拉所有原始數(shù)據(jù)研究者“入伙”，這項研究為啥這么干？
4年前，新入職北京大學(xué)生態(tài)研究中心的研究員華方圓和團(tuán)隊“001”號成員、科研助理王瑋亦開啟了一項全球尺度的生物多樣性數(shù)據(jù)分析，想探究是什么因素在影響著鳥類群落對農(nóng)業(yè)毀林的響應(yīng)。
這項研究盡管核心成員極為精簡，但他們邀請了所有原始數(shù)據(jù)研究的第一作者和通訊作者作為本研究的共同作者，其中包含澳大利亞新南威爾士大學(xué)、野生生物保護(hù)學(xué)會（WCS）、清華大學(xué)等來自全球6個大洲21個國家的49個研究機(jī)構(gòu)，這樣的合作方式并不常見。
但研究人員表示：“這不僅極大地促進(jìn)了數(shù)據(jù)的整理工作，也是對原文作者在原始數(shù)據(jù)收集中付出努力的一個公正地認(rèn)可。”
近日，這項研究成果發(fā)表于《自然-生態(tài)與進(jìn)化》。
尋找數(shù)據(jù)合作團(tuán)隊
2019年底，突如其來的一場疫情，讓剛剛?cè)肼毐贝蟮娜A方圓被困在家中，野外考察一時擱淺。一天早晨，一個多年前曾好奇的問題突然從她腦海中冒了出來——森林生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性受農(nóng)業(yè)毀林負(fù)面影響的程度與農(nóng)耕文明之間是否有潛在關(guān)聯(lián)。
人類上萬年的農(nóng)業(yè)史就是一部改造自然的歷史。如今地球上已有約40%的無冰土地被轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)用地。這種轉(zhuǎn)變，尤其是對森林的轉(zhuǎn)變（即農(nóng)業(yè)毀林），已經(jīng)成為了全球生物多樣性面臨的最為嚴(yán)峻的威脅之一。
目前，已有大量的研究記錄了生物多樣性對農(nóng)業(yè)毀林的負(fù)面響應(yīng)。“但具體到不同地區(qū)的不同案例時，這種響應(yīng)卻表現(xiàn)出了很大的差異，有的研究甚至認(rèn)為農(nóng)業(yè)毀林對當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有允怯蟹e極作用的。”論文共一兼通訊作者華方圓說，隨著全球農(nóng)業(yè)持續(xù)擴(kuò)張的趨勢，理解農(nóng)業(yè)毀林對生物多樣性影響的差異、以及背后可能存在的規(guī)律，對于深入認(rèn)識農(nóng)業(yè)的生態(tài)影響、進(jìn)而為管理該影響提供科學(xué)依據(jù)具有很大科學(xué)和應(yīng)用意義的問題。
要想探究這種差異，全球范圍的數(shù)據(jù)收集工作成為了這項研究的先行條件。在動植物類群里，鳥是被人類認(rèn)識最充分的一個類群，研究數(shù)據(jù)也最為豐富。于是，團(tuán)隊從最初與鳥類相關(guān)的近3000篇論文，聚焦到符合數(shù)據(jù)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的 61 篇文章，一一聯(lián)系論文作者，最終拿到了47 篇文章的原始數(shù)據(jù)。
負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集的論文共一作者王瑋亦談到，整個數(shù)據(jù)收集工作就持續(xù)了近1年半的時間。“并不是所有符合我們準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的論文都提供了我們需要的物種尺度數(shù)量數(shù)據(jù)。即使是那些提供了數(shù)據(jù)的論文，數(shù)據(jù)格式也千差萬別，且在一些關(guān)鍵信息上可能是模糊的。”于是，王瑋亦在數(shù)據(jù)整理過程中，不得不向原文作者逐一發(fā)郵件溝通，尋求數(shù)據(jù)，并多次核實相關(guān)細(xì)節(jié)。
為了說服、激勵原文作者提供數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊決定讓這些作者聯(lián)合署名，對那些已經(jīng)在發(fā)表文章中提供數(shù)據(jù)的作者，團(tuán)隊也同樣發(fā)出了署名邀請。“這樣的正式合作模式不僅極大地促進(jìn)了數(shù)據(jù)的整理工作，也是對原文作者在原始數(shù)據(jù)收集中付出努力的一個公正地認(rèn)可。”王瑋亦告訴《中國科學(xué)報》。
發(fā)現(xiàn)自然界的“歷史遺留效應(yīng)”
數(shù)據(jù)收集之后的分析與詮釋工作同樣十分漫長。
