緯度多樣性梯度格局的回顧與展望
緯度多樣性梯度格局(Latitudinal Diversity Gradient,LDG)是地球上最廣泛、最重要的生物多樣性地理分布格局之一,即隨著緯度的增加,生物多樣性呈現逐漸減少的趨勢。早在1807年Alexander von Humboldt就提出了LDG的雛形,直至1966年Eric Pianka才係統地提出LDG的概念,並對相關科學假說進行了綜合性地歸納與梳理,至此LDG成為生態學和生物地理學的經典模式被廣泛研究。LDG格局的研究範圍從動植物、微生物等陸地生物延伸到海洋生物,主要圍繞物種豐富度、生態係統以及進化響應等方麵展開,目前已提出多種假說來試圖闡明LDG的形成機製,但仍未達成共識,因此對LDG的研究亟待進一步進行總結與展望。
植物係統發育與保護生物學研究組碩士研究生張玉在孟宏虎副研究員的指導下,根據前期文獻的整理和思考,係統地梳理了自1966年以來進化與生態方麵對LDG格局的相關研究,回顧總結了LDG的研究進展,並就LDG與生物多樣性保護的緊密聯係進行了前瞻性展望。論文以當前生物多樣性快速減少為背景進一步拓展了對LDG的認識,為在緯度梯度格局中開展生物多樣性保護的相關探索提供了理論性的係統總結與工作設想。此項綜述工作從以下幾個方麵進行了回顧與討論:
1. 簡要回顧了各種LDG形成機製的相關假說,闡述了導致生物多樣性隨著緯度變化的因素,並就生物多樣性受全球變暖和人類活動加劇的影響情況下,討論了LDG與相關生態因子(包括,氣候變化、溫度和降雨等)和進化響應(物種形成速率、滅絕速率、分化速率以及擴散速率等)之間的關係;同時指出,人類活動引起生物多樣性喪失將不可避免地影響了LDG的分布格局。
2. 針對目前LDG的研究主要集中在物種豐富度和生態係統多樣性方麵的工作現狀,指出隨著野外工作的全麵展開以及跨境考察的日益便利,越來越多的工作將涉及遺傳多樣性和基因組方麵的研究;結合以往的生態學研究,大數據時代利用大規模的遺傳/基因組數據來探索LDG的進化機製與模式,尤其是遺傳/基因組、物種、進化和生態係統等多樣性模式未來一體化研究的深入,將為生物多樣性保護和管理措施的製定提供充分的理論依據與支持。
3. 此外,對未來LDG的研究方法進行了展望,建議根據特定類群的分布特點,尤其是一些地理分布廣、跨度大的緯度地帶性類群,可以從群體遺傳學方麵入手,借助其簡化基因組等遺傳信息數據,整合物種多樣性、生態係統多樣性以及進化響應等研究內容,為探索LDG的地理分布模式和機製帶來新的突破。
研究綜述以“Latitudinal Diversity Gradient in the Changing World: Retrospectives and Perspectives”為題發表於生物多樣性期刊Diversity。
緯度多樣性梯度格局及其理論基礎奠基人Alexander von Humboldt和Eric Pianka.