集合种群与生物多样性保护

集合种群的概念受到空前的重视,其精髓是强调物种受局域和区域两个空间尺度上生态学过程的共同作用。主要介绍了集合种群概念的由来、集合种群动态理论以及集合种群理论在生物多样性保护及生物防治中一些可能的应用。     

景观生态学与生物多样性保护

景观生态学的发展为生物多样性保护提供了新理论,方法和技术手段,从景观多样性与遗传多样性,物种多样性,生态系统多样性各层次生物多样性之间的相互关系及生物多样性保护的景观规划等方面评述近年来景观生态学应用于生物多样性保护的主要内容及研究进展,阐述了生物多样性动态及反馈,生物多样性保护的地理途径（ＧＡＰ分析）,景观生态安全格局,区域和大陆尺度的生态网络等一些新的概念和方法。     

替代指标在生物多样性快速评价中的应用

生物多样性评价工作是生物多样性保护的基础,而替代指标的应用是在环境影响评价中实现生物多样性快速评价的重要方法之一.本文介绍了生物多样性替代指标的概念,分析了不同生物类群之间广泛存在的相关性,总结了大尺度上兽类、鸟类、维管束植物物种数的经验比例(1:5:50).对目前可供使用的生物多样性替代指标进行了系统整理和分类,将其划分为生物类替代指标(包括指示类群、功能类群和珍稀濒危类群)和生境类替代指标(包括环境因子、景观格局和自然圣境).对不同指标的替代机理、有效性、使用方法和适用范围等进行了归纳,探讨了增强生物多样性替代指标应用有效性和评价精度的主要途径.研究可为保护地规划、生物多样性监测和环境影响评价等领域开展生物多样性快速评价,以及环境评价制度中生物多样性影响评价的完善提供参考.     

系统保护规划的理论、方法及关键问题

为了减缓生物多样性丧失的趋势、将有限的保护资源用于关键区域,Margules等提出了系统保护规划(Systematic Conservation Planning)概念和方法,目前该方法已成为国际主流保护规划方法。与传统基于专家决策的保护体系规划方法不同,系统保护规划拥有量化的保护目标、保护成本,并综合考虑保护体系连通性、人为干扰因素,使用优化算法计算,从而获得空间明晰的生物多样性保护体系。在阐述规划理念、规划流程与方法的基础上,重点评述了生物多样性替代指标的选择、保护规划成本的计算、保护目标的设置、规划结果的可靠性评估等关键问题,并结合我国的具体情况,探讨了该方法在我国的应用前景,以期为推进我国生物多样性与生态服务功能的保护做出贡献。     

景观生态网络研究进展

作为生态学重要的概念与方法,生态网络是景观生态学研究的热点问题,也是耦合景观结构、生态过程和功能的重要途径。景观生态网络对于保护生物多样性、维持生态平衡、增加景观连接度具有重要意义。从景观生态网络的相关理论、研究进展、研究方法模型等进行分析,并对其应用前景进行展望,主要介绍了传统景观格局分析、网络分析、模型模拟等方法的适用性与特点,并分析了景观生态网络在城市景观格局优化、自然保护区规划、生物多样性保护、土地规划等领域的应用,最后提出了研究的主要问题。     

全球200:确定大尺度生物多样性优先保护的一种方法

生物多样性保护的优先性研究成为保护生物学研究的焦点之一,“全球２００”是世界自然基金会确立的旨在拯救地球上急剧损失的生物多样性优先保护区域的清单,是确定大尺度生物多样性优先保护的一种方法。本文介绍了“全球２００”的研究方法,分析了在应用中存在中存在的问题,着重讨论了“全球２００”中涉及到中国的部分以及它们与中国目前的生物多样性保护关键地区的异同。     

生物高度多样性

本文论述了生物高度多样性的概念及其评价尺度,介绍了世界上主要的生物高度多样性国家的概况。我国是生物高度多样性国家之一,其生物高度多样性与生态,地理条件及地历史密切相关,加强对生物高度多样性国家和地区的保护,对保护全球生物多样性来说有着极其重要的战略意义。     

