海南是全球生物多樣性保護的熱點地區,其熱帶雨林是我國分布最集中、保存最完好、類型最多樣、連片面積最大的大陸性島嶼型熱帶雨林,也是島嶼型熱帶雨林的代表、熱帶生物多樣性和遺傳資源的寶庫和海南島生态安全屏障,具有國家代表性和全球保護意義。目前,對海南熱帶國家公園的研究主要從系統建設、系統創新、模式開發和旅遊發展的角度進行,而從生态學角度對國家公園的評價相對有限,主要集中在物種豐富度和瀕危物種上,缺乏對本土物種的空間系統發育和環境因子的評價。
Journal of Systematics and Evolution(JSE)2024年4期發表了海南大學熱帶農林學院王華鋒教授研究團隊題為“Spatial patterns and drivers of native plant diversity in Hainan, China”的研究論文(https://www.jse.ac.cn/EN/10.1111/jse.13017)。 研究以海南本土植物為研究對象,揭示了海南本土植物系統發育多樣性空間格局和物種豐富度,以及驅動海南本土植物多樣性空間格局的主要因素,為确定海南熱帶雨林國家公園的管理提供優先區域和海南生物多樣性保護提供理論依據。

圖1 海南本土植物的豐富度、系統發育多樣性(PD)和系統發育特有性(PE)。(a) 屬級豐富度;(b) 種級豐富度;(c) 屬級系統發育多樣性;(d)種級系統發育多樣性;(e) 屬級系統發育特有性;(f) 種級系統發育特有性。
研究人員利用 106,252 條地理參考标本記錄和3,792 種海南本土本地植物物種的分子系統發育,基于系統發育範圍加權周轉率指标,将海南植物區系劃分為四大植物區系單元,進一步驗證四大植物區系單元的模型等級,并理解它們的邊界和每個植物區系單元的内部結構。最後,采用最佳組合模型探讨該劃分背後的驅動機制。結果表明海南中部是植物特有性和多樣性的重要熱點,其次是南部;海南植物區系可劃分為四個主要的區系單元(1)熱帶海岸植被(如紅樹林群落);(2)熱帶雨林;(3)熱帶山地雨林和(4)熱帶灌木林。基于30個環境變量探索分布格局背後的驅動因素,結果表明環境能量是決定海南島植物多樣性空間格局的主要因素,社會因素中可達性對本土植物多樣性影響最大。研究為海南植物多樣性保護和熱帶雨林國家公園建設等提供理論依據和數據支持。

圖2,結合海南自然保護區(a)和海南熱帶雨林國家公園(b)系統發育指标的高值,确定重點區域和保護空白,海南自然保護區和海南熱帶雨林國家公園用綠色表明。
海南大學熱帶農林學院王華鋒教授研究團隊,長期從事整合植物分類學及其應用研究,基于植物分類學知識對生物多樣性保護與熱帶作物資源的開發利用等,取得了一系列原創研究成果。
海南大學碩士研究生王國慶為該論文的第一作者,海南大學王華鋒教授為論文的通訊作者。美國史密斯學會Jun Wen教授和智利大學Rosa A. Scherson教授等也參與了該項研究,該工作得到國家自然科學基金、南繁與熱帶農業協同創新團隊等項目的資助。
(圖文:王國慶、王華鋒,審核:餘文剛)