中国生物安全信息交换机制的设计和建设

生物安全信息交换机制(biosafety clearing-house,BCH)是根据《卡他赫那生物安全议定书》第20条的要求建立的,旨在促进改性活生物体(living modified organisms,LMOs)的科学、技术、环境和法律等方面信息和经验交流的一种基于因特网技术的信息交换方式,对于各缔约方的履约活动起着重要的推动作用。在分析BCH的作用和特点的基础上,设计了中国BCH的组织体系、运行机制、网络结构、主页结构和数据库结构,介绍了中国BCH的建设与管理情况,并对生物安全信息公开的相关问题进行了讨论。

立足生态系统完整性,改革生态环境保护管理体制:十八届三中全会“建立陆海统筹的生态系统保护修复区域联动机制”精神解读

近年来,我国生态系统保护修复取得明显成效,但是生态环境整体恶化的趋势仍未得到根本遏制。现行管理体制机制顶层设计不足,"条块分割",手段缺乏综合性,技术支撑薄弱,保障体系不完善,无法有效应对具有高度复杂性的生态系统保护修复问题。十八届三中全会提出"建立陆海统筹的生态系统保护修复区域联动机制",就是要求立足生态系统完整性,打破区域、流域和陆海界限,打破行业和生态系统要素界限,实行要素综合、职能综合和手段综合,建立与生态系统完整性相适应的生态环境保护管理体制,形成对生态系统从山顶到海洋的全要素、全过程和全方位的一体化管理,维护生态系统结构和功能的完整性以及生态系统健康。该文阐述了国外生态系统保护修复模式与经验,分析了我国生态系统保护修复现状和问题,提出了建立陆海统筹的生态系统保护修复区域联动机制的对策建议。

从加强生态环境保护角度探析我国外来入侵物种防控策略

外来入侵物种对我国生态安全、生物安全和粮食安全形成了重大威胁。我国已经在法律法规、体制机制和控制清除等方面采取一系列措施,并取得一定效果,但外来入侵物种防控工作中的某些薄弱环节问题未能得到有效解决,仍存在防控成效不足等问题。在分析我国外来物种入侵形势以及涉及外来入侵物种的不同利益主体及其利益关系的基础上,探讨了我国外来入侵物种防控体系建设的进展和存在问题,提出树立正确防控指导思想、合理界定防控对象、建立健全防控法律体系、完善防控体制机制和开展综合治理等对策建议。

2020年全球生物多样性目标解读及其评估指标探讨

2010年以来,全球开展了讨论和咨询,确定世界生物多样性保护的路线图。2010年10月在日本召开的《生物多样性公约》缔约方大会第十次会议通过了《生物多样性战略计划》(2011—2020年)。该战略计划确立了2020年全球生物多样性目标(简称2020年目标),设计了世界生物多样性保护的路线图和时间表,为制定国家目标提供了灵活的框架。该文剖析了《生物多样性公约》各缔约方对2020年目标的谈判立场,解读了2020年目标的内涵,论述了2020年目标评估指标研究的最新进展,在进一步加强生物多样性评价指标研究、建设生物多样性监测标准和网络、开展生物多样性长期监测方面提出了建议。

