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为填补南大洋岛屿维管植物数据空白,研究人员构建 SIVFLORA 数据集,揭示植物多样性特征,意义重大。
在地球遥远的南端,南大洋上的众多岛屿犹如散落在蓝色绸缎上的明珠。这些岛屿,不仅是地理上的独特存在,更是生物多样性研究的天然实验室。然而,长期以来,尽管自 19 世纪中叶起就有众多植物学考察探索这些岛屿,并产生了大量植物学论著和科学出版物,但一直缺乏一个全面的全球维管植物多样性数据集。相比之下,北极植物区系已得到更系统的研究和编目,这一差距凸显了对南大洋岛屿进行类似详细和统一数据整理的迫切需求。同时,历史上的土地利用活动,如放牧、捕鲸定居点的建立以及外来物种的引入,极大地改变了这些岛屿的植物群落,众多入侵物种形成了独特的植被组合,使得深入了解物种动态变得至关重要。
为了解决这些问题,来自智利多所大学以及相关研究机构(Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas, Universidad de Concepción;Millennium Institute Biodiversity of Antarctic and Subantarctic Ecosystems (BASE);Institute of Ecology and Biodiversity (IEB) 等)的研究人员开展了一项重要研究。他们构建了南岛维管植物(Southern Islands Vascular Flora,SIVFLORA)数据集,这一数据集成果发表在《Scientific Data》上,为研究南大洋岛屿植物多样性打开了新的大门。
研究人员为构建 SIVFLORA 数据集,采用了一系列严谨的技术方法。首先,他们明确界定了研究区域,北部边界为 30° - 50°S 的亚热带锋,南部边界为 60°S 的南极条约规定界限,同时对岛屿面积和与大陆的距离等也设定了标准。其次,通过全面系统地回顾专业文献、利用在线标本数据库等多种途径进行数据收集。在数据处理过程中,依据多个权威分类平台进行分类学修订和验证,并采用 GBIF 分类学骨干进行数据协调,以确保数据的准确性和一致性。最后,将整理好的数据以用户友好的电子表格格式存储在 Zenodo 存储库中,供全球科研人员使用。
研究结果丰富且具有重要价值。
- 数据集构成:SIVFLORA 数据集涵盖了 22 个岛屿和 62 个地区,包含 14,598 条有效记录,代表了 42 个目、95 个科、323 个属和 886 个物种及种下分类单元。这些数据被组织在七个类别中,包括记录、位置、分类学、植物地理学信息、采集信息、鉴定信息和 GBIF 分类学比较,确保了对生态、分类和生物地理分析的全面覆盖。
- 物种多样性:该数据集揭示了南大洋岛屿植物多样性的丰富信息。本土物种占总植物群的 58.62%(537 种),是岛屿自然生物多样性的重要体现;外来物种占 31.77%(291 种),反映了引入物种对生态系统的显著影响;特有物种占 9.61%(88 种),突出了这些岛屿作为特有物种中心的重要性。在植物科属方面,最丰富的科包括禾本科(Poaceae,138 个分类单元,15.49%)、菊科(Asteraceae,117 个分类单元,13.13%)和莎草科(Cyperaceae,60 个分类单元,6.73%)等。在属和种的层面,如兰科植物在奥克兰群岛表现出较高的多样性,其中 Corybas 属有六个物种,Gavilea 属在福克兰群岛和火地岛群岛也有丰富的种类。一些物种如 Callitriche antarctica 和 Poa annua 分布广泛,分别出现在 18 个岛屿上。
- 岛屿间差异:不同岛屿的植物多样性差异显著。福克兰群岛(Falkland/Malvinas Archipelago)的分类学丰富度最高,包含 380 个物种,跨越 67 个科;奥克兰群岛(Auckland Archipelago)有 258 个物种和 51 个科;坎贝尔岛(Campbell Island)有 222 个物种和 48 个科。而像阿姆斯特丹岛(Amsterdam Island)和安蒂波德斯群岛(Antipodes Archipelago)等地理上最孤立的岛屿,植物多样性较低。南桑威奇群岛(South Sandwich Archipelago)和南奥克尼群岛(South Orkney Archipelago)的分类学丰富度最低,分别只有 4 种和 3 种植物。
研究结论表明,SIVFLORA 数据集是一个具有全球意义的开放获取资源,为研究植物多样性模式、极端环境中生态系统对气候变化的响应、岛屿生物地理学、特有性以及人为压力对南大洋植物群的影响提供了分类学统一且可互操作的资源。该数据集补充了其他主要研究计划,并与相关数据集无缝集成,有助于识别研究差距,指导未来的植物学调查和环境监测工作。它不仅为科学界提供了深入了解南大洋岛屿植物多样性的有力工具,也为保护这些独特而脆弱的生态系统提供了重要的数据支持。随着研究的不断深入,SIVFLORA 数据集有望在生物多样性保护、生态系统管理以及全球变化研究等领域发挥更大的作用,为人类认识和保护地球生物多样性做出重要贡献。