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文章摘要
94052种（31%）原产于岛屿，占全球陆地面积的5.3%。其中，63280种是岛屿特有物种，占全球植物多样性的21%。其中四分之三仅限于大型或孤立的岛屿。
与世界植物群相比，岛屿特有种在生命树中是非随机分布的，共有1005亿年的独特系统发育历史，其中17科1702属完全是岛屿特有种。
在国际自然保护联盟指定的所有维管植物中，22%是岛屿特有植物。在这些特有物种中，51%受到威胁，55%记录在案的全球灭绝发生在岛屿上。还发现，在所有单岛特有物种中，只有6%发生在符合联合国30×30保护目标的岛屿上。
需要采取包括栖息地恢复、入侵物种清除和迁地计划在内的紧急措施来保护世界岛屿植物群。
本研究清单量化了岛屿植物生命的独特性，为未来的岛屿植物群研究提供了基础，并强调了采取行动保护它们的迫切需要。
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研究方法与内容
岛屿是研究物种聚集过程、物种形成和生态适应的天然实验室。孤立生命的进化导致了独特的物种聚集和显著的多样化和适应辐射的例子，包括形态异常和岛屿综合症，如草本植物趋向木本或丧失防御机制。
特别是，岛屿支持许多其他地方找不到的物种，是系统发育特有现象的热点地区。据推断，全球可能有多达 70,000 种植物是岛屿特有的。其中包括新喀里多尼亚特有的无油樟（Amborella trichopoda），该谱系与所有其他被子植物形成现存的姐妹谱系，或棕榈属 Howea，它由两个在澳大利亚豪勋爵岛同域进化的物种组成。
岛屿特有植物也是物种辐射的经典例子，例如马卡罗尼西亚现存的 63 个 Aeonium alliance 植物现存物种或夏威夷特有的 126 种半边莲科植物，它们都是从单一祖先辐射而来的。岛屿上还栖息着一些世界上最稀有和最濒危的物种。例如，火棕榈（Brighamia insignis） 是夏威夷考艾岛和尼豪岛的特有物种，最后一次在野外出现是在 2012 年，现在被认为已经灭绝；还有稀有的Diospyros egrettarum，其唯一已知的可存活种群来自毛里求斯附近 25 公顷的白鹭岛。
尽管它们对进化和生态研究和保护具有重要价值，对人类也有许多用途，但对于岛屿本土和特有植物总数及其全球分布的估计仍存在很大的不确定性。因此，目前缺乏一份已知本土或特有植物物种及其分布状况的工作清单，而这本应成为此类全球评估的基础，这带来了巨大的知识空白。这令人担忧，因为岛屿是生物多样性丧失的先锋。许多特有物种面临灭绝的威胁，这也危及岛屿生态系统提供的关键服务，包括文化和精神价值，并增加了土著人民和当地社区的脆弱性。
本研究在此对全球所有海洋岛屿原生和特有的维管植物物种进行了全面评估，并强调了它们的保护风险。基于全球植物和性状清单数据库18和世界维管植物名录19中涵盖全球1,967个岛屿和1,010个大陆地区的5,243个分类学标准化清单和植物区系，提供了一个标准化物种清单。
通过扩展先前的研究，能够通过几种替代方法识别所有原生和特有的岛屿物种，并分析岛屿植物物种在各个尺度（单个岛屿、群岛和全球）上的分布。调查了这些物种的保护状况，并量化了它们的系统发育历史。对于本文报告的主要结果，将仅在一个岛屿上出现的物种视为单个岛屿特有物种，将出现在多个岛屿但不在任何大陆上出现的物种视为岛屿特有物种。方法部分讨论了替代方法和数字——它们得出全球岛屿植物特有性的总体数字相似。
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研究结果
研究发现全球有 63,280 种植物是岛屿特有的。采用岛屿的传统定义，即任何不属于七大洲的陆地。岛屿特有物种占数据集中304,103种物种的21%，或占所有岛屿原生物种的 67%。其中，44,147 种物种（占所有岛屿特有物种的 70%）仅出现在一个岛屿上。以上不包括易通过无融合生殖进行无性繁殖的属的物种。如果包括易发生无融合生殖的属，物种列表将增加到 350,707 种，与其他数据集中描述的全球维管植物多样性相似。其中，107,580 种是本地物种，71,695 种（20%）是岛屿特有的。特有物种差异对这些数字的影响很小，最多影响世界植物群的3%。考虑到岛屿仅占世界陆地面积的 5.3%，这些高百分比凸显了岛屿植物群对全球生物多样性的独特性和不成比例的贡献。
岛屿特有物种的很大一部分集中在少数大型热带岛屿上，因为这些岛屿物种非常丰富，也因为特有物种比例很高。同时，数据集中的许多岛屿没有特有物种（1,328 个岛屿（68%）），而没有特有物种的最大岛屿，位于高纬度地区，直到最近才被冰川覆盖。岛屿上的植物群通常由相对较少的广泛分布物种组成，物种适应通过从大陆或附近岛屿的高度扩散而快速定殖。
