关键种，关键在哪儿？

 物种在生态系统功能过程中并不是同等重要的,这已经是一个普遍接受的事实,而关键种和冗余种被认为是生态系统功能过程中两类极端的生物类群。由于关键种通常被认为在生态系统功能方面中有重要作用,因此有人认为,假如我们能够甄别生态系统中的关键种及其多方面影响的作用机制,我们就有可能得到整个或大部分生态系统功能过程的信息。因此,在考虑生物多样性保护,尤其是为了有效保护它们所产生的生态系统功能过程时,生态学家和保护生物学家们引入了关键种的概念。通过对关键种的保护,更有效地保护其所在生态系统的功能过程。通过对有关关键种研究的回顾,阐述了关键种的定量测度方法,关键种在保护生物学中的意义、应用及其局限。     

关键种，关键在哪里？

物种在生态系统功能过程并不是同等重要的,这已经是一个普遍接受的事实,而关键种和冗余种被认为是生态系统功能过程中两类极端的生物类群。由于关键种通常被认为在生态系统功能方面有重要作用,因此有人认为,假如我们能够甄别生态系统中的关键种及其多方面影响的作用机制,我们就有可能得到整个或大部分生态系统功能过程的信息。因此,在考虑生物多样性保护,尤其是为了有效保护它们所产生的生态系统功能过程时,生态学家和保护生物学家引入了关键种的概念。通过对关键种的保护,更有效地保护其所在生态系统的功能过程。通过对有关关键种研究的回顾,阐述了关键种的定量测定方法,关键种在保护生物学中的 意义、应用及其局限。     

生态系统关键种理论的研究进展

１９６９年,由Ｐａｉｎｅ提出的“关键种”概念,迅速成为国际生态学的研究热点。关键种理论从系统调控的水平,揭示了生态系统稳定性和物种多样性的一种维持机制,并对保护生物学具有指导意义。但是关键种的确定标准、普适性及研究方法等方面仍存在局限性。关键种理论还需要通过大量观察和实验加以补充、论证与完善。     

生态系统中关键种的确定在生物多样性保护和利用上的作用

生物多样性的保护和利用是当前自然保护工作中最重要的任务之一。在IUCN-WWF联合植物保护研究计划中特别指出,不能永远只考虑水稻、小麦、桉树和杨树等少数栽培作物和林木的研究和发展,应该非常注意野生经济植物及其种质资源的保护和利用问题。因此,有人曾专门提出确定野生植物经济价值重要等级的方法,以便按其重要程度制定野生经济植物的名录,为其开发利用和引种栽培提供基本资料。在实践过程中,不少学者提出要确定不同区域不同生态系统的关键种,以利各地开展生物多样性的保护和利用工作。但是,什     

榕树 ——滇南热带雨林生态系统中的一类关键植物

榕树──滇南热带雨林生态系统中的一类关键植物许再富（中国科学院西双版纳热带植物园,勐仑６６６３０３）在近年的生物多样性和保护生物学的文献中出现了一个新的术语：关键种（Ｋｅｙｓｔｏｎｅｓｐｅｃｉｅｓ）,它指那些在生态系统中具有极其重要生态意义的物种。关...     

