编辑推荐：
为解决巴西受保护地区普遍存在的多样性认知空白、资金短缺和日益增长的旅游活动带来的管理挑战，研究人员以巴西伊塔巴亚纳国家公园为研究对象，开展了蕨类和石松类植物地理参考多样性的评估。研究整合了物种专有性、分类学独特性指数(Δ+)和超优势种(Pteridium esculentum)等信息，发现旅游区域可能威胁大量物种，并存在环境风险。所建立的数据集成本低廉（总计1,850美元），具有高度可复制性，可作为制定不同尺度保护优先区划定和旅游影响监测的实际行动计划的强有力工具。
当我们谈论巴西的生物多样性保护时，人们的目光往往聚焦于广袤的亚马逊雨林。然而，同样面临严峻挑战的，还有那片被誉为“生物多样性热点”的大西洋森林。这片森林以其极高的物种多样性和特有性而闻名，但超过70%的原始森林面积已因人类活动而消失。尽管巴西设立了众多保护单位，但普遍存在多样性信息匮乏、资金不足、监管人员短缺以及日益增长的旅游活动压力等重重困境。在这种情况下，保护区内的生物多样性究竟保存得如何？如何更科学地确定保护优先区？又如何评估和监控看似无害的生态旅游活动对脆弱生态系统的影响？这些问题构成了当前巴西乃至全球热带地区生物多样性保护实践的棘手难题。
正是在这样的背景下，一项聚焦于看似低调、实则意义非凡的植物类群——蕨类植物和石松类植物——的研究应运而生。这篇发表在《Journal for Nature Conservation》上的研究，以巴西东北部塞吉尔吉州的伊塔巴亚纳国家公园为“天然实验室”，试图通过解析这些古老植物的地理分布密码，为上述难题寻找答案。研究人员敏锐地认识到，蕨类和石松类不仅是森林林下层的关键组成部分，更是反映环境变化的灵敏“生物指示器”。它们能指示从原始生境、土壤类型到受干扰环境（如森林边缘）的各种条件。更重要的是，了解它们的多样性及其空间分布，可以为保护区的精细化管理、旅游活动监控提供一个成本相对较低且操作性强的科学工具。
为了深入探究这些问题，研究团队开展了一项系统性的工作。首先，他们广泛搜集了来自GBIF、SpeciesLink等生物多样性数据库以及ASE、ALCB、UFP等标本馆的历史记录，并结合在2022至2024年间进行的系统野外采集，构建了公园内蕨类和石松类植物的地理参考物种名录。研究区域涵盖了公园的三个主要分区：两个完全受保护的“Serra Comprida”和“Serra do Cajueiro”，以及一个允许旅游活动但缺乏有效旅游规划的“Serra de Itabaiana”分区。在此基础上，研究人员确定了四个主要旅游景点，并在每个景点周围创建了半径为280米的缓冲区，用以评估旅游活动的潜在影响。分析指标包括：各分区及缓冲区的物种丰富度、各分区独有的“专有物种”数量、反映物种间进化关系远近的“分类学独特性指数”，以及是否存在像蕨菜这样的“超优势种”（一种可能变得异常繁盛并造成类似入侵物种危害的本地物种）。此外，研究还详细核算了创建此多样性数据集所需的采样努力和财务成本，并将其与公园所在市政和州的环境保护预算进行了对比，以评估其经济可行性。
研究的主要技术方法包括：
- 1.
数据汇编与系统采集：结合在线生物多样性数据库（GBIF, SpeciesLink）查询、标本馆查阅以及2022-2024年的系统性野外采集，获取并验证公园内蕨类和石松类植物的地理参考记录。
- 2.
空间分析与指标计算：利用QGIS软件划分公园分区，并在四个旅游景点创建280米半径缓冲区进行空间分析。计算各区域的物种丰富度、专有物种数、分类学独特性指数(Δ+)，并鉴定超优势种。
- 3.
