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中国特有华溪蟹属淡水蟹多样性格局及其保护空缺
生物多样性
2025, 33 (8):
25123-.
DOI: 10.17520/biods.2025123
淡水蟹类是底栖大型无脊椎动物代表类群之一, 也是判断生态系统健康与否的关键指示生物, 但其物种多样性和遗传多样性并未得到有效保护。据此, 本研究以中国特有的华溪蟹属(Sinopotamon)淡水蟹类为例, 基于详尽的野外调查与文献资料汇总, 构建了该类群的物种分布数据库, 利用空间广义线性混合模型来评估影响其物种多样性与遗传多样性的关键环境因素; 通过将物种多样性和遗传多样性格局与现有保护地进行叠加分析, 以识别其多样性热点和保护空缺区域。研究结果表明, 华溪蟹属物种多样性分布中心位于云贵高原东北缘至浙闽丘陵之间的地区, 其物种多样性整体上呈现出由长江流域向南北边缘逐渐稀少的特点; 遗传多样性呈现出空间不均匀分布的特征, 山地区域的遗传多样性相对较高。物种多样性和遗传多样性之间存在显著的正相关关系, 海拔和年平均降水量等环境因子对两者具有显著的正向影响。华溪蟹属物种多样性和遗传多样性格局呈现显著的空间聚集性, 其热点主要分布于中国中南部的山地丘陵地带, 在该地区识别出4个保护空缺区域; 南岭山脉东段被识别为遗传多样性特有的热点区域。本文研究结果显示, 山地生态系统及暖湿气候在华溪蟹属淡水蟹物种多样性和遗传多样性的形成过程中发挥了关键作用。本研究强调了结合物种多样性和遗传多样性来规划自然保护区的必要性, 为中国淡水生态系统的未来生物多样性保护管理与决策提供了数据支撑和科学依据。  View image in article
图2
华溪蟹属淡水蟹物种丰富度和遗传多样性空间分布格局。(A)以1° × 1°网格为操作单元的物种丰富度格局; (B)以1° × 1°网格为操作单元的遗传多样性格局; (C)以2° × 2°网格为操作单元的物种丰富度格局; (D)以2° × 2°网格为操作单元的遗传多样性格局。S1-S3: 物种多样性分布中心; G1-G5: 遗传多样性分布中心。
正文中引用本图/表的段落
本文构建的华溪蟹属物种分布数据集共包括84个物种的1,363个原始分布记录。其中, 本文通过野外调查, 在426个样点共记录69个华溪蟹属物种。该属主要分布于黄河和长江流域间的大型盆地、山地、丘陵和平原地区, 仅小华溪蟹(Sinopotamon parvum)、融水华溪蟹(S. rongshuiense)和安远华溪蟹(S. anyuanense)的地理分布区扩展至珠江流域(图1A, B)。基于不同分辨率网格对物种丰富度格局的分析显示, 物种丰富度较高的区域集中在云贵高原东北缘和浙闽丘陵之间的山地区域(图2A, C)。云贵高原东北缘包括大巴山脉东段、巫山、武陵山脉以及雪峰山脉, 这些山地区域海拔通常在1,000 m以上, 位于中国大陆第二级地势阶梯的东缘及其地形转折地带。雪峰山脉至浙闽丘陵之间的区域包括罗霄山脉、南岭和武夷山脉, 该区域以东北-西南走向的丘陵和中低山地的喀斯特地貌为主, 海拔多在500-1,000 m之间。华溪蟹属在空间分布上有3个物种多样性分布中心(图2A, C: S1-S3): (1)四川盆地南缘及邻近山地区域(图2A, C: S1), 此区域共计8种。(2)大巴山脉东缘、巫山和武陵山脉区域(图2A, C: S2), 此区域共计32种。(3)罗霄山脉、武陵山脉北段和大别山脉(图2A, C: S3), 此区域共计32种。分布区的最北缘和最南缘边界区域, 物种多样性最低, 两端区域各仅分布1-2个物种, 呈现出由长江流域向北向南边缘逐渐稀少的多样性分布格局。
基于不同分辨率网格的遗传多样性分布格局的分析显示, 共发现5个遗传多样性热点区域(图2B, D: G1-G5): (1)四川盆地南缘及邻近山地区域(图2B, D: G1)。(2)秦岭、大巴山脉和巫山西段区域(图2B, D: G2)。(3)太行山脉、南阳盆地和大别山脉区域(图2B, D: G3)。(4)武陵山脉、雪峰山脉和南岭区域(图2B, D: G4)。(5)罗霄山脉、武夷山脉和浙闽丘陵区域(图2B, D: G5)。广域种和狭域种的遗传多样性分布格局与全域物种的分布格局一致, 遗传多样性高的区域也位于上述5个遗传多样性热点区域(附录11)。华溪蟹属遗传多样性呈现出空间不均匀分布的特征, 高海拔山地区域的遗传多样性较高。
多样性热点地区与保护区叠加分析显示, 1° × 1°网格分辨率下保护区网格覆盖了物种丰富度热点地区网格的21.7%和遗传多样性热点地区网格的22.3%, 仍存在明显的保护空缺(图4)。物种丰富度热点图共识别出3个主要保护空缺区域(图4A): GAP1毗邻大巴山脉, 位于四川盆地东缘至重庆北部; GAP2位于秦岭、大巴山脉、大别山脉与武陵山脉之间的区域, 地跨湖北与湖南北部; GAP3延伸自武陵山脉南缘至武夷山脉西缘, 涵盖湖南中部与江西西部。遗传多样性热点图识别出4个保护空缺区域(图4B): GAP1基本与物种丰富度热点图一致; GAP2位于秦岭南麓与大巴山脉北麓之间, 地处陕西与湖北的交界区域; GAP3基本与物种丰富度热点图一致, 部分与物种丰富度热点重叠; GAP4为遗传多样性特有空缺, 位于南岭山脉和武夷山脉交汇区域, 地跨广东北部和福建南部。2° × 2°网格分辨率下保护区网格覆盖了物种丰富度热点地区网格的21.6%和遗传多样性热点地区网格的26.4%, 与1° × 1°网格分辨率下识别的保护空缺区域基本一致(附录17)。
本文的其它图/表
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