光谱多样性在植物多样性监测与评估中的应用

光谱多样性是一种基于植物反射电磁辐射光谱的生物多样性维度, 反映了不同波段光谱反射率在植物种内与种间个体之间的变异程度。由于植物反射光谱特征的差异可以综合地反映植物间生化组分和形态特征的差异, 光谱多样性成为植物多样性监测和评估的重要技术手段。该文介绍了光谱多样性的概念及其生态学意义, 比对了多源、多平台光谱数据各自的技术优势和局限性, 并概述了基于光谱多样性的植物多样性监测和评估方法及其应用, 探讨了光谱多样性整合不同维度生物多样性的能力, 展望了光谱多样性在生物多样性研究中的发展前景。光谱多样性能在多空间尺度服务于植物多样性的监测与评估, 特别是依托基于无人机技术的近地面遥感, 可以实现精细尺度植物多样性的监测与评估, 在生物多样性的保护和管理中具有广阔的应用前景。     

生物多样性保护廊道构建方法研究进展

生物多样性保护廊道对遏制生态系统退化及生物多样性丧失,改善生态系统服务功能,消除生境破碎化对生物多样性的影响,恢复珍稀濒危物种的种群数量,维护自然生态系统平衡稳定具有极为重要的作用。在近20年(1997—2017)国内外生物多样性保护廊道的相关研究分析的基础上,对廊道的概念、构建理论及方法应用进行了系统总结与探讨,分析了廊道构建理论的发展过程及适用性,分类总结了现有的廊道构建方法和17种廊道构建模型工具。研究分析表明,廊道作为一种新的生物多样性保护模式,已成为目前国际生态领域研究的热点之一,随着对物种景观运动过程认识的加深,廊道构建理论逐渐趋于成熟,与之匹配的廊道构建方法及模型工具进展迅速。借助遥感与地理信息技术,大范围,高精度的获取廊道模拟数据,并集成综合模型实现目标物种廊道的构建、保护和管理是今后生物多样性保护廊道构建研究的发展方向。最后,对当前该领域的研究现状和不足展开讨论并展望了未来发展,为我国生物多样性保护廊道的应用与实践及国家生态廊道体系的建设完善提供借鉴与参考。     

生物多样性保护廊道构建方法研究进展

生物多样性保护廊道对遏制生态系统退化及生物多样性丧失,改善生态系统服务功能,消除生境破碎化对生物多样性的影响,恢复珍稀濒危物种的种群数量,维护自然生态系统平衡稳定具有极为重要的作用。在近20年(1997—2017)国内外生物多样性保护廊道的相关研究分析的基础上,对廊道的概念、构建理论及方法应用进行了系统总结与探讨,分析了廊道构建理论的发展过程及适用性,分类总结了现有的廊道构建方法和17种廊道构建模型工具。研究分析表明,廊道作为一种新的生物多样性保护模式,已成为目前国际生态领域研究的热点之一,随着对物种景观运动过程认识的加深,廊道构建理论逐渐趋于成熟,与之匹配的廊道构建方法及模型工具进展迅速。借助遥感与地理信息技术,大范围,高精度的获取廊道模拟数据,并集成综合模型实现目标物种廊道的构建、保护和管理是今后生物多样性保护廊道构建研究的发展方向。最后,对当前该领域的研究现状和不足展开讨论并展望了未来发展,为我国生物多样性保护廊道的应用与实践及国家生态廊道体系的建设完善提供借鉴与参考。     

施氮时期对高产夏玉米氮代谢关键酶活性及抗氧化特性的影响

选用玉米品种登海661和郑单958为材料,研究了高产条件下施氮时期对夏玉米产量、氮素利用率、氮代谢相关酶及抗氧化酶活性的影响.结果表明： 拔节期一次性施氮不利于夏玉米产量提高和氮素积累,分次施氮且增施花粒肥显著提高了植株和籽粒的吸氮量,并提高了籽粒产量.拔节期、10叶期、花后10 d按2∶4∶4施氮,登海661产量最高可达14123.0 kg·hm^-2;基肥、拔节期、10叶期、花后10 d按1∶2∶5∶2施氮,郑单958产量最高可达14517.1 kg·hm^-2,这2种施氮方式较拔节期一次性施氮分别增产14.5%和17.5%.花前分次施氮可以显著提高开花期硝酸还原酶活性;登海661和郑单958在花后0~42 d中,施氮处理的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶活性分别平均提高了32.6%、47.1%、50.4%和145%、61.8%、25.6%,减缓了其下降趋势;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性提高了22.0%、36.6%和13.4%、62.0%,丙二醛含量显著降低.在高产条件下,分次施氮且适当增加花粒肥施入比例可以提高氮代谢相关酶活性,延缓植株衰老,促进氮素吸收利用,进而提高籽粒产量.     

