生物多样性保护，要“丰度”更看“维度”

西双版纳次生林。杨振供图

全球范围内的气候变化显著推动了生物多样性格局的改变。系统了解和掌握多维多样性的空间分布格局变化，对于制定科学有效的保护规划至关重要。

中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称版纳植物园)综合保护中心的科研人员聚焦中国受威胁的木材树种，基于不同的气候变化模型，预测了未来树种多维多样性的空间分布格局及变化趋势，评估了我国保护地对木材树种多维多样性的保护效力。相关成果近日发表于《生物保护》。

丰富度不等同于多样性

木材树种既与经济发展息息相关，又在生态系统中发挥了重要作用。在森林生态系统中，木材树种往往是一些高大的优势乔木，对生活在森林里的其他植物、动物、微生物有很好的支撑作用。同时，木材树种是森林砍伐的直接对象，受人类干扰严重。因此，研究团队系统评估了气候变化背景下，中国110种受威胁木材树种的多样性空间格局变化。

长期以来，生物多样性保护以物种丰富度作为主要指标。然而，物种是漫长进化的产物，其进化历史、遗传多样性、生态服务功能等体现了不同维度的多样性。如果一味关注物种数量，就会造成有些区域过度保护、有些区域保护不足的问题。

因此，在评估保护地效力时，与使用单一丰富度指数相比，使用多维度的生物多样性指数，对人们更全面地评估保护优先次序、科学规划保护区有重要意义。

生物的多维多样性反映在分类学、系统发育、遗传学和生态功能等方面。论文通讯作者、版纳植物园研究员李捷介绍，这项研究采用了4个多维多样性指数——物种丰富度、系统发育多样性、系统发育特有性、进化独特与全球濒危(EDGE)。

在分析受威胁树种的多维多样性时空模式后，研究团队发现，在2081年至2100年的气候情景下，中国西部和北部的多维多样性将增加，但现有保护地对EDGE的物种保护能力会下降。大兴安岭、天山、昆仑山和横断山是未来木材树种抵御气候变化的关键地区，木材树种的适生区将集中在这些区域。研究结果强调了使用多维指数进行规划保护的重要性。

为进化独特的树种量身定制保护策略

谈到这项研究的亮点，李捷认为，将EDGE纳入多维度的生物多样性指数很有意义。“我们想强调将物种进化历史和脆弱性纳入区域植物多样性保护的重要性。”

“就像每个人的家庭背景各不相同，物种的进化历史背景、‘职责’以及对未来气候变化的适应能力与响应机制也千差万别。”李捷解释，EDGE指数强调了拥有特定进化历史且受威胁程度较高的物种。这类物种分布区域通常较为狭窄，对生境的要求非常严苛。随着气候变化，在水热变化比较剧烈的生境中，它们的生存受到严重威胁，而在原有生境被破坏后，可能很难再找到适生区。

李捷表示，在进化层面上，特有、稀有物种对维持整个生态系统和发挥生态服务功能非常重要。受威胁树种所在的生态系统往往也是其他珍稀、濒危物种的栖息地，保护它们能够较好地保护其他珍稀、濒危物种。这是研究选用EDGE指数的重要原因。

通常认为，在气候变化影响下，分布范围比较窄的物种更脆弱、更易消亡;一些常见物种反而可能更兴旺，因为它们的适应能力更强。该研究证明了这一观点。

研究人员通过气候模型发现，未来保护地对物种丰富度的保护效力会上升，然而，当前自然保护区对EDGE指数中前15%热点区域的物种保护能力将显著下降，降幅达17.11%至29.93%。因此，研究团队建议，未来应关注不同树种的进化起源，量身定制保护策略。

李捷说：“如果某个树种变得脆弱，就相当于一个生态系统链条断了一环，短时间内很难再重新搭接在一起。”因此，保护受威胁的、具有进化独特性的树种，就是间接保护与之相关的生态系统。

前瞻规划保护气候避难所

在未来气候变化的影响下，受威胁树种的命运会怎样?保护地应当进行哪些相应的调整?

李捷提到，现阶段不能仅关注国家级保护区，有些“不起眼儿”的保护区也应该得到重视，因为未来它们可能会成为受威胁物种的避难所。研究预测，山区将是未来的生物热点地区，应当作为优先关注区域。其中，中国西北部和中部的山区可能成为濒危木材树种关键的气候避难所。

“我们知道动物会迁徙，其实植物也是如此。”李捷解释，由于气候变化，物种原本的生存环境也在变化，植物会向更适合的区域扩散。因此，保护范围应做出相应的改变，需要对保护区实施动态管理。

在李捷工作生活的云南，大量山区固然为树种向高海拔迁移提供了空间，但每座山很容易变成孤立的“岛屿”，这是因为大面积经济作物覆盖了山的底部，导致那些需要被保护的森林存在于“盖帽”式、不连续的山顶。当生物只能存在于面积很小的山顶而没有基因交流时，就会出现近交衰退。因此，李捷呼吁，要加强山体之间的连通性，如建立生物廊道等，保证生物能够自由迁移与扩散。

实现保护地的最佳空间布局需要平衡经济、社会和生态效益，是一个宏大课题。因而气候变化背景下的前瞻性规划就显得格外重要。

李捷希望，这项研究能改良基于物种稀有性、地方性等标准确定保护优先次序的传统方法，为全球气候变化背景下开展生物多样性保护工作提供更有价值的参考方案。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.biocon.2024.110871