中国实施2020年全球生物多样性目标的进展

针对日益严峻的生物多样性丧失形势,国际社会于2010年通过了《生物多样性战略计划》(2011—2020年)。该战略计划确定了2020年全球生物多样性目标。采用"压力-状态-惠益-响应"模型,建立了评估2020年目标进展的指标体系。该指标体系包括生物多样性现状、生态系统服务、压力和响应4个方面,涉及17个一级指标、42个二级指标。研究表明,除目标2、16和18因缺乏相应指标无法评估外,目标1、3、4、5、7、10、11、14、15、17、19、20的相关评估指标均有不同程度的改善,表明这些目标的实施正沿着正确的轨道推进,特别是目标3(鼓励措施)、目标5(减少生境退化和丧失)、目标11(强化保护区系统和有效管理)、目标14(恢复和保障重要生态系统服务)、目标15(增强生态系统的复原力和碳储量)进展较大;但目标5中的草原生态系统保护,目标6(可持续渔业)、目标8(控制环境污染)、目标9(防治外来入侵物种)、目标12(保护受威胁物种)、目标13(保护遗传资源)的相关评估指标大多呈现恶化的趋势,表明虽然已开展了大量工作,但尚需采取更加有效的策略和措施才能实现这些目标。今后应进一步开发生物多样性价值、可持续消费、生态退化、农林渔业对生物多样性的影响、气候变化对生物多样性的影响、保护区的生态代表性和管理有效性、遗传资源和相关传统知识的获取与惠益分享等方面的指标,更加重视生态功能和生物多样性的恢复,重视濒危物种和遗传资源的保护以及外来入侵物种的防控。

生物物种资源监测原则与指标及抽样设计方法

生物物种资源监测是了解生物物种资源现状、开展生物物种资源保护与管理的基础工作和重要手段。阐述了生物物种资源监测的科学性原则、可操作性原则和持续性原则。提出了监测计划的制定程序;监测计划应充分考虑所具有的人力、资金和后勤保障等条件,并进行定期评估。分析了指示物种在物种资源监测中的作用与不足;认为应选择具有不同生态需求和生活史的生物类群作为监测对象。讨论了监测指标的选取方法;监测指标应可测量、有科学基础、易被公众接受、低成本和高效益;监测方法应具有科学性,能检测到相应的变化,应采用高效率、低成本的标准化监测方法。分析了现有监测计划在抽样设计方面存在的问题,探讨了空间变异性和可检测率对监测数据误差的影响及其处理方式,讨论了样本量确定和监测样地的大小、形状及位置设计。监测样地要有较好的代表性,能在有限的监测面积中较好地反映监测区域内群落种类组成与数量特征。最后,讨论了生物物种资源监测的尺度和标准化问题。

关于构建我国外来入侵物种环境危害防控监督管理体系的思考

外来入侵物种是造成全球生物多样性丧失的主要威胁因素,我国是世界上受外来入侵物种危害最严重的国家之一。近年来,我国外来入侵物种的发生态势出现重大变化,呈现出许多新特点,但现行管理制度不健全,管理策略不完善,技术支撑薄弱,管理能力不强。要建立以环境危害防控为目标的管理体系,形成"引进—建立种群—传播扩散—发生危害"过程中的"无缝"监管,提高防控措施的技术水平和综合运用能力。研究提出了与此相适应的管理框架、管理目标、管理范围、管理对象、基本原则、主要制度和措施,初步形成了我国外来入侵物种环境危害防控监督管理体系的构建方案。

中国生物入侵的现状与趋势

采用文献调研、实地考察与专家咨询相结合的方式,对中国境内森林、湿地、草原、荒漠、内陆水域和海洋等生态系统的外来入侵物种进行调查,共查明488种外来入侵物种并收集其详细信息,包括名称、分类地位、分布、起源、首次发现或引入的地点和时间、入侵途径、危害、营养和环境条件等。在这488种外来入侵物种中,植物265种,动物171种,菌物26种,病毒12种,原核生物11种,原生生物3种。对有较明确入侵时间记载的392种外来入侵物种入侵年代的分析结果表明,1850年以前,仅出现31种外来入侵物种,自1850年起,新的外来入侵物种种数总体呈逐步上升趋势,特别是1950年后的60 a间,新出现209种。外来入侵物种首次发现的地点集中在沿海地区及云南和新疆等边疆地区,但首次发现地点有逐步北移的趋势。有意引进与无意引进的外来入侵物种种数所占比例十分接近,近年来无意引进成为首要途径。美洲、欧洲和亚洲其他地区是中国外来入侵物种的主要来源地。外来入侵物种的分布呈现由沿海向内陆逐步减少的趋势。