在群岛层面，共同拥有 60% 的岛屿特有物种。它们的热带起源、大面积、地形复杂性以及复杂的地质和进化历史，通过降低导致高特有性的灭绝风险来促进物种形成和物种的持续存在。
以特有性高而闻名的海洋群岛，如夏威夷、加那利群岛或马斯克林群岛，共有13,716 种（21%）特有物种。然而，这些海洋群岛特有的物种为特有植物多样性贡献了很高的比例——夏威夷为 83%，马斯克林群岛为 50%，加那利群岛为 42%。此外，海洋群岛仅占数据集中所有岛屿陆地面积的 5.8%，这进一步强调了它们特有植物的高集中度。
在单个岛屿和群岛上确定的岛屿植物特有性中心与 35 个包括岛屿的陆地植物区系区域中的 30 个区域相同。
岛屿特有植物至少出现在 476 个植物科中的 358 个（75%）和 15,030 个属中的 5,413 个（36%）中。17 个科（3.6%）和 1,702 个属（11%）完全是岛屿特有的。
植物科的岛屿特有性在岛屿类型间分布不均。岛屿特有物种对全球系统发育多样性的贡献率为 21%，总计 10050 亿年的独特系统发育历史（所有岛屿本地物种为 35.8% 或 16450 亿年）。这些数字反映了全球岛屿特有物种丰富度，凸显了岛屿对植物生命之树的巨大贡献。
图 3：岛屿和群岛特有物种的数量和比例与岛屿和群岛面积和隔离度的关系。岛屿和群岛特有植物物种的数量（颜色）和比例（点大小）与面积和隔离度的关系图。a，每个点代表 1,651 个岛屿中的一个，其中包括 336 个有特有物种的岛屿（彩色点）和 1,315 个没有特有物种的岛屿（灰色点）。b，每个点代表 141 个群岛中的一个。面积是每个群岛内所有岛屿的总面积；隔离度是每个群岛内所有岛屿到最近大陆的平均距离。
图 4：本土和特有岛屿物种面临的全球风险以及岛屿保护区的覆盖率。a，IUCN 评估的所有植物物种在七个 IUCN 威胁类别中的百分比，分为大陆本土物种、岛屿本土物种和岛屿特有物种。b，每个 IUCN 威胁类别中大陆物种、非特有岛屿物种和特有岛屿物种的百分比。c，1,651 个单岛的保护区比例。未达到联合国 30×30 保护目标（到 2030 年至少有 30% 的陆地面积得到保护）的岛屿用红点表示；达到目标的岛屿用蓝点表示。d，受保护的岛屿面积百分比以及所有支持特有物种的岛屿中单岛特有物种的数量和比例。联合国 30% 的保护区保护目标用虚线黑线表示。
目前只有少数岛屿符合联合国 30×30保护目标，根据该目标，到2030年，至少 30% 的陆地和海洋应得到保护。在所有单岛特有物种中，只有 2,744 种（6%）出现在已经达到保护目标的岛屿上（图 4c），这凸显了岛屿植物的保护风险持续存在。新喀里多尼亚（仅5%总陆地面积受到保护）、新几内亚（12%）和马达加斯加（14%）等特有物种较多的岛屿的保护区覆盖率相对较低。尽管现有的保护区可能与一些特有物种的范围重叠，但这些特有物种丰富的岛屿的案例研究表明，当前的保护区网络往往不平衡，不能充分覆盖特有物种的范围。
对于未来而言，评估保护网络对岛屿特有物种的实际范围的覆盖程度将非常重要。许多岛屿特有物种的范围非常有限，并且生存在特定的位置和栖息地中——例如，位于山顶或山脊上，这些地方提供独特的小气候或保护免受人类影响和入侵食草动物的影响。应优先考虑特有物种丰富但保护区总体覆盖率较低的岛屿（图 4d）。联合国 30×30 保护目标可以作为指导方针。为了保护岛屿上突出的植物多样性，保护区网络理想情况下还应考虑岛屿特有物种未来所需的全部栖息地。为此，在特有物种丰富的岛屿上确定和保护重要的植物和关键生物多样性区域可以指导保护区的选择，因为这些区域可以显着降低物种灭绝风险并有效减少生物多样性丧失。然而，在许多岛屿和栖息地，仅仅扩大保护区网络可能为时已晚或不够，例如夏威夷极度濒危的干旱森林或加那利群岛的嗜热林地 。在这里，保护区需要与栖息地恢复相结合，因为许多岛屿特有物种的优质栖息地可能已经萎缩到无法生存的水平。许多岛屿特有物种的野生种群规模非常小，因此需要采取迁地保护措施和种子库来保护它们。此外，土著人民和当地社区需要更好地融入或领导保护管理并参与决策，因为这将加强对自然和人类福祉的可持续和长期保护。因此，未来岛屿植物的保护将更具挑战性，突出需要整合当地利益相关者，评估岛屿特有物种的分布，监测其趋势并建立迁地收藏和种子库，以保护地球上大部分具有系统发育独特性的植物多样性。
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研究讨论
