中国野生兰科植物多样性及其保护区域优先性研究

Studies on species’ biogeography, biodiversity are of remarkable significance in biogeographic regionalization and systematic conservation. China is one of the most important diversity centers in orchid flora, with 175 genera and 1300 species (including infraspecific taxon). In this research, we attempt to synthesize information on wild orchid biodiversity in China to employ various numerical approaches to investigate distribution patterns at different geographic scales and set priorities for conservation. These approaches include: (i) Geographical Information System for richness, mapping the geographic distribution; (ii) Diva-Gis and species potential distribution modelling for revealing species potential distribution boundaries; (iii) parsimony analysis of endemicity for biogeographic regionalization and for the delimitation of areas with species richness and endemicity; (iv) complementarity analysis rank the distribution units for nature reserve selection and (v) GAP analysis for setting priority conservation areas.. This research, for the first time, gives a full view of the distribution district of wild orchids in China after the publishment of Flora of China (Orchideceae, Volume 17-19) in 1999. GIS analysis is used to obtain the geographical distribution pattern of wild orchids in China. Parsimony analysis of endemicity (PAE), complementarity analyses and GAP analysis (A Geographic Approach to Protect Biological Diversity) are applied to identify hotspots of total diversity and endemism of wild orchids in China and to show how the target set of priority areas can be conserved with a minimum number of distribution units. Eight priority conservation areas are set for the conservation of wild orchids in China. This research can provide some scientific theory reference for the bio-diversity conservation, sustainable utilization of rare and endangered wild orchids. In the end, the protection measurement and constructive advices for sustainable management methods are proposed, to protect the wild orchids in China.

利用特定类群，探究其资源现状、空间地理分布格局和热点地区，构建优先保护区域，整合有限的资源达到最大程度保护生物多样性的目的，是生物多样性研究和保护的热点。兰科植物（Orchidaceae）是被子植物中最进化的类群之一，因为极高的科研价值、观赏价值和药用价值而成为了植物保护的旗舰类群。本项目拟系统调查和收集中国兰科植物资源状况和地理分布信息，采用地理信息系统（GIS）绘制兰科植物多样性图和地理分布图，分析其在中国的资源状况、空间分布格局；Diva-Gis 及其整合的物种潜在分布模型预测兰科植物热点类群的潜在分布区；特有性简约分析法（PAE）探讨兰科植物物种多样性和特有性及其区域化分布格局；互补分析法构建热点保护区域的最小保护区域组合；保护空缺性分析法（GAP）规划优先保护区域。本研究对生物多样性保护和资源的可持续利用具有重要的理论和现实意义。

利用特定类群、探究其资源现状、空间分布格局和热点地区、构建优先保护区域，利用有限的资源达到最大程度地保护生物多样性的目的，仍是目前和将来一段时间内保护生物多样性的一个热点。本研究系统地对中国野生兰科植物(Orchidaceae) 分布信息进行了收集整理，采用：（i）地理信息系统（GIS）绘制中国野生兰科植物多样性和地理分布图，分析兰科植物在中国的资源状况、空间分布格局；（ii）Diva-Gis及其整合的物种潜在分布模型对热点类群进行潜在分布区的预测；（iii）特有性简约分析（PAE）探讨物种多样性和特有性及其区域化；（iv）互补分析探讨最小保护区域组合；（v）保护空缺性分析（GAP）建立优先保护区域。研究结果表明：（1）中国现有野生兰科植物约190属1532种（含亚种和变种），产中国特有种617种。属地理成分分析表明，12个地理分布型中主要以热带亚洲（印度-马来西亚）分布型为主。种地理成分分析显示中国野生兰科植物区系热带成分比例远大于温带成分。（2）从省级、市县级水平对中国野生兰科植物分布格局的分析可以看出，中国野生兰科植物主要分布于西南地区和华南大部。不论在物种多度和特有种多度上，云南省都是多样性最高的。垂直分布格局显示，中国野生兰科植物具有较宽的垂直分布范围。在海拔梯度上，兰科植物分布呈现单峰曲线。（3）我国的石斛属、杓兰属现有地理分布格局与植被类型和海拔有密切关系。未来我们在就地保护为主的同时应兼顾其未来潜在的分布区，关键是对适生区生境的保护。（4）我国兰科植物的热点区域为西南地区，湘、黔、桂地区，海南岛和台湾地区，粤北山区和闽南地区等八大热点地区。基于互补性原理和空缺性分析，对1532个兰科植物种来说，最低保护区域组合由19个分布区构成；而对于617个特有种而言，则需16个分布区域。上述研究工作，无疑对珍稀濒危兰科植物的生物多样性保护和资源的可持续利用具有重要的理论和现实意义。