生物多样性风险评估方法和案例研究

界定了生物多样性风险,分析了其来源,提出了建立生物多样性风险评估指标体系的原则和层次,并构建了评估指标体系。以全国2 376个县级行政单元为研究区域,评价了其生物多样性风险。结果表明,风险值R介于0.005 9与0.828 3之间,大部分地区R值低于0.3。高风险区域R值大于0.329 1,分布于广西、云南和四川等地;低风险区域R值小于0.056 8,主要位于内蒙古、山西和陕西等地;中等风险区域主要位于东北和华北地区。在生物多样性最丰富的地区(现状值T S≥0.295 8),仍然有38个县域单元的风险等级仅为中等,这主要是由于较大的自然保护区面积和较小的压力所致,其平均响应值E R和压力值R P分别为0.290 6和0.142 3。在生物多样性最贫乏的地区(T S≤0.050 2),尽管有22个单元的R P值较高(平均为0.470 4)以及145个单元的自然保护区面积为0,但总体风险并不高,其平均R值分别为0.057 0和0.048 1。

《生物多样性公约》框架下描述具有重要生态或生物学意义的海洋区域的进程与展望

受人类活动以及气候变化影响,海洋生物多样性面临严重威胁,为保护和合理利用海洋资源,2008年《生物多样性公约》缔约方大会第9次会议通过了在开阔洋水域和深海生境描述具有重要生态或生物学意义的海洋区域(EBSAs)的科学标准。2010年,《生物多样性公约》缔约方大会第10次会议决定召开一系列区域性研讨会,利用上述标准在全球范围内开展EBSAs描述。回顾了EBSAs的诞生背景与进程,概括了区域性EBSAs研讨会以及可持续海洋倡议研讨会对EBSAs描述所取得的成果。最后,展望了EBSAs进程下一步工作并提出了我国应采取的应对措施,以切实维护我国的海洋权益,促进我国海洋生物多样性的保护与可持续利用。

云南元阳县鸟类多样性及繁殖鸟类垂直分布格局

元阳县位于中国西双版纳生物多样性保护优先区域,为了解元阳县鸟类多样性及垂直分布格局,于2019年7月—2020年4月采用样线法对元阳县鸟类资源进行调查。依据元阳县海拔及生境特点共设置样线44条,以400 m的海拔间隔将调查区域分为6个垂直带,共记录鸟类13目46科179种,其中,留鸟140种(78.21%),夏候鸟16种(8.84%),冬候鸟、迷鸟和旅鸟共23种(12.85%)。县域内国家Ⅱ级重点保护野生鸟类24种,中国脊椎动物红色名录易危(VU)物种1种,近危(NT)物种11种;IUCN红色名录近危(NT)物种1种。春季物种丰富度(n=115)和多样性指数(H=4.022)最高,冬季物种丰富度(n=87)和多样性指数(H=3.666)最低。鸟类遇见率在不同季节间差异不显著(F=1.166,P=0.328)。元阳县>1400~1800 m海拔带繁殖鸟类物种丰富度最高,垂直分布呈中峰模式,与谱系多样性呈现一致的变化模式,与功能多样性呈现不同的垂直分布模式。元阳县繁殖鸟类功能丰富度(FRic值为11.82)在>1800~2200 m海拔带最高,功能离散度(FDis值为1.44)在200~600 m海拔带最高,谱系多样性(PD值为2584.59)在>1400~1800 m海拔带最高;>1400~1800和>2200~2600 m海拔带鸟类群落平均成对功能距离的标准化效应值(SES.MFD)显著低于随机值(SES值<-1.96),表明这2个海拔带鸟类群落在功能上聚集。>1400~1800、>1800~2200和>2200~2600 m海拔带鸟类群落平均成对谱系距离的标准化效应值(SES.MPD)均显著低于随机值(SES值<-1.96),表明这3个海拔带鸟类群落在谱系上聚集,可能与生境过滤驱动群落构建有关。相关性分析结果表明,各环境因子对元阳县各海拔梯度鸟类物种丰富度、功能丰富度和谱系多样性的影响均不显著,可能是由多种因素共同作用的结果。研究提供了元阳县鸟类本底数据,可为元阳县鸟类资源保护与管理提供参考。

