台湾生物多样性研究的十年回顾(2001-2011)

台湾的学界从20世纪90年代开始推广生物多样性的保育、教育及研究工作。2001年起行政部门通过了"生物多样性推动方案",科技部门于2002年成立了"生物多样性学门"。随后各大学及"中研院"陆续新设或改组成立生物多样性研究所或中心,积极展开相关的研究工作。科技部门以资助基础科学研究为主,农业部门则以与保育、经营管理及利用相关的研究成果为主。本文乃以2009年出版的Taiwan Global Change Research一书中DIVERSITAS一章为基础,其内容与生物多样性推动方案较相关的研究工作,摘录整理过去10年来的若干研究成果,包括分类学、长期生态、生态系模式、气候变迁、亲缘地理、遗传资源、栖地复育、数据库建置等领域。并依不同年度、学科领域、栖地类型、生物类别之关键词上网查询并统计发表的SCI论文的篇数,藉此一窥这10年来台湾在生物多样性研究之能力及进展。最后再就生物多样性研究未来所可能面临的问题及展望提供个人浅见,供读者参考。

基于叶绿体微卫星研究鄂报春谱系遗传结构(英文)

鄂报春Primula obconica作为一种广泛栽培的园艺植物,其野生居群的遗传多样性及遗传结构的研究还少见报道。本文通过叶绿体微卫星分析了17个鄂报春野生居群(共278个个体),共发现4个多态性位点(16个等位基因),得到14个单倍型。结果表明鄂报春具有很高的总基因多样性(HT=0.971)和极低的居群内基因多样性(HS=0.028);分子方差分析(AMOVA)显示98%的变异存在于居群间。这些结果说明早期的生境片断化及有限的种子传播能力是造成当前遗传结构的重要原因。Nst值显著大于Gst值,表明关系相近的单倍型会出现在相同的地区内,同时最小生成树(MST)的分析结果证实了这样的结论。我们在最小生成树的两个组中推断出一些古老单倍型,并推测在冰期时湖北和我国的西南地区可能是该物种的避难所。

台湾生物多样性资料整合之经验与策略

台湾生物多样性数据库之整合从2001年开始,是因为数位典藏计划、生物多样性推动方案,及台湾加入全球生物多样性信息网络(Global Biodiversity Information Facility,GBIF),均在这一年启动。2002年"中研院"开始建置台湾物种名录数据库(TaiBNET),GBIF之台湾入口网TaiBIF则是在2004年时建置,用来整合台湾生物多样性的资料并与国际接轨。所采用之方法及格式均依循GBIF所发展的交换标准,一来可以整合台湾的数据,二来可及时与国际交换数据。虽然TaiBNET及TaiBIF已突破智慧财产权(知识产权)的障碍,可搜集整合数位典藏各子计划逐年累积的资料,但跨部门间及非数位典藏计划所产生的数据,仍因各单位及个人的本位主义而难以整合分享,特别是生态分布原始数据。因此2008年在"中研院"成立了跨主管部门的委员会,制订可行之资料搜集、整合与公开的政策,并要求各主管部门在委办合约中纳入。无人否认数据库整合的重要,但在现行对研究人员考评制度下,研究人员大多不愿投入数据库建置的学术服务工作,所获得的人力与经费亦日益短缺而难以永续经营。亟需相关部门的重视与支持。TaiBIF在过去6年来的推动成果虽未臻理想,但所获的经验和心得仍有可供外界参考与借镜之处。

海洋生物多样性信息资源

海洋生物多样性甚高,但却饱受人为的破坏及干扰。目前全球最大的含点位数据的在线开放性数据库是海洋生物地理信息系统(OBIS),共约12万种3,700万笔资料;另一个较大的数据库世界海洋生物物种登录(WoRMS)已收集全球22万种海洋生物之物种分类信息。除此之外,以海洋生物为主的单一类群的数据库只有鱼库(FishBase)、藻库(AlgaeBase)及世界六放珊瑚(Hexacorallians of the World)3个。跨类群及跨陆海域的全球性物种数据库则甚多,如网络生命大百科(EOL)、全球生物物种名录(CoL)、整合分类信息系统(ITIS)、维基物种(Wikispecies)、ETI生物信息(ETI Bioinformatics)、生命条形码(BOL)、基因库(GenBank)、生物多样性历史文献图书馆(BHL)、海洋生物库(SeaLifeBase);海洋物种鉴定入口网(Marine Species Identification Portal)、FAO渔业及水产养殖概要(FAO Fisheries and Aquaculture Fact Sheets)等可查询以分类或物种解说为主的数据库。全球生物多样性信息网络(GBIF)、发现生命(Discover Life)、水生物图库(AquaMaps)等则是以生态分布数据为主,且可作地理分布图并提供下载功能,甚至于可以改变水温、盐度等环境因子的参数值,利用既定的模式作参数改变后之物种分布预测。谷歌地球(Google Earth)及国家地理(National Geographic)网站中的海洋子网页,以及珊瑚礁库(ReefBase)等官方机构或非政府组织之网站,则大多以海洋保育的教育倡导为主,所提供的信息及素材可谓包罗万象,令人目不暇给。更令用户感到方便的是上述许多网站或数据库彼此间均已可交互链接及查询。另外,属于搜索引擎的谷歌图片(Google Images)与谷歌学术(Google Scholar)透过海洋生物数据库所提供的直接链接,在充实物种生态图片与学术论文上亦发挥极大帮助,让用户获得丰富多样的信息。为了保育之目的,生物多样性数据库除了整合与公开分享外,还应鼓励并推荐大家来使用。本文乃举Rainer Froese在巴黎演讲之内容为例,介绍如何使用海洋生物多样性之数据来预测气候变迁对鱼类分布的影响。最后就中国大陆与台湾目前海洋生物多样性数据库的现况、两岸的合作及如何与国际接轨作介绍。

