昆明動物所提出大尺度生物多樣性監(jiān)測方法

　　近日，中國科學(xué)院昆明動物研究所Douglas Yu課題組在《自然-生態(tài)學(xué)與進(jìn)化》（Nature Ecology & Evolution）雜志上發(fā)表了題為Connecting Earth observation to high-throughput biodiversity data 的文章，該文對實現(xiàn)大尺度生物多樣性監(jiān)測方法進(jìn)行展望，為環(huán)境保護(hù)政策的制定提供了全面的科學(xué)依據(jù)。該文被雜志選為封面文章，昆明動物所研究員Douglas Yu為文章的通訊作者。

　　大尺度實時生物多樣性管理監(jiān)測，對精細(xì)研究生物多樣性格局動態(tài)和物種適應(yīng)策略、預(yù)測生物興衰和分布格局態(tài)勢有重要意義。《中科院十三五規(guī)劃綱要》將“大尺度區(qū)域生物多樣性格局與生命策略”作為60個有望實現(xiàn)創(chuàng)新跨越的重大突破之一進(jìn)行部署，旨在通過環(huán)境DNA條形碼、大樣地野外試驗觀測和遙感可視化技術(shù)來實現(xiàn)生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域的重大突破。如今生物多樣性正逐漸喪失，因此利用地球觀測技術(shù)來監(jiān)測生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)功能和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有重要意義。但是生物多樣性不能完全通過遙感技術(shù)觀測到，并且單一的觀測結(jié)果可能會產(chǎn)生誤導(dǎo)，以致降低自然保護(hù)的效率，影響保護(hù)成效，因此需要改進(jìn)。

　　為此，Douglas Yu提出通過將自動記錄裝置、高通量DNA測序技術(shù)、先進(jìn)的生態(tài)模型和遙感技術(shù)結(jié)合起來，實現(xiàn)有效、實時、大尺度的生物多樣性管理監(jiān)測的構(gòu)想。文章指出，遙感數(shù)據(jù)和其他的地理數(shù)據(jù)可以得到時間、空間上連續(xù)的生物物理數(shù)據(jù)，而在樣點上利用傳統(tǒng)的生物多樣性研究方法，如自動錄像或圖像記錄設(shè)備、高通量條形碼或者線粒體宏基因組技術(shù)，又可以得到物種在某些樣點的生物多樣性信息。但這些樣點信息通常是不連續(xù)的，無法覆蓋到整個景觀區(qū)域。因此，可以將這些樣點信息結(jié)合遙感技術(shù)來推測整個景觀的生物多樣性組成，并繪制出生態(tài)系統(tǒng)功能和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的地圖。那么如何將遙感觀測結(jié)果和樣點的高通量生物多樣性數(shù)據(jù)結(jié)合起來呢？文章認(rèn)為，統(tǒng)計模型是連接兩者的橋梁。遙感技術(shù)能得到大尺度、高分辨率、時間上連續(xù)的地圖，但是無法直接轉(zhuǎn)化成生物多樣性信息。相反，在樣點可以得到精確到物種或者個體的大量生物多樣性信息，但只限于某些樣點。如今，現(xiàn)有的統(tǒng)計模型方法可以利用樣點信息和遙感技術(shù)來構(gòu)建連續(xù)的物種地圖，甚至可以根據(jù)采樣和分析方法來估計物種豐富度或者生物量。目前有3種統(tǒng)計模型可以實現(xiàn)這一目標(biāo)，它們分別是聯(lián)合物種分布模型、群落占據(jù)檢測模型以及廣義相異模型。