气候变化与人类活动对物种分布格局变化和遗传多样性时空变化影响的研究

Evidence is accumulating that ongoing climate changes and human activities already affect living organisms. Climate change may shrink and/or shift animal species ranges thereby decreasing their genetic diversity, increasing their vulnerability and requiring targeted conservation to facilitate adaptation. It remains unresolved whether the Late Quaternary extinction risks were a cross-taxa response to widespread climatic or anthropogenic stressors, or were a species-specific response to one or both factors. Additionally, it is unclear whether distinctive genetic signatures or geographical range-size dynamics characterize endangered species- questions of particular importance to the conservation of extant species. To disentangle the processes underlying population dynamics and distribution shifts of animal species, we investigate the genetic diversity, demographic histories and distribution shifts of two climate-sensitive animals, Rhinopithecus roxellana and Ithaginis cruentus, which distributed across the alpine regions in the Hengduan Mountains and the surrounding areas. By coupling species distributed models and genetic, here, we aim to investigate how climate change and anthropogenic impacts affected species dynamics at distribution and genetic scales, and forecast the effects of ongoing and future climate changes on the distribution shifts of species. We want to get the conclusion that whilst taking an integrated approach to mitigating species vulnerability to climate change can ensure sensitive species are well-represented in a conservation network.

随着人类活动影响的不断加剧，当前的全球气候变化已经通过影响分布区变化严重影响到地球上的生物系统。晚第四纪气候变化对物种造成的灭绝风险到底具有跨物种的通用效应，还是具有物种特异性的特点，可以加深对气候变化影响生物的认识，但现在仍然存在争论。为了找寻动物类群种群动态和分布区波动的形成原因与过程，本项目选取我国横断山区及其周边高海拔山区分布的对气候变化敏感的两种动物川金丝猴和血雉为代表，通过综合利用物种分布模型方法和遗传学方法，一方面追溯探讨古气候变化和人类活动对该地区物种分布区和遗传多样性时空变化的影响，一方面预测未来气候变化对该地区物种分布区的可能影响。本研究尝试证明多研究领域的综合性研究工作，可以为减缓气候变化对气候变化敏感型物种的负面影响带来帮助，并将由此为众多类似物种的保护工作提供借鉴和示范。

晚第四纪气候变化对物种造成的灭绝风险到底具有跨物种的通用效应，还是具有物种特异性的特点，可以加深对气候变化影响生物的认识。为找寻动物种群动态和分布区波动的成因与过程，本项目通过综合利用物种分布模型方法和遗传学方法，探讨了第四纪气候变化和人类活动对物种分布区和遗传多样性时空变化的影响。结果如下：.(1)金丝猴谱系地理进化历史。在金丝猴起源和演化历史分析中，阐明了金丝猴北方类群的分化时间约为1.60百万年前，并紧邻金丝猴祖先种群的分化，与引起青藏高原抬升的原木运动时间吻合，因此认为青藏高原的抬升引起了金丝猴属的分化以及随后的北方类群分化。.(2)金丝猴适应高寒低氧等极端环境的机制。川金丝猴存在两个遗传簇（神农架种群和秦岭-岷山-邛崃等山系种群）。物种分布模型表明金丝猴的分布区变迁与气候间存在紧密的关系。在相对寒冷的LGM时期，物种分布模型显示生境偏向较为温暖的南方，化石记录则显示这一时期金丝猴却迁移向较寒冷的亚洲北部区域，基因组数据也显示这一时期川金丝猴经历过严重的瓶颈效应。.(3)过去2000年人类活动和气候变化对仰鼻猴属物种分布变迁的影响。人类活动和气候变化的协同作用使得该属物种分布范围向西收缩。当人口密度较低时，气候因素是主要影响因子；而当人口密度较高时，人为因素的影响更大，尤其在1700-1900期间，人口剧增导致广东、广西等区域的仰鼻猴属物种种群相继灭绝，20世纪后，退缩到西部、西南部等狭小的范围内。.本研究是尝试整合多研究领域方法的综合性研究工作，项目结果可以加深对气候变化影响生物及其响应机制的认识，可以为减缓气候变化对气候变化敏感型物种的负面影响带来帮助，为类似物种保护工作提供借鉴和示范。