珍稀濒危植物的回归:理论和实践

回归(reintroduction)指的是在一个物种出现濒危的现有分布区域或已经灭绝的历史分布区域内建立新种群的活动.作为物种保护及种群恢复的重要策略之一,回归在越来越多的珍稀濒危植物保护实践中得到了应用.回归的成功标准分为短期和长期两类,前者包括个体的成活、种群的建立和扩散:后者包括回归种群的自我维持和在生态系统中发挥功能等.珍稀濒危植物的回归是一项高风险和高花费的工程,需要根据种群遗传学和生态学理论,选择合适的繁殖体、扩繁方式、回归地点和生境、定植时间、定植方式等,还要考虑传粉者和共生物种,并开展回归后的长期监测.为保证回归的成功并把回归过程中可能对生态环境造成的不利影响降到最小,还需要防止遗传污染、避免源种群的过度采集、加强公众教育、加强长期监测等.不同植物的回归面临着各不相同的具体困难,兰科植物的回归面临更多的困难,如材料扩繁难与存活率低等.基于生态学、传粉生物学、繁殖技术、真菌学和种群遗传多样性研究基础上开展兰科植物的回归,被证明是有效的综合保护策略.     

中国生物多样性适应气候变化策略研究

全球气候变化不仅给人类社会可持续发展带来严峻挑战,而且严重威胁到生物多样性及生态安全。我国是生物多样性最为丰富的国家之一,气候变化已经在对动物分布、行为和迁移,植物物候、植被和群落结构等方面造成了影响,并增加了珍稀濒危物种的灭绝风险,同时对生态系统的功能方面也造成了明显影响。未来气候变化将成为生物多样性丧失的主要驱动力之一。世界很多国家都在制定生物多样性适应气候变化的策略和采取适应行动,加强生物多样性的保护。本文在分析国外适应策略的基础上,结合中国生物多样性的现状,提出了适应气候变化的策略建议,包括制定生物多样性适应气候变化的国家战略,开展气候变化对生物多样性的影响监测和评估,针对敏感物种的就地保护和迁地保护,针对气候变化将导致退化生态系统开展恢复与重建,重点关注生物多样性适应气候变化优先区的保护,通过科学研究和国际合作,促进生物多样性适应气候变化技术的提高,期望为我国生物多样性保护和应对气候变化提供支持。     

气候变化对野生植物的影响及保护对策

以温室气体浓度持续上升、全球气候变暖为主要特征的全球气候变化对野生植物及生物多样性造成的潜在影响, 已经引起了国际学者的高度关注。本文总结了全球气候变化的现状与未来趋势, 概述了中国野生植物的保护及管理现状, 从不同侧面综述了国内外关于全球气候变暖对野生植物影响的研究进展和动态, 包括气候带北移、两极冰山退缩、高海拔山地变暖、海平面上升、早春温度提前升高、荒漠草原土壤增温、旱涝急转弯等对野生植物造成的影响以及气候变暖对种间关系和敏感植物类群的影响, 并从气候变化背景下全球生态系统敏感度、植物多样性、物种迁移与气候槽(sink areas)、物种适应与灭绝以及物候节律5个方面分析了未来全球变暖影响野生植物的总体趋势。在以后的野生植物保护与管理中, 应确定全球气候变化的植物多样性敏感区, 重点关注对气候变化敏感的植物类群以及气候要素改变植物-动物互作关系中的野生植物, 自然保护区的建设要重点考虑全球气候变化的影响, 通过在全球范围内对野生植物分布和种群变化进行长期、系统的追踪监测, 建立有效的数据库, 发展野生植物迁地保护的保育技术及信息网络, 发展有关野生植物对全球气候变化响应的量化指标及相应的模型。最后提出应将全球气候变化下野生植物保护与管理列入相关基金会的研究重点。     

植物园与植物回归

为了有效保护珍稀濒危植物,植物园在迁地保护过程中开始关注迁地保护和野外回归相结合,其拥有的活植物资源、知识、技能和设施可为植物回归提供重要支撑。早期的植物回归实践注重用园艺手段增加种苗存活率,后来强调了种群恢复,并把植物回归放到生态系统恢复的背景下考虑,近几年则强调了全球变化背景下的植物回归。目前,全世界植物园的回归研究和实践进展主要集中在影响回归植株定居的因素、回归的遗传多样性、全球变化对回归的影响和成功回归的标准等四方面。在人类干扰和全球变化情景下,植物园需要综合考虑就地保护、迁地保护和回归三位一体的综合保育体系,以实现植物多样性的有效保护。     

