉雅山地植物多樣性的时空维持机制尚缺乏系统的整合总结。

  中國科學院昆明植物研究所高连明团队和李德铢团队長期致力于中國西南山地及毗連區植物多樣性起源演化研究,先後開展了以紅豆杉屬、杜鵑屬、報春花屬、筱竹亞族(高山竹類)多個類群的系列研究(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,並提出构建第三极跨境生态環境保护体系的设想(Liu et al. 2018)。最近,研究團隊聯合國際同行,通過對地質、氣候和生物演化等相關文獻的系統梳理綜合分析,較全面地綜述喜马拉雅地区植物多樣性的时空维持機制的研究曆史和最新進展,並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,早期的植物區系成分有多源遷入,但橫斷山的貢獻最大;中新世晚期以來地質運動和亞洲季風氣候的變化驅動了植物就地多樣化,並造就了地區較高的特有性;地形与气候耦合形成了多个地理或生态的隔离障碍,但它们对基因流的制约效应在各物种中不一而足;海拔梯度上植物多樣性格局在不同类群(苔藓、蕨类、种子植物)中呈单峰、双峰等样式。历史和未来气候变化对物种分布范围的影响在不同类群中迥异,潜在分布范围存在扩张、收缩和稳定三种模式,未来气候变化将导致物种向高海拔迁移。在将来的研究中,需明确界定喜马拉雅的地理范围,进而基于整合分类学的思想,厘清物种的多样性及其格局,进而在全区域取样,开展多学科、多类群的整合生物地理分析;可通过景观基因组学研究来解析物种遗传格局的决定要素;应基于海拔梯度上的固定样方调查监测探讨植物多樣性的格局及动态,要特别关注海拔梯度生态物种形成机制的研究;在考虑人类活动影响的研究中,遗传、物種和系统发育多样性在气候变化情景下的动态及保护是一个重要的问题,但自然野火对植物多樣性的影响也应予以考虑。文章提议未来喜马拉雅生物多樣性保护需要基于多学科证据构建跨境的生态保护体系,並聚焦海拔梯度上生物多樣性的保护,同时考虑扩散廊道和人工辅助迁移。 

  該研究成果以“Spatiotemporal maintenance of flora in the Himalaya biodiversity hotspot: Current knowledge and future perspectives”为题,以綜述文章发表在國際期刊Ecology and Evolution上。肯尼亞籍博士後Moses Wambulwa爲論文第一作者,李德铢究員劉傑副研究爲共同通訊作者。此外,大团队成员吴增源副研究員等以及英国学者Richard Milne博士等参与了該工作。該研究得到了中國科學院从“01”原始創新項目(ZDBS-LY-7001)、中國科學院战略性先导科技专项(XDB31000000)、國家自然科學基金(4197107131770367)和中國博士后國際人才引进计划等项目的资助 

  論文鏈接 

1 喜馬拉雅山的地理和气候特征。喜馬拉雅山的范围(a),年均溫和降水的分布(b),區域的亞洲季風格局(c) 

 

圖2 喜馬拉雅山南北坡(a, b, c)和局域環境異質性(d) 

(責任編輯:李雪)

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原本山川 极名草木
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