分布和保护Davilla(五桠果科)在巴西大西洋森林利用生态位建模

文摘

我们有12个植物物种的生态位建模属于属Davilla(五桠果科)发生在巴西大西洋森林。这一组包括藤本植物物种受到灭绝的威胁,因此对于需要保护的森林地区一个有用的指标。目标是比较受保护区域内物种的分布和丰富,评估的程度的保护和差距分析这一群体的储备。我们使用了Maxent算法与环境发生数据,和生产的地理分布地图。结果表明,高物种丰富度发生在森林和沿海森林的巴伊亚州圣埃斯皮里图。特有的物种组成d . flexuosa d . macrocarpa d . flexuosa grandifolia,d . sessilifolia。在巴西东南部大西洋森林,以下特有种发生:d . tintinnabulata和d . glaziovii,这一物种被包含在“红名单”由于栖息地的丧失和掠夺性extractivism。物种丰富度的指标,在沿海地区的巴伊亚与植物区系库存指向这个领域有较高的生物多样性。虽然这个地区有几个保护区,储备,存在差距,再加上人为威胁和分裂,造成生物多样性的几个问题。

1。介绍

大约三分之二的所有植物物种出现在热带地区,主要在热带潮湿森林,代表着地球上最多样化的陆地生物群落(1,2]。巴西只有近19%的世界的植物,有超过56000种(不包括真菌)(3]。这个巨大的生物多样性是最大和最复杂的生物群落,如亚马逊,大西洋雨林(ARF)和塞拉多。除了亚马逊,大西洋森林(AF)和塞拉多是世界上生物多样性热点(4]。这个问题“有多少物种”依然存在;事实上,我们不知道5),因为开花植物的可能数量的估计应该增长10到20%由于分类的长时间努力6]。物种的发现自1990年以来发生在只有一个地区,近80%居住在生物多样性热点地区(7]。

大西洋雨林(ARF)有一个地球上生物多样性最高评级。库存显示,只在一公顷的ARF可能有多达476种植物(8],144个树种密度已经观察到只有0.1公顷在巴伊亚南部,这是一个伟大的多的树种在巴西和世界上9]。这片森林被认为是世界上最重要的一个网站对生物多样性保护2),因为在这个生物群落有地区不同水平的物种丰富度,物种组成,特有现象(9]。然而,这个生物多样性的未来现在威胁由于预期的灭绝率高5),主要在热带森林10]。高人口密度等因素热点导致环境变化迅速,因此物种的灭绝;因此这是一个关键因素在全球生物多样性的保护11]。有9个生物多样性热点不到30%的森林覆盖,总500万km²的森林覆盖大西洋森林只有原来的353000 km²,和大约96000 km²的(这是在保护区12]。因此,因为他们的濒危物种状态和大量的特有物种,它变成了一个主要的挑战来保护他们的生物多样性13]。

引人入胜的问题植物和动物是如何分布在地球上,在时间和空间上有着悠久的历史,激发了许多biogeographers和生态学家寻求解释14]。新对这些问题的回答是新兴的物种分布模型(sdm)。这些都成为理解地理分布的一个重要工具,解决不同的适用性(14,15),包括评估生物多样性模式针对开发保护策略(16,17]。

有能力预测物种的分布与统计的信心,更广泛的分配模式评估整个生物群变得可行(15]。因此,长效磺胺的进步使我们能够预测潜在人为影响生物多样性的模式在不同的空间尺度上(14]。SDM将在这种情况下,作为他们的一个基石生境建模方法创建和更新物种分布数据16]。

有几种方法可以提出保护措施。其中我们突出濒危物种的存在,高的地区的特有现象,生物多样性高的地区,分布地区的稀有物种,残余或守恒的地区受到威胁,等等(16,18]。总的来说,我们需要一个全面的方法来解决环境保护问题(19]。例如,生成预测范围后,下一步由覆盖这些分布的地理范围保护区网络,因此识别现有“差距”物种,并不代表未来的网络)提供潜在的位置扩张或创建新的保护区16,20.]。

