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在全球生物多样性面临严峻挑战的当下，迁地活植物收集对于提供基于自然的解决方案至关重要。研究人员分析 220 万条记录，发现全球迁地活植物集合已达容量和多样性峰值，受多种因素制约。该研究为迁地生物多样性管理提供关键见解，意义重大。
在当今时代，生物多样性危机日益严峻，迁地活植物收集作为生物多样性保护的重要手段之一，承载着众多期望。它不仅为科学研究提供丰富的样本资源，助力人们深入探索植物的奥秘，还在植物物种保护、生态修复等方面发挥着关键作用。然而，长期以来，这些人工生态系统的复杂动态却未得到充分量化与理解。比如，全球迁地活植物收集的规模增长趋势如何？其物种多样性的变化规律怎样？哪些因素在制约着它们的发展？这些问题如同迷雾，笼罩着相关领域的研究，严重影响了生物多样性的有效存储、保护与利用。为了拨开这重重迷雾，来自剑桥大学植物园（Cambridge University Botanic Garden）、长木花园（Longwood Gardens）等多个国际研究机构的研究人员携手开展了一项深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Ecology & Evolution》上，为我们揭示了全球迁地活植物收集背后的秘密。
研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。首先，在数据收集方面，他们联系全球活植物收集网络中的众多机构，经过多轮筛选，最终获取 50 个来自不同地区的迁地活植物收集数据，涵盖约 220 万条记录，时间跨度达 100 年（1921 - 2021 年）。接着，对这些数据进行标准化和丰富化处理，借助植物在线数据库（Plants of the World Online，POWO）等资源，补充植物的分类学、灭绝风险等信息。在数据分析阶段，运用 R 语言中的多个软件包，如 tidyverse、picante 等，进行容量分析、多样性分析、来源分析、受威胁物种分析等一系列操作，从不同角度剖析数据，挖掘其中蕴含的规律 。
下面来看具体的研究结果：
- 元集合已达到峰值容量：研究人员通过对 50 个迁地活植物收集数据的综合分析，发现其新增样本数量的增长符合 S 型曲线，经历了缓慢增长、加速增长、过渡和稳定等阶段。在 1975 - 1992 年期间，元集合经历了最快速的扩张。随后，增长速度逐渐放缓，并在 2008 年达到峰值，之后开始进入下降阶段。这表明元集合已达到其承载能力，资源限制使得其规模无法进一步扩大。
- 元集合已达到峰值多样性：从分类学层次分析元集合的多样性变化，发现物种、属和科的多样性均呈现 S 型曲线，并达到稳定状态。通过计算系统发育多样性（PD）也得到类似结果，且多样性指标达到稳定的时间早于样本总数。这意味着在元集合规模未达到最大时，其多样性就已趋于稳定，进一步扩大规模对增加多样性的作用有限。
- 元集合已达到野生来源峰值：对植物来源进行分类分析发现，野生来源样本比例在 1995 年达到峰值（34.1%），随后显著下降，这主要归因于 1993 年生效的《生物多样性公约》（CBD）。同时，国际间植物材料的交换也因 CBD 的实施而减少，本土植物样本的收集有所增加。
- 众多限制因素制约迁地保护：对国际自然保护联盟（IUCN）红色名录中的受威胁植物物种分析发现，其积累曲线与元集合整体相似，但尚未完全达到稳定状态。受威胁植物在野外较为罕见，导致其进入迁地收集的数量受限。此外，CBD 的实施使得野生来源的受威胁植物样本获取减少，且整个元集合对物种受威胁状态的响应不足，这些因素都制约着受威胁物种的收集和保护。
- 有效的迁地保护留下可衡量的印记：以国际针叶树保护计划（ICCP）为例，与元集合整体相比，ICCP 中受威胁物种的比例更高，野生来源的物种更多，每个物种的样本数量也更多，且受威胁物种在全球网络中的分布更广泛。这表明 ICCP 是一种有效的迁地保护模式。
- 元集合中的中位生存概率基本不变：利用 Kaplan - Meier 生存曲线分析发现，整个元集合中植物样本的中位生存概率为 15 年，树木样本的中位生存概率为 20 年。不同类别的植物，如特有种与非特有种、受威胁物种与非受威胁物种、本土与非本土物种等，其中位生存概率存在一定差异，但总体而言，15 年的中位生存概率在不同子集间基本稳定。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次对全球迁地活植物元集合进行了基于样本水平的纵向数据分析，揭示了其增长和发展的规律。元集合在样本数量和植物多样性方面均已达到承载能力，这一现状迫切需要战略规划和优先排序。《生物多样性公约》对植物来源和国际交换产生了显著影响，改变了植物收集的格局。尽管受威胁植物的收集和保护面临诸多挑战，但像 ICCP 这样的项目展示了有效的保护策略。此外，数据和数据分析对于迁地活植物收集的创新管理至关重要，未来需要投资数字基础设施，培养数据驱动的思维和开放的数据文化。同时，鉴于全球北方的活植物收集大多已达到稳定或下降状态，应重视全球南方活植物收集的发展，加强合作，共同应对生物多样性危机。这项研究为全球迁地活植物收集的管理和生物多样性保护提供了关键的见解和方向，具有重要的理论和实践意义 。