贵州梵净山和赤水桫椤国家级自然保护区4种大中型兽类空间占域研究

占域模型可用于大中型兽类的红外相机研究,主要目的是了解某个物种占据研究区域或适宜栖息地的比例、空间分布,同时可以评估环境因素对物种占域状态的影响。2019年4月至2019年7月,在梵净山国家级自然保护区和赤水桫椤国家级自然保护区分别布设红外相机40台,其中梵净山拍摄到4目12科22种兽类,赤水拍摄到4目10科19种兽类。2个保护区的大中型兽类中相对多度指数较高的物种均为藏酋猴(Macaca thibetana)、野猪(Sus scrofa)、小麂(Muntiacus reevesi)和毛冠鹿(Elaphodus cephalophus)。对以上4个物种进行占域模型分析,了解物种占域状况及其影响因素。结果显示,藏酋猴、野猪、小麂和毛冠鹿占域率分别为0.67、0.53、0.37、0.58,探测率分别为0.20、0.21、0.31、0.27。藏酋猴的占域受海拔和坡度的负向影响,受灌木盖度的正向影响;野猪的占域与灌木盖度和坡度呈负相关,与海拔高度呈正相关,但相关性较小;小麂的占域与海拔和灌木盖度呈负相关,其中海拔影响较小,坡度对其占域有一定正向影响;毛冠鹿的占域与灌木盖度呈正相关,与坡度呈负相关。最后笔者进一步总结了占域模型的应用范围及研究中存在的问题,以期将该方法应用于更广泛的研究区域。

巴音布鲁克国家级自然保护区繁殖鸟类调查

2014—2016年每年5—6月鸟类繁殖季,对新疆天山中部的巴音布鲁克国家级自然保护区繁殖鸟类进行调查。保护区是大天鹅Cygnus cygnus、灰鹤Grus grus、斑头雁Anser indicus等珍稀鸟类的重要繁殖地,同时也是我国第一个为保护大天鹅正式成立的保护区。经过连续3年的调查,共发现繁殖鸟类61种,隶属于11目24科47属,以留鸟和夏候鸟为主。其中国家Ⅰ级重点保护鸟类1种,黑鹳Ciconia nigra,最多一次在2个地点记录到4只,其中2只为亚成体,证明该保护区有黑鹳的稳定繁殖种群。国家Ⅱ级重点保护鸟类7种,分别为大天鹅、黑鸢Milvus migrans、草原雕Aquila nipalensis、高山兀鹫Gyps himalayensis、燕隼Falco subbuteo、灰鹤、蓑羽鹤Anthropoides virgo。保护区鸟类主要分为2类:1)繁殖水鸟如大天鹅、赤麻鸭Tadorna ferruginea、红脚鹬Tringa totanus等;2)荒漠草原鸟类如角百灵Eremophila alpestris、沙Oenanthe isabellina和黄嘴朱顶雀Carduelis flavirostris等。

镉胁迫下转基因水稻对根际土壤微生物的影响

为了探究镉胁迫下转基因水稻对根际土壤微生物的影响,以抗虫转基因水稻华恢1号(HH1)及其亲本非转基因水稻明恢63(MH63)为研究材料,设置不同Cd^2+浓度(0、3.5、60.0、240.0 mg/kg)胁迫进行盆栽试验.结果表明:与Cd0相比,Cd3.5处理对水稻农艺性状无显著影响;Cd240.0处理显著降低了株高、产量;与Cd0处理相比,Cd60.0和Cd240.0处理下HH1水稻根际土壤细菌群落组成中Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Actinobacteria(放线菌门)的相对丰度显著降低;MH63水稻中Acidobacteria的相对丰度显著升高而Bacteroidetes(拟杆菌门)的相对丰度显著降低.Cd胁迫显著降低了水稻根际土壤细菌群落丰度及多样性.环境因子分析显示,Cd胁迫后水稻根际土壤pH值、总氮含量、铵态氮含量的变化是影响根际土壤细菌群落结构的主要原因.