本文的目的是产生结果的地理分布Davilla物种(第伦桃科),一个重要的属在多个领域拥有众多的藤本植物代表巴西大西洋森林,包括濒危物种。由于这一事实Davilla大西洋森林的多样性中心,特别是沿海地区的森林(热带),超出了塞拉多和亚马逊热带雨林21,22],这组展示了一个有趣的多样性的地理分布的物种,包括罕见的和脆弱的物种,其中一个是面临灭绝的威胁(22,23在保护过程中),因此,有用。因此,这些信息可能是有价值的为了产生新的信息会增加其他努力学习的模式分布和物种丰富度大西洋森林。证据表明,使用长效磺胺一直非常有用,保护将受益于一个更明确的和结构化集成这些技术为基本监测项目的政府机构、非政府组织、学术界和私营部门。

2。方法

2.1。研究区域

本研究是针对大西洋森林生态区涵盖约130万公里²在东海岸的巴西和巴拉圭和计划省东部的一小部分在阿根廷24]。这是由一组森林的形成(密集的喜雨,混合喜雨,开放的喜雨,semideciduous,和落叶)和相关生态系统如浅滩森林,红树林和高空字段(24]。即使在密集的森林砍伐减少和分散的大西洋森林,估计表明,至少有20000种植物,约占总数的35%在巴西发现,高速率的流行和濒危物种(24]。这丰富高于整个大洲(17000种12500年在北美和欧洲),因此大西洋森林地区是全球生物多样性保护优先(25]。

2.2。发生数据

在这项研究中,我们使用1520年出现12种属于植物属的记录Davilla(五桠果科)(表1)。发生数据从数据库中提取SpeciesLink,只选择数据可靠的专家鉴定。大西洋森林的物种列表显示:植物列表(2010),版本1发表在互联网上;http://www.theplantlist.org/(1月1日访问)。这些数据包括生态和地理信息。物种的坐标转换为十进制度和保存为csv格式4位小数。

2.3。环境和地图数据

我们使用气候和生态数据来源于环境数据库Ambidata,图像处理的分工INPE (DPI),可以在(http://www.dpi.inpe.br/Ambdata/download.php),产生最好的AUC值(见下文)。地图数据作为政治的边界数据从巴西也来自巴西环境部(MMA -http://mapas.mma.gov.br/)和巴西地理和统计研究所(IBGE-available:http://www.ibge.gov.br/)。

2.4。过程的建模

建模过程中,我们使用了Maxent算法(26)生产建模基于最大熵的地理分布。过去选择输出结果物流,包括随机测试的25%,而其他功能都是标准的程序。结果生成的图像表示的概率出现在不同的颜色范围,表明适当条件(接近1),并逐步改变不足(值接近于0)。这些照片随后被加工成地图使用这个程序天后GIS 7.1.7插入的政治和环境驱动在地理空间的局限性。

统计测量,显示生成模型的效率曲线下的面积(AUC),衡量模型正确分类的能力是否存在一个物种或缺席27]。AUC值可以被解释为一个概率,在一个区域存在(接近1)和缺乏(接近0)是随机评估。

3所示。结果

结果表明,大多数种类的Davilla发生在海岸线圣埃斯皮里图州的巴伊亚(见图2- - - - - -9)。该地区包括的特有种d . flexuosa(图3),d . grandifolia(图4(一)),macrocarpa(图7(一)),d . sessilifolia(图9(a))。除了这些物种,d . angustifolia(图1),d . cuspidulata(图2),D。kunthii(图5),d . nitida(图7(b))也发生在这一地区但也存在于其他生物群落(亚马逊和塞拉多。此外,d . glaziovii(图4(b)),d . latifolia(图6),d .玫瑰(图8),d . tintinnabulata(图9(b))主要发生在巴西大西洋森林在东南地区(里约热内卢,圣保罗,米纳斯吉拉斯和圣埃斯皮里图)。其中,Davilla glaziovii(图4(b))是濒危和发生在里约热内卢的一个禁区。

