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为解决南极生态系统分类及保护规划问题,研究人员开展了南极无冰陆地生态系统分类、描述和制图的研究。得出了包含 9 个主要环境单元(Tier 1)等的分层分类结果,为南极生态保护提供了基础数据,意义重大。
南极,这片地球上最为神秘遥远的大陆,宛如一座巨大的生态宝库,蕴藏着无数独特的生命奥秘,却也面临着前所未有的挑战。人类活动的干扰与气候的变化,如同两张无形的大手,正悄然改变着南极的生态环境。在这片大陆上,尽管永久无冰区域仅占 0.2 - 0.5%,却承载着大部分已知的陆地生物多样性。然而,目前用于评估南极生物多样性保护的 16 个主要南极保护生物地理区域(ACBRs),存在分辨率粗糙、无法捕捉重要生态过程等问题,难以满足更精细尺度的保护规划和管理需求。因此,开展对南极无冰陆地生态系统的深入研究迫在眉睫。
来自澳大利亚新南威尔士大学、澳大利亚南极司、莫纳什大学等多个研究机构的研究人员,踏上了探索南极无冰陆地生态系统的征程。他们致力于构建一个全面、系统的生态系统分类体系和地图,为南极生态保护提供坚实的数据支撑。最终,研究团队成功完成了南极洲首个无冰陆地生态系统的综合分类和制图,这一成果发表在《Scientific Data》上,具有里程碑式的意义。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过整合中分辨率遥感和高分辨率 Landsat 衍生的岩石露头层数据,结合南极数字数据库的海岸线多边形,精准划定了无冰区域范围。接着,收集了包括海拔、坡度、日照等 10 个环境变量以及 25 个分类群的栖息地适宜性层数据。随后,运用因子分析构建了三层分析框架,从大陆尺度的环境模式到局部尺度的栖息地和生态系统属性变化都进行了深入分析。
研究结果如下:
- 分层分类体系:构建了一个空间明确的分层分类体系,包含 9 个主要环境单元(Tier 1),这些单元代表了整个大陆具有相似气候和地貌特征的环境;33 个栖息地复合体(Tier 2),反映了不同生物栖息地适宜性的局部变化;269 个生物区域生态系统类型(Tier 3),体现了区域尺度生物组成的差异。例如,通过对环境变量进行因子分析,确定了不同的主要环境单元,像 E1 代表温和低地,其具有独特的环境特征组合14。
- 特殊生态系统类型的处理:对于一些无法通过常规因子分析识别和绘制的特殊生态系统类型,如地热区、湖泊和海鸟及海豹繁殖区,研究人员采用了其他数据来源和单独的工作流程进行处理。以地热区为例,他们根据火山历史将其分为活跃、休眠、不活跃和放射性四类,并分别进行了详细的界定和制图23。
- 数据记录与可用性:研究生成的南极生态系统清单 v1.0,包括空间数据和对主要环境单元、栖息地复合体的描述,已通过澳大利亚南极数据中心和 Zenodo 平台发布,且遵循知识共享署名 4.0 国际许可协议,方便全球科研人员获取和使用。
研究结论表明,这一全面的生态系统分类和地图为南极生态保护提供了重要的数据基础。它能为《南极条约》环境议定书下的保护区指定提供依据,助力跟踪南极生态系统面临的风险,推动南极保护区网络的进一步发展。同时,该研究成果也为全球生态系统研究提供了新的视角,有助于科学界更好地理解极地生态系统的结构和功能,为保护全球生态多样性贡献了关键力量。在未来,随着对南极生态系统研究的不断深入,这一分类体系和数据集将持续更新完善,为南极生态保护提供更有力的支持。