中国被子植物物种灭绝风险的系统发育选择性研究

The introduction of evolutionary history into biodiversity conservation is becoming a consensus among scholars. However, the impact of extinction risk on phylogenetic selectivity is still unclear. Based on the reconstructed tree of life at species level and the latest extinction risk information of angiosperms, the impact of extinction risk on phylogenetic selectivity in the Qinghai-Tibet Plateau region and the Hengduan Mountains will be studied. First, based on the evolution stage, number of groups and branch length of individual species on the tree of species-level life, the evolutionary distinctness of high-extinction risk species will be evaluated. Then, the clustering characteristics in evolution of species with the same extinction risk will be revealed by analyzing the affinity and the phylogenetic patterns between the high-extinction risk species and the non-high-extinction risk species on adjacent branches in the same tree of life. Moreover, the pruning effect of species loss on the tree of life will be further quantified. Thereafter, the influence of species loss on the loss of evolutionary history will also be revealed by analyzing the Spatial stratified heterogeneity of phylogenetic diversity. Finally, the potential risk of mass extinction of species on the tree of life will be assessed at the species level and geospatial level, to provide early warning for biodiversity loss. The expected research results have important scientific and practical significance for the development of phylogeny in the priority study of biodiversity conservation.

将物种演化历史引入生物多样性保护研究正逐渐成为学者的共识，但物种灭绝是否具有系统发育选择性尚不清楚。本项目拟以我国青藏高原地区被子植物为研究对象，在种级生命之树上，研究绝灭风险对系统发育选择性的影响特征。首先在种级生命之树上，基于单个物种所处分支的系统发育位置、类群多寡、枝长等要素，判断高灭绝风险物种的进化独特性；同时，通过高灭绝风险物种在生命之树上与其相邻枝条上非高灭绝风险物种的亲缘关系和系统发育格局，分析同一灭绝风险状态下的物种在进化上的聚集或是离散特征，并进一步量化物种丧失对生命之树的修剪作用。此外，还将通过系统发育多样性的空间分异特征，揭示物种丧失对演化历史丢失的影响规律。最后，将从物种和空间层面分别对生命之树上物种大面积灭绝的潜在风险进行评估，为生物多样性丧失预警。预期研究成果对于拓展系统发育在生物多样性保护优先性研究方面具有重要的科学与实践意义。

生物多样性的丧失是当今最严重的环境问题之一。全面了解物种灭绝的风险对于采取有效的生物多样性保护措施至关重要，但这受到地理分布数据和进化信息的缺乏所阻碍，特别是在地球上物种高度多样化的热点地区。本研究结合21 109个被子植物系统发生信息和高精度的物种分布数据库，评估了“世界第三极”青藏高原和横断山区被子植物灭绝风险特征。结果表明：1. 青藏高原和横断山区中被子植物的灭绝风险具有空间和系统发育的选择性；2. 物种稀少的进化枝比物种丰富的进化枝更容易灭绝；3.灭绝风险最高的区域集中在中国西南山区，包括云南高原、横断山脉、东喜马拉雅、滇缅泰和东喜马拉雅南缘。在青藏高原和横断山区中，进化和环境因素对灭绝风险有很强的交互作用，并且两者都在空间上对中国被子植物灭绝风险的空间濒危过程均有驱动作用。与现有的红色名录相比，根据我们提供的系统发生方法显示，在青藏高原和横断山区中，还有超过3000种“潜在高灭绝风险”被子植物，这些被子植物面临了高灭绝风险，但并未纳入生物多样性保护策略。最后，针对青藏高原和横断山区是被子植物多样性濒危现状提出了4类物种的保护优先建议。本研究从系统发育和地理空间两个方面阐明了被子植物灭绝风险的系统发生聚集特征及濒危机制，对预测灭绝趋势和制定针对性的保护策略具有重要的参考意义。