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中國生物多樣性科學研究進展綜述

中國生物多樣性科學研究進展綜述

本文發表于《中國科學院學報》2021年第4期《生物多樣性保護與生态文明》

米相成 1 馮剛 2 張健 3 胡一波 4 朱莉 1 馬克平 1,5

1 中國科學院植物研究所植被與環境變化國家重點實驗室

2 内蒙古大學生态環境學院

3 華東師範大學生态與環境科學學院

4 中國科學院動物研究所

5 中國科學院大學

20年來,我國生物多樣性研究發展迅速,在生物多樣性研究、生物多樣性起源與演化、生物多樣性維持機制及其與生态系統功能與服務的關系、生物多樣性威脅因素與全球變化應對、生物多樣性與生态安全、生物多樣性研究平台建設等方面取得了長足進展。

2021年,中國作為為數不多的生物多樣性大國之一,将主辦第十五屆聯合國生物多樣性公約締約方大會(COP15),該會議将考慮通過2020年後全球生物多樣性架構,确定2021-2030年全球生物多樣性保護目标,并制定有效的合規機制。在這個關鍵的時間節點上,系統回顧過去20年我國生物多樣性科學的重要研究進展,總結我國生物多樣性研究的研究差距、不足和未來研究重點領域,對中國未來的生物多樣性科學具有重要意義。

20年來,生物多樣性研究投入從中央向地方層面增加,建立了中國生物多樣性監測研究網等一系列生物多樣性研究平台,提升了中國生物多樣性基礎和保護研究能力。

中國學者在生物多樣性領域發表的年度論文數量從2000年左右的數十篇迅速增長到2019年的1700多篇。同時,中國也是自然科學研究增長最快的貢獻者,目前排名世界第二,中國的環境和生命科學相關研究機構位列世界增長最快的10個國家,這兩者都與生物多樣性科學密切相關。中國科學院在2020年自然指數中排名世界第一。來自中國大陸的高引用學者人數幾乎增加了兩倍,從2014年的113人增加到2019年的347人。由此可見,我國的生物多樣性研究能力有了很大的提高,中國有望在不久的将來成為生物多樣性研究大國。

本文基于中國學者在國際高影響力期刊上發表的生物多樣性研究成果,總結了過去20年來中國生物多樣性科學的進步,包括六個方面:

1. 編制生物多樣性目錄、書籍和植被圖;

生物多樣性的起源、演變和地理;

生物多樣性保護及其與生态系統功能和服務的關系;

生物多樣性的威脅因素和對全球變化的反應;

生物多樣性和生态安全;

搭建生物多樣性研究平台。

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編制生物多樣性目錄、書籍和植被圖

生物多樣性編目和書籍彙編

中國生物多樣性資源豐富,對家族底層的調查提出了巨大挑戰。從20世紀50年代到60年代,中國科學院先後組織了850所高校和科研院所,開展了40多次自然資源綜合科學考察,目的是摸清中國生物多樣性資源的底蘊。

例如,從1973年到1976年,第一次青藏高原科學檢查發現了7個新植物屬,300個新植物種,20個新昆蟲屬和400個新昆蟲物種。由全國80多個科研機關、312位作者、164位策劃者編纂完成45年的《中國植物學》,是目前世界上規模最大、收藏最廣的一本偉大著作。該書共80卷,126卷,描述了屬于中國301 3408的31,142種植物,并已修訂為英文版的《中國植物志》(49卷)。

