1、生物多样性保护导论7：中国生物地理区划和生物多样性特点生物地理区划的目的和意义 什么是生物地理区划？一个地域按照生物分布规律或相似性进行区划 有什么作用？地区生态学信息 突出显示出一些特别的生态区 自然保护区系统的规划 就地保护规划和物种持续利用的管理 物种研究和保护生物地理区划研究简介 19世纪中叶，Sclater（1857）Wallace(1876)世界6个界的划分，即：古北界、新北界、新热带界、埃塞俄比亚界、澳大利亚界和东洋界 中国位于古北界Palaearctic Realm东部、东洋界Oriental Realm北线生物地理区划研究简介 20世纪70年代M.D.F.Udvardy 古北
2、界Palaearctic Realm、印马界Indo-Malayan Realm中国植被区划中国植被区划 吴征镒，1980中国动物地理区划系统中国动物地理区划系统 郑作新、张荣祖，1959年 张荣祖、赵肯堂，1978 中国科学院中国自然地理编辑委员会，1979 张荣祖，1999地方或省动物地理区划国际生物地理区划简况 详细通用的生态区（Ecoregion）数字化资料。国家的保护管理研究和规划、自然保护区建立和宣传教育越来越多地以生态区为单位 建立了以生态区为研究对象的专家组、工作组。生态区划成为国家或地区范围进行GAP分析（GAP Analysis）和生物多样性受危分析（Biodiversit
3、y Risk Analysis）等的不可缺少的基本资料。Global 200Global 200 EcoregionsEcoregions全全球球200200个生物多样性保护重点生态区个生物多样性保护重点生态区HotspotsHotspots全全球生物多样行保护热点地区球生物多样行保护热点地区全球生物多样性保护重点地区全球生物多样性保护重点地区加拿大共分了以下3级区划 生态带（EcoZones）15 最广泛的地理和生态相似性划分。生态区（EcoRegions）194 根据气候、地理和已有的省级生态区划划分的，有时也使用了更详细的省级气候和地理信息，以及植被和地质信息 生态小区（EcoDistr
4、icts）1000多个 每个生态小区具有相对同质的生物地理和气候条件。生态小区的区别特征包括：地区地形、当地地表类型、永久冻土分布、土壤演化、结构类型、植被、土地利用类型、降雨量范围以及平均温度等。中国地形概况中国地形概况 位于欧亚大陆的东南部 西南是世界屋脊喜马拉雅高原 东南和东部为世界最大海洋太平洋 跨东经50，北纬50，总面积960万平方公里 海拔最高的喜马拉雅山主峰达8844.43米，最低吐鲁番盆地海拔为-154米 气候跨越明显的5个带，即寒温带、温带、暖温带、亚热带和热带中国生物地理单元中国生物地理单元的划分的划分中国综合自然地理区划 中国自然地理中国自然地理（1985）Physic
5、al Geography of China（1986）中国综合自然地理区划中国综合自然地理区划 三大自然区 七个自然地区 三十三个自然区 100个自然亚区三大自然区三大自然区Natural Realm 哪三大自然区？东部季风区Eastern Monsoon China 西北干旱区（蒙新区）Northwest Arid China 严寒的青藏高原区Qinghai-Tibetan Frigid Plateau中国生物地理单元 亚区界限的修改和添加亚区界限的修改和添加 地形 植被 水系 124个基本单元个基本单元物种分布规律是生物地理区划的根本 171种哺乳类种哺乳类 509种高等植物种高等植物 分
6、布信息进行聚类分布信息进行聚类物种选择的原则和标准 自然分布的所有物种自然分布的所有物种 不适宜物种不适宜物种 广泛分布物种 极狭窄分布物种 分布信息不足物种 国外引入物种 广泛栽种物种 分类学有争议物种用于分析的动物物种 哺乳动物物种（哺乳动物物种（171）食虫目（Insectivora）树鼩目（Scandentia）灵长目（Primate）偶蹄目（Artiodactyla）啮齿目（Rodentia）兔形目（Lagomorpha）用于分析的植物物种（509）松科（Pinaceae）杉科（Taxodiaceae）麻黄科（Ephedraceae）杨柳科（Salicaceae）桦木科（Betula
7、ceae）山毛榉科（Fagaceae）毛茛科（Ranunculaceae）木兰科（Magnoliaceae）番荔枝科（Annonaceae）槭树科（Aceraecae）紫草科（Boraginaceae）基于物种分布的地理分区聚类分析方法生物学群落有关的相似性指数生物学群落有关的相似性指数 Jaccard(1901,1912,1928)Srensen(1948)Spatz(1970)共共有有物物种种数数物物种种总总数数x 100c2c ISS=(A+B)x 100 或或者者A+Bx 100McISSp=R xMa+Mb+Mcx 100 Srensen多维样本相似性指数2w IS =A+Bx 10