在此前的研究中，科學(xué)家一般把生物多樣性對農(nóng)業(yè)毀林響應(yīng)的差異歸因于農(nóng)業(yè)景觀和生產(chǎn)方式上的不同特征。例如很多研究發(fā)現(xiàn)在景觀異質(zhì)性更低、管理強(qiáng)度更高的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，生物多樣性對農(nóng)業(yè)毀林的響應(yīng)往往更加負(fù)面，反之亦然。
而在這項研究中，科研人員引入了一個“過濾”的概念，即生態(tài)過濾機(jī)制可能也對這樣的差異形成起到了至關(guān)重要的作用。
華方圓解釋說，過濾可以大致分為兩方面：在天然時空變異性更大的森林生態(tài)系統(tǒng)中，比如冠層不連續(xù)、有季節(jié)性落葉、會發(fā)生周期性野火的森林生態(tài)系統(tǒng)，物種和群落可能具有預(yù)先的對毀林所致生境改變的適應(yīng)；這是一種自然過濾過程。而那些歷史上人為毀林強(qiáng)度更高的地方，存留下來的物種和群落已經(jīng)經(jīng)過了一定程度的毀林過程篩選，因此可能也會更加具有耐受性；這是一種人為過濾過程。
過濾對物種和群落毀林耐受性的影響很少有人研究。為了填補這一空缺，研究團(tuán)隊匯編了一套全球范圍內(nèi)配對的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)與原生森林中物種尺度鳥類多度的數(shù)據(jù)集，對兩種生態(tài)過濾機(jī)制的影響進(jìn)行了檢驗。
結(jié)果顯示，自然和人為過濾越強(qiáng)，群落的性狀就越偏向使物種表現(xiàn)出更高的耐受性。研究人員發(fā)現(xiàn)，整體而言，鳥類群落對于農(nóng)業(yè)毀林的響應(yīng)是近于中性的。然而，如果只看出現(xiàn)在原生森林中的鳥類，農(nóng)業(yè)毀林對它們造成的是顯著的負(fù)面影響。之所以整體近于中性響應(yīng)是由那些僅出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的鳥類“拉平”的，它們是農(nóng)業(yè)毀林的“贏家”，但真正需要保護(hù)和關(guān)注的其實應(yīng)該是依賴于原生森林的“輸家”們。
華方圓表示，這一結(jié)論是從歷史遺留效應(yīng)的視角來認(rèn)識生物多樣性對農(nóng)業(yè)毀林的響應(yīng)，這將有助于更好地預(yù)測和應(yīng)對未來農(nóng)業(yè)驅(qū)動的土地利用變化帶來的生物多樣性影響。
研究還強(qiáng)調(diào)了要保護(hù)現(xiàn)存的完整森林的重要性。因為這些森林迄今為止經(jīng)歷的人為過濾強(qiáng)度比較低，也就是“輸家”物種們最后的庇護(hù)所。一旦它們遭到破壞，不僅會導(dǎo)致更嚴(yán)重的生物多樣性喪失，還會進(jìn)一步強(qiáng)化人類活動在全球生態(tài)系統(tǒng)中造成的歷史遺留。
讓數(shù)據(jù)物盡其用
除了論文成果，這項接近4年的研究課題也讓華方圓對科研合作的問題有一些更深的思考。
在論文寫作的階段，如何針對全球尺度的數(shù)據(jù)講好多層次的生態(tài)演化故事是伴隨著投稿的過程而逐漸清晰起來的。“團(tuán)隊雖然經(jīng)歷了2次拒稿、2次修改，每一次修改都是牽一發(fā)而動全‘?dāng)?shù)’，但也在這個繁瑣的過程中，一次次收到了世界各地共同作者們的幫助和鼓勵。”王瑋亦坦言，是全球同行間真誠的交流給了團(tuán)隊成長的養(yǎng)分。
華方圓告訴《中國科學(xué)報》，這項研究最大的難點在于，收集數(shù)據(jù)的過程也是經(jīng)營一個學(xué)術(shù)共同體的過程，如何把龐大的作者群凝聚到同一個目標(biāo)當(dāng)中，關(guān)系到這項研究的成敗。
在她看來，當(dāng)下生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域數(shù)據(jù)共享機(jī)制的設(shè)立至關(guān)重要。數(shù)據(jù)公開不僅是科學(xué)研究公開透明的體現(xiàn)，同時它也作為一種公共資源，通過共享，讓其他研究團(tuán)隊能據(jù)此產(chǎn)出更多的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，要讓科學(xué)數(shù)據(jù)物盡其用。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41559-023-02280-w
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