生物多样性保护适应气候变化的管理策略

应对气候变化和保护生物多样性是2大全球性热点环境问题。气候变化导致物种多样性丧失、生态系统服务降低和区域生态安全屏障功能受损,威胁到中国国土生态安全格局和生态脆弱区域的可持续发展,给生物多样性保护带来新的挑战。做好生物多样性保护适应气候变化的风险管理工作,既是生物多样性应对气候变化风险的必要措施,也是减缓气候变化的重要途径。结合爱知目标10的实现情况,分析了欧盟、澳大利亚、美国等发达国家发布的生物多样性适应气候变化技术政策制定情况、中国生物多样性应对气候变化进展情况,剖析了中国生物多样性保护适应气候变化存在的问题,包括生物多样性应对气候变化的科学认知亟待提高、生物多样性保护适应气候变化的能力建设不足、自然保护地之间缺乏适应气候变化的生态廊道网络、生物多样性保护适应气候变化的技术标准缺乏。研究提出了中国生物多样性应对气候变化的适应性管理策略,包括制定《中国生物多样性保护协同应对气候变化的国家方案》、加强生物多样性保护适应气候变化的能力建设、开展自然保护区适应气候变化的风险管理试点、强化生物多样性应对气候变化的科技支撑,以期为推进纳入气候变化风险管理的生物多样性保护工作提供决策依据。     

基于Sentinel-2A数据的东北森林植物多样性监测方法研究

植物多样性监测是开展生物多样性评估, 制定生物多样性保护政策的基础。传统的森林植物多样性监测以实地调查为主, 难以快速获取森林植物多样性的空间分布及其动态变化信息。遥感技术的发展为评估区域尺度森林植物多样性提供了重要工具。该研究选取凉水、丰林和珲春3个国家级自然保护区, 利用Sentinel-2A卫星影像和野外实测数据, 探讨了基于像元和聚类的光谱多样性直接估算方法, 以及基于随机森林回归的森林植物多样性反演方法。研究结果表明: (1)在像元尺度, 基于凸包面积计算的光谱多样性指数对Shannon-Wiener多样性指数的估算精度(R² = 0.74)优于基于变异系数的方法(R² = 0.60); (2)基于像元的光谱多样性估算方法对Shannon-Wiener多样性指数的估算精度优于聚类分析方法(R² = 0.59); (3)基于6个特征变量, 利用随机森林回归算法对Shannon-Wiener多样性指数的估算精度最高(R² = 0.79); (4)上述方法均不能精确估算Simpson多样性指数和物种丰富度。研究发现基于Sentinel-2A卫星影像能较好地反演Shannon-Wiener多样性指数, 为下一步能在大尺度上进行森林植物多样性估算提供了参考和依据。     

气候变化对6种荒漠植物分布的潜在影响

分析气候变化对植物分布的影响,对保护生物多样性具有重要意义。利用CART(分类和回归树)模型及A2和B2情景,分析了气候变化对短叶假木贼(Anabasis brevifolia)、裸果木(Gymnocarpos przewalskii)、梭梭(Haloxylon ammoden-dron)、膜果麻黄(Ephedra przewalskii)、驼绒藜(Ceratoides latens)和喀什膜果麻黄(Ephedra przewalskii var.kaschgarica)分布范围及空间格局的影响。结果表明:气候变化下,这些植物目前适宜分布范围减小;从新适宜及总适宜分布范围而言,短叶假木贼和梭梭从1991-2020年到2051-2080年时段增加,之后减小,其它植物从1991-2020年到2081-2100年时段减小;喀什膜果麻黄和驼绒藜适宜分布范围减小并破碎化,其它植物向目前适宜分布的西部、西北部(或青海西南部)、昆仑山、阿尔金山和祁连山区扩展;除驼绒藜和喀什膜果麻黄与年均气温变化具显著相关性外,其它植物分布范围与年均气温和降水量变化的相关性较弱(P0.05),除驼绒藜、喀什膜果麻黄和裸果木目前分布范围与年均气温和降水量变化的回归关系较强外,其它植物分布范围与年均气温和年降水量变化多元线性回归关系较弱。上述研究结果表明,气候变化下,这些植物空间分布格局改变,目前分布范围减少,新适宜及总适宜分布范围近期增加,随着气候变化程度的增强,又逐渐减小。     