海南岛霸王岭热带天然林景观中主要木本植物关键种的潜在分布

在较大的空间尺度上生态位模型是预测物种潜在分布的有效途径之一。为了探讨在热带天然林景观中木本植物(限于乔木和灌木)主要关键种的潜在分布,在对海南岛霸王岭的热带天然林进行按公里网格样方调查的基础上,采用演替地位和最大潜在高度两个功能性指标对物种进行了功能群划分,并在功能群框架下运用优势度指数法进行了关键种的确定;采用基于地理信息系统(Geographic information system, GIS)的基于规则集合预测的遗传算法(Algorithm for rule-set prediction, GARP)生态位模型对主要关键种的地理分布进行了预测,并应用受试者工作特征分析进行了模型精度验证;应用多元线性回归分析对影响各关键种潜在分布的关键因子进行了确定。结果表明:除了顶极次林层乔木功能群和顶极主林层乔木功能群外,在先锋种功能群、顶极灌木种功能群和顶极超冠层乔木功能群中采用优势度指数法划分出的关键种较为理想;一般来讲,在进行预测的8个关键种中,除了先锋主林层乔木种海南杨桐(Adinandra hainanensis),其它3个先锋种毛稔(Melastoma sanquiueum)、银柴(Aporosa chinensis)和枫香(Liquidambar formosana) 在研究区北部、西部以及西南部均具有较高的发生概率,而顶极种除了顶极超冠层乔木种南亚松(Pinus merkusii)外,九节(Psychotria rubra)、高脚罗伞(Ardisia quinquegona)和海南椎(Castanopsis hainanensis)具有相似的潜在分布格局,在研究区中部、东南部和南部地区具有较高的发生概率;相关分析表明极端最低温、年均温、极端最高温、年均降水量、海拔和坡向6大因子是影响研究区关键种潜在分布的关键因子;精度检验表明,GARP模型对8个关键种的潜在分布预测效果均较好,而其中又以银柴和海南椎的预测精度最高。     

生态系统中关键种类型及其管理对策

与其他物种相比,关键种（Ｋｅｙｓｔｏｎｅ ｓｐｅｃｉｅｓ）在其生态系统中具有更深刻的影响。根据野外考察和研究,笔者认为关键种应分为两类：一类对生态系统具有积极的、重要的作用,也就是一般所称的“关键种”,一旦它们受到严重干扰,很多依赖它们而生存的物种也将受到严重威胁或即将消失。另严则相反,具有潜在的消极作用,可称为“潜关键种”（Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｋｅｙｓｔｏｎｅ ｓｐｅｃｉｅｓ）,一旦它们获得发展     

红松天然更新对动物的依赖性—一个排除动物影响的球果发芽实验

红松球果成熟后不能自行散出种子,需要依赖动物将种子从球果中取出再传播出去。为了检验红松种子能否直接在落地球果中发芽、成苗。在球果成熟期采集球果,将球果封闭在铁丝笼中,在排除动物干扰的情况下放置在林地上。2年后回收了10个球果,其中9个可看到少量种子发芽。对5个球果中115粒发育正常种子的逐个检查表明发芽率为11％。53％种子腐烂,另外35％的种子虽未腐烂也已失去发芽能力。发芽后形成的幼苗均为残缺或畸形苗。实验结果支持没有动物帮助,红松不能进行天然更新的结论及有关动物可视为红松林生态系统中的关键种或关键种组的意见。     

蝙蝠在维护生态系统中的作用

蝙蝠是世界上分布最广、种群数量最多、进化最成功的哺乳动物类群之一,它们在维护生态系统中具有重要的作用：蝙蝠在生态系统中占据了独特的生存空间;蝙蝠是许多农、林及卫生害虫的天敌;蝙蝠是种子的传播者和花粉的传授者;在一定生态系统中蝙蝠可能起到关键种的作用;食虫蝙蝠粪便和酮体均是我国传统中药中的主要药材之一。研究和保护蝙蝠在维护生态环境中具有十分重要的意义。     

