综述：在非洲推进基于特征的生物监测方法用于淡水生态系统评估：现状、挑战及未来方向

《Frontiers in Environmental Science》：Advancing trait-based biomonitoring approach for freshwater ecosystems assessment in Africa: current status, challenges, and future directions

非洲淡水生态系统因人类活动（如土地利用变化、污染、水文改变和气候变率）面临威胁，传统分类学方法在检测生态过程和特定压力响应上存在局限。 trait-based approaches（TBA）通过关联生物功能性状与环境梯度，为评估生态完整性提供新视角。非洲TBA应用受限于本地物种性状数据库缺乏、分类学分辨率不足、机构能力薄弱及跨区域比较研究缺失。未来需加强标准化框架构建、区域数据库整合、多学科协作及资金支持。

　　非洲的淡水生态系统正面临日益加剧的人类活动带来的压力，包括土地利用变化、污染、水文条件改变以及气候变化等。这些生态系统不仅承载着丰富的生物多样性，还为当地居民提供着重要的生态服务，如水质净化、渔业资源、饮用水供应以及文化和休闲功能。然而，随着环境问题的加剧，传统基于分类学的生物监测方法在评估生态系统健康和生态过程方面逐渐显现出局限性。因此，功能特征导向的方法（Trait-Based Approaches, TBAs）作为一种更全面、更具生态意义的替代手段，正在逐渐受到重视。

功能特征方法的核心在于关注物种的功能性特征和生态偏好，而不是仅仅依赖于物种的分类学组成。这种方法能够更有效地揭示生态系统对环境扰动的响应，帮助研究人员识别生态系统的完整性变化，并为长期的生态管理提供科学依据。通过将物种的功能特征与环境梯度联系起来，TBAs能够提供关于生态系统功能的更深入理解，特别是在水文条件变化迅速、直接与流域过程相联系的河流和溪流等流动水体系统中。这些系统由于其高度动态的特性，成为生态变化的早期指示器，使得TBAs在这些区域的应用尤为关键。

尽管TBAs在非洲的淡水生态系统研究中展现出巨大的潜力，但其应用仍然受到多种因素的制约。首先，非洲地区缺乏针对本地物种的功能特征数据库，这使得研究人员难以获取足够的数据来支持系统的生态评估。其次，分类学分辨率的不足也限制了TBAs的有效性，许多研究仅在科或属的水平上进行，忽略了物种级别的功能特征差异。此外，技术能力和资金支持的缺乏，也阻碍了TBAs在非洲的广泛推广和深入应用。这些挑战表明，非洲在推动TBAs的应用上仍需克服诸多障碍。

为了促进TBAs在非洲的进一步发展，有必要建立区域化的功能特征数据库，以便更准确地反映非洲生态系统的多样性。同时，提升本地科研人员的功能特征研究能力，通过培训和教育项目，加强他们在生态学、分类学和数据处理方面的技能，也是推动TBAs应用的关键。此外，推动跨学科合作，整合生态学家、分类学家和政策制定者的力量，有助于将TBAs纳入国家和区域的生态监测框架，从而为可持续的水资源管理和生物多样性保护提供科学支持。

在非洲的某些地区，如南非和尼日利亚，TBAs的应用已经取得了一定的进展。这些国家的研究人员通过系统分析物种的功能特征，揭示了环境变化对生态系统的影响，并为生态管理提供了新的视角。然而，在其他地区，如埃塞俄比亚、肯尼亚和卢旺达，TBAs的研究仍处于起步阶段，传统分类学方法仍占据主导地位。这种不均衡的发展格局表明，非洲在TBAs的应用上存在明显的区域差异，需要采取更加有针对性的策略来推动这一方法在不同生态区域的广泛应用。

与此同时，研究方法的多样性也是推动TBAs发展的重要因素。在非洲的淡水生态系统研究中，研究人员普遍采用二元编码和模糊编码两种方法来表示物种的功能特征。二元编码虽然简单易行，但往往无法充分反映生态系统的复杂性。相比之下，模糊编码能够更细致地表达物种与环境之间的关联性，适用于不同环境条件下的生态评估。此外，统计工具的应用，如RLQ分析、第四角分析和因子图，也在帮助研究人员更全面地理解生态系统的功能特征与环境变量之间的关系。

未来，非洲需要加强在功能特征研究方面的投入，推动更广泛的数据收集和共享，同时发展本地化的研究框架和工具。这不仅有助于提高生态监测的准确性，也为制定更加有效的水资源管理政策提供了科学依据。此外，建立开放获取的功能特征数据库，结合公民科学和数字技术，可以进一步扩大TBAs的应用范围，使其更适用于非洲多样化的生态环境。通过这些努力，非洲的淡水生态系统研究将能够更好地应对日益严峻的环境挑战，实现可持续发展和生态保护的目标。