[00123976]中国和世界昆虫的多元相似性聚类分析及地理区划

本研究是在河南省重点实验室建设专项资金（112300413221）、河南省基础和前沿计划（082300430370）等项目资助下完成的。本研究的技术领域属生物地理学。生物地理学是研究生物在自然界的分布规律、形成机制及地理区划的基础学科,是生物学和地理学的交叉学科,尤其是地理区划又是阐释分布规律、解析形成机制的基础和先导工作。生物地理学自18世纪创立以来,在植物和高等动物领域虽然取得不菲的成就,但都是定性研究的结果,其制约瓶颈是缺乏正确的多元相似性计算方法。而昆虫这一最复杂的生物类群,定性的研究成果也没有被提出。 本研究依据生物区系相似性的技术原理,从研究生物区系的多元相似性的方法入手,对中国和世界的昆虫分布状况进行定量的统计分析,提出了中国昆虫的地理区划和世界昆虫的地理区划方案。 本研究突破与创新表现在以下四个方面： 1、首次创建了生物区系的多元相似性系数计算公式（MSF）,该公式是世界唯一的相似性通用公式,全球范围应用最广泛的Jaccard公式仅是本公式在n=2时的特例。并据此建立了多元相似性聚类分析技术体系（MSCA）以及计算机分析软件。面对貌似杂乱无章的生物分布的浩瀚数据,能够得到准确分析结果。该方法彻底摆脱了二元公式的桎梏与羁绊,完全规避了由于层层合并导致的畸形结果,使得大地理区域的研究成为可能,不仅免除了传统聚类分析方法的“陷阱”,而且使定量分析的过程变得简单便捷。 2、在中国首次汇总了全国17018属93600多种昆虫的分布资料,将全国划分成64个基础地理单元,通过MSCA分析,建立了首个中国昆虫9区20亚区的地理区划方案。实现了学界前辈们开展定量研究的愿望,是对定性研究结果的补充、完善与量化。 3、在世界上首次汇集了全世界34目496科32883属347380种昆虫的分布资料,将世界陆地、岛屿分为67个基础地理单元,通过MSCA分析,建立了首个世界昆虫8界20亚界的地理区划方案。该方案是世界第一个基于定量分析的生物地理区划系统,是对原有定性研究结果的量化与完善。是先前的聚类分析方法根本不能完成的。 4、研究实践中逐渐明晰并予以证明的概念和创建,如独有种类概念的提出及强化、相似性与相异性贡献率概念的提出及解析、区系组成变化的连续性与不均衡性、环境条件对生物分布格局影响的同质性等,从不同角度丰富了生物地理学的理论内容,渐次构建起新的理论框架与技术体系。 本研究从系统分析生物地理学的历史成就与不足入手,针对学科发展的制约瓶颈,高起点地开展了一系列全新的、首创的、国内外独树一帜的研究实践活动,方法是世界首创,技术体系新颖成熟,分析材料广泛完整,分析结果客观、公正,符合生态学、统计学、地理学逻辑。研究水平整体上居世界领先地位。