滇西北退化高寒草甸植物群落结构对刈割的响应

为探究滇西北不同退化级别高寒草甸植物群落结构对外界干扰的响应敏感性,以香格里拉市的典型高寒草甸为研究对象,于2018-2020年在三个退化梯度上（严重退化,S1;中度退化,S2;轻度退化,S3）开展控制刈割实验,进而分析草甸植物物种丰富度、群落组成相似性、群落复杂度和关键种的变化规律。结果表明：（1）刈割后,S1的物种丰富度显著增加（P<0.05）,S2和S3的物种丰富度未发生显著变化（P>0.05）;（2）相较于S2和S3,S1梯度的植物群落组成变化最大;（3） S1、S2和S3的植物群落复杂度在刈割后均呈先下降后增加的趋势,但S1的植物群落复杂度变化幅度高于S2和S3;（4）刈割导致各退化草甸植物群落的关键种发生了变化,2018、2019和2020年S1梯度的关键种在豆科（Leguminsae）和蔷薇科（Rosaceae）之间变化,S2梯度的关键种在禾本科（Gramineae）和菊科（Compositae）之间变化,S3梯度的关键种在蔷薇科（Rosaceae）、菊科（Compositae）和禾本科（Gramineae）之间转变。研究表明,滇西北高寒草甸植物物种丰富度、群落组成和群落复杂度对外界干扰响应的敏感性可能随退化加剧而上升,但群落关键种的响应过程较复杂。     

Geographic distribution,conservation effectiveness,and gaps for national key protected wild plants in China

National key protected wild plants (NKPWPs) are species with important conservation value based on genetics, ecology, culture, and/or scientific research, which are also confronted with serious threats. However, their geographical distribution patterns and conservation status remain unclear. In this study, we compiled 1032 species of NKPWPs. We measured the diversity to identify hotspots of NKPWPs based on species richness, weighted range size rarity and a complementarity-based analysis. Comparing the distribution and hotspots of NKPWPs with the coverage of Chinese nature reserves (NRs), we assessed conservation effectiveness and identified conservation gaps. The results identified 13 diversity hotspots; only 9.5% of them were covered by NRs with >30% of the grid cell area, and even 19.5% were not covered at all by NRs. Overall, 44.7% of NKPWPs were effectively protected by national NRs. Despite this success, 571 species in Yunnan, Guizhou, Sichuan, Chongqing, Guangxi, Guangdong, southern Hainan, Taiwan, and northern Xinjiang remain unprotected by NRs. The protected proportion of plants with first-level protection was lower than that of plants with second-level protection. The low overall proportion of protected hotspots indicates that the conservation outlook for NKPWPs is not optimistic. This study identifies priority conservation areas and conservation gaps and provides a scientific reference for the conservation of wild plants in China.     

大兴安岭地区重点保护和珍稀动物保护空缺分析

大兴安岭地区是我国唯一的寒温带针叶林生态区, 具有全球重要性和特殊的自然保护价值。本研究针对该地区重点保护及珍稀动物未全部纳入保护地范围以及保护地分布破碎化的现状, 在建立物种信息数据库的基础上, 生成该地区重点保护及珍稀动物10 km × 10 km物种空间分布数据, 并结合土地利用、植被覆盖、海拔和坡度等与栖息地相关的辅助数据, 分析重点保护及珍稀动物的现有空间分布格局, 以Shannon-Wiener多样性指数作为重点保护和珍稀动物的丰富度指标, 通过将现有保护地范围与物种空间分布进行叠加, 得到重点保护及珍稀动物的保护空缺。结果显示: (1)现有空缺区域内濒危、易危和近危物种均有分布, 主要保护空缺对象有黑嘴松鸡(Tetrao parvirostris)、紫貂(Martes zibellina)、小天鹅(Cygnus columbianus)等; (2)保护程度较高的区域主要位于额尔古纳市北部和呼玛县西部等地。尽管重点保护和珍稀动物的空间分布与现有保护地范围基本匹配, 但不同地理空间仍存在不同程度的保护空缺; (3)保护空缺主要有两种类型, 即尚未受到保护的空白地区和未被完全纳入现有保护地的空缺地。基于以上结果, 建议针对两类不同的保护空缺采取不同的保护措施, 如对于根河市与牙克石市交界处未建立保护地的保护空白区, 建议新建保护区或保护小区; 对于重点保护和珍稀动物未被完全纳入现有保护地体系的区域, 如内蒙古阿尔山自然保护区北部外延的空缺地, 建议通过对现有保护地进行相应程度的扩建, 完善现有保护地体系, 从而促进大兴安岭地区重点保护及珍稀动物的保护进程。     