杨树人工林生态系统凋落物生物量及其分解特征

凋落物是森林土壤有机质的主要来源,是森林生态系统物质循环和能量流动的重要载体。而凋落物分解是森林生态系统养分生物地球化学循环的重要过程,是土壤有效养分供应能力的决定因素之一,与森林生产力及可持续生长密切相关。通过研究杨树人工林凋落物生物量及其分解过程,掌握其养分数量及其释放规律,为人工林可持续经营提供重要依据。采用凋落物收集网法和凋落物分解袋法,对长江中下游地区南京市浦口区13年生的杨树(Populus deltoides Bartr.cv."Lux"I-69/55)人工林生态系统凋落物生物量以及不同类型凋落物的分解特征进行了系统研究,结果表明:杨树人工林凋落物生物量约为5t·hm^(-2)·a^(-1),叶片是凋落物的主要成分,占凋落物总量的70%左右;通过Olson指数模型拟合得出的各凋落物的半分解时间及95%分解时间均表现为杨树枯枝>杨树枯叶>混合凋落物>枯死的林下植被>杨树根系。2年连续分解试验表明,凋落物中的N整体上呈先富集后释放的模式,P整体上呈持续富集的模式,K呈早期释放模式,而Ca和Mg的释放模式比较复杂。分解2年后,杨树地上部分凋落物(枯叶和枯枝)养分总释放量(N、P、K、Ca和Mg的总和)为86.1 kg·hm^(-2),养分回归率约为60%;林下植被凋落物养分总释放量为92.3 kg·hm^(-2),养分回归率达75%以上,表明林下植被凋落物是杨树人工林生态系统养分归还的重要组成部分。

铜胁迫对抗虫转基因水稻根际土壤微生物的影响

根际土壤微生物群落是联系土壤环境与作物生长的重要纽带,也是转基因作物环境安全评价的主要指标,而Cu胁迫对转基因水稻根际土壤微生物的影响目前尚不清楚。本研究基于盆栽试验,采用高通量测序等技术研究Cu胁迫(Cu含量100 mg/kg)对抗虫转基因水稻华恢1号(HH)及其亲本非转基因水稻明恢63(MH)农艺性状及成熟期根际土壤微生物的影响,并以不施加Cu胁迫处理为对照。结果显示:Cu胁迫显著降低了水稻株高、生物量及产量;Cu胁迫改变了水稻根际土壤总氮、铵态氮含量及氧化还原电位值,而种植转基因水稻仅降低了根际土壤氧化还原电位值;Cu胁迫没有影响水稻根际土壤细菌丰度,但降低了细菌群落Alpha-多样性,改变了水稻根际土壤细菌群落组成和群落结构;相同Cu含量胁迫下,HH和MH水稻生长指标及根际土壤细菌群落结构及组成差异较小。上述研究表明,Cu胁迫抑制了水稻农艺性状及根际土壤细菌群落,但种植抗虫转基因水稻没有影响水稻植株及根际土壤细菌群落对Cu胁迫的抗性。

全国生物多样性观测网络的建设与主要成效

生物多样性观测是在一定区域内对生物多样性的定期测量[1-4]。它通过获取生态系统的格局与质量、物种组成与分布以及环境要素等方面数据,掌握生物多样性变化趋势及其驱动因素,协助保护决策和成效评估,是生物多样性保护的基础性工作和重要手段[1-4]。开展生物多样性观测既是国家重大战略,也是履行国际义务的重要行动。