白令海和楚科奇海鱼类种类组成及其对生态环境变化的响应

根据第4次中国北极科学考察在白令海与楚科奇海进行的鱼类拖网调查资料,分析了白令海与楚科奇海鱼类生物的种类组成、优势种、物种多样性和区系特征,探讨了鱼类生物对北极气候快速变化的响应。结果表明,白令海与楚科奇海两个海域共鉴定鱼类生物14科41种;主要优势种类为粗壮拟庸鲽(Hippoglossoides robustus)、北鳕(Boreogadus saida)、短角床杜父鱼(Myoxocephalus scorpius)、斑鳍北鳚(Lumpenus fabricii)、粗糙钩杜父鱼(Artediellus scaber);从适温性来看,冷水性种类最多,有35种,冷温性种类6种;从栖息地生态类型来看,底层鱼类、近底层鱼类和中上层鱼类分别为35、5和1种;Shannon-Wiener多样性指数平均为1.21,呈现南高北低的特点,整体多样性水平不高;气候变化引起部分北极、亚北极海区鱼类出现不同程度的纬向和纵向移动,由此将引起北极渔业资源分布格局的变化。

十年有成的“海洋生物普查计划”

海洋生物普查（Census of Marine Life,CoML）又称为＂全球海洋生物普查计划＂,是一项历时10年（2000–2010）空前成功的国际合作计划（http：//www.coml.org/news-conference）。其成果综合为以下几项：（1）参与的国家和人数众多：全球有80多个国家,2,700多位科学家参与合作完成此项目。

运用聚类分析与Google Maps于大量物种出现记录之研究

物种出现记录包含博物馆动物标本、植物标本、生态调查与物种观察等资料。在台湾生物多样性信息机构(Taiwan Biodiversity Information Facility,TaiBIF)物种出现记录整合平台中,已整合台湾26个数据集,包含超过150万笔物种出现记录,其中约有85%的数据具有地理信息。我们利用数据库中所汇整的鲤科数据,包括11个数据集、超过8,800笔出现记录数据,利用网格式、切割式与密度式3种聚类分析算法分别绘制出不同的空间可视化结果,藉此解决大量物种出现记录于Google Maps上呈现效能与可视化不佳之问题。同时我们也探讨了3种聚类分析法之结果与鲤科的专家意见范围地图(expertopinion range maps)比对的差异。期望透过本研究可快速且有效地呈现物种分布资料,进而帮助研究者挖掘出大量数据所隐含的知识,并为生态保育提供重要参考。

南海东沙岛及太平岛鱼类种类组成和动物地理学特点

就笔者等在南海之东沙岛及太平岛两处海域所调查记录到的珊瑚礁鱼类,连同自1975年以来之文献与数据库的记录作综合整理。结果表明,东沙岛有73科652种,太平岛有56科466种,两岛合计共有76科759种。太平岛所记录的总鱼种数较东沙岛为少,主要原因纯系因太平岛之礁域面积较小,且调查次数甚少之故。根据各鱼种地理分布范围之分析,发现在此二岛所记录到的鱼种几乎全部都是印度–太平洋、印度–西太平洋及西太平洋等广泛分布的鱼种,目前只有黄头刻齿雀鲷(Chrysiptera chrysocephala)1种是只在南海发现之鱼种。由此可推测南海的鱼类相应与周边海域或珊瑚三角的鱼类相充分交流,并未有明显隔离或种化的现象。东沙岛及太平岛鱼类相之S rensen相似性系数值虽已达85.69%,但其中仍有240种是只分布在东沙岛及台湾(165种),或太平岛及台湾(75种),而未在另一岛屿发现之鱼种,且其中只在太平岛及东沙岛发现的21种及20种鱼中,大多为稀有种,非常不容易被调查到。故推测目前在此二岛所作的调查频度相当不足,如果调查能更密集更长期,则两岛的鱼相会更相似。

水温对珊瑚礁的影响

所有的火力或核能发电厂，都会抽取河川、湖泊的淡水或海岸边的海水来冷却发电机组．也因而产生温排水影响周遭海洋生态的问题。特别是当温排水的温度愈高，与其汲入之冷却水间之温差愈大，对当地海洋生态造成的冲击就愈大。