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生物地理学方法 & 生物多样性保护

已有 5772 次阅读 2010-1-22 21:23 |个人分类:生物地理学|系统分类:论文交流|关键词:生物地理学| 生物地理学

我在最近一篇综述中论述了生物地理学方法在生物多样性保护方面的应用。算刚好跟“2010年国际生物多样性年”有关,贴到这儿与大家共享。

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       岛屿生物地理学理论对保护生物学的发展一直有深远影响(Simberloff and Abele,1976;Higgs,1981;Whittaker,1998)。“物种—面积关系”在20世纪80年代前一直是生物保护区设计所参考的中心依据(Higgs,1981),现在仍是评估本地物种多样性和生境片段化对多样性影响的有效指标(Rosenzweig,2004;Harcourt and Doherty,2005),且被认为对海洋保护区的设计有重要价值(Neigel,2003)。另外,基于岛屿生物地理学理论发展的“栖息地走廊(habitat corridors)”是解决生境片段化的有效手段(Bennett,1990;Beier and Noss, 1998)。

        泛生物地理学的轨迹分析和结点分析可以发现生物分布的一致性格局和关键地区,在多样性保护研究中也有较大的优势(Craw et al.,1999)。Vega et al.(2000)利用轨迹分析方法分析了墨西哥生物多样性热点地区的云雾林中967种维管植物的分布,确定了与该地区有关的一般性轨迹,并将有3条一般性轨迹汇合的Chapulhuacán地区确定为优先保护地区。利用泛生物地理学方法对北美西部、东亚和澳洲东部地区裸子植物属的分布数据进行分析,发现其特有分布区、分布结点以及可能的避难所存在明显的一致性格局,这些关键结点是具有多重意义的生物多样性保护热点地区(Contreras-Medina et al.,2001)。PAE方法可以用于在不同的空间尺度确定特有分布区,不但有助于揭示生物多样性和生物地理格局,而且特有分布区本身对于保护策略的制定有重要的应用价值(García-Barros et al.,2002;da Silva et al.,2005;Huang et al.,2008)。基于GIS的方法由于其突出的数据处理和显示优势,在确定生物多样性格局及分布预测方面也有较广的应用(Millington et al.,2001;Lei et al.,2003;Raxworthy et al.,2003;Huang et al.,2008)。

        系统发生生物地理学主要研究基因谱系的地理格局及其演化,也可以理解为生物遗传多样性的格局及其演化机制,实际上,系统发生生物地理学研究与保护遗传学研究向来有密切联系(Taberlet and Bouvet,1994;Avise and Hamrick,1995;Eizirik et al.,2001;Balakrishnan et al.,2003)。系统发生生物地理学既可以研究遗传多样性格局,还可以揭示隐存的多样性信息。例如,对北美东部阿巴拉契亚山脉珍稀的洞穴小龙虾(Orconectes)的系统发生生物地理学研究发现这种一贯被认为是单一物种的广布种实际上包含两个独立的谱系,从而揭示了一个更为古老且珍稀物种的存在,所以在物种保护策略制定中要针对性的、同时考虑两个谱系的保护(Buhay and Crandall,2005);应用系统发生生物地理学方法对该地区Eurycea bislineata蜥蜴基因谱系的研究同样揭示了隐存的物种多样性,并且水系的历史演变而不是现在的格局对基因谱系的分化及其地理格局起了决定性作用(Kozak et al.,2006)。众多的研究表明系统发生生物地理学和比较系统发生生物地理学是确定保护优先地区(Avise,1995;Moritz and Faith,1998)以及进化关键单元(ESU,evolutionarily significant units)(Ryder,1986;Moritz,1994;Crandall et al.,2000)的重要方法。比较系统发生生物地理学可以同时研究不同的物种或类群,对于理解遗传多样性的区域分化以及综合多方面信息(系统发育、遗传、形态等)确定保护优先地区更有价值(Bernatchez and Wilson,1998;Moritz and Faith,1998;Smith et al.,2000)。

        地球上的生物多样性正面临着巨大危机已是全球性的共识,保护和管理生物多样性以防止其尽快的流失是全球性的课题。确定生物多样性格局、理解多样性维持机制是制定有效的保护策略的前提(Myers et al.,2000;Orme et al.,2005),实际上,这些内容在生物地理学中都有体现。做为研究生物分布形式和机制的学科,生物地理学方法可以为多样性保护研究提供重要的帮助(Grehan,1993)。Whittaker et al.(2005)提议将‘保护生物地理学(conservation biogeography)’作为保护生物学的一个分支,并着重从理论上论述了其框架。挖掘不同生物地理学方法的优势,从时间和空间的不同尺度上对生物多样性问题开展研究,将有重要的科学和社会意义。

综述:生物地理学的新认识及其方法在多样性保护中的应用. 动物分类学报, 2010, 35(1):158-164.



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2 胡军华 高建国

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