区域生态学研究热点及进展

区域生态学是近年才发展起来的一门新兴学科,综述了区域生态学的学科特点、近期研究进展,以及区域生态学发展中存在的主要问题及其主要的研究热点。其研究热点主要集中在物种分布-多度模型、体型与分布范围、物种多样性纬度梯度格局、区域生态学与生物保护及区域生态学的新陈代谢理论等几个方面。尽管目前区域生态学研究中还存在研究方法、数据质量限制、数据统计、研究尺度不确定等一系列问题,它对于解决目前紧迫的区域环境问题及生物保护仍然具有重要意义,而且随着其研究方法和手段的进步,将发挥越来越重要的作用。     

基因组学技术在生物多样性保护研究中的应用

在分子生物学、细胞生物学、微生物学、遗传学等学科的推动下, 生物多样性研究从仅关注宏观表型的博物学, 迅速演化为涵盖生态系统、物种和遗传多样性等多个维度的综合性生命科学。组学技术, 尤其是DNA测序技术的更新和发展, 使获取DNA序列所需的成本大幅下降, 促进了近年来其在生物多样性研究中取得的一系列令人瞩目成就。本文将从物种水平的遗传多样性和群落水平的物种多样性两个层面总结和介绍与DNA相关的组学技术在生物多样性研究中的一些创新和应用。其中, 物种水平主要是总结单一个体的基因组和单物种多个体在时空多个维度上的群体遗传研究; 而群落水平的物种多样性层面主要总结现有的分子鉴定技术(metabarcoding, eDNA, iDNA等), 以及上述新技术在群落多样性评估、旗舰保护物种监测以及物种间相互作用关系等研究中的应用。     

环境DNA在湖泊生物多样性研究中的应用

环境DNA(EnvironmentalDNA,eDNA)可用于监测湖泊生物多样性,该技术对湖泊生态环境破坏性小,对于开展湖泊生态保护具有重要意义.湖泊流速较为缓慢,相对于河流更容易富集DNA,更适合于应用eDNA方法开展生物多样性研究.文章对eDNA在湖泊生物多样性上的应用进行了回顾,综述了其实验设计,分析了该技术存在...     

生物多样性近地面遥感监测: 应用现状与前景展望

近年来中国生物多样性监测与研究网络(Sino BON)建设得到了快速发展, 为我国生物多样性长期监测和研究提供了良好的平台条件。其中, 以激光雷达技术为核心的近地面遥感平台, 作为Sino BON综合监测与管理中心的重要组成部分, 已研发形成了较为成熟的软、硬件技术体系, 可以提供林下地形建模, 林分高度、林分表面结构, 林窗或内部分界线, 郁闭度动态, 植被群落划分、群落内部精细空间结构, 单木高度与胸径, 冠层形态、周长和盖度, 物种识别, 亚米级三维景观图等数字产品, 从而能够为国家相关部门和研究单位开展多种时空尺度的生物多样性监测、评价和保护工作提供精准、高效的技术支持。本文首先介绍了遥感技术在生物多样性研究中的应用发展历史及最新趋势。然后在生物多样性遥感监测直接和间接两种方法研究进展基础之上, 总结了从遥感数据中可提取的重要生物多样性指标, 以及选择不同类型遥感数据源时需要考虑的时空尺度信息。在详细阐述NEON、CEOS、GEO BON等国际合作组织推动遥感技术开展生物多样性监测的过程中指明: 以无人机为代表的近地面遥感平台具有机动灵活、高效低廉和高分辨率的特点, 可在卫星平台、载人航空平台和地面常规调查平台之间架构起生物多样性信息尺度推绎不可或缺的中间桥梁, 将是未来生物多样性监测的一个重要手段。最后, 文章指出: Sino BON近地面遥感平台的逐步建设完善将为我国生物多样性监测提供全方位的立体定量化信息, 在促进我国生物多样性监测网络向跨尺度等级动态系统监测、多源信息集成、智能决策与服务的平台方向发展意义重大。     

生物多样性起源与进化研究进展

生物多样性的起源与进化是生命科学领域最重要的科学问题之一。多组学数据的积累和相关分析技术的发展, 极大地推动了人们对生物多样性起源与进化的理解和研究, 使得阐明生物进化事件发生的过程与机制成为可能。值此《生物多样性》创刊30周年之际, 本文简要回顾生物多样性起源与进化相关研究在近年来取得的重要研究进展, 以期帮助读者了解该研究方向的发展现状。过去10年中, 生物多样性起源与进化相关研究在生命之树重建、生物多样性时空分布格局、物种概念、物种形成与适应性进化以及新性状起源与多样化等方面取得了许多重要进展, 并在此基础上厘清了许多分类单元间的系统发育关系、揭示了生物多样性分布格局的部分历史成因、提出了新的物种概念和物种形成模型、阐明了新性状和新功能发生的部分分子机制。我们认为, 更精准地重建生命之树、深入挖掘基因组数据以及多学科交叉融合将是今后生物多样性研究的主要趋势。     

