2016–2025年全球维管植物发现与分类学趋势研究

《Plant Diversity》：Global trends in vascular plant discovery and taxonomy, 2016–2025

　　

专业术语翻译（论文摘要部分） 本研究分析了2016至2025年间新发表的维管植物分类群；与前二十年相比，新分类群的年均发表数量大幅增加；新物种集中于南美洲和热带亚洲；35位作者贡献了所有新发表分类群的四分之一以上；形态学仍然是新物种发现的基础。面对生物多样性加速丧失的严峻形势，发现并记录全球现存植物多样性的需求日益迫切。栖息地破坏、气候变化、过度开发、入侵物种及其他人为压力正导致陆地生态系统发生前所未有的变化，并加剧全球范围内的灭绝风险。许多植物物种可能在获得科学正式命名之前就已消失，尤其是那些分布于地理受限栖息地或经历快速环境变化区域的物种。正如Cheek等人（2020）所强调，一个没有科学名称的物种实际上对大多数科学界而言是隐形的：其生态学、进化关系、潜在用途、威胁及保护状况都更加难以研究。正式命名也是保护评估的重要前提。全球植物物种数量的估计值各不相同，从维管植物369,054种，到374,262种，再到45万种被子植物不等。然而，其多样性远未完全了解。1995年至2015年间，每年约有2,000种维管植物被新描述。然而，这些发现的速率和地理分布在不同分类群和区域之间高度不均。物种丰富的属和科可产生大量新物种，而分类学上困难的类群在形态学、分子学或分析方法取得新进展后，可能经历修订和发现的强化期。同样，拥有广泛但研究不充分的植物区系的国家和地区可能成为分类学发现的中心。理解这些模式不仅对记录已有发现至关重要，而且对识别植物多样性知识中的持续空白也具有重要意义。分类学方法论的进展已大幅拓宽了发现和界定植物类群的方法途径。传统分类学仍从根本上依赖于对形态、解剖和繁殖性状的直接观察以及标本馆标本的比较。与此同时，DNA测序和系统发育方法在揭示隐存多样性、检验物种界限、识别进化关系以及解决仅凭形态学无法充分处理的分类学问题方面日益重要。然而，分子方法并未取代形态学。新物种的正式认定和描述仍需要多种证据的整合。以往研究已证明了分析物种发现速率和模式的价值。然而，缺乏对覆盖最近十年的全球维管植物分类学活动的综合分析。特别是，对新发表分类群在分类等级、主要植物类群、科和属、研究人员、期刊及地理区域间分布的定量评估十分有限。此类分析可以揭示当前植物分类学研究热点，识别获得不成比例分类学关注的类群和区域，并为评估未来植物多样性发现的变化提供基线信息。这些数据不仅对分类学家有价值，对植物学、生态学、进化生物学、生物地理学、生物多样性评估和保护规划领域的研究人员同样具有潜在价值。在本研究中，研究人员分析了2016至2025年间IPNI数据库中记录的维管植物新发表分类群，重点关注科、亚科、属和种级发现。研究人员量化了分类学出版的时间趋势，比较了被子植物、蕨类和石松类以及裸子植物之间的模式，并考察了新发表分类群在科、属、作者、期刊和地理区域间的分布。研究人员进一步将最近十年与之前时期进行比较，以将当代发现速率置于更长的历史背景中。最后，研究人员讨论了这些模式对植物分类学未来的启示，包括形态学专业知识、基于标本的研究和分子数据在植物多样性发现和界定中的持续作用。通过提供近期全球分类学活动的定量概览，本研究旨在为理解维管植物发现格局的变化建立基线，并确定未来分类学研究和生物多样性保护的重点方向。

论文解读文章

一、研究背景与科学问题

全球生物多样性正面临前所未有的丧失压力。栖息地破坏、气候变化、过度开发、入侵物种等人为因素正导致陆地生态系统发生深刻变化，物种灭绝风险持续上升。在此背景下，发现并科学记录全球现存植物多样性的需求日益紧迫。许多植物物种可能在获得正式科学命名之前就已消失，尤其是那些分布于地理受限栖息地或经历快速环境变化的区域。一个没有科学名称的物种对科学界而言实际上是"隐形的"，其生态学特征、进化关系、潜在用途、威胁状况和保护评估都难以开展。正式命名是保护评估的重要前提条件。

全球维管植物物种数量的估计值存在较大差异，从369,054种到374,262种不等，甚至有估计认为被子植物可达45万种。然而，植物多样性远未完全探明。1995至2015年间，全球每年约有2,000种维管植物被新描述，但发现速率和地理分布在分类群和区域之间高度不均。物种丰富的科属可产生大量新物种，分类学困难的类群在方法学突破后可能经历发现高峰期；拥有广泛但研究不充分植物区系的国家和地区也可能成为分类学发现中心。

以往研究虽已记录了每年约2,000种以上新植物物种的持续发表情况，并考察了发现的地理和分类模式，但缺乏对覆盖最近十年（2016–2025年）的全球维管植物分类学活动的综合分析。特别是，对新发表分类群在分类等级、主要植物类群、科属、研究者、期刊和地理区域间的分布缺乏定量评估。此类分析可揭示当前植物分类学研究热点，识别获得不成比例关注的类群和区域，并为评估未来植物多样性发现变化提供基线。这些数据对分类学家以及植物学、生态学、进化生物学、生物地理学、生物多样性评估和保护规划领域的研究人员均具有重要价值。

