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連通破碎生境,?;ど鋃嘌?

媒體:ScienceAAAS  作者:宋亮
專業號:生物多多 2019/9/27 10:53:31

皇马vs里昂 www.hgyihb.com.cn 評述論文:Ongoing accumulation of plant diversity through habitat connectivity in an 18-year experiment (Science 27 September 2019: Vol365, Issue 6460)

目前作為地球之肺的森林正日益萎縮。試想一下,假如有一天,地球沒有肺或者肺被分割得支離破碎世界會變成什么樣?

 

近年來,伴隨著社會經濟的發展和人口數量的持續增加,世界上超過一半以上的森林遭到砍伐、火燒或商業收獲等,從而導致森林面積減小以及嚴重的生境破碎化(habitat fragmentation)。截止目前,全球約有70%的森林面臨較為嚴重的生境破碎化問題[1]。生境破碎化嚴重威脅著物種生存,成為導致全球生物多樣性喪失的一個重要因素[1-3]。修復破碎生境,提高生境連通性(habitat connectivity),可促進物種的有效擴散、增加種群密度,成為減少生物多樣性喪失的一項關鍵?;ご朧?。

 

盡管生境連通性被認為對生物多樣性的維持具有極高的重要性,但因生態過程在不同的時空尺度上存在著巨大差異,通過理論預測的結果仍未得到很好的驗證。物種定居和滅絕過程的動態性要求我們必須開展重復、大規模和長期的實驗研究,才有可能對生境連通性在影響生物多樣性方面的最終作用做出有意義的推斷。然而,截至目前,長期、系統的監測數據仍很缺乏,我們也無從知道重新連通破碎化生境斑塊能否有效改善受威脅的生物多樣性。

本期的《科學》雜志在線報道了美國學者Damschen等人在生境連通性上的最新研究成果。早在2000年前后,科研人員就開始了一項大規模的野外控制實驗,他們通過構建廊道來操控生境連通性。本實驗涉及10個約50公頃的景觀單元,而每個景觀單元中又設立了4個面積相等的1.375公頃的斑塊(含相互連通或未連通的斑塊,圖1)。在接下來長達18年的時間里,研究人員對樣地內植物群落的發育過程進行了定期的調查和監測。

圖1. 一項長期生境連通性實驗(A)控制實驗示意圖;(B)植物群落發育過程示意圖

結果表明:在實驗的最初階段,相互連通和未連通的斑塊中的物種豐富度差異很小,然而,這種微小差異隨著時間的推移逐漸顯現。在整個監測期內,連通性使年均物種定殖率增加了5%,使年均滅絕率降低了2%(圖2A)。較高的定殖率和較低的滅絕率縮短了物種定殖的平均時間(圖3),并使得植物物種豐富度大大提高(圖2B)。與未連通的斑塊相比,通過廊道連通的斑塊平均多支持24種植物(200種 v.s. 176種),使物種豐富度提高了14%。隨著時間的推移連通性對物種豐富度的影響仍在不斷累積??悸塹餃郝浣峁辜負跤澇恫換岜硐殖鏊彩畢煊蟯槐?,短期實驗研究可能會低估連通性對群落物種多樣性的貢獻。因此,通過長期的實證研究來探討景觀格局如何改變定殖和滅絕速度,對于確定和預測人為活動引起的環境變化至關重要。

圖2. 過去二十年連通性對定殖率、滅絕率和物種豐富度的影響(A)定殖率和滅絕率;(B)植物物種豐富度

圖3. 連通性減少了定殖時間

該項研究的重要意義是通過實驗證據證明了增加生境連通性在提高生物多樣性方面的重要價值,并且其價值會隨著時間的推移而越加明顯。在生境破碎化日益加劇的時代背景下,通過制定合理的廊道規劃方案構建生物多樣性?;ね?,一方面能夠增強森林斑塊間物種的擴散和遷移,從而有效地?;ひ吧參鎰試?;另一方面,能夠提高森林生態系統的穩定性和抗干擾能力,提升其生態系統服務功能,修復地球之肺。

述評人簡介:宋亮

博士,副研究員,中國科學院西雙版納熱帶植物園熱帶森林生態學重點實驗室恢復生態研究組組長,中科院青年創新促進會會員。主要從事恢復生態、植物生態等領域的研究工作。

 

參考文獻:

1. Haddad, N.M., et al., Habitat fragmentation and its lasting impacton Earth's ecosystems.Science Advances, 2015. 1(2).

2. Fahrig, L., Effects of habitat fragmentation on biodiversity. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 2003. 34(1): p. 487-515.

3. Solé, R.V., D. Alonso, and J. Saldaña, Habitat fragmentation and biodiversity collapse in neutral communities. Ecological Complexity, 2004. 1(1): p. 65-75.

 

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