种群生存力分析:准确性和保护应用

目前已提出了五类估计濒危物种绝灭风险的种群生存力分析模型 ,即 :分析模型、单种群确定性模型、单种群随机模型、异质种群模型和显空间模型。模型的选择取决于物种的生活史特征和可用的数据。与用于保护实践的其他方法相比 ,种群生存力分析 (PVA)是相对准确的量化工具。然而 ,一些濒危物种种群统计学数据质量差和种群动态的有关假说模糊不清可能影响到模型预测的准确性 ,因此 ,要谨慎地使用PVA。在西方国家 ,PVA在濒危物种保护计划和管理中应用越来越广泛。它主要用于 :( 1)预测濒危物种未来的种群大小 ;( 2 )估计一定时间内物种的绝灭风险 ;( 3 )评估一套保护措施 ,确定哪个能使种群的存活时间最长 ;( 4)探索不同假说对小种群动态的影响 ;( 5 )指导濒危动物野外数据的搜集工作。我国的濒危物种很多 ,然而开展PVA研究的濒危物种却很少。应大力发展适合于模拟我国特有濒危物种及其保护问题的PVA模型     

种群生存力分析（PVA）的方法与应用

随着人们对资源的加速利用,生境丧失和破碎化导致物种濒危问题日益严重.以岛屿生物地理学为理论起源的种群生存力分析（PVA）,通过分析和模拟种群动态过程并建立灭绝概率与种群数量之间的关系,为濒危物种保护提供了重要的理论依据和研究途径.在过去的几十年中,种群生存力分析已成为保护生物学中一项重要的研究内容.目前种群生存力分析发展稳定,但对其实际预测能力和准确性尚存质疑,应用方面也有待进一步发展.种群生存力分析的进一步完善还需要在理论和方法上的创新,特别是籍于景观生态学和可持续性科学的理念,将空间分析手段、经济社会因素纳入到物种和种群的预测和管理上,从而使其 具有更完整的理论基础和更高的实用价值.为此,本文对种群生存力分析的历史、基本概念、研究方法、模型应用和准确性进行了综述,并提出了有关的研究展望.     

关于物种濒危等级标准之探讨--对IUCN物种濒危等级的思考

为了保存地球上的生物多样性,我们需要根据物种的种群数量与分布、种群数量波动与分布区下降速率来评定濒危物种的濒危等级,并针对物种的濒危等级提出具体的保护措施。1994年11月,IUCN第40次理事会会议正式通过了经过修订的Mace-Lande物种濒危等级标准作为IUCN物种濒危等级标准。IUCN濒危物种红色名录虽然不是国际法和国家法律,但是对于政府间组织、非政府组织的保护决策以及各国的自然法律法规的制定有着深远的影响,在保护生物学理论研究中也发挥了一定作用。我们在研究制定中国水生野生生物濒危等级标准时发现,如果直接应用IUCN物种濒危等级标准评定水生野生生物濒危等级将存在一些问题。如：(1)如何区别对待那些本来就数量稀少、分布区狭窄的物种和那些由于人类活动而导致其种群数量与生境面积急剧下降的物种?(2)不同的动物类群能否应用同一濒危标准尺度?(3)如何区别对待物种边缘分布区和核心分布区的种群数量与密度的差异?(4)如何处理种群的局部灭绝、局部濒危?(5)一些濒危物种在野生环境中濒危,但是这些物种可以人工繁殖,如何处理可以人工繁殖的濒危物种?(6)如果没有种群与栖息地的精确历史资料和统计数据,怎样应用物种的濒危标准评估其濒危等级?在实践中,我们针对这些问题提出了解决方案。考虑与国际流行的IUCN物种濒危等级标准接轨,我们提出来一个由“无危”、“值得关注”、“受胁”、“濒危”和“灭绝”等5个级构成的濒危等级系统,其中“值得关注”、“受胁”、“濒危”又分为“一般”与“高度”两个亚等级。我们提出应区分“生态濒危物种”、“进化濒危物种”;对于不同生物类群,应区分物种的生活史对策,制定不同生活史物种的濒危标准。对于r-对策物种,引入“经济灭绝”这一等级,将这一等级对应于“受胁”等级,以解决缺少物种数量的统计数据和历史数据这一难题;区别对待特有物种,将其濒危等级提升一等;引进集合种群(metapopulation)概念,将集合种群的局域种群(local population)作为“个体”对待。     

种群生存力分析在濒危动物保护与管理中的应用

种群生存力分析(population viability analysis,PVA)是濒危物种保护研究的主要方法之一。自PVA提出之后,主要应用于预测濒危物种的灭绝概率。随着PVA软件的产生,其应用范围进一步扩展,甚至出现滥用和误用之例,使其准确性受到质疑。目前,PVA主要应用于濒危物种的保护与管理。本文从保护管理对策的制定与评估、再引入计划的评估和自然保护区设计与管理有效性评估三个方面进行综述;对PVA使用时的数据收集,以及模型的选择、建立和应用等需要注意的问题加以总结;从遗传数据的使用、基于个体的种群模型的发展、近交衰退和降低入侵物种的威胁等方面对PVA的应用提出展望。     