关于个别物种的分布,这些显示以下模式:Davilla cuspidulata和d . flexuosa grandifolia和d . macrocarpa在房颤分布区重叠的部分(数据吗2,3,4(一),7(a))。这些物种被发现从北方的圣埃斯皮里图扩展范围Reconcavo北部沿海地区的巴伊亚,对应于该地区的首都萨尔瓦多。建模显示地区毗邻收集点作为潜在地区发生的这些物种(看到所有的统计数字)。Davilla sessilifolia(图9(a))是一个受限制的范围区域北部的巴伊亚reconcavo,建模支持的结果。Davilla latifolia发生在米纳斯吉拉斯和圣埃斯皮里图,尽管建模表示3月的潜在发生Serra在里约热内卢和巴伊亚(图6)。Davilla玫瑰在房颤发生在米纳斯吉拉斯,圣保罗和里约热内卢的范围从塞拉做3月和圣埃斯皮里图reconcavo baiano(图8)。Davilla glaziovii(图4(b))d . tintinnabulata(图9(b))是两种最珍贵的物种。第一个是一个流行的塞拉Mendanha和库托在里约热内卢(图4(b)),而第二只发生在大西洋森林的边境Mantiqueira Serra圣保罗和里约热内卢(图9(b))。

关于丰富,特有种的分布,这是观察到,巴伊亚的沿海地区,海岸线之间的圣埃斯皮里图州的塞尔希培,包含5 - 7种,考虑到物种丰富的区域。这个地区最保护区,但也是一个高度密集的和分散的地区(见图10)。

4所示。讨论

大西洋森林(AF)支持物种丰富度最高的国家之一,地球上的特有现象,代表了世界上最富有的陆地生物多样性的存储库,但也经历了一个巨大的森林消失28]。森林也支持大部分的生计的世界人口,许多国际贸易商品的来源(29日]。由于这些因素房颤已成为世界上25个生物多样性热点地区之一(4]。保护这些热点港口是至关重要的,因为他们比预期更大的大量的进化历史仅靠物种数量(30.]。所有这些因素的结合和房颤的保护是一个重大的挑战19]。

首先,重要的是要理解这些变化的原因和森林砍伐的司机;例如,发挥关键作用的经济主体在砍伐森林31日),过度开采和碎片的程度,等等。其次有必要知道该物种范围,需要作为一个整体的方法来解决环保问题。

房颤持续遭受严重的人为压力下,冒着即将剩余的一些物种灭绝(32]。作者(33)指出,巴西东南部,威胁生物多样性的栖息地的破坏和物种的过度开采也许是最重要的两个。同时不断增长的人口带来了相当大的压力在生物资源,大量的社会和经济因素倾向于增加过度开采这些资源;例如,一项研究表明,过度开采的热带棕榈树音乐女神可食的集市。(24),由于社会问题,作出了显著贡献其灭绝在几个森林片段(33]。同样的物种,Davilla glaziovii“圣Luzia草”大西洋森林特有的塞拉Mendanha库托和,在里约热内卢的城市,被列为濒危物种(24)由于高水平的人为威胁,包括栖息地的丧失和不合理的开发34),因此需要补贴来维持这些物种的保护。其他的研究预测,到2050年,人类的土地利用方式会减少可用的栖息地,例如亚马逊植物物种,到了这样一种程度,这将导致物种成为“致力于灭绝,”与先前的研究相反,表明栖息地的丧失和物种灭绝风险的主要决定因素不是物种的范围的大小,而是它的位置(35]。

大西洋森林是最受威胁的热带生物群落之一,与站在小森林,打扰,孤立的补丁36]。此外,研究显示房颤的严峻的形势:超过80%的碎片剩下50公顷,几乎一半的森林100从其边缘,碎片之间的平均距离是大(1440米),和自然保护区保护剩下只有9%的森林和1%的原始森林28]。负面影响的证据表明,专家蚂蚁(尤其是神秘物种,专家捕食者,和气候专家)森林碎片(尤其敏感37]。

总的来说,英足总有大约8000个特有种,维管植物6933 (24),由于这样的人为威胁至少530正式濒临灭绝的植物和动物,一些在生物群落层面和在全国范围内,其他人在全球范围内,因为他们不是在保护区,表明需要合理化,扩大保护区的当前系统13]。尽管保护措施已经在数量和规模上在过去的二十年里,他们在许多情况下不足以确保大西洋森林的生物多样性的保护13]。在这种情况下,作为定义的比例的物种发生的程度,必须为该物种保护区重叠,这并不代表在任何受保护的区域,被认为是一种差距,而物种只能满足一部分的表示目标物种(被认为是部分的差距38]。保护这些物种是迫切必要的。

