5月11日,Nature子刊《Nature Plants》在線發表了重慶大學環境與生態學院教授楊永川團隊研究論文 “Human activities and species biological traits drive the long-term persistence of old trees in human-dominated landscapes”,揭示了影響人類聚居區古樹長期留存的關鍵因素。
重慶大學生物多樣性與生態保育團隊已畢業博士黃力(現北京大學博雅博士后)為論文的第一作者,楊永川、北京大學生態中心教授唐志堯和澳大利亞國立大學教授David B. Lindenmayer為論文的共同通訊作者。團隊博士研究生靳程、周禮華和胡四維以及重慶大學生態系龐明月副教授、李宏副教授和林敦梅副教授,中科院東北地理研究所研究員潘應驥,北京大學博士孟媛媛和博士郭焱培,四川大學徐曉婷副教授,華東師范大學宋坤副教授和閻恩榮教授,香港教育大學C. Y. Jim教授,美國巴德學院西蒙洛克分校博士Jesse Minor和緬因大學法明頓分校教授Chris Coggins為共同作者。研究受到重慶市技術創新與應用示范專項社會民生類重點研發項目、國家自然科學基金和中國博士后科學基金項目資助。
古樹(100年以上的樹木)是人類聚居區的自然遺產和文化遺產,具有極其重要的生態系統服務,例如維持生物多樣性、促進生態恢復、提供生產生活資料和承載傳統文化和精神信仰等。在許多受到高強度人類活動干擾的地區,古樹也許是當地僅存的自然記憶。我國是世界上生物多樣性最高的國家之一,同時具有幾千年不間斷的文明,目前在城市和農村地區保存了大量的古樹,是區域生物多樣性和生物文化多樣性保護的核心。盡管如此,在氣候變化和人類干擾的影響下,古樹面臨前所未有的衰退,如何有效保護古樹成為一個全球性問題。然而,究竟是什么因素在影響或者制約古樹在人類聚居區的長期留存?目前對該問題的認識還不深入。
團隊通過收集發表論文、出版書籍和政府公布的古樹數據,建立了涵蓋中國1925個區縣的古樹數據庫,包含1580多個樹種的近180萬株古樹。基于該數據庫,研究分別從物種和空間的角度分析了影響古樹在人類聚居區長期留存的關鍵因素,主要回答3個科學問題:(1)經過長期人類活動的篩選,目前人類聚居區的古樹組成具有怎樣的特征?(2)什么樣的樹種在人類聚居區更可能被保存為古樹?(3)哪些地區對古樹的長期保存更加友好?與當地的環境條件和人類活動具有怎樣的關聯?
研究發現,經過長期的篩選,目前人類聚居區的古樹群體被人類關聯種占據絕對優勢,以不到15%的物種數量貢獻了超過85%的古樹個體。絕大多數地區的古樹都被人類關聯種占據優勢,尤其是耕地覆蓋度高的區域。相反,自生種的古樹呈現孑遺化和特有化的特征,大量樹種目前僅保存了極少量的古樹個體或者只分布在單一網格中。
研究揭示了長期人類活動對人類聚居區樹木長期留存的潛在影響。由于人類對少數具有文化價值和實用價值樹種的偏好,使得這些樹種的個體受到選擇性保護,從而更容易被長期保存為古樹。相反,那些不具有人類利用價值的樹種(比如起源于自然森林的樹種)可能受到破壞性人類活動(比如耕地擴張)的干擾,從而在人類聚居區難以被長期保存。因此,在長期人類活動的篩選下,人類聚居區的古樹傾向于被少部分人類關聯種占據絕對的優勢,而自生種的古樹個體逐漸減少,呈現孑遺化和特有化的特征,這顯然對人類聚居區以古樹為核心生物多樣性和生物文化多樣性保護十分不利。
研究還發現西南少數民族聚居區以及武夷山脈等區域對自生樹種古樹個體的長期留存比較友好。一方面與當地特殊的地形條件有關,比如陡峭的地形限制了耕地的擴張,從而為古樹的留存提供了相對穩定的生境。更加重要的是,當地傳統文化和信仰促進了古樹的長期保存。比如,在自然崇拜文化和風水文化的影響下,大量古樹個體被作為神樹或者風水樹進行嚴格保護。實際上,古樹承載了我國傳統文化中的生態思想和智慧。在當前生態文明建設的時代背景下,如何更好地發揮古樹在生態恢復、保護生物多樣性與生物文化多樣性、傳承傳統生態知識中的作用,以及如何從傳統生態智慧中獲取有效的古樹保護策略,仍然需要科學家和管理者的持續努力。

物種分布占有率(RFR)的種間差異和影響因素。A,基于物種分布占有率的系統發育信號;B,物種分布占有率的影響因素;C,人類關聯種和自生種物種分布占有率比較。
楊永川創建的生物多樣性與生態保育團隊自2009年開始致力于中國的孑遺植物保護研究,發現古樹和以其為優勢種的風水林保留了眾多孑遺物種的野生種群,進而從2015年開始致力于中國人類聚居地區多尺度古樹分布格局和留存機制的研究。這是團隊繼2018年在Nature子刊Nature Communications發表論文后,再次在Nature子刊發表研究成果,團隊系統講述生物多樣性保護的中國智慧和中國故事的水平受到國內外的廣泛認可,進一步提升了重慶大學生態學科的影響力。
全文鏈接: https://www.nature.com/articles/s41477-023-01412-1