8、0(百百 分分 率率)多维分类排序多维分类排序 Ward方法：最小平方和误差函数极小化原理 其他聚类方法 Nearest Neighbour Furthest Neighbour Median Group Average Centroid聚类方法聚类方法 A.Dekker博士 2种相似性系数计算方法 6种聚类方法CLGRAF软件软件聚类分析结果和主要结论聚类分析结果和主要结论根据动物物种信息的聚类结果根据植物物种信息的聚类结果动植物聚类结果主要结论三大自然区界线和动植物分布界三大自然区界线和动植物分布界线差异较大线差异较大 蒙新干旱区的动物和植物都明显分为东西两个部分，内蒙古东部地区的物种类型
9、更接近于东北和华中地区的物种三大自然区界线和动植物分布界三大自然区界线和动植物分布界线差异较大线差异较大 季风区的秦岭、淮河一带成为东边半个中国的动植物物种分界线，而不是自然地理的季风区北界三大自然区界线和动植物分布界三大自然区界线和动植物分布界线差异较大线差异较大 青藏高原区由于哺乳类在青藏高原东南部，特别是在横断山区呈现的广泛过渡性，哺乳类分布分界线明显向西北推移。动物和植物在青藏高原和塔里木盆地的分界线都不是自然区的盆地南缘，而是昆仑山。哺乳动物和植物分布特点差异哺乳动物有更宽广的生态位哺乳动物有更宽广的生态位 分布区覆盖低于6个（含6个）单元的哺乳类物种占用于分析的物种总数的33%，而
10、植物达50%。分布区覆盖低于3个（含3个）的哺乳类不到17%，植物达23%。植物许多物种的分布型表现得非常原始（属于更新世以前的类型），表现为孓遗或间断分布。聚类结果显示植物比哺乳类更切合于地理分区。哺乳动物有更宽广的生态位哺乳动物有更宽广的生态位 哺乳类的分布大多数更现代，为更新世或第四纪类型。间断分布现象较少，有更宽广的地理和生态位。例如食肉类，而植物除风媒植物外，大多数植物散播的速度都很慢哺乳动物有更宽广的生态位哺乳动物有更宽广的生态位 植物很容易受到霜线的限制。哺乳类经受能力却较强 云南省，从南到北，植物呈现明显的区带变化，从南部和西南部的热带季雨林，到中部中高海拔亚热带常绿阔叶林区，
11、再到高海拔横断山脉山地针叶林和高山草甸区。而哺乳动物在同样区域则体现了相当高的相似性。中印亚界的界线对植物和动物来说完全不一致也是很好的例证哺乳动物明显被大型山脉和河流阻隔哺乳动物明显被大型山脉和河流阻隔 山地动物的季节迁徙可在短距离、短时间内完成，故其山地垂直自然分布，显然不如植物明显。但是山脊和大型河流却能成为明显的阻隔，这种作用显然比对植物的作用明显。秦岭和长江显然是哺乳动物的分界线，而植物的分界线要更北一些。喜马拉雅山脊将哺乳动物的分布切断，成为哺乳动物的第一级聚类线，但喜马拉雅山南麓和雅鲁藏布江两个区的植物却有一定的相似性。这可能是因为雅鲁藏布江提供了水源，由于风或随雪水下流的植物种
12、子，在雅鲁藏布江流域找到适宜地，而动物要跨越喜马拉雅山却很难。人类活动对动物和植物的影响人类活动对动物和植物的影响 人类活动对哺乳动物的影响，是大大减少了哺乳类的种类和数量 华北平原和冀晋山地：华北平原是中国重要的农业区，农作物面积占总面积的80%，甚至90%以上。哺乳类在该地的种类仅限于少数鼠类。因此华北平原和冀晋山地在哺乳动物中的分界非常明显，植物只要有空闲地方就能生长。其种源多数来自周围植被区，通过风、虫、鸟或动物播传进入，因此这些高度农业化的地区，剩余的一点天然植被，在物种种类上与其周围的植被会比较相似，虽然在丰富度和植被结构上会大不相同。因此根据物种种类的聚类结果发现华北平原东部和冀
13、晋山地植物类型居然很相似。区域生物多样性特点分析 尽管植物和动物差别很大，但从聚类分析结果来看，很多地区仍然紧密相关，无论我们从哪个门类来看，它们都被划分到一起。而其他地区动植物分布聚类结果的不同之处形成了两个门类的过渡区。海岛地区海岛地区 两个门类的海南和台湾结果都表现了明显的海岛自然生态，而与其他地区区分开。西北地区西北地区 从植物来看，真正同时在大兴安岭和阿尔泰山出现的物种很少 例如榛、单叶毛茛、沼地毛茛、松叶毛茛等，只占这两个地区同时或单独出现的物种的8%。而在阿尔泰山和准噶尔盆地或天山同时出现的物种占总物种的30%左右。从哺乳类来看，同时在大兴安岭和阿尔泰山出现的物种也不多 例如长尾