房颤是多样性的中心,五桠果科至少有36种(22),其中12个属Davilla藤本植物,森林和热带植物和灌木中发现的。虽然Davillas在数量上很少,房颤,一些是最典型的代表生物群落,例如,Davilla玫瑰(39]。然而,任何群有机体用于保护,等Davilla,不一定需要标准,如“威胁”,一个经济价值,等等(40)因为这些本身是有价值的(41]。此外生物多样性管理的总体目标通常会维持或恢复生物多样性,而不是最大化物种丰富度(19]。总之大多数当地特有的物种,只有少数地方限制分布,在特定植被类型。在这其中,d . sessilifolia最近被描述的巴伊亚州(23]。由于这种罕见,再加上人为威胁物种和它们的栖息地,因此成为一个有趣的小组来研究他们的贡献的知识和保护生物多样性。

建模结果表明,属的多样性的中心Davilla发生在森林生物地理的地区的巴伊亚(28),包括沿海地区的圣埃斯皮里图州和巴伊亚。这些结果同意其他研究解决显示高生物多样性的植物和特有现象42东南),因为在Sierra Conduru,巴伊亚,植物区系的比率最高的国家之一[发现地球上的生物多样性28]。在这个位置有几个保护区如塞拉Conduru州立公园;国家公园的发现和蒙特Pascoal Una生物保护区,Trancoso环保领域(APA),在小湖Encantada,海岸Itacari / Serra Grande的Caminho Ecologico Boa Esperanca,采掘Cassuruba储备,等,这属于保护单位位于巴伊亚的状态。除了这些,我们有里约热内卢国家公园在圣埃斯皮里图和APA Bacia做圣Joao-Golden狮子在里约热内卢绢毛猴,它是主要的表示高生物多样性保护区覆盖区域Davilla。然而,请注意,储备如国家和国家公园稀缺和小,而绝大多数是环境保护领域(APA),主要位于巴伊亚州。因此,除了这个地区,发现有大面积显示生物多样性高的财富和缺口储备,这是表示作为创建新的保护区的优先级。也是基于这个考虑,有证据表明,某些类型的植被,如沿海热带森林,仍然差保护;例如,只有14000公顷热带保护作为单独的联邦保护单元在该国(浅滩de Jurubatiba国家公园)43]。

因此,目前保护网络是不足以支持丰富的长期生存和濒危热带森林和紧急保护和修复行动应该实现减轻这种情况下,基于仔细的规划和明确的目标(28]。小的问题,孤立的房颤的残余,作者(36)表明,动态再生在大西洋森林可能是非常重要的对于保护生物多样性的潜在影响年轻次生森林在减少森林隔离和维护大量的原始生物多样性。此外,还有一些最新进展,如建立国家公园Alto Cariri,蟒蛇新星e Lontras塞拉,蟒蛇新星的野生动物保护区,除了扩张的国家公园加索尔巴西,总计有超过65000公顷的新保护区。巴伊亚的大西洋森林,这是增加约60%的地区单位的整体保护和增加5%的总单位保护,考虑充分保护和可持续利用。值是重要的,考虑到大西洋森林生态区是面积最小的一个原始的报道。

5。结论

物种丰富度的指标Davilla巴伊亚与沿海地区的植物区系库存指向这个领域有较高的生物多样性。此外,尽管该地区有几个保护区,储备,存在差距,再加上人为威胁和分裂,造成生物多样性的几个问题。在这种情况下,我们强调需要增加保护区的范围和管理有关的使用自然资源,从而避免生物多样性的丧失。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

承认

作者承认这项研究的经费由国家研究理事会和技术发展巴西(CNPq: 562282/2010-6)。他们感谢学院的哲学、科学和信件圣保罗大学的USP,小溪Preto。我们应感谢研究生比较生物学项目和实验室的植物学和植物分类学支持这项工作的实现。

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