全球范围内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度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。实现《生物多样性公约》第十五届缔约方会议（COP15）提出的“在2030年前保护地球陆地面积至少30%”这一目标，迫切需要科学可量化的多样性指标和保护优先区域识别手段。

中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）综合保护中心植物系统发育与多样性保护研究组的科研人员聚焦于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于木材树种多维度多样性的保护效力。相关成果近日发表于《生物保护》。

丰富度不等同于多样性

木材树种跟经济发展息息相关。在森林生态系统中，木材树种往往都是一些高大的优势乔木，它们对生活在森林里的其他植物、动物、微生物都有很好的支撑作用，在生态系统中的重要作用不言而喻。同时，木材树种也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种受威胁木材树种多样性格局变化。

长期以来，生物多样性保护都以物种丰富度作为保护的主要指标，然而，物种是漫长进化过程的产物，其自身的进化历史，遗传多样性，生态服务功能等体现了不同维度的多样性。如果只一味关注物种数量，对其他多样性指标而言，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，在评估保护地的效力时，与使用单一的丰富度指数相比，使用多维度的生物多样性指数对于我们更全面地评估保护优先次序、科学地规划保护区有着重要意义。

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，这项研究采用四个多维多样性指数，除了物种丰富度（SR）以外，还有系统发育多样性（PD），系统发育特有性（PE）及进化独特与全球濒危（EDGE）。

在分析了受威胁树种的多维多样性时空模式后，研究团队发现在未来2081-2100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的保护能力将下降。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

在谈到这项研究的亮点时，李捷认为，将EDGE纳入多维度的生物多样性指数是很有意义的。“我们想要指出，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。”

“就像我们每个人的家庭背景各不相同，物种所具有的进化历史背景也千差万别，它们的职责和对未来气候变化的适应能力、响应各不相同。”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。这类物种通常分布区域较为狭窄，同时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，它们的生存受到严重威胁，并且，在原有生境破坏后，它们可能很难再找到适生区。

李捷表示，进化层面上特有、稀有的物种，对整个生态系统的维持和生态服务功能的发挥非常重要。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，开展受威胁树种的保护也能够较好地保护到其他珍稀濒危物种。这也是本研究选用EDGE这一指数的重要原因。

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；一些常见的物种，可能反而会更兴旺，因为它们的适应能力更强，该研究也证明了这个观点。

该研究使用气候模型分析发现，未来保护地对于物种丰富度的保护效力会上升，然而，当前自然保护区对进化独特性和全球濒危度指标前15%热点区域的保护能力将显著下降，下降幅度达17.11%至29.93%。研究团队因此建议，未来应关注不同树种的的进化起源，以制定“量身定制”的保护策略。

李捷感叹道：“如果一个树种变得脆弱，就相当于一个生态系统链条上掉了一环，短时间内链条就很难重新搭接在一起了。”因此，保护受威胁的、具有进化独特性的树种，也是在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是怎样的？保护地应当做哪些相应的调整？

李捷提到，现阶段不能仅关注国家级的保护区，有些“不起眼”的保护区也应该得到重视。因为在未来，它们可能就会成为受威胁物种的避难所。

根据该研究的预测，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的关键气候避难所。

“我们知道动物要迁徙，其实植物也是如此。”李捷解释，由于气候变化，物种原本生存环境在变化，植物会向更合适的区域扩散，向北、向高纬度迁徙。因此，相应的保护范围也应做出改变，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，但山与山很容易形成孤立的“岛屿”，这是因为山中下部地区覆盖了大面积经济作物，导致那些需要保护的森林存在于“盖帽”式的、不连续的山顶。当生物只能存在于一个很小的山顶上，没有基因交流时，就会近交衰退。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，保证生物能够自由地迁移与扩散。

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，是一个宏大的课题。对于地球生物多样性的漫长演化历史来说，人类参与的只是很短的阶段，但又是极为关键的阶段。因此，气候变化下的前瞻性规划格外重要。

李捷希望，这项研究能扩展传统上基于物种稀有性和地方性等标准确定保护优先次序的方法，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。

版纳植物园榆绿木林。胡建霖摄

西双版纳次生林。杨振供图

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.biocon.2024.110871