《中國化石植物學報(第4卷)》總結了中國2248種植物化石的分布、研究曆史和特征,有助于重建植物群落的系統發展曆史,促進古生物、古氣候和古生态學研究的發展。

中國管材植物生命之樹,包括3114屬和6093種,将4億年來管材植物的進化史濃縮成一棵"生命之樹"。

《中國動物學》(162卷)和《中國孢子植物學報》(96卷)的先後出版,以及大多數省份的植物和十幾種省級動物的彙編,提供了有關區域生物多樣性分布的詳細資訊。

《中國海洋生物地圖集》記錄了59扇門的28,000多種海洋生物。

中國每年釋出約2,000個新物種,自2008年以來,中國生物物種名錄逐年釋出這些更新的物種資料。截至2020年,有超過120,000個物種和亞種。

上述結果的公布表明,中國已基本實作了在國家層面确定主要生物群的目标,進而為進一步保護和利用豐富的生物多樣性資源提供了基礎資訊。

為了更有效地保護和管理生物多樣性,我們的學者使用國際自然保護聯盟(IUCN)紅色名錄的分類和标準,系統地評估了2004-2016年物種的威脅狀況。結果表明,中國鳥類、爬行動物和兩栖動物的保護狀況正在惡化,而對哺乳動物、裸物和被子植物的保護正在改善。是以,在保持現有的保護戰略和努力的同時,需要采取更強有力的措施來保護鳥類、爬行動物和兩栖動物。

《中國植被圖》和《中國植被學報》編纂

通過三代200多名植被學者的努力,《中國植被圖集》(1:100000000)于2001年出版,并于2007年更新為中華人民共和國植被圖(1:1000000),包含960個聚類和子組以及116個植被區。2020年,中國植被圖(1:10000000)更新為866個聚類和12種植被類型的子組,與前兩期中國植被圖相比,約有330萬平方公裡的植被類型發生了變化,并釋出了20多張省級植被圖。《中國植被》全面描述了中國主要植被類型的組成和分布。2017年,《中國植被》是《中國雲杉林》的首份出版物,标志着《中國植被叢書》的出版開始。這些植被圖和書籍的出版将為中國的生物多樣性保護規劃和行動提供背景資訊。

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生物多樣性起源、進化和生物地理學

生物多樣性的起源和演變

作為生物多樣性的"搖籃",中國許多生物群落的起源與青藏高原及周邊地區的崛起、東亞季風的形成和西部地區的幹旱密切相關。越來越多的證據表明,青藏高原的原型出現在印度闆塊和歐亞闆塊碰撞之前的白垩紀-近近紀(約6000萬年前),然後在中生世和上更新世(2500萬年前-500萬年前)之間廣泛擴張,直到最近一個時代伴随着連續的山地上升和東西向上升到中央山谷。

這些地質和曆史事件為許多群體的多樣化和形成提供了生态機會。例如,地質和曆史事件,如4000萬年前從提蒂斯海生長的歐亞闆塊,印度和歐亞闆塊的碰撞以及圖爾基海峽的關閉,都推動了鈎蝦屬的多樣化。

随着印度與歐亞闆塊的碰撞,青藏高原及其鄰近地區出現了一系列陸生植物多樣性。例如,在西藏-喜馬拉雅-跨山區,溫帶高山植物群開始在崛起的世界出現,在春節早期至中期逐漸多樣化,并加速向鄰近地區定居。在中新時代之後,最後一個新世界的全球變冷和冰河時代的循環催生了青藏高原及其周邊地區的多樣化新時期。

最近的研究支援青藏高原通過多種機制驅動物種多樣性,例如:外來孤立物種形成,繁殖等。近年來,中國學者提出了一種"混合-分離-混合"的物種形成模型,可以更好地解釋青藏高原地區的快速多樣化。與傳統的外來物種形成機制相比,該模型首先在種群隔離過程中形成适應性基因,然後通過種群間的基因流動産生許多新的基因組合,進而導緻物種形成呈指數級增長。

我國也是生物多樣性進化的"博物館"。例如,通過對銀杏的基因組分析,發現銀杏在中國西南、南方和東部有三個"保護區",通過分析植物的分布,發現中國西南部和氣候長期穩定的北方越南是剩餘植物的"避難所"。在全國範圍内,通過對中國被子系譜關系的重建和年份固定,結合分布資料分析,發現中國東部濕潤和半濕潤地區存在早期分化群體,還發現中國區域系統屬的66%出現在2300萬年前新石器時代早期和中期之後。由此可見,中國東部是整個地區生物多樣性的"博物館",也是木本植物的"博物館"和"搖籃",中國西部幹旱半幹旱地區的植物系統主要由近期的多樣化事件決定,是我國生物多樣性的"搖籃"。