Assisted colonization as a climate change adaptation tool

Assisted colonization is a form of conservation translocation which introduces species at risk from extinction to new habitats, beyond their current range, in anticipation of more suitable conditions. Identifying which species, communities and ecosystems may benefit most from assisted colonization in coming decades is a key goal for conservation. Climate change is expected to lead to the loss or movement of suitable habitat for a range of species and anticipating which can be effectively conserved through assisted colonization is critical. Here, we identify a series of scenarios that may predispose terrestrial species to the need for assisted colonization in order to reduce extinction risk resulting from anthropogenic climate change and assemble a list of traits commonly associated with at‐risk species. These traits may help to provide broad‐scale guidance on how to select species to target for assisted colonization as a conservation management response to climate change. We also identify six key themes associated with successful conservation translocations including recipient site selection and preparation, a clear understanding of species biology and ecology, and taking lessons from invasive species research.     

中国重点保护物种名录、标准与管理

中国野生动物保护名录包括《国家重点保护野生动物名录》(简称《国家重点保护名录》)、《具有重要生态、科学和社会价值的陆生野生动物名录》》(简称《三有名录》)和地方重点保护野生动物名录(简称地方重点保护名录)。2017年《中华人民共和国野生动物保护法》修订实施后,《国家重点保护名录》修订工作提上日程。修订《国家重点保护名录》应明确该名录与《三有名录》之间的关系,前者要突出重点,体现保护优先和方便管理的原则,划分中央和地方的保护责任。建议依据物种的濒危属性、特有属性、稀有属性、珍贵属性以及管理属性来确定重点保护野生动物物种的级别。保护名录可以采取将整个属、整个科等较高的分类阶元集体列入原则(Principle of Clump Listing)。当一个亚种、一个种群有显著的进化潜力和确定的分布区时,也可以应用拆分列入原则(Principle of Splitting Listing),将其作为管理单位列入物种保护名单。此外,还应密切跟踪并及时更新物种分类法的变化、制订保护级别的判定标准、编写物种恢复计划指南、制定《国家重点保护名录》修订程序。建议为每一个重点保护物种制定相应的种群和生境恢复计划。根据珍稀濒危野生动物动态管理的需要,通过定期评估,及时对列入名录的物种进行升级、降级、删除或维持现有保护等级等处理。     

Protecting rare and endangered species under climate change on the Qinghai Plateau,China

Climate change‐induced species range shift may pose severe challenges to species conservation. The Qinghai‐Tibet Plateau is the highest and biggest plateau, and also one of the most sensitive areas to global warming in the world, which provides important shelters for a unique assemblage of species. Here, ecological niche‐based model was employed to project the potential distributions of 59 key rare and endangered species under three climate change scenarios (RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5) in Qinghai Province. I assessed the potential impacts of climate change on these key species (habitats, species richness and turnover) and effectiveness of nature reserves (NRs) in protecting these species. The results revealed that that climate change would shrink the geographic ranges of about a third studied species and expand the habitats for two thirds of these species, which would thus alter the conservation value of some local areas and conservation effectiveness of some NRs in Qinghai Province. Some regions require special attention as they are expected to experience significant changes in species turnover, species richness or newly colonized species in the future, including Haidong, Haibei and Haixi junctions, the southwestern Yushu, Qinghai Nuomuhong Provincial NR, Qinghai Qaidam and Haloxylon Forest NR. The Haidong and the eastern part of Haibei, are projected to have high species richness and conservation value in both current and future, but they are currently not protected, and thus require extra protection in the future. The results could provide the first basis on the high latitude region to formulate biodiversity conservation strategies on climate change adaptation.     

