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南美塞拉多（Cerrado）是世界上树木生物多样性最丰富的稀树草原，但面临严重濒危。研究人员通过分析 222 个样地数据，探究其树木多样性和丰度。结果发现其存在极端优势种和大量稀有物种，且自 1985 年已损失 240 亿棵树。该研究为其保护提供关键依据。
在广袤的南美洲大陆，有一片神奇而独特的土地 —— 塞拉多（Cerrado）。它是美洲最大、世界上树木生物多样性最为丰富的稀树草原，宛如大自然精心雕琢的生态宝库。然而，如今这片宝库却面临着严峻的挑战。塞拉多仅有 8% 的区域受到保护，超过一半的土地已经被砍伐森林，生态环境岌岌可危。但令人遗憾的是，对于这片土地上树木的多样性和数量，人们了解得少之又少。这不仅阻碍了制定有效的保护和管理策略，也让我们难以深入理解这里的生物多样性和生态过程，以及它与亚马逊地区过渡带的生态联系。因此，开展对塞拉多树木的研究迫在眉睫。
为了解开塞拉多树木的神秘面纱，来自巴西、荷兰、英国等多个国家科研机构的研究人员携手合作 。他们通过收集并分析独特的、涵盖整个生物群落的生态植物数据集，对塞拉多的树木进行了深入研究。最终，这项研究取得了一系列重要成果，并发表在《Communications Biology》杂志上。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，他们整合了位于塞拉多地理边界内的植被清查样地数据，这些数据来自文献、实验室和研究中心，经过筛选最终确定了 222 个符合标准的样地。其次，运用空间插值方法，如黄土回归（loess regression）或反距离加权法（inverse distance weighting），来估计树木种群数量和平均树木密度。此外，通过将塞拉多划分为不同的生物地理区，构建排序丰度分布（ranked abundance distribution，RAD）来评估区域优势度 。还利用 1985 年和 2020 年的高分辨率栅格数据集，分析了塞拉多植被的时空动态变化。
研究结果主要有以下几方面：
- 优势种与稀有物种：研究估计塞拉多约有 1605 种树木，存在极端优势种现象，不到 2%（30 种）的物种占据了所有树木的一半。其中，单种科 Vochysiaceae 占所有树木的 17%，最丰富的物种 Qualea parviflora 占 1/14。相反，63% 的物种很稀有，在所有样地中树木数量少于 100 棵。
- 树木数量变化：通过分析，研究人员估算出塞拉多原本约有 1410 亿棵树，但自 1985 年以来，已经损失了 240 亿棵树，这一数量相当于地球上人类人口数量的三倍。同时，塞拉多还失去了 2390 万公顷的稀树草原植被，这些植被的丧失涉及各种类型的稀树草原植被转化为农作物和牧场。
- 物种分布特征：研究发现，不同生物地理区的树木分布存在差异，中西部地区的树木个体数量占比最高，达到 31.8%。在所有测量的样地中，共记录到 219,850 棵树，分属 585 种，隶属于 76 个科。优势科包括 Vochysiaceae、Fabaceae 等，它们共同占据了塞拉多稀树草原树木总数的一半以上。
在研究结论与讨论部分，塞拉多和亚马逊地区树木群落的优势结构惊人地相似，尽管树种数量相差 10 倍，但优势种的比例相近。对于塞拉多来说，树木优势种的形成可能与极端气候、土壤条件和火灾等因素有关，而非生物因素如对病原体的抗性等。同时，研究还指出，塞拉多目前面临着气候变化和物种灭绝的双重威胁。优势种在生态系统结构中占据主导地位，如果它们无法适应全球变暖和季节变化加剧的趋势，生态系统功能可能会受到严重影响。而大量稀有物种的存在，加上持续的森林砍伐，可能导致该地区物种的大规模灭绝。此外，塞拉多作为连接亚马逊地区和其他生物群落的重要生态廊道，其森林砍伐还会威胁到周边生物群落的完整性。
这项研究意义重大，它首次全面分析了塞拉多树木物种的优势度和丰度，为我们深入了解这一生物群落提供了宝贵的数据支持。研究结果强调了塞拉多在全球生物多样性中的关键作用，以及它目前所面临的脆弱性，呼吁全球共同关注并采取行动，保护这一珍贵的生态系统，避免物种和生物群落的不可逆转损失。
