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Nature子刊:中科院昆明动物所Douglas组提出大尺度生物多样性监测方法

摘要 : 2017年6月22日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Ecology & Evolution》杂志在线发表了中国科学院昆明动物研究所Douglas Yu课题组题为Connecting Earth observation to high-throughput biodiversity data的文章

2017年6月22日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Ecology & Evolution》杂志在线发表了中国科学院昆明动物研究所Douglas Yu课题组题为Connecting Earth observation to high-throughput biodiversity data的文章,该文对实现大尺度生物多样性监测方法进行展望,为环境保护政策的制定提供了全面的科学依据。该文被杂志选为封面文章,昆明动物所研究员Douglas Yu为文章的通讯作者。

大尺度实时生物多样性管理监测,对精细研究生物多样性格局动态和物种适应策略、预测生物兴衰和分布格局态势有重要意义。《中科院十三五规划纲要》将“大尺度区域生物多样性格局与生命策略”作为60个有望实现创新跨越的重大突破之一进行部署,旨在通过环境DNA条形码、大样地野外试验观测和遥感可视化技术来实现生态学和进化生物学领域的重大突破。如今生物多样性正逐渐丧失,因此利用地球观测技术来监测生物多样性、生态系统功能和生态系统服务具有重要意义。但是生物多样性不能完全通过遥感技术观测到,并且单一的观测结果可能会产生误导,以致降低自然保护的效率,影响保护成效,因此需要改进。

为此,Douglas Yu提出通过将自动记录装置、高通量DNA测序技术、先进的生态模型和遥感技术结合起来,实现有效、实时、大尺度的生物多样性管理监测的构想。文章指出,遥感数据和其他的地理数据可以得到时间、空间上连续的生物物理数据,而在样点上利用传统的生物多样性研究方法,如自动录像或图像记录设备、高通量条形码或者线粒体宏基因组技术,又可以得到物种在某些样点的生物多样性信息。但这些样点信息通常是不连续的,无法覆盖到整个景观区域。因此,可以将这些样点信息结合遥感技术来推测整个景观的生物多样性组成,并绘制出生态系统功能和生态系统服务的地图。那么如何将遥感观测结果和样点的高通量生物多样性数据结合起来呢?文章认为,统计模型是连接两者的桥梁。遥感技术能得到大尺度、高分辨率、时间上连续的地图,但是无法直接转化成生物多样性信息。相反,在样点可以得到精确到物种或者个体的大量生物多样性信息,但只限于某些样点。如今,现有的统计模型方法可以利用样点信息和遥感技术来构建连续的物种地图,甚至可以根据采样和分析方法来估计物种丰富度或者生物量。目前有3种统计模型可以实现这一目标,它们分别是联合物种分布模型、群落占据检测模型以及广义相异模型。

大尺度生物多样性监测方法示意图

原文链接:

Connecting Earth observation to high-throughput biodiversity data

原文摘要:

Understandably, given the fast pace of biodiversity loss, there is much interest in using Earth observation technology to track biodiversity, ecosystem functions and ecosystem services. However, because most biodiversity is invisible to Earth observation, indicators based on Earth observation could be misleading and reduce the effectiveness of nature conservation and even unintentionally decrease conservation effort. We describe an approach that combines automated recording devices, high-throughput DNA sequencing and modern ecological modelling to extract much more of the information available in Earth observation data. This approach is achievable now, offering efficient and near-real-time monitoring of management impacts on biodiversity and its functions and services.

来源: Nature Ecology & Evolution 浏览次数:0

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