農作物和馴養動物的馴化

中國有8000多年的作物育種曆史,世界上20%以上的作物起源于中國。此外,中國在世界各地主要作物和家畜的馴化中發揮着重要作用。例如,在中國馴化後,蠶沿着絲綢之路傳播并産生了許多當地品種。對動力和植物馴化的研究可以揭示人工育種過程中快速進化的機理,為進一步選擇優良品種提供理論依據。例如,在人工選擇的壓力下,家犬大腦中一些高表達的基因迅速進化,這可能是家犬行為轉化分子機制的一部分。DTH2(從播種到穗的天數)在水稻微效應數量性狀基因位點可能是人為選擇以适應北方長日照的靶向基因位點。

同樣,小麥的雙倍體祖先和四重祖先通過雜交,形成環境适應性和籽粒品質,大大提高了六米小麥,進而成為人類的主要糧食作物。利用RNA測序技術揭示其分子機制,發現其環境适應性和籽粒品質改善與二倍體小麥農藝性狀相關基因家族的擴增有關。

生物多樣性的地理分布

演化曆史、地形、氣候等因素互相作用,影響着中國的生物多樣性格局。物種多樣性格局及其多尺度驅動因素在中國得到了廣泛的研究。例如,西南地區特有鳥類和特有植物比例較高,主要是由于古氣候相對穩定,樹種豐度與溫度顯著正相關,古代氣候變化與現代氣候、地形異質性和物種特征共同決定了陸生脊椎動物的全球分布。

中國植物物種豐度顯著高于歐洲和北美,系統發育多樣性較高,反映了區域演化曆史對生物多樣性格局的重要影響。此外,有研究發現,随着現代氣候脅迫的增加,我國裸葷草和被子植物的系統發育多樣性降低,我國陸生脊椎動物系統發育結構的相對積累表明,區域生态和進化因素影響了中國動物的分布,由中國學者上司的一項全球研究發現,熱帶地區根系功能多樣性最高, 而溫帶和荒漠生物群的急劇下降表明功能多樣性對物種多樣性具有重要影響。

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生物多樣性保護及其與生态系統功能和服務的關系

社群生物多樣性保護機制

在物種豐富地區,共享相似資源的多個物種如何在當地社群内共存一直是生态學的核心問題。物種共存的經典理論認為,當穩定物種之間的生态位置差大于拟合差,即種間極限大于種間極限時,就會發生穩定物種共存。是以,由于物種内部資源的競争或同一物種與捕食者之間病蟲害的互相傳播,物種中個體之間的負互相作用,即限制同一物種的負密度,是維持生物多樣性的重要機制。

中國擁有完整的氣候光譜,為測試熱帶、亞熱帶和溫帶森林的密度限制效應提供了有利條件。亞熱帶和溫帶森林實驗表明,病原體和食葉昆蟲可以通過調節相同幼苗的密度限制作用來影響植物群落的共存。研究還表明,有害真菌對同一個體的負面影響可能完全被外源真菌的積極影響所抵消,這表明有害真菌與有益真菌(外源真菌)之間的互相作用決定了密度限制的強度。這些研究更新了我們對生物多樣性保護的了解,在多營養水準上物種間互相作用,或者在決定群落多樣性方面發揮重要作用。

生物多樣性和生态系統功能

為了了解生物多樣性與生态系統功能(BEF)之間的關系,中德學者在江西合作建立了世界上最多樣化梯度和最大的森林BEF實驗平台(BEF-China)。經過BEF-China近10年的研究,發現物種多樣性幾乎可以使植物群落的生産力和碳儲量增加一倍,并且生産力的積極影響随着時間的推移而增強和植物生長。亞熱帶森林物種的物種互操作性和物種之間的功能差異導緻多樣性對生産力的積極影響。是以,采用多物種模型進行亞熱帶森林恢複更有意義。

