动物研究所合作研发生命策略指数—系统评估物种灭绝风险

当前地球正处于第六次生物大灭绝的关键时刻,这不仅是地球生物历史上的一个重大转折点,也对我们赖以生存的生态系统构成了前所未有的威胁。自工业革命以来,人类活动对生物多样性的冲击表现出极其复杂和动态的变化趋势。在这一关键历史时刻,如何有效评估物种的灭绝风险,从而采取有力的物种保护措施,成为人类面临的一大挑战。尽管目前已有多种物种灭绝风险评估方案,如国际自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录、地球生命力指数(LPI)等,但大多数评估方法未能全面考虑到造成生物多样性危机的关键因素,尤其是遗传多样性和物种的扩散拓殖能力。因此,目前迫切需要开发一种综合性的评估工具,以更深入和全面地理解物种面临的濒危因素,并制定有效的保护措施。面对这一挑战,中国科学院动物研究所的詹祥江团队与成都生物研究所的陈有华团队、戴强团队等展开联合攻关,综合考量了物种的生态变量、遗传多样性和扩散能力等关键因素,创新性地提出了生命策略指数(LSI)这一综合评估标准。该全新的评估指数旨在预测不同动物类群在气候变化条件下的灭绝风险,为濒危物种的科学管理及全球生物多样性保护提供了科学准确的依据。

该研究所联合开发的生命策略指数明确将进化潜力(G)、生态潜力(E)和拓殖潜力(C)作为评估物种灭绝风险的三大要素。这三大要素共同构成了“木桶效应”理论框架,即木桶的容量受到最短木板的限制。生命策略指数(LSI)认为这三个要素缺一不可,物种灭绝风险的高低在很大程度上取决于这三者中最薄弱的环节(图1)。传统方法往往仅依赖孤立或片面的生态信息和物种生活史数据进行物种灭绝风险评估,LSI成功克服了其可能遇到的局限性。

通过分析270种两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类动物的数据,本研究证实了生命策略指数及其构成要素的独特价值。LSI评估了大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)、中国大鲵(Andrias davidianus)、扬子鳄(Alligator sinensis)和朱鹮(Nipponia nippon)等物种的G、E、C三大要素,准确地描绘了物种的濒危现状。在GEC三元图上,LSI评分较低的物种更可能出现在坐标轴的边缘或附近(图2)。综上所述,LSI不仅促进了对物种种群动态生物学机制的深入理解,还能评价物种的濒危现状,为全面的物种保护工作提供了针对性的科学支撑。

2024年2月8日,该研究以“Toward a predictable cask theory of species extinction assessment in the Anthropocene”为题发表于Frontiers in Ecology and the Environment (DOI: 10.1002/fee.2714)。中国科学院成都生物研究所陈有华研究员与戴强研究员为本文共同第一作者。中国科学院动物研究所詹祥江研究员、江西农业大学魏辅文院士与中国科学院昆明植物研究所李德铢研究员为文章共同通讯作者。该研究得到中国科学院战略先导专项、中国科学院全球共性挑战专项和新疆第三次综合科学考察项目等资助。

图1. 生命策略指数(LSI)理论框架,其由三个独立且不可或缺的要素组成:进化潜力(G)、生态潜力(E)和拓殖潜力(C)。


图2. 270种陆生脊椎动物的进化潜力(G)、生态潜力(E)和拓殖潜力(C)评估的直角三元图。其中数字表示的物种如下:(1)中华大鲵,(2)大熊猫,(3)中国小鲵(Hynobius chinensis),(4)朱鹮,(5)夏威夷苇莺 (Acrocephalus familiaris),(6)非洲象(Loxodonta africana),(7)白头海雕(Haliaeetus leucocephalus),(8)扬子鳄。

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