统计与成本分析：使用R语言进行物种累积曲线分析和非度量多维尺度分析，以评估采样充分性和站点间植物区系组成的差异。同时，基于实地调查详细列出了创建该数据集所需的所有材料和物流成本。
研究结果揭示了以下几方面的重要发现：
1. 公园的物种多样性家底与分区差异
研究在公园内共记录到65种蕨类（58种）和石松类（7种）植物，其中4种是巴西特有物种。特别值得注意的是Anemia glareosa，其在公园内的记录是巴西东北部地理分区内的唯一记录。允许旅游活动的“Serra de Itabaiana”分区拥有最高的物种丰富度，达50种，其中31种为该分区独有。而两个完全受保护的分区共记录31种，其中16种为这两个分区独有。这表明，旅游分区和完全保护分区在物种组成上具有互补性，共同维系着公园的区域物种库。
2. 旅游活动区域的潜在风险
在四个旅游景点周围的缓冲区内，共发现了27种蕨类和石松类植物，占公园总多样性的41%，其中9种为缓冲区独有，且在塞吉尔吉州仅分布于公园内。缓冲区III中记录到了唯一的超优势种Pteridium esculentum。分类学独特性指数在缓冲区中较高（0.81至0.91），但缓冲区III的指数相对较低。非度量多维尺度分析也显示缓冲区III的植物区系组成与其他旅游点差异较大。这些迹象共同指向缓冲区III可能受到了更强的干扰。
3. 数据集的可复制性与低成本优势
本研究的系统采集覆盖了公园已记录多样性的33%，每次采集的近似成本为154.16美元，总成本为1,850美元。估算要覆盖公园全部多样性，总成本约为5,550美元。与公园所在市政的环境保护年度预算（从几千到数十万美元不等）相比，此数据集的创建成本相对较低，表明该方法具有高度的可复制性和成本效益。
研究结论与讨论强调了本项工作的多重重要意义：
首先，研究证实了整合多种指标的蕨类和石松类地理参考数据，是进行保护优先区划定和旅游影响监测的有效工具。单纯使用物种丰富度在局地尺度上因受面积、森林覆盖等因素影响较大，指导意义有限。而结合“专有物种”和“分类学独特性指数”进行分析，则能更精准地识别需要优先保护的区域。例如，旅游分区拥有大量独有物种和高分类学独特性，意味着其保存了独特的进化谱系，必须优先保护以防止这些物种因旅游压力而局部灭绝。
其次，研究明确指出了旅游活动对生物多样性的潜在威胁。旅游缓冲区集中了相当高比例（41%）的物种多样性，并包含仅在州内公园出现的独有物种，这表明旅游活动区域恰好与许多敏感物种的栖息地重叠。超优势种Pteridium esculentum的存在更是一个明确的“红色警报”，因为该物种常在受干扰生境（如火灾后）爆发性生长，形成单一群落，抑制其他物种，阻碍森林恢复。缓冲区III相对较低的分类学独特性和独特的物种组成，暗示该区域可能已开始出现由人为干扰（可能是旅游活动相关）驱动的“生物同质化”过程，即耐干扰的广布种增加，而稀有的特有类群减少。
最后，研究为资源有限的保护区管理提供了切实可行的解决方案框架。所展示的方法成本低廉、操作性强，易于在其他保护区复制。研究人员建议公园管理方应将此类地理参考多样性数据整合到管理实践、未来分区或管理计划更新中，并用于监控旅游活动影响。同时，亟需制定有效的旅游管理计划，包括设定每日游客上限、配备合格导游、开展环境教育、建立访客门票基金等。更重要的是，巴西对保护区的投资需要与管理需求的扩大相匹配，因为资源匮乏是管理者面临的主要挑战之一。
综上所述，这项研究不仅为伊塔巴亚纳国家公园绘制了一幅珍贵的蕨类和石松类植物多样性地图，更重要的是，它发展并验证了一套将基础生物多样性调查转化为直接支持保护决策和可持续旅游管理的科学工具。在全球热带地区生物多样性保护面临资金、数据和人力多重挑战的今天，此类兼具科学性、实用性和经济可行性的本地化研究，为点亮保护区管理的“盲区”提供了一盏明灯。