气候变化对6种荒漠植物分布的潜在影响

分析气候变化对植物分布的影响,对保护生物多样性具有重要意义。利用CART（分类和回归树）模型及A2和B2情景,分析了气候变化对短叶假木贼（Anabasis brevifolia）、裸果木（Gymnocarpos przewalskii）、梭梭（Haloxylon ammoden-dron）、膜果麻黄（Ephedra przewalskii）、驼绒藜（Ceratoides latens）和喀什膜果麻黄（Ephedra przewalskii var.kaschgarica）分布范围及空间格局的影响。结果表明：气候变化下,这些植物目前适宜分布范围减小;从新适宜及总适宜分布范围而言,短叶假木贼和梭梭从1991-2020年到2051-2080年时段增加,之后减小,其它植物从1991-2020年到2081-2100年时段减小;喀什膜果麻黄和驼绒藜适宜分布范围减小并破碎化,其它植物向目前适宜分布的西部、西北部（或青海西南部）、昆仑山、阿尔金山和祁连山区扩展;除驼绒藜和喀什膜果麻黄与年均气温变化具显著相关性外,其它植物分布范围与年均气温和降水量变化的相关性较弱（P〉0.05）,除驼绒藜、喀什膜果麻黄和裸果木目前分布范围与年均气温和降水量变化的回归关系较强外,其它植物分布范围与年均气温和年降水量变化多元线性回归关系较弱。上述研究结果表明,气候变化下,这些植物空间分布格局改变,目前分布范围减少,新适宜及总适宜分布范围近期增加,随着气候变化程度的增强,又逐渐减小。     

生物多样性适应气候变化的国家政策和措施: 国际经验及启示

气候变化已成为威胁生物多样性及生态系统服务功能的主要因素之一, 许多国家已经意识到必须提高本国生物多样性适应气候变化的能力。一些国家出台了国家战略, 采取增加连通性、改进现有保护区域的管理和恢复措施等基于生态系统的适应措施, 采用跨学科与跨部门协作手段加强生物多样性适应气候变化的监测和评估, 并且从制度和资金等方面加强政策措施的落实。作者对部分发达国家和发展中的生物多样性大国的生物多样性适应气候变化的相关政策和措施进行了梳理, 并结合我国现状提出以下建议: (1)把生物多样性适应气候变化作为国家整体适应战略中的优先措施之一; (2)将提高生物多样性和生态系统的恢复力作为适应气候变化的基础性原则; (3)整合并完善国家生物多样性监测网络, 参考国际通行标准制定信息和数据收集标准, 并且尽快对气候变化下我国生物多样性脆弱性开展全面且持续的评估。     

沙区植物多样性保护研究进展

沙区景观表现为沙丘和低地交错分布.沙区常具独特的植物区系,含有特有和稀有植物.沙区植物丰富度降低和特有(稀有)植物消失问题近些年已受到很大关注,被列入国际生物多样性保护计划,很多国家和地区都对此开展了专门的研究.本文以近期发表的文献为基础,从植物多样性保护问题的提出、植物多样性形成机制、植物多样性保护途径、植物多样性研究与生态学理论的发展等方面论述了沙区植物多样性保护及其研究进展.沙区植物多样性保护应注意植物多样性保护目标的地域间差异(维持沙丘上的高植物丰富度还是保护特有或稀有植物)、流沙固定-植物多样性保护间的均衡、"植物多样性保护的量(高的植物丰富度)-质(特有或稀有植物出现)"间的均衡.还应将沙丘体和丘间低地视为一个统一体,研究干扰和生境破碎化对植物多样性造成的影响.     

濒危植物居群恢复的遗传学考量

本文针对濒危植物居群的遗传多样性、生殖适合度、基因流、近交和远交衰退等遗传学问题在居群恢复过程中的应用进行了探讨。濒危植物居群的回归重建,既面临遗传多样性的迅速丧失、近交衰退等遗传风险,还因回归引种地存在较多近缘种而带来远交衰退的风险,最终导致遗传适应性降低,生境适应性变窄,繁殖和竞争能力减弱。为提高濒危物种保护的质量和效率,在构建回归居群时,应分批次从同一来源居群的不同母株采集材料,确保种源的遗传纯正性和遗传组成的多样性,还应使回归居群尽可能远离近缘广布种。另外,还需要对回归种群进行持续的监测和管理才能保证回归引种的成功。     