在内蒙古和青藏高原草原建立的幾個草原BEF控制實驗平台發現了正的多樣性-穩定性關系,這可能是由生态系統不同組成部分之間的異步動态驅動的。對内蒙古草原24年草地多樣性與穩定關系的分析表明,生态系統組成要素的穩定性從間到功能群再到整個生态系統,呈一步步遞增。青藏高原30多年來的長期氣候變化實驗表明,雖然草種的多樣性随着氣候變化而增加,但草種的多樣性卻在減少,是以群落通過群落結構的變化來應對氣候變化,但不影響生态系統的生産力,表明群落組成的多樣性減輕了氣候變化對生産力的影響。在全國範圍内,基于6,098個森林,灌木和草原樣本的資料分析表明,土壤碳儲量随着物種多樣性和地下生物量的增加而增加。物種多樣性、地上淨初級生産力和地下生物量以及降水和溫度等環境因素都會影響土壤碳儲量。

生态系統服務與經濟和社會發展

人類活動造成的生物多樣性喪失改變了生态系統的功能和穩定性,削弱了生态系統服務。然而,近幾十年來,中國在保護生态系統功能和改善生态系統服務方面做了大量有效的工作。例如,為了降低自然災害風險,維護生态系統服務,中國在2000-2009年投資了500多億美元用于天然林保護項目和森林回流項目。對我國6個重點生态修複項目的評價表明,2001-2010年項目實施的地區年碳總量估計為132噸,其中一半以上來自這些項目。此外,大熊貓及其保護區提供的生态系統服務價值比保護成本高出約10-27倍。

雖然生态系統服務與人類的長期福祉密切相關,但改善生态系統服務的一些戰略可能與當地社會經濟發展相沖突。例如,黃土高原的植被和初級生産力恢複方案将用水需求提高到當地水資源所有權的上限,這可能威脅到人類對水的需求。相反,良好的生态系統服務規劃可以使環境和經濟實作雙赢。例如,北京的水幹田計劃成功地改善了水和水質,并以五倍多的成本産生了經濟效益。

由于生态系統服務對人類至關重要,健全的景觀規劃也應充分考慮到生态系統服務。例如,上海通過将生态系統服務納入其生态保護紅線,加強了對陸地栖息地的保護。國家級自然保護區評估發現,我國自然保護區在生物多樣性和重點生态系統服務保護方面沒有發揮足夠作用,建議建立新的保護區類别,以考慮生物多樣性、生态系統服務和人類活動的影響。近年來,中國還提出了國家層面的生态保護紅線制度,以期更好地維護生物多樣性和生态系統服務。

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生物多樣性的威脅因素和對全球變化的反應

瀕危物種和适應

近年來,中國利用基因組學方法對瀕危物種的遺傳多樣性、瀕危曆史和成因、生存和适應政策進行了大量研究。許多瀕危物種的低種群和遺傳多樣性很容易導緻這些種群的減少,凸顯了保護瀕危物種遺傳多樣性的緊迫性。相比之下,瀕危大熊貓、藏羚羊和中國小熊貓仍然具有高水準的遺傳多樣性,表明這些種群對環境的适應性仍然更好。基于這些研究,中國學者最近提出了保護生物學的兩個新分支 - 保護進化生物學和保護宏觀基因組學。

使用基因組資訊,您可以了解瀕危物種的過程和驅動因素,以更有效地保護野生動植物。例如,根據基因組資料,大熊貓的進化可以追溯到800萬年前,包括兩次種群擴張,兩次種群瓶頸和兩次分化,而更新世最近的人類活動是大熊貓種群波動和分化的主要驅動因素。金絲猴和中國小熊貓表現出與大熊貓相似的曆史種群波動模式,這意味着更新世的氣候變化和最近的人類活動可能會以類似的方式影響同一領域的一些動物。與此同時,更新世期間分布狹窄的猕猴、猕猴、緬甸金猴和喜馬拉雅小熊貓種群數量的下降凸顯了保護這些物種遺傳多樣性的緊迫性。雖然瀕危植物的種群動态與瀕危哺乳動物相似,但種群擴張和收縮的具體時間各不相同。了解氣候變化對物種的不同影響,結合特征資料了解瀕危機制,可以使管理戰略更加有效,并減輕未來氣候變化對物種多樣性的影響。

