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中-非中心科研人员在马达加斯加维管植物新-古特有空间异质性研究中取得新进展
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中国科学院植物研究所陈之端研究员是中-非中心成员,他领衔的植物大数据与生物多样性保护研究团队多次赴马达加斯加进行学术交流和野外考察。在中-非中心的支持下,通过与国内、国际学者合作,基于多年野外调查和材料收集,研究团队重建了马达加斯维管植物生命之树,结合物种分布数据,评估了其生物多样性热点和特有中心的空间异质性,并识别出六个保护空缺。 马达加斯加是世界第四大岛,也是全球最重要的生物多样性热点之一,以其高水平的特有性而闻名。这种高度的特有性很大程度上归因于其复杂的地质历史、地理位置以及与非洲、印度、东南亚和澳大利亚北部的生物地理联系。马达加斯加植被类型丰富,包括干旱森林、湿润森林、多刺森林和草原-林地交错区等,每个植被区孕育有独特的生物类群。但全球气候变化和人类活动加剧给马达加斯加的生物多样性带来前所未有的压力。 ▲图1. 马达加斯加植被分区(A. 干旱森林;B. 湿润森林;C. 多刺森林;D.草原-林地交错区)和导致生物多样性丧失的主要人为因素 研究人员新建了包括3950种(占物种总数的33%)、1621属(占所有属的93%)的维管植物生命之树,发现马达加斯加特有属主要集中分布在多个具有较高丰富度和系统发生多样性的支系,且大多数特有属(69%)起源于早中新世之后。 ▲图2. 马达加斯加维管植物生命之树简化树及各目的丰富度、特有性和系统发生多样性 研究发现,马达加斯加的物种丰富度和系统发生多样性在空间分布上不均匀,多样性热点主要集中在北部、东部和东南部湿润森林。基于系统发生的新、古特有分类分析支持古特有中心集中分布在马达加斯加东部、中部的湿润和半湿润地区,而新特有中心则集中在西部和南部干旱多刺森林。对各植被区特有属的统计分析表明,东部和中部古特有属的比例较高,而西部和南部新特有属占比更高,进一步支持马达加斯加维管植物新-古特有中心的空间异质性。 ▲图3. 马达加斯加维管植物类群特有性与系统发生特有性空间分布(A)与新、古、混合特有中心各自对应的环境因子统计(B–D) 研究人员通过将多样性热点和特有中心与现有保护地叠加分析,在马达加斯加西部和南部发现六个长期被忽视的保护空缺区域。 本研究认为马达加斯加西部和南部干旱、半干旱地区在孕育和维持新特有类群方面具有重要作用,为更新马达加斯加生物多样性保护方案提供了新视角。 ▲图4. 马达加斯加维管植物多样性热点、特有性中心和保护空缺 相关成果以“Spatial heterogeneity of neo- and paleo-endemism for plants in Madagascar”为题在线发表于国际学术期刊Current Biology。植物所博士研究生Wyckliffe Omondi Omollo为论文第一作者,鲁丽敏研究员和刘冰副研究员为共同通讯作者。 该研究由中国、马达加斯加、澳大利亚、英国学者合作完成,得到了国家自然科学基金、中国科学院中-非联合研究中心重点部署项目、中国科学院青年创新促进会等项目资助。 ▲图5. 马达加斯加具代表性的植物特有属(A. 红鹦豆Chadsia flammea;B. 霸王棕Bismarckia nobilis;C. 垂花楹Colvillea racemosa;D. 线柱木Nematostylis anthophylla;E. 柱薇香Atemnosiphon coriaceus;F. 大扇焰木Razafimandimbisonia humblotii)来源:中国科学院中非联合研究中心
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