基于MaxEnt模型的三江源区草地濒危保护植物热点区识别

三江源地处全球生物多样性热点之一的青藏高原腹地, 是高寒草地生物多样性的集中分布区。但过去几十年中, 人为干扰和气候变化等因素导致高寒草地严重退化, 草地生物多样性受到极大威胁。本研究利用最大熵(MaxEnt)模型模拟了三江源区40种濒危保护植物当前及未来气候变化情景下的热点分布区。根据最大熵模型估计结果统计, 目前三江源濒危保护植物的热点区面积89,438 km², 主要分布于三江源东部和南部, 其中濒危物种大于30种的最热点地区面积485 km², 主要分布于囊谦县、玉树市、班玛县、久治县和河南县。未来在增温增湿的气候变化情景下, 最大熵模型模拟的三江源区草地濒危保护植物的热点区将向西北部扩大, 有利于植物多样性的维持和提升。然而, 模型模拟还发现, 在囊谦县、玉树市、班玛县、久治县和河南县等县市, 均有濒危保护植物大于25种以上的热点区域未被重点保护区覆盖, 总面积为4,423 km²。这一区域被划分为可开展畜牧生产活动的一般保护区, 受到人为干扰的可能性较大, 应予以更多关注与保护。     

云南被子植物菊类分支的系统发育多样性及其分布格局

全球气候变化与人为活动等因素导致的生物多样性丧失,引起了全球各界对生物多样性保护的高度关注。传统生物多样性保护主要对物种、特有种、受威胁物种的种类组成及其分布模式开展研究,忽视了进化历史在生物多样性保护中的作用。云南是全球生物多样性热点地区的交汇区,生物多样性的保护历来受到广泛关注,为了更好地探讨云南生物多样性的保护措施,该研究以云南被子植物菊类分支物种为研究对象,基于物种间的演化关系,结合其地理分布,从进化历史的角度探讨物种、特有种、受威胁物种的种类组成及系统发育组成的分布格局,并整合自然保护地的空间分布,识别生物多样性的重点保护区域。结果表明:云南被子植物菊类分支的物种、特有种及受威胁物种的物种密度与系统发育多样性均显著正相关; 通过零模型分析发现,由南向北标准化系统发育多样性逐渐降低; 云南南部、东南部、西北部是云南被子植物菊类分支的重点保护区域,加强这些区域的保护,将最大化地保护生物多样性的进化历史和进化潜能。由此可见,融合进化历史信息的植物多样性格局分析不仅有助于更加深入地理解植物多样性的形成与演变,也为生物多样性保护策略的制定提供更多的思路。     

山地物种海拔分布对气候变化响应的研究进展

过去1个世纪以来, 全球气候变化显著并已成为全球生物多样性面临的重要威胁之一。如何利用有限的资源最有效地保护生物多样性已成为亟待解决的最重要科学问题之一。山地因其具有较高的生境异质性、气候多样性和较低的人类活动干扰, 已成为最重要的生物多样性避难所, 也具有较高的生态服务价值, 在生物多样性保护中扮演着重要角色。但山地更容易受到气候变化的影响, 山地地区较为剧烈的气候变化将对山地生态系统的稳定性及其多样性造成严重威胁。理解山地物种海拔分布对气候变化的响应和潜在机理, 以及气候变化带来的物种海拔分布变化的负面效应, 将为全球气候变化背景下的山地生物多样性保护提供参考依据。本文综述了全球山地地区的气候变化情况, 总结了物种海拔迁移的研究进展, 重点讨论了山地物种分布最适海拔、海拔上下限和海拔分布范围变化的研究进展及不足, 比较了不同地区和不同类群物种海拔迁移的差异性, 以及物种对气候变化响应的滞后性。从生物及非生物因素等多个角度概括了物种海拔迁移响应气候变化的潜在机理, 评估并总结了气候变化引起的物种海拔分布所产生的负面效应, 主要对物种向上迁移对高海拔地区物种多样性的影响、物种迁移带来的分布区改变导致的物种灭绝风险以及物种海拔分布变化导致的种间相互作用改变等方面进行全面探讨。最后, 展望了未来在此领域研究中应注意的问题, 提出了在未来气候变化下山地生物多样性保护需要采取的措施, 强调应重点关注对气候变化较为敏感的类群及生物多样性区域, 加强中国山地物种对气候变化响应的监测网络建设和研究力度, 重点加强监测气候变化对动植物互作关系的影响。     

云南楚雄彝族植物崇拜的调查研究

本文对云南楚雄彝族传统的植物崇拜进行了广泛的调查,对被崇拜植物及其文化内涵进行了编目,着重植物崇拜文化对当地生物多样性保护的影响,讨论了楚雄彝族的植物文化在当地生物多样性保护和管理中的作用和意义,进一步探讨了在我国利用传统文化进行现代自然保护的必要性、可能性和可行性。     