全基因組研究為瀕危物種适應政策的機制提供了新的視角。在曆史環境變化中幸存下來的物種經常進化出适應性政策來應對生存挑戰。例如,大熊貓與兩種小熊貓物種之間的比較基因組學研究揭示了形态和生理趨同的遺傳機制。DUOX2基因的假遺傳可能是大熊貓低能量代謝的遺傳機制。此外,腸道菌群也可能在瀕危物種的生存和适應中發揮重要作用。腸道菌群的宏觀基因組分析可識别有助于消化大熊貓竹子和金猴葉食物中纖維素和半纖維素的重要細菌和消化酶。腸道菌群也有助于其他物種适應青藏高原的極端環境。

生物多樣性對全球變化的反應

物種可以通過地理分布,天氣,行為和生理可塑性的變化以及适應性進化來應對全球變化。中國大緯度梯度和海拔梯度為研究物種分布範圍的變化提供了極好的平台。例如,研究表明,過去一個世紀的變暖導緻了青藏高原高山林線的向上移動。在中國,植物廣域種和窄域種對人類活動的反應是不同的,即人類活動縮小了狹義物種的分布範圍,但擴大了廣域物種的分布範圍。

在過去的半個世紀裡,我國的植物、昆蟲和兩栖動物都發生了變化。樹木年鑒資料顯示,随着氣候變暖,青藏高原樹木的生長季節正在延長,包括生長季節的開始和結束。相比之下,對高原草甸和草原植被的研究表明,雖然溫暖的春天很早就開始了生長季節,但溫暖的冬天也推遲了迎接低溫的時間,最終導緻春季的延遲。

物種還可以通過行為和生理可塑性以及快速适應性進化來應對氣候變化。例如,即使是早期的海龜胚胎也可以在卵内移動,以适應卵内熱量的微小不均勻分布。這種溫度調節行為在爬行動物和鳥類中也很普遍。胚胎還可以調整其生理功能,以減少不利高溫條件的影響。此外,入侵性海洋膜動物,海獺,可以通過DNA甲基化修飾快速适應環境變化。

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生物多樣性與生态安全

生物入侵和轉基因作物是生物安全的兩個重要問題,對我國乃至全世界的社會、經濟和生物多樣性保護具有重大影響,已成為政府間論壇和協定中的重要問題。近年來,中國學者對轉基因作物的侵襲機制、後果和調節,以及優缺點進行了深入研究。

生物入侵

外來入侵物種的成功取決于許多方面,如物種特征、生态系統特征和種間互相作用。入侵植物洋甘菊基因組的一半由長端重複的逆轉錄轉座器組成,其中80%來自過去100萬年的顯着擴張。紫色莖澤蘭已經進化到将更多的氮配置設定到光合作用中,使其更有能力生長。人類輔助擴散和低地形異質性都增加了外來爬行動物和兩栖動物的傳播速度。

入侵物種對我們的生物多樣性具有廣泛的不利影響。例如,互花稻草在中國沿海濕地中具有同質化的線蟲群落。生物多樣性熱點地區比其他地區更多地受到外來兩栖動物和爬行動物的入侵。對"一帶一路"沿線國家外來陸地脊椎動物入侵風險的量化表明,14個熱點可能面臨生物入侵的特定風險。

轉基因作物的影響

轉基因作物造福人類,對生物多樣性構成重大威脅。一項長期評估(1990-2010年)表明,轉基因棉花的廣泛種植增加了節肢動物捕食者的數量,減少了蚜蟲的數量,并增加了盲蜱種群的規模,使它們成為棉花和其他作物的害蟲。

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生物多樣性研究平台建設

生物多樣性資訊學大資料平台

根據生物多樣性和生态安全的資訊特征和應用需求,在中國科學院科技戰略試點項目(A類)的支援下,中國學者将于2018年開始建設生物多樣性和生态安全的BioONE平台。該平台将現有物種、古生物學和物種多樣性、系統發展多樣性、遺傳多樣性、生态系統多樣性和生物安全等資料整合到區域生物多樣性的動态監測中,并結合相應的環境、氣象、遙感、國民經濟等資料,形成以生物多樣性和生态安全資訊為核心的PB級大資料共享與服務平台, 現已實作26億次線上資料共享。基于資料共享平台,開啟了資料-方法-模型的資料和資訊鍊,利用分析模型和可視化技術挖掘和利用生物多樣性海量資料資源的功能。在此基礎上,基于大量的形态解剖學資料,對海龜的起源進行了研究,揭示了中生蠍子特殊傳粉媒介進化的奧秘,并通過人類活動縮小了狹窄物種的分布面積。大資料共享與服務平台為生命起源的演變、瀕危野生動植物保護的有效性、《國家生物多樣性保護公約》的遵守等重要科學研究和應用提供支援和服務。