农业相关“爱知生物多样性目标”实施进展分析

农业是全球景观和土地利用变化的主要驱动力,其不合理使用造成的生境丧失对生物多样性造成巨大威胁。国际《生物多样性战略计划》“爱知目标(Aichi Biodiversity Targets)”的实施是推动全球生物多样性保护的重要举措,其中目标7提到的农业可持续利用与农业生物多样性保护直接相关,同时目标1、4、5、8、13、14、15、18也促进了目标7的实现,掌握和评估相关“爱知目标”的进展状况,是调整、修改和确定全球农业生物多样性目标的关键。该研究以农业相关“爱知目标”为基础,统计所有提交《生物多样性公约》(Convention on Biological Diversity,CBD)秘书处的缔约方目标进展信息,对比分析各大洲或农业大国的进展情况。结果表明,亚洲、非洲、南美洲的完成情况总体较好,高于全球各目标的完成水平,而北美洲和欧洲完成情况则低于全球平均水平;选择的7个国家中,南非和中国完成情况较好,印度和巴西次之,法国、德国、加拿大靠后,总体表现出和大洲相似的趋势;目标总体有进展,但是仍无法有效实现农业生物多样性的保护。通过分析目标的进展情况和问题,研究提出从有差异地制定目标、增加新的可量化目标、设定新的技术指标、加强交流和合作4个方面入手完善农业生物多样性指标的制定思路,以期为《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(Fifteenth Meeting of the Conference of the Parties,COP15)农业相关目标和指标的制定提供科学依据。

植物病毒侵染对生态系统中生物因子及其相互作用的影响

植物病毒可以对寄主植物造成危害,也可以对寄主植物增益;植物病毒的侵染可以对节肢动物及其天敌造成生态适应性、生长发育特性和行为特征的改变;植物病毒与介体节肢动物、非介体节肢动物、介体天敌及其他病原微生物间也存在相互作用。对外来物种进行风险评估是预防生物入侵的重要手段,明晰植物病毒侵染对寄主所在生态系统造成影响的各类生物因子及其相互作用关系,是开展植物病毒侵染所造成生态风险评估的研究基础。对植物病毒侵染寄主植株后,对寄主及寄主周边的介体节肢动物、非介体节肢动物、介体天敌,以及病原微生物等各类生物因子的影响及相互作用关系进行了综述,并从入侵生态学及植物病毒生态学的角度,探讨了植物病毒生态学未来的研究方向。以期为植物病毒入侵某一生态系统后所产生的生态风险评估奠定研究基础,并为植物病毒病的防控提供科学依据。

武夷山国家公园植物群落物种多样性沿海拔梯度的变化分析

为了解武夷山国家公园沿海拔梯度不同类型植物群落的分布格局,在海拔800~2100 m间设置14个固定样地,进行群落学调查以及群落的物种多样性和相似性分析。结果表明:武夷山国家公园调查样地内共有维管植物89科228属450种,其中,国家一级重点保护野生植物1种;国家二级重点保护野生植物12种;近危(NT)以上等级植物11种,其中极危(CR)和濒危(EN)等级各2种;中国特有物种180种。随着海拔的升高,武夷山国家公园海拔800~2100 m的植被类型划分为常绿阔叶林(800~1200 m)、针阔混交林(1300~1700 m)、矮曲林(1800~1900 m)和中山草甸(2000~2100 m)。在海拔800~1200以及1300~1700 m样地,乔木层中甜槠〔Castanopsis eyrei(Champ.ex Benth.)Tutch.〕和黄山松(Pinus taiwanensis Hayata)分别具有明显优势。武夷山国家公园植物群落物种多样性的垂直分布存在一定的规律,乔木层和灌木层的Shannon-Wiener指数和Margalef丰富度指数整体随海拔的升高而降低,垂直地带性特征明显。不同海拔区间植物群落的物种相似性差异较大,海拔800~1200 m常绿阔叶林群落的Jaccard相似性指数总体较高,海拔1800~1900 m矮曲林群落的Jaccard相似性指数最低。综上所述,武夷山国家公园植物物种丰富,珍稀濒危植物种类较多,植被垂直带谱较明显,利于森林多样性监测以及山地森林群落稳定性维持。