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，新入職北京大學生態(tài)研究中心的研究員華方圓和團隊“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業(yè)毀林的響應。
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、野生生物保護學會（WCS）、清華大學等來自全球6個大洲21個國家的49個研究機構，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可。”
近日，這項研究成果發(fā)表于《自然-生態(tài)與進化》。
尋找數(shù)據(jù)合作團隊
2019年底，突如其來的一場疫情，讓剛剛入職北大的華方圓被困在家中，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)的生物多樣性受農業(yè)毀林負面影響的程度與農耕文明之間是否有潛在關聯(lián)。
人類上萬年的農業(yè)史就是一部改造自然的歷史。如今地球上已有約40%的無冰土地被轉變?yōu)檗r業(yè)用地。這種轉變，尤其是對森林的轉變（即農業(yè)毀林），已經成為了全球生物多樣性面臨的最為嚴峻的威脅之一。
目前，已有大量的研究記錄了生物多樣性對農業(yè)毀林的負面響應。“但具體到不同地區(qū)的不同案例時，這種響應卻表現(xiàn)出了很大的差異，有的研究甚至認為農業(yè)毀林對當?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，隨著全球農業(yè)持續(xù)擴張的趨勢，理解農業(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，對于深入認識農業(yè)的生態(tài)影響、進而為管理該影響提供科學依據(jù)具有很大科學和應用意義的問題。
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，鳥是被人類認識最充分的一個類群，研究數(shù)據(jù)也最為豐富。于是，團隊從最初與鳥類相關的近3000篇論文，聚焦到符合數(shù)據(jù)準入標準的 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)。
負責數(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入標準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，且在一些關鍵信息上可能是模糊的?！庇谑?，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)，并多次核實相關細節(jié)。
為了說服、激勵原文作者提供數(shù)據(jù)，研究團隊決定讓這些作者聯(lián)合署名，對那些已經在發(fā)表文章中提供數(shù)據(jù)的作者，團隊也同樣發(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可?！蓖醅|亦告訴《中國科學報》。
發(fā)現(xiàn)自然界的“歷史遺留效應”
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，科學家一般把生物多樣性對農業(yè)毀林響應的差異歸因于農業(yè)景觀和生產方式上的不同特征。例如很多研究發(fā)現(xiàn)在景觀異質性更低、管理強度更高的農業(yè)系統(tǒng)中，生物多樣性對農業(yè)毀林的響應往往更加負面，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)過濾機制可能也對這樣的差異形成起到了至關重要的作用。
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先的對毀林所致生境改變的適應；這是一種自然過濾過程。而那些歷史上人為毀林強度更高的地方，存留下來的物種和群落已經經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，研究團隊匯編了一套全球范圍內配對的農業(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)過濾機制的影響進行了檢驗。
結果顯示，自然和人為過濾越強，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，鳥類群落對于農業(yè)毀林的響應是近于中性的。然而，如果只看出現(xiàn)在原生森林中的鳥類，農業(yè)毀林對它們造成的是顯著的負面影響。之所以整體近于中性響應是由那些僅出現(xiàn)在農業(yè)系統(tǒng)中的鳥類“拉平”的，它們是農業(yè)毀林的“贏家”，但真正需要保護和關注的其實應該是依賴于原生森林的“輸家”們。
華方圓表示，這一結論是從歷史遺留效應的視角來認識生物多樣性對農業(yè)毀林的響應，這將有助于更好地預測和應對未來農業(yè)驅動的土地利用變化帶來的生物多樣性影響。
研究還強調了要保護現(xiàn)存的完整森林的重要性。因為這些森林迄今為止經歷的人為過濾強度比較低，也就是“輸家”物種們最后的庇護所。一旦它們遭到破壞，不僅會導致更嚴重的生物多樣性喪失，還會進一步強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?！皥F隊雖然經歷了2次拒稿、2次修改，每一次修改都是牽一發(fā)而動全‘數(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?！蓖醅|亦坦言，是全球同行間真誠的交流給了團隊成長的養(yǎng)分。
華方圓告訴《中國科學報》，這項研究最大的難點在于，收集數(shù)據(jù)的過程也是經營一個學術共同體的過程，如何把龐大的作者群凝聚到同一個目標當中，關系到這項研究的成敗。
在她看來，當下生態(tài)學研究領域數(shù)據(jù)共享機制的設立至關重要。數(shù)據(jù)公開不僅是科學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，讓其他研究團隊能據(jù)此產出更多的科學發(fā)現(xiàn)，要讓科學數(shù)據(jù)物盡其用。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41559-023-02280-w
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