青藏高原植物遗传多样性的“生态基因图谱”新研究助力昆蒙框架

摘要：2025年3月20日，一项聚焦气候变化背景下遗传多样性保护的创新研究，刊登于国际权威期刊《全球变化生物学》（Global Change Biology）。该研究由Moses C. Wambulwa、Guang-Fu Zhu、Ya-Huang Luo等多位中外学

本文来源于“海洋与湿地”（OceanWetlands）：

文 | 王昆山

本文共计1400字，阅读约3分钟

全球气候展望

【前言】2025年3月20日，一项聚焦气候变化背景下遗传多样性保护的创新研究，刊登于国际权威期刊《全球变化生物学》（Global Change Biology）。该研究由Moses C. Wambulwa、Guang-Fu Zhu、Ya-Huang Luo等多位中外学者共同完成，揭示了全球气候变迁对生物多样性（尤其是植物遗传资源）所带来的深远影响。为助力全球环境治理、并供我国学者了解最新研究动态信息，编译分享信息如下，供感兴趣的读者们参阅。译文仅供参考。

这个研究的核心聚焦于地球“第三极”——青藏高原及其周边山地。这片被誉为“亚洲水塔”的高原区域，是众多濒危植物的栖息地，孕育着极其丰富、独特的生态系统。该研究指出，现有的保护区规划往往更侧重物种层面，对遗传多样性的考量仍显不足。为弥补这一科学空白，该研究团队选取了该区域96种具有代表性的植物，对其遗传结构与分布特征进行了分析，旨在绘制出一张反映遗传多样性空间格局的“生态基因图谱”，并预测在未来气候变化情境下，这些植物所面临的生存挑战与遗传资源流失的潜在风险。

图1：第三极地区概况及本荟萃分析所包含的96种植物物种。（A）第三极地区的地理特征（河流、山脉和地形）以及保护要素（保护区和国家公园群候选地的分布）。保护区数据来源于世界保护区数据库（WDPA）和中国国家级自然保护区（CNNR），国家公园群的划定参考了Yang等（2023）的研究。（B）本研究分析的96种植物物种的系统发育树，不同颜色代表不同的分类群。系统发育树使用V. PhyloMaker2（Jin和Qian 2022）构建。树周围的条形长度与每个物种的种群数量成正比，每个数据集的最大数量均已标示。内侧条形表示有叶绿体DNA（cpDNA）数据的物种，外侧条形表示有核糖体DNA（nrDNA）数据的物种。地图上的线条仅用于标示研究区域，并不代表公认的国界。图源：Wambulwa M C, Zhu G F, Luo Y H, et al.（2025）

研究人员发现，在青藏高原东南部分布着若干遗传多样性极高的“热点地区”，这些区域在植物单倍型多样性方面表现尤为突出。通过多变量回归模型的精细分析，研究团队发现：复杂的地形地貌与气候因子共同塑造了植物的遗传格局，其中，地理纬度与年降水量与植物叶绿体DNA（cpDNA）和核糖体DNA（nrDNA）的遗传多样性显著相关。这表明，气候条件与地理因素不仅影响了物种的分布，也深刻地影响其内部的遗传构成。

论文的图5：第三极地区保护网络优化（基于Marxan系统保护规划方法）。左下角的维恩图以不同颜色展示了各类保护区域的组合情况（详见表2）。在新识别的优先保护区域内，现有保护区以粉色标示，规划中的国家公园群以绿色标示，两者及优先保护区域的重叠部分则以橙色显示。括号内的百分比数值代表了优先保护区域与现有保护区（15.09%）、国家公园群（3.63%）或两者（10.08%）的重叠比例，总计28.80%的优先保护区域已纳入现有保护网络，仍有高达71.20%的区域存在保护缺口。图中以红色边框标出了15个面积大于等于4200平方公里的优先保护区域，并按面积从大到小依次标注为A至O，它们分别是：（A）三江并流区；（B）伯舒拉山；（C）岷山；（D）阿尼玛卿-南山（青海）；（E）怒江-康桑；（F）澜沧江源；（G）可可西里；（H）雅鲁藏布大峡谷；（I）马纳斯鲁-安娜普尔纳；（J）科希斯坦；（K）阿坝；（L）朗塘；（M）日月山（青海）；（N）班玛；（O）普兰。地图上的线条仅为研究区域的边界示意，不代表国际认可的国界。图源：Wambulwa M C, Zhu G F, Luo Y H, et al.（2025）

进一步的生态位建模预测，在未来气候变化影响下，第三极地区植物适生栖息地将整体向西北方向迁移约43公里，并上升至更高海拔——约86米。这种迁移趋势，将直接导致植物遗传资源的显著损失——预计cpDNA和nrDNA的遗传多样性将分别下降13.19%和15.49%。令人担忧的是，该研究所识别出的优先保护区域中，竟有高达71.20%的区域尚未被现有保护网络覆盖，亦不在规划中的国家公园体系内。

图：从天空中俯瞰喜马拉雅。摄影：Joys ©️ 绿会融媒·海洋与湿地工作组

这项研究结果，揭示了第三极地区植物物种丰富度、遗传多样性的复杂空间格局，强调了东南部的横断山区作为遗传多样性的热点和潜在的“气候避难所”的重要性。该研究表明，遗传多样性与物种丰富度呈现解耦状态，且主要受地形和气候因素驱动，人为活动的影响相对较小。未来气候变化情景预测，该区域的物种分布将普遍向北和更高海拔迁移，导致部分地区物种分布范围缩小和遗传多样性显著下降，尤其是在喜马拉雅山脉。基于这些发现，研究识别了15个优先保护区域，但指出当前保护网络覆盖不足，亟需加强和优化保护策略，以应对未来气候变化对该地区植物多样性的威胁。

©摄影：熊昱彤 |绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

基于此，研究团队提出了具有现实指导意义的保护建议：在现有生态保护体系基础上，建议新增约20.2万平方公里的保护区域，将第三极的整体保护面积扩大至136万平方公里，占其总面积的39.93%，来守护第三极丰富的植物遗传资源、保障该地区生态系统的长期稳定与恢复力。本项研究将遗传多样性纳入区域生态保护的规划框架之中，提供了一套科学严谨且可操作性强的策略路径。

感兴趣的“海洋与湿地”（OceanWetlands）读者可以参看全文：

Wambulwa M C, Zhu G F, Luo Y H, et al. Incorporating Genetic Diversity to Optimize the Plant Conservation Network in the Third Pole[J]. Global Change Biology, 2025, 31(3): e70122.

（注：本文仅代表资讯，不代表平台观点。欢迎留言、讨论。）

编译 | 王昆山

审核 | Richard

排版 | 绿叶

引

用

本

文

王昆山. 青藏高原植物遗传多样性的“生态基因图谱”新研究，建议“第三极”新增约20.2万平方公里的保护区域. 海洋与湿地. 2025-04-17

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