贡嘎山东坡雀形目鸟类物种垂直多样性格局与进化生态机制研究

Studying the distribution pattern of species diversity and its underlying mechanisms has been the research priorities in Biogeography and Ecology and other research fields, it is also the basic precondition of carrying out scientific biodiversity conservation. Ecological and evolutionary factors, such as the mid-domain effect, climate, area and species diversification rate are commonly used to explain patterns of species diversity, but the effects of these factors are still controversial. The Hengduan Mountains harbors the richest species diversity of birds, mammals and plants in China and with habitats spanning an elevational gradient of more than 5000 m. Studying patterns of avian diversity on the slopes of Gongga Mountain, the highest peak in the Hengduan Mountains, will be important in clarifying the controversies surrounding biogeographic patterns and the underlying mechanisms in this region. Passerine birds make up half of all avian diversity and can quickly response to environmental change, making them an ideal group to study to understand the effects of environmental change on diversity patterns. Studying species diversity distribution patterns across an elevational gradient on Gongga Mountain will be fundamental for local conservation efforts as well as for better understanding ecological mechanism of species diversity throughout the world. Importantly, this study will help uncover mechanisms of adaptive evolution in birds across dramatic environmental gradients from low to high elevations.

研究物种多样性分布格局及其相关进化生态机制一直是生物地理学和生态学等学科领域的研究重点，也是科学开展生物多样性保护的最基本前提之一。面积、中域效应、气候、物种多样化速率等相关生态与进化假说被广泛用于解释物种多样性分布格局，但相关假说的适用性目前仍存在较多争议。横断山区是我国鸟类、兽类、植物物种最丰富的地区，在该地区最高山贡嘎山开展多样性分布格局与机制的研究对阐明相关争议和本地区生物地理格局及其机制具有重要意义。作为鸟类中最大类群的雀形目鸟类（约占鸟类总物种数的一半），对环境变化响应迅速，是研究环境变化对物种多样性格局影响最理想的类群之一。因此，研究贡嘎山雀形目鸟类物种垂直多样性格局及其生态进化机制，不仅有助于科学指导地区生物多样性保护，且有助于阐明和比较世界范围内的物种多样性分布规律和机制，这对揭示鸟类对高低海拔极端环境适应特征和机制的演化规律也具有重要意义。

物种多样性分布格局及其相关生态演化机制一直是动物学、生态学、生物地理学等学科的研究重点，也是科学开展生物多样性保护的最基本前提。贡嘎山作为横断山区最高峰（海拔7556m），其特殊的地质、地理、生物、气候、冰川等特点一直是相关学科的关注热点。但本地区迄今仍缺乏鸟类资源和物种多样性的系统研究。经过3年系统深入的野外调查，本项目记录贡嘎山东坡有鸟类336种，国家一级保护鸟类3种，二级保护鸟类29种，横断山-喜马拉雅地区特有鸟类53种，基本摸清了贡嘎山东坡的雀形目鸟类资源和多样性。基于气候和遥感等环境数据的分析表明气温年较差、昆虫生物量和中域效应影响了雀形目鸟类丰富度的垂直分布格局。基于大量物种分布数据和模型模拟，西南山地非特有鸟类在海拔800-1800米之间最丰富，而特有鸟类在海拔2000-3000米之间最丰富。位于青藏高原和四川盆地之间的川西高山峡谷区是一条维系东洋界和古北界物种南北迁徙扩散的重要通道。该地区是生物多样性保护和管理的关键区域，应引起研究的重视。本研究有助于科学指导本地区生物多样性保护和探讨物种多样性分布规律及其相关机制。项目证实原始森林灌丛鸟类会倾向于在大型动物行进时新翻出的土壤中觅食昆虫，这对揭示森林中灌丛鸟类对大型兽类行为活动的适应与演化具有重要意义。项目利用红外相机技术对特有大型珍稀高山雉类藏雪鸡（Tetraogallus tibetanus）的行为活动规律和觅食生境的研究表明藏雪鸡是昼行性鸟类，其活动高峰期在早8-10点和晚18-20点，并偏向于在缓坡且植被指数较低的高海拔觅食和活动。项目对另一特有大型珍稀高山雉类绿尾虹雉(Lophophorus lhuysii)进行的全基因组测序结果表明其基因组大小为1.01Gb，有16940个蛋白编码基因，有较多的基因家族和正选择基因与高海拔适应有关，这些基因与低温和低氧代谢通路有关。研究为雉类的保护、基因组学和系统演化研究提供了重要基础数据。