二、研究内容与核心发现

研究人员从国际植物名称索引（IPNI）数据库获取了2016年1月1日至2025年12月31日期间发表的所有维管植物名称记录（数据截至2026年7月6日），提取了科、属、种、作者、发表来源和地理分布等分类学信息，并剔除了不合格名称、无效名称、重复条目及缺乏关键分类学信息的记录，构建了清洁数据集用于后续分析。

研究结果显示，2016至2025年间全球共发表25,142个新维管植物分类群，包括11个新科、86个新亚科、1,123个新属和23,922个新种，分布于264个科中，年均约2,515个新分类群。被子植物占绝对主导地位，年均2,393个新分类群；蕨类和石松类年均106个；裸子植物贡献最少，年均仅6个。

新发表分类群高度集中于少数物种丰富的科中。前30个科贡献了17,646个新分类群，约占全部分类群的70%。兰科（Orchidaceae）遥遥领先，达3,765个，其次为菊科（Asteraceae，1,588个）和天南星科（Araceae，1,243个）。前30个科均为被子植物。属级水平上，前30个属共贡献5,233个分类群，占总数的20.9%。秋海棠属（Begonia）以494个居首，花烛属（Anthurium）442个，树兰属（Epidendrum）365个。前30个属中除铁角蕨属（Asplenium）为蕨类外，其余均为被子植物。

分类学贡献在作者间分布不均。35位作者每人发表超过100个新分类群，合计贡献6,932个，占全部新发表维管植物分类群的27.6%。其中Thomas B. Croat（密苏里植物园）最为多产，发表855个新分类群，主要集中于天南星科。合作研究日益普遍，多作者联合发表的分类群比例持续上升。

发表渠道方面，Phytotaxa以5,475个新种居首，PhytoKeys以1,424个次之，两刊合计占十年间全部新描述物种的27.5%。

地理分布呈现显著聚集性。南美洲占比最大，达7,843种（32.79%），其次为热带亚洲5,147种（21.52%）。国家层面，巴西以2,572种居首，中国以2,542种紧随其后，哥伦比亚1,577种位列第三。值得注意的是，2020至2023年连续四年中国新描述物种数超过巴西。中国已知维管植物区系为31,362种，明显小于巴西已知的33,161种，但中国在新物种发现方面保持了极高水准，DNA及其他综合数据在物种界定中的广泛采用可能是重要推动因素之一。

三、关键技术与方法

本研究主要基于IPNI数据库的系统数据挖掘与清洗。研究人员下载了2016至2025年间所有维管植物名称记录，提取分类学信息（科、属、种、作者、发表来源），并从世界植物在线（POWO）数据库获取地理分布数据。数据清洗排除不合格名称、无效名称和重复条目。时间趋势分析采用年度统计和五年移动平均法；地理分布分析基于TDWG正式地理分区体系；作者贡献分析聚焦于发表超过100个新分类群的高产研究者。1995–2015年的历史数据参考Christenhusz和Byng（2016）的数字化数值进行比较分析。

四、研究结果

时间趋势分析。 2016–2025年年均约2,392个新种（2,506个新分类群）。分类学活动在2020年达到峰值，为2,672个新种（2,816个新分类群），随后总体呈下降趋势，2021–2022年维持在每年约2,400种水平，2023年降至十年最低的2,076种，2024和2025年有所回升但低于2020年峰值。2020年峰值可能与COVID-19疫情期间全球封锁、植物学家有更多时间描述标本馆中已有新物种有关；2023年低谷可能主要与2022年全球标本馆和植物机构广泛封锁的直接影响相关。

与历史时期比较。 1995–2015年间，年描述量围绕2,000–2,200种波动，五年移动平均保持相对稳定。而2016–2025年明显跃升至更高水平，五年移动平均达到约2,300–2,400种/年，表明近期增长并非单一异常年份所致。研究人员认为，2012年《墨尔本法规》放宽规则——允许仅在线发表新分类群且不再强制要求拉丁语诊断——是重要推动因素，经过2012至2015年的四年积累后，分类学活动显著增加。在线期刊（如Phytotaxa和PhytoKeys）的兴起也发挥了重要作用。

形态学与分子数据的角色。 在35位高产作者发表的6,932个新分类群中，仅不到200个（<3%）部分基于DNA数据，表明过去十年绝大多数新分类群的发现仅依赖形态学。形态学数据更易获取、成本更低、对资金、技能和设施要求更少。然而在属级以上分类阶元，情况有所不同：35位高产学者贡献了1,123个新属中的275个（24.5%），其中约81个（29%）至少部分得到DNA数据支持，显示分子数据在更高分类阶元的检测、界定和划定方面具有显著潜力。

五、讨论与结论

本研究表明，2016–2025年间全球维管植物分类学活动较前二十年显著增强，年均新种描述量从约2,000种提升至约2,400种。这一增长是真实的，并非索引不完整或方法差异所致。新物种发现高度集中于南美洲和热带亚洲，巴西、中国和哥伦比亚是全球三大发现中心。形态学仍然是新物种发现的基础，但DNA数据在属级及以上分类阶元的界定中正发挥越来越重要的作用。中国在2020–2023年连续四年新种描述量超过巴西，DNA等综合数据的广泛采用可能是关键因素之一。研究结论指出，形态学专业知识、基于标本的研究和分子数据的整合将继续在植物多样性发现和界定中发挥核心作用。本研究为理解全球维管植物发现格局的变化建立了定量基线，为未来分类学研究和生物多样性保护提供了重要参考依据。