《物种分布信息选择对准确评估海洋生物分布格局的潜在影响取得新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: 熊萍
  • 发布时间:2025-04-06
  • 3月24日,中国科学院南海海洋研究所林强团队在海洋物种分布数据信息对其生物地理格局精确评价与应用效果方面取得新进展,相关成果以“Differences in predictions of marine species distribution models based on expert maps and opportunistic occurrences”为题发表于保护生物学旗舰期刊Conservation Biology。研究员张志新为本文第一作者,研究员林强和研究员秦耿为本文共同通讯作者。

    当前,全球范围内正面临严峻的生物多样性丧失危机,部分区域的生物多样性正以惊人的速度下降,因此,精确评估生物多样性现状与未来演变趋势,制定科学的保护策略,对于遏制生物多样性衰退现状极其重要。物种分布模型(SDM)是当前学界评估生物多样性变化的重要工具,其预测能力高度依赖于物种分布数据的质量,高质量的物种分布数据源信息是限制物种分布模型应用的关键。因此,探究不同来源的高质量物种分布数据对生物地理分布格局的精准预测是当前本领域学者最为关注的科学问题。在实际的物种分布模型构建过程中,物种分布点和分布范围是两类常用的数据源,两者的获取来源不同,数据特征各具优势,但两者在模型性能方面的差异,尤其是在海洋场景下生物地理格局研究领域,尚未充分研究和报道。

    据此,本研究以珍稀海洋鱼类海龙科和石斑鱼科233个物种为研究对象,基于其分布点和分布范围数据分别构建物种分布模型,系统评估了两种模型在预测能力方面的差异,发现两种模型均表明水深和温度是制约海龙科和石斑鱼科鱼类地理分布的关键因素,但基于物种分布点而构建的模型具有更好的预测能力和可转移性。

    同时,基于物种分布点和分布范围的模型在纬度多样性梯度格局预测方面差异显著,分布点模型呈现双峰纬度梯度(即物种多样性在赤道附近较低,在中纬度地区呈现峰值),而分布范围模型则呈现了单峰模式(即物种多样性在赤道附近最高)。由此,本研究提出在研究海洋生物多样性的纬度梯度格局中,应特别关注数据源对结果产出的潜在影响。

    进一步,本研究利用广义线性模型探讨了两种模型预测差异背后的驱动机制。研究结果表明,两种分布数据对应的环境信息差异是导致模型预测差异的主要因素;基于两种分布数据的模型预测结果在海龙科物种中差异更大,推测这可能与海龙科物种具有更强的栖息生境偏好性有关。

    本研究率先在海洋领域系统评估了物种分布数据类型选择在海洋物种分布模型研究中的重要性,指出未来相关研究应更加关注数据源的获取和选择;同时,建议开发新的数据整合方法,充分考虑不同类型数据及其应用场景的优势,提升物种分布模型的准确性。此外,本研究呼吁相关机构应进一步提高数据的开放度和透明度,以便更好地支撑和践行全球生物多样性保护战略。

    本研究得到了国家自然科学基金项目、中国科学院战略性先导专项等的联合资助。

    文章信息:Zhang,Z.,Kass,J. M.,Bede-Fazekas,á.,Mammola,S.,Qu,J.,Molinos,J. G.,...& Lin,Q (2025). Differences in predictions of marine species distribution models based on expert maps and opportunistic occurrences.?Conservation biology: the journal of the Society for Conservation Biology,e70015.