鸡的遗传多样性的研究方法及研究进展

遗传多样性是生物学研究中的一个重要领域,研究鸡的遗传多样性,不仅能加强生物多样性的保护。同时对起源进化、分类鉴定及遗传育种等都有重要的意义。本文对目前DNA水平鸡的遗传多样性的研究方法和研究进展进行了详细的阐述。重点介绍了DNA分子标记的特征;概括了在鸡遗传多样性分子标记的方法,包括微卫星分子标记(SSR)、扩增片段长度多态性(AFLP)、随机扩增多态性标记(RAPD)、限制性片段长度多态性标记(RFLP)和单核苷酸多态性标记(SNP)。本文综述了最近有关鸡DNA水平的遗传多样性的研究方法在系统学、遗传结构、生物地理等研究中的应用情况;提出在研究鸡遗传多样性时,可根据研究的目的,选择合适的方法。     

生物多样性与生态系统多功能性的关系研究进展

生物多样性与生态系统功能关系是生态学研究的热点之一,以往研究多关注生物多样性与单一生态系统功能之间的关系,然而生态系统能够同时提供多种功能和服务即生态系统多功能性(ecosystem multifunctionality, EMF),仅考虑单一生态系统功能会低估生物多样性的重要性。近年来,EMF研究的重要性受到更多重视,生物多样性与生态系统多功能性(biodiversity and ecosystem multifunctionality, BEMF)关系成为生态学研究新的热点。梳理近15年的研究发现,不同维度、不同尺度的单一或多营养级生物多样性均会对EMF产生显著的影响,并且在全球变化的背景下,自然干扰与人为干扰均会影响生物多样性与生态系统多功能性从而改变BEMF关系,EMF测度方法的差异也可能导致BEMF关系的不一致。生物多样性维度(尺度)选择的局限、不同EMF测度方法的认知差异、BEMF时空数据库的缺乏以及BEMF关系研究方法的单一等问题阻碍了BEMF关系的深入探究。未来研究应对现有测度方法进行深入比较并发展通用的新方法,深入探究多维度、多尺度生物多样性对EMF影响的综合作用。此...     

遗传多样性的分子检测

生物多样性的保护和可持续利用是维持全球经济稳定和发展的重要因素,也是保持我们赖以生存环境的重要内容。为了实现这一目的,必须尽快建立一套对生物多样性认识和检测的有效方法,逐步认清全球生物多样性的基本状况。本文论述了生物多样性特别是物种间和物种内多样性的几种主要检测方法,着重介绍分子标记的最新进展及比较基因组学的兴起在生物多样性研究中的广泛应用。     

Linking Earth Observation and taxonomic,structural and functional biodiversity: Local to ecosystem perspectives

Impacts of human civilization on ecosystems threaten global biodiversity. In a changing environment, traditional in situ approaches to biodiversity monitoring have made significant steps forward to quantify and evaluate BD at many scales but still, these methods are limited to comparatively small areas. Earth observation (EO) techniques may provide a solution to overcome this shortcoming by measuring entities of interest at different spatial and temporal scales.This paper provides a comprehensive overview of the role of EO to detect, describe, explain, predict and assess biodiversity. Here, we focus on three main aspects related to biodiversity − taxonomic diversity, functional diversity and structural diversity, which integrate different levels of organization − molecular, genetic, individual, species, populations, communities, biomes, ecosystems and landscapes. In particular, we discuss the recording of taxonomic elements of biodiversity through the identification of animal and plant species. We highlight the importance of the spectral traits (ST) and spectral trait variations (STV) concept for EO-based biodiversity research. Furthermore we provide examples of spectral traits/spectral trait variations used in EO applications for quantifying taxonomic diversity, functional diversity and structural diversity. We discuss the use of EO to monitor biodiversity and habitat quality using different remote-sensing techniques. Finally, we suggest specifically important steps for a better integration of EO in biodiversity research.EO methods represent an affordable, repeatable and comparable method for measuring, describing, explaining and modelling taxonomic, functional and structural diversity. Upcoming sensor developments will provide opportunities to quantify spectral traits, currently not detectable with EO, and will surely help to describe biodiversity in more detail. Therefore, new concepts are needed to tightly integrate EO sensor networks with the identification of biodiversity. This will mean taking completely new directions in the future to link complex, large data, different approaches and models.