生物多樣性監測網絡

中國生物多樣性監測研究網絡(Sino BON)和中國-BON監測網絡監測植物、動物和微生物等多個群體的生物多樣性變化。Sino BON由10個特殊網絡(森林網、草原和沙漠網、林冠網、獸醫網、鳥網、兩栖動物和爬行動物、昆蟲網、土壤動物網、淡水漁網、土壤微生物網)組成。其中,森林網沿從低溫到熱帶的緯度梯度建立了23個大型森林監測樣本,林冠網在8個森林網樣本中建立了林冠塔式起重機,動物網在全國30個代表性森林中建立了公裡網單元0-150個紅外錄影機,監測陸生哺乳動物和陸生鳥類, 鳥類網絡建立了16個國際監測點和38個國内監測點,利用遙測技術監測63隻候鳥中2 569隻個體的遷徙情況。China-BON由四個子網(野獸,鳥類,兩栖動物和蝴蝶)組成,以及440個監測點和9,000個樣本線,涵蓋中國主要的生态系統類型。

為了監測中國主要生态系統的結構和功能變化,中國生态系統研究網絡(CERN)采用标準化的監測标準和資料品質控制體系,CERN的44個站點大部分已經積累了30多年的資料,這為研究所學生态系統變化的動态機制提供了平台。中國森林生态系統研究網絡(CFERN)目前由9個代表性森林類型的110個地點組成,主要由兩個樣帶組成 - 東部的南北采樣帶和沿長江從海平面到南部青藏高原的東西向采樣帶。為了整合現有的監測平台,科技部從現有網絡中選擇了53個具有良好研究基礎和裝備精良的監測裝置的觀測站,組成了國家生态系統觀測研究網絡(CNERN)。

國家林業和草原局建立了國家規模的林業清查系統,以監測林業資源和生物多樣性的變化。每個省使用2公裡×2公裡至8公裡×8公裡的網格進行森林品質評估,并在每個網格内建立1英畝的樣本,以調查胸徑大于5厘米的所有植物,并每5年清點一次。自第七次調查以來,全國已建立了415 000多個盤存點。從第一次到第九次清查,中國森林覆寫率從1976年的12.69%上升到2019年的22.96%,森林成藏從8.66×109立方米增加到17.56×109立方米。

生物标本博物館

我國标本館建設始于20世紀30年代,截至2016年,我國有生物标本館(博物館)300餘個,标本收藏近3500萬件(部分),主要集中在科研機構、高等院校和自然博物館,其中中國科學院體系的生物标本收藏18件以上(零件), 約占中國标本收藏量的一半。

國家标本資源共享平台(NSII)成立于2003年,是科技部科學技術的基本條件平台之一。NSII标本包括幾個子平台。NSII現已将來自329個标本館或博物館的1570萬個标本和1300萬張彩色照片數字化,為進一步研究所學生物多樣性的分布,起源,進化和保護提供了重要的基礎資訊。

植物園

目前我國有各類植物園(林園)162個,覆寫我國主要氣候區、邊緣熱帶地區(32個)、亞熱帶地區(68個)和溫帶地區(62個)。中國科學院聯合國林業局(現為"國家林業草原局")、住房和城鄉建設部聯合啟動了中國植物園聯盟建設,目前擁有118個植物園成員機關。據統計,我國162個植物園搬遷養護植物約396個,屬3633個,23340種(含亞種),其中我國本土植物為288種,2911屬,約2萬種,占我國本土高等植物科學的91%,屬86%和60%,瀕危和受威脅植物約1500種, 中國記錄的瀕危和受威脅植物物種數量約占39%,并建立了1,195個植物專用公園。它為保護中國本土植物多樣性發揮了積極作用。