    文章链接:https://doi.org/10.1111/cobi.70015

  • 原文来源:https://scsio.cas.cn/news/kydt/202503/t20250327_7566245.html
相关报告
  • 《海洋生物物种分布模型交叉验证方法研究取得新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:熊萍
    • 发布时间:2024-10-28
    • 近日,中国科学院南海海洋研究所林强研究员团队在海洋生物物种分布模型构建中如何选择交叉验证方法取得新的研究进展,相关成果“Cross-validation matters in species distribution models: A case study with goatfish species”于2024年9月17日在线发表在国际顶尖生态学期刊Ecography上。 在全球生物多样性持续丧失的背景下,准确评估生物多样性的空间分布模式对于制定有效的保护和管理策略至关重要。物种分布模型(SDMs)已成为评估生物多样性的一种重要工具,它通过分析物种分布数据与生态因子之间的关系来预测目标物种的适宜栖息地分布。在模型构建过程中,交叉验证是评估模型预测性能的关键步骤。交叉验证通过在不同数据集上反复训练和验证模型,帮助研究人员选择最佳模型参数。虽然随机交叉验证方法是最常见的选择,但最近一些研究者提出了空间交叉验证方法,以解决随机交叉验证忽视空间自相关性的问题。 该研究通过随机交叉验证与空间交叉验证方法,以海洋近海典型鱼类—羊鱼(Actinopteri: Syngnathiformes: Mullidae)为对象进行模型的参数优化和性能评估。研究发现,两种交叉验证方法在95%的物种中得出了不同的最佳模型参数组合,并且在预测当前和未来的栖息地分布方面存在显著差异。随机交叉验证方法在预测性能上可能存在过高估计的风险,而空间交叉验证方法倾向于保守。 同步研究结果表明,尽管随机交叉验证和空间交叉验证方法在物种分布预测上存在差异,但两者均一致得出印度-澳大利亚群岛是羊鱼物种丰富度最高的地区,并且最易受到气候变化的影响。 本研究首次系统性地比较了随机交叉验证与空间交叉验证方法对SDMs结果的影响,揭示了选择交叉验证方法对SDMs预测性能和结果的重要影响,为生物多样性评估研究提供了新的视角。 该研究工作得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目等的联合资助。 相关论文信息:Hongwei Huang,Zhixin Zhang*,ákos Bede-Fazekas,Stefano Mammola,Jiqi Gu,Jinxin Zhou,Junmei Qu,& Qiang Lin*,2024: Cross-validation matters in species distribution models: a case study with goatfish species. Ecography. DOI: 10.1111/ecog.07354. 原文链接:https://nsojournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ecog.07354
  • 《自然资源部第三海洋研究所海洋保护生态学研究团队在全球变化对近海鱼类分布影响方向取得新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2021-12-24
    • 近日,自然资源部第三海洋研究所海洋保护生态学团队在全球变化对近海鱼类分布和多样性影响研究方向上取得新进展,团队与中国科学院空天信息创新研究院等单位合作,预测了气候变化情景下我国近海主要经济鱼类分布和多样性的变化,并揭示了气候避难所的潜在分布。相关研究结果以“Effects of climate change in the seas of China: Predicted changes in the distribution of fish species and diversity”为题发表在《Ecological Indicators》(IF 4.958)。胡文佳高级工程师为本文的第一作者,杜建国研究员和陈彬研究员为通讯作者。研究得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金和全球变化与海气相互作用专项的支持。 气候变化对海洋鱼类分布的影响是长期以来的研究热点,然而人们对中国近海鱼类分布和生物多样性格局将如何随时间变化的了解仍然有限。研究团队使用物种分布模型预测了 21 种重要海洋经济鱼类在2050年两种气候变化情景下的潜在分布,发现 9 种鱼类在中国近岸的适宜栖息地范围将可能减少,被认为是气候变化的潜在受损者。绝大多数鱼类的栖息地范围将向北移动,平均质心移动距离为110-206.5 km。研究还发现长江口可能是某些物种向北迁移的地理障碍,而北部湾、珠江口、台湾海峡西南部和长江口被识别为气候避难所。此外,中国近海鱼类物种丰富度可能出现南减北增的格局,物种周转构成了时间尺度上物种多样性变化的主要组分。本研究可为气候变化影响下我国海洋鱼类的适应性保护与管理提供有益参考。 近年来,海洋保护生态学团队在全球变化对海洋生物及其保护成效的影响领域开展了一系列创新性研究,成果相继发表在《Science of the Total Environment》、《Ecological Indicators》、《生态学报》等国内外刊物上。下一步将聚焦气候变化对我国海草、珊瑚、红树、鱼类等重要海洋物种及其保护成效的影响评估研究。 论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.108489