社会经济因素对上海市居住区植物多样性的影响

居住区是城市地区主要的土地利用类型之一,也是城市生物的重要生境之一,在生物多样性保护中发挥着重要作用.前人研究发现,国外城市居住区的植物多样性受到社会经济水平的影响,在中国的城市管理体制下,上述结论是否成立有待证明.本研究对上海市39个居住区进行植物多样性调查,选取人口密度、房价、房龄、绿化率4个社会经济指标,利用单因素分析和偏最小二乘回归分析方法,探讨社会经济因素对上海市居住区植物多样性的影响.结果表明: 社会经济因素会影响城市居住区的植物多样性,人口密度、房价、房龄和绿化率对不同分类群的物种多样性的影响各异.其中,房龄对大多数分类群的影响效果最大,其次是人口密度、绿化率和房价.本研究证明,“奢侈效应”和“遗产效应”假说在上海城市居住区只适用于一部分植物类群.研究结果可为上海的城市植物多样性的维持、保护、管理以及城市和景观规划提供参考.     

遥感植被指数与植物多样性的相关性及空间分布特征研究——以海口市主城区为例

植物多样性监测是开展物种保护与植被景观规划的重要基础,对实施生物多样性的优先区域保护具有重要意义。该文以海口市主城区为例,利用Landsat 8遥感数据与样方实测数据分析了植被指数与植物多样性指数之间的相关性,根据相关性分析结果构建植物多样性遥感监测数学模型,并筛选出最优模型用于监测研究区植物多样性的空间分布状况。结果表明:Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数与MSAVI植被指数相关系数最高,呈显著相关性(P<0.01)。通过一元线性数学回归模型得到的海口市植物多样性空间分布特征与实际情况相符,植物多样性水平较高的区域主要分布在火山口、东寨港和羊山湿地一带,且具有明显的空间自相关性。根据研究结果建议继续实施严格的保护措施,加强生态修复与保护工程,提高植被覆盖率和生物多样性水平。     

数字植物标本在科学研究中的应用: 进展及挑战

全球自然历史博物馆中保存着约3.9亿份植物标本,这些标本为科学研究提供了重要支撑。近20年来,随着标本数字化的发展,数字植物标本在科学研究中的应用日益广泛。数字植物标本不仅为标本传统的用途提供了便利,而且衍生出了新的研究主题和方向。鉴于目前中文文献中缺乏数字植物标本在科学研究中的应用概述及所面临挑战的分析,该文概述了全球植物标本数字化的现状,并对数字标本在生物地理学、入侵生物学、气候变化和保护生物学等领域中的应用情况进行了综述。主要集中在以下5个方面:(1)生物地理学研究中物种分布格局及其成因;(2)编制入侵植物名录、重建入侵历史和预测入侵风险;(3)气候变化情景下植物分布格局的变迁机制;(4)生物多样性编目和保护区规划;(5)其他相关应用(如农业和民族药物学等)。最后,针对数字植物标本应用中存在的问题进行了讨论,并提出了应对策略,同时提出开发将数字标本与其他学科大数据进行整合分析的新理论、新方法和新工具,为植物学及相关学科提供参考。     

贵州喀斯特地区铁皮石斛回归保育与可持续利用

贵州喀斯特地区有丰富的珍稀植物资源,回归保育是一种新兴的珍稀濒危植物保育方式.该文分析铁皮石斛回归保育的可行性,提出回归保育的产业模式和研究方向.探讨一种充分利用当地资源优势,将珍稀植物保护与可持续利用相结合,实现物种保护与生态建设和发展经济相统一的发展模式.     

自然保护区在保护生物多样性中的作用和意义

本文从理论上论述了自然保护区在生物多样性保护中的重要作用,并指出建立自然保护区是保护生物多样性的最有效措施。1.在自然保护区里,基本的生态过程和生命系统得以维持;2.自然保护区提供了物种生存和进化的场所;3.在自然保护区里,不仅能保护生存其中的已知物种;而且能保护所有的未知物种;4.在自然保护区里?能够保护足够大的种群和完整的种群结构;5.自然保护区的试验区是进行生态、遗传和进化等学科研究的理想基地。 基于野外调查的资料,本文分析了云南所建立的自然保护区在保护国家重点保护植物中的作用。云南分布有154种国家第一批重点保护植物。130余种分布于在各自然保护区中而得到了保护;第二批国家重点保护植物中的192种分布于云南,其中104种分布于各自然保护区中而得到了保护。 本文还对云南自然保护区的现状和管理状况进行了分析,指出了加强对自然保护区管理的迫切性。