種子庫

中國農業科學院國家種子資源庫在水稻、小麥、玉米、大豆等374種作物的低溫儲存、877種野生近緣種的43萬種材料中,居世界第一位;動物種子材料53,874種(1988種以下)和微生物種子資源22,400種(2240種以下)。

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中國未來生物多樣性研究展望

雖然我國生物多樣性研究取得了顯著進展,但在生物多樣性科學的概念和理論上有突破性進展,研究還相對較少。為此,我們提出了一些建議,供國内生物多樣性學者參考。

中國生物多樣性研究的優先領域

包括:1、青藏高原及鄰近地區生物多樣性資料仍缺乏,仍有許多問題有待探索;關注人類活動對中國亞熱帶森林生物多樣性的影響;加強海洋生物多樣性研究;平衡生物多樣性保護與社會經濟發展。

生物多樣性科學與生物多樣性保護實踐的結合

作為國家戰略,生态文明建設包括劃定生态保護紅線,建立以國家公園為主體的保護區體系,禁止野生動物貿易和消費。生态保護紅線旨在通過劃定我國三分之一的面積來保護大多數物種及其栖息地。在對10個國家公園試點探索的基礎上,中國提出了以國家公園為主體的陸地保護制度。生物多樣性科學研究為劃定生态保護紅線和國家公園的設計與管理提供了科學依據。然而,生物多樣性研究人員、政府決策者和實際利益攸關方之間的互動需要進一步加強。

新技術和新方法在生物多樣性研究中的應用

基因組學和遙感等技術的創新可以進一步推動生物多樣性科學的發展。中國學者在世界基因組學研究的新浪潮中發揮了重要作用。例如,由中國科學院牽頭的"千鳥基因組計劃"為更好地了解基因組多樣性和生物多樣性進化提供了新的視角。先進的遙感技術可以實時、連續地監測大規模生态系統的變化。雖然中國學者已經開始掌握這些新技術和新方法,但不同學科之間的交叉研究仍然缺乏。

進一步加強和擴大國際合作

需要通過全球合作解決生物多樣性問題。在過去的幾十年裡,中國學者從國際合作中受益匪淺。但是,我們還需要更好地維護和加強現有的國際合作項目(例如亞洲植物多樣性的數字化,中國科學院中非聯合研究中心等)。"一帶一路"倡議為生物多樣性研究領域的國際合作提供了獨特的機會。同時,中國許多國際生物多樣性熱點都位于與其他國家接壤的邊界,是以跨區域合作和研究是加強生物多樣性保護的重要途徑。我們的學者也應在生物多樣性國際組織中發揮更積極的作用,為完成聯合國2030年可持續發展目标做出更大貢獻。

米湘成是中國科學院植物研究所副研究員。生物多樣性,應用生态學和植物年鑒編輯委員會。主要研究領域是群落生态學。

馮剛,内蒙古大學生态與環境學院副教授。内蒙古自治區黨委組織部"大草原人才"。近年來,圍繞生物多樣性分布格局及其多尺度維護機制等核心問題開展了一系列工作。第一作者和通訊作者發表了20多篇SCI論文,其中包括《國家科學評論》、《科學通報》、《全球生态學與生物地理學》等重要期刊。主持3個省部級項目或項目

馬克·平是中國科學院植物研究所研究員。中國科學院生物多樣性委員會副主任兼秘書長,國際自然保護聯盟(自然保護聯盟)亞洲理事會主席。《生物多樣性》主編,《中國科學:生命科學與林業資源管理》副主編,《國家科學評論》和《BMC生态學》等多刊物編委。曾任中國科學院植物研究所所長、中國植物學會副會長。主持了中國森林生物多樣性監測研究網絡(CForBio)、中德亞熱帶森林生物多樣性與生态系統功能實驗研究平台(BEF-China)和中國國家标本資源共享平台(NSII)等生物多樣性科學研究平台。生物多樣性保護機制和生物地理研究取得了重要進展。發表學術論文400餘篇,其中SCI論文250餘篇,主編專著和學術論文等20餘篇。

文章來自: 米相成, 馮剛, 張健, 胡一波, 朱麗, 馬克·平.中國生物多樣性科學研究進展綜述.中國科學院學報, 2021, 36(4): 384-398.