中国的濒危物种及其保护

重点分析了濒危物种的概念，确定原则，阐述了物种保护的三种基因类型，即自养保护、圈养保护和基因保护。简要介绍了国家自然科学基金资助的与物种保护有关的项目。初步探讨限各种不同保护类型中存在的重要科学问题、可能研究领域和方向，以促进我国物种保护和研究的发展。     

基于随机森林模型的国家重点保护陆生脊椎动物物种优先保护区的识别

准确可靠地识别国家重点保护陆生脊椎动物物种的优先保护区,是生物多样性保护的热点问题之一。采用随机森林(random forests)模型,基于12个环境变量,对中国263种国家重点保护陆生脊椎动物建模,并预测各个物种在背景点的适生概率,迭加计算得到国家重点保护陆生脊椎动物物种的生境适宜性指数。此外,基于对生境适宜性指数的空间自相关分析,识别和确定国家重点保护陆生脊椎动物物种优先保护区,并对优先保护区目前的被保护情况进行分析。结果表明,国家重点保护陆生脊椎动物物种的优先保护区的面积为103.16万km~2,约占我国国土面积的10.90%。优先保护区主要分布在我国的西部地区,包括西南地区的秦岭-大巴山山区、云南省与印度及缅甸的交界地区、武陵山山区、喜马拉雅山-横断山脉山区、阿尔泰山脉山区、天山山脉山区、昆仑山山脉山区;东北的大、小兴安岭、东北-华南沿海地区及长江中下游地区有少量分布。优先保护区中被保护的面积为50.40万km~2,占优先保护区总面积的48.86%,保护率偏低,未被充分保护。利用系统聚类分析,将未被保护的优先保护区划分成3种优先保护顺序,以期为相关部门的决策提供科学依据,更好地保护生物多样性。     

物种/功能群去除实验及其在生态学中的应用

随着物种多样性与生态系统功能的关系成为生态学领域研究的焦点之一,物种/功能群去除实验也逐渐得到了广泛的应用。物种/功能群去除实验在生态学中的应用主要包括以下研究内容:种间关系、多样性与生态系统功能关系、关键种的作用和功能、入侵种给生态系统带来的后果评价。针对去除实验的特点,提出去除实验应用中需要注意的若干问题,包括:"去除"行为本身对生态系统的影响、时间尺度在去除实验中对于研究结果的影响以及入侵种去除的特殊性。     

Key to the determination of taxa of Lemnaceae: an update

Species of Lemnaceae have a high potential for fast biomass production, and this is increasingly gaining attention among researchers in basic plant sciences as well as among entrepreneurs for feed, food and energy production. Hence, the correct identification of the species being used for different duckweed research and applications is becoming indispensable. Here, we present an updated identification key based on morphological markers to the currently accepted 36 species of duckweeds, considering all taxonomic revisions since the publication of the previous key by E. Landolt in 1986. We also provide supplementary morphological characterization and the geographical occurrence of each species of Lemnaceae.     

Recommendations for Assessing the Effectiveness of Surrogate Species Approaches

Surrogate species approaches, including flagship, focal, keystone, indicator, and umbrella, are considered an effective means of conservation planning. For conservation biologists to apply surrogates with confidence, they must have some idea of the effectiveness of surrogates for the circumstances in which they will be applied. We reviewed tests of the effectiveness of surrogate species planning to see if research supports the development of generalized rules for (1) determining when and where surrogate species are an effective conservation tool and (2) how surrogate species should be selected such that the resulting conservation plan will effectively protect biodiversity or achieve other conservation goals. The context and methods of published studies were so diverse that we could not draw general conclusions about the spatial or temporal scales, or ecosystems or taxonomic groups for which surrogate species approaches will succeed. The science of surrogate species can progress by (1) establishing methods to compare diverse measures of effectiveness; (2) taking advantage of data-rich regions to examine the potential effectiveness of surrogate approaches; (3) incorporating spatial scale as an explanatory variable; (4) evaluating surrogate species approaches at broader temporal scales; (5) seeking patterns that will lead to hypothesis driven research; and (6) monitoring surrogate species and their target species.