14、黄鼠、松鼠、高山鼠兔、雪兔等，占这两个地区同时或单独出现的物种的20%。而在阿尔泰山和准噶尔盆地或天山同时出现的物种占总物种的45%左右。西北地区西北地区 因此阿尔泰山地区更接近于准噶尔盆地而不是大兴安岭。从三大自然区和动植物分区界线的分析来看，自然地理的大分区界线，并不一定是动植物物种的分区界线，虽然阿尔泰山与大兴安岭在自然地理上有很多类似之处，但毕竟地理距离太远，除非是广布物种，否则很难跨越这样的地理距离。北部草地地区北部草地地区 两个门类都显示了明显的北部草地地区，不过植物向西部随着干旱和盐度的增加而表现明显的梯度变化。北部草地地区北部草地地区 蒙新区从东到西由干草原、荒漠草原、草原荒蒙
15、新区从东到西由干草原、荒漠草原、草原荒漠和荒漠组成漠和荒漠组成 I和和IV区域界限几乎与区域界限几乎与4.0干燥度线重合，由于干燥度线重合，由于动物物种的过渡能力，这条界限被向西推进了动物物种的过渡能力，这条界限被向西推进了许多之后成为哺乳动物物种的明显分野线，而许多之后成为哺乳动物物种的明显分野线，而不是蒙新区和季风区的分界线不是蒙新区和季风区的分界线 可见物种在可见物种在C,D之间的过渡性比以前预想的还之间的过渡性比以前预想的还要强，以至于将蒙新区分成了两个部分要强，以至于将蒙新区分成了两个部分 蒙新区之间缺乏物种交流的条件也是重要原因蒙新区之间缺乏物种交流的条件也是重要原因大兴安岭大兴安
16、岭小兴安岭小兴安岭长白山地区长白山地区 两个门类表现了东北森林地区的独特性。植物的分布聚类结果显示，小兴安岭和长白山比较类似，而大兴安岭却是十分的不同 哺乳动物的分布聚类结果显示，大兴安岭、小兴安岭和长白山地没有太多差异，温带森林对哺乳动物来说只是温带森林。小兴安岭和长白山地应该是更接近华中地区的植物类型，而大兴安岭则更接近北部草地物种类型。秦岭和大巴山秦岭和大巴山横断山地区横断山地区 横断山北段地区是从中国南部和东部亚热带向西向寒冷干旱的青藏高原的过渡地区；秦巴山区是从温暖湿润的南部和东部向北向干旱北方的过渡地区。这两个地区不仅拥有两侧气候多样的特点，同时拥有丰富的当地特有和孑遗动植物物种。
17、秦岭和大巴山秦岭和大巴山横断山地区横断山地区 哺乳动物的分布聚类结果显示秦巴山地和横断山北段地区物种类型十分相似，这一点在中国科学院中国自然地理编辑委员会1979和张荣祖1999的中国动物地理区划中被忽略，不过和Udvardy(1975)的39区和MacKinnon 等（1996）的39和15d区比较符合；植物的分布聚类结果显示，这两个地区截然不同。这又一次显示了哺乳类物种的广泛过渡性。秦岭和大巴山秦岭和大巴山横断山地区横断山地区Qinling and Dabashan Hengduan Mountains Region大别山区大别山区 哺乳动物的分布聚类结果显示大别山的哺乳类物种类型更接近于
18、冀晋山地的南部 农业区的人类活动使大多数哺乳类无法生存；秦巴地区海拔较高，不很适宜；长江以南的丘陵虽然地理条件更接近，但由于长江的阻隔，使哺乳类无法跨越；而大别山和伏牛山之间哺乳类却能够比较容易地迁移。植物的聚类结果显示，农业区残存的植物物种类型常被周围环境所同化，而在物种类型上表现类似。中国生物地理区划系统 区域（区域（4个）个）（聚类图的1、2、3、4）亚区域（亚区域（8个）个）（聚类图的A、B、C、D、E、F、G、H、I）区（区（27个）个）（聚类图的A1、A2、A3等）亚区（38个）单元单元（124个）生态动物群生态动物群 耐湿动物中心：II区域 耐旱动物中心：IV区域 耐寒动物中心：
19、IIIb亚区域 耐湿动物和耐旱动物混杂区：Ia、Ib、Ic形成了独立区域I区域 耐湿、耐旱和耐寒动物混杂区：IIIa亚区域耐湿动物中心耐旱动物中心耐寒动物中心耐湿动物和耐旱动物混杂区耐湿、耐旱和耐寒动物混杂区地理分区的分析方法生物地理单元的物种重要性指数 物种重要性指数Species Importance Index=1/Nu1+1/Nu2+1/Nun Nu1:一个物种出现在多少个生物地理单元中 1/Nu1:物种重要性权重 出现在一个单元中的所有物种的重要性权重之和 该指数考虑了一个单元中的物种丰富度以及每个物种的分布范围绝灭(EX)野外绝灭(EW)数据缺乏数据缺乏(DD)未予评估未予评估(NE)极危极危(CR)濒危濒危(EN)易危易危(VU)无危无危(LC)近危近危(NT)IUCNIUCN物种红色名录濒物种红色名录濒危等级危等级IUCN RIUCN Red ed List Categories List Categories了解濒危等级分布区域评估信息生物学信息致危因素保护措施
