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北大院士最新PNAS文章
【字体: 大 中 小 】 时间:2009年08月04日 来源:生物通
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北京大学城市与环境学院生态学系,美国新墨西哥大学的研究人员报道了他们在物种多样性分布规律的机制性解释方面的最新研究结果。这项研究成果公布在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。
来自北京大学的消息,北京大学城市与环境学院生态学系,美国新墨西哥大学的研究人员报道了他们在物种多样性分布规律的机制性解释方面的最新研究结果。这项研究成果公布在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。
领导这一研究的是北京大学环境学院长江特聘教授方精云博士,其毕业于安徽农学院林学系,现任中国生态学会副理事长及美国生态学会主办刊物《Frontiers in Ecology and the Environment》等国内外多个学术刊物的副主编或编委。
物种数量(或物种多样性)由低纬度向高纬度递减的变化趋势是地球表面最显著的生态特征之一,对其规律和机制的探讨可以追溯到19世纪的达尔文时期。最近20年,随着国际社会对生物多样性问题的高度关注,物种多样性的分布规律及其机制的研究也随之成为生态学,环境科学和保护生物学的研究热点。
方精云院士课题组近年来致力于中国生物多样性分布规律及其机制的研究。他们在对全国近60座重要山地的植物多样性进行调查的同时,与各地的植物学专家合作,建立了含有多达11000余种的中国木本植物分布数据库。最近,他们基于这些物种的分布数据,并结合北美的物种分布数据,检验了James Brown研究小组提出的生态学代谢理论(Metabolic theory of Ecology, 简称“代谢理论”)对解释物种多样性分布规律的有效性。代谢理论的本质是认为环境能量控制着生物的代谢速率和个体大小,从而控制着物种数量的多少。方精云课题组研究发现,中国和北美地区的物种数量确实如“代谢理论”所预测的那样受能量制约,但空间尺度的大小极大地影响着这种能量与多样性之间的关系,也就是说,“代谢理论”具有极强的尺度依赖性。研究还发现,东亚地区物种多样性随纬度递减的速率比北美地区要大得多。这个结果推演出一个重要结论:温暖的东亚南部其物种数量比同气候的北美南部要丰富,但寒冷的东亚北方地区要低于北美的寒冷地区。该结论也得到了实测数据的支持。这一结论改变了人们长期以来普遍认为的“东亚地区的物种数量要比北美丰富”的观点。
该研究解释了东亚和北美生物多样性的分布规律,并发展了“代谢理论”,被认为是向物种多样性的机制性解释迈出了重要一步。研究结果以“Temperature dependence, spatial scale, and tree species diversity in eastern Asia and North America”为题,发表于近期的PNAS Early Edition上。论文的第一作者王志恒是方精云教授的博士研究生,现在瑞士苏黎世大学从事博士后研究。其他合作作者包括美国新墨西哥大学James Brown教授和北大城环学院唐志尧副教授,方精云教授和Brown教授是共同通讯作者,本研究获国家自然科学基金资助。
附:
方精云,北京大学环境学院长江特聘教授,生态学系主任,中国科学院院士,发展中国家科学院院士。1959年出生于安徽怀宁。1982年毕业于安徽农学院林学系,同年考取教育部出国研究生,1983年赴日本学习,1989年获大阪市立大学生物学博士学位。现任中国生态学会副理事长及美国生态学会主办刊物《Frontiers in Ecology and the Environment》等国内外多个学术刊物的副主编或编委。
方精云主要从事植被生态学、全球气候变化以及植物生物地理学的研究。他建立了我国陆地植被和土壤碳储量的研究方法,系统研究了我国陆地生态系统的碳储量及其变化,较早地开展了碳循环主要过程的野外观测,构建了中国第一个国家尺度的陆地碳循环模式,为我国陆地碳循环的研究奠定了基础;系统研究了我国大尺度的植被动态及时空变化,揭示了我国植被生产力的变化趋势、空间分异及其对气候变化响应的规律;系统开展了我国植被分布与气候关系的定量研究,提出了基于植被气候关系的我国植被带划分的原则和依据,首次采用统一的调查方法,较系统地研究了我国山地植物多样性的分布规律。
他还较为系统地研究了我国一种重要的木本植物属-水青冈属(Fagus L.)植物的生物学及生态学特性,较为深入地研究了长江中游湿地50年来的生境变迁及其生态后果。
方精云重视野外调查工作。20多年来,对中国和日本的主要植被类型都曾做过实地考察或定点观测,研究地点涉及我国西藏、青海、新疆、黑龙江、海南等25个省区和日本的一些地区。1995年参加我国首次北极科学考察,对加拿大高纬度地区的生物、冻土、冰雪和大气进行过研究。
方精云在国内外发表论文180余篇,其中国际重要刊物的论文40余篇,包括"Science"论文2篇。曾获首届国家杰出青年科学基金(1994年)、国务院政府特殊津贴(1995),入选国家劳动人事部百千万人才工程(1995), "中国高校十大科技进展"(2001),教育部自然科学一等奖(2003)、国家自然科学二等奖(2004)。2005年当选中国科学院院士。