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昆明动物所等利用蚂蝗iDNA评估自然保护区管理成效

  生物多样性的灾难性丧失是当前全球面临的重要问题之一,建立自然保护区是公认的保护生物多样性的关键措施。截至2015年,全球已有约15%的陆地面积被划为自然保护区,但由于缺乏野生动物(尤其是脊椎动物)的多样性信息,如何判断这些保护区是否真正有效地保护了当地生物多样性,成为全球性难题。为解决这一难题,中国科学院昆明动物研究所研究员Douglas Yu课题组首次利用蚂蝗吸食的脊椎动物血液中的DNA(iDNA,invertebrate-derived DNA),对占地677平方公里的哀牢山国家级自然保护区,开展脊椎动物多样性全局调查。

  本研究中,保护区被划分成172个巡逻区,由163位护林员在巡视过程中采集蚂蟥共计30,468只,在由蚂蝗得到的iDNA数据中,鉴定得到86个脊椎动物物种,包括两栖类、哺乳类、鸟类和爬行类,其中15个被世界自然保护联盟(IUCN)认定为受威胁或接近受威胁的物种。多物种占据模型分析结果显示:在群落水平,物种丰富度随着海拔的升高以及与保护区边缘距离的拉长而增加;在物种水平,大多数大型野生哺乳动物(如水鹿、黑熊、苏门羚、毛冠鹿)在较高海拔、靠近保护区中央的地区分布更多,而家养动物物种(牛、绵羊、山羊等)和一个野生动物物种(赤麂)则在海拔较低的、靠近保护区边缘的地区分布更多。

  该研究证明了基于蚂蝗iDNA的高通量条形码技术可实际应用于大规模、高空间分辨率的野生脊椎动物多样性评估调查。该研究是迄今为止基于iDNA开展的空间分辨度最高、规模最广的野生脊椎动物多样性调查。研究表明,哀牢山自然保护区(主要在其核心区域)为具有高保护价值的脊椎动物提供了保护空间。研究还展示了保护区由于人类活动(如农业、畜牧和偷猎)而引发退化的脆弱性。该研究为哀牢山自然保护区建立了基于iDNA的脊椎动物多样性基线,未来的iDNA调查可以基于这个基线检测各个物种分布的变化,作为评估自然保护区的效率指标。

  相关研究成果以Measuring Protected-Area Effectiveness using Vertebrate Distributions from Leech iDNA为题,发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上该工作以昆明动物所为主导,由美国哈佛大学、云南省林业调查规划院共同完成。研究工作得到中科院、国家自然科学基金、哈佛大学、云南省林业调查规划院等的支持。

  论文链接 

1.哀牢山地图、吸血蚂蝗和本研究检测到的部分保护动物 

图2.物种丰度分布图(按巡逻区划分)