中国纳入一级保护的极小种群野生植物濒危机制

为科学有效地保护极小种群野生植物, 明确其濒危机制具有重要意义。本文通过分析中国28种极小种群一级保护野生植物的种群特征及其濒危的内在原因和受威胁因素等, 总结了极小种群野生植物的濒危机制。极小种群野生植物的种群特征表现为遗传多样性低(13种)、衰退型种群结构(11种)、聚集型分布(11种)且分布区域狭窄(20种)。极小种群野生植物濒危的内在原因主要是繁殖力低(21种)和竞争能力弱(16种)。受威胁因素主要包括过度采挖等人类活动导致的种群数量减少(15种)和生境破坏(25种)以及气候变化等。因此, 除了保护极小种群野生植物免遭人类活动破坏, 保护策略应加强关注种群规模的维持和遗传多样性的保护。     

分子标记在濒危物种保护中的应用

分子标记可揭示种群遗传和进化信息, 为制定濒危物种保护措施、指导恢复实践提供重要依据。本文主要介绍了分子标记在濒危物种保护过程不同环节中的应用, 包括: (1)正确识别保护单元, 如排除隐存种和杂交种的影响; (2)确定优先保护单元, 包括优先保护区域、优先保护物种、优先保护种群等; (3)指导迁地保护; (4)对保护工作的动态监测和评估。文章最后探讨了分子标记应用于保护的发展方向, 如开展长期的种群遗传组成监测、切实应用于保护管理实践、将基因组学等遗传信息用于全球变化背景下保护策略的制定等, 期望为分子标记技术在生物多样性保护的研究和实践中提供参考。     

14种中国典型极小种群野生植物繁育特性和人工繁殖研究进展

繁殖是植物种群更新与维持的重要环节。包括极小种群野生植物在内的受威胁物种, 其濒危原因是在长期演化过程中自身繁育力的衰退、生活力的下降等内在因素和人类的过度采挖和生境的破坏等外在因素共同作用的结果。对极小种群野生植物进行高效的人工繁殖, 能扩大种群数量并应用于迁地保护、自然回归和满足商品市场的需求, 有利于其种质资源的保护和可持续利用。为了保持物种的遗传多样性, 采用种子繁殖育苗是有效的方法, 扦插、嫁接和组织培养技术等无性繁殖方法则可用于对难以用种子繁殖的种类进行快速繁殖。本文对14种中国典型极小种群野生植物的繁殖特性和已有的人工繁殖方法进行了综述, 并简要介绍在其种苗繁殖研究方面取得的进展。其中利用播种繁殖成功的物种有12种, 共繁殖230,000株种苗; 利用扦插繁殖成功的物种有5种, 共繁殖33,100株种苗; 华盖木(Manglietiastrum sinicum)、河北梨(Pyrus hopeiensis)和黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)采用嫁接繁殖出了2,415株种苗; 9个物种的组织培养技术获得成功, 共繁殖了24,850株种苗。这些种苗有些已应用于迁地保护和自然回归。上述研究结果为这14种极小种群野生植物的保护和利用提供了理论和技术基础, 也能为其他极小种群野生植物的保护和利用提供参考。     

分子生态学研究与动物多样性保护

分子生态学的发展揭开了生物多样性保护研究的新篇章。分子技术的应用克服了传统生态学方法中的一些难题,如野外调查周期长、分辨率有限、实验条件不易控制等。应用各种分子标记（如：RFLP 、VNTR、 RAPD、 DNA测序等）可以分析种群地理格局和异质种群动态、确定种群间的基因流、研究瓶颈效应对种群的影响以及确定个体间的亲缘关系等等。所有这些研究都是指导物种保护和濒危种群的恢复所必需的。种或品系特异性的分子标记技术能够解决形态分类中的模糊现象,确定基于遗传物质的谱系关系,还可以用来分析近缘种间杂交问题。这些问题的解决有助于确定物种优先保护顺序,选择保护地区。近年来引起重视的主要组织相容性复合体（MHC）DNA变异分析可能会在研究种群对疾病的易感性等一系列种群特异性问题方面非常有用。随着分子技术的不断发展,会有更多的保护生物学问题得到解决,尤其是结合野外调查统计数据应用多个分子标记对目标种群进行研究,所得到的结果会更精确,更有说服力。     

生境丧失对具有似Allee效应集合种群的影响及对策——以江苏盐城为例

似Allee效应对物种续存是潜在的扰动因素,稀有物种更易受其影响,可能增加生存于破碎化栖息地中的珍稀物种的死亡风险;但似Allee效应对多物种集合种群续存的影响及其在珍稀物种保护中的应用未能引起足够重视。将似Allee效应引入集合种群动力模式,建立了生境丧失下具有似Allee效应的n-珍稀物种的集合种群模式,并以江苏盐城滩涂湿地中的29种珍稀物种为研究实例。研究结果表明:(1)似Allee效应导致n-物种集合种群多度作长期变周期振荡,原本竞争共存物种可能无法继续共存,甚至灭绝。(2)似Allee效应增强对次强种及劣势种的生存极为不利,导致次强物种由强至弱灭绝,劣势物种由弱至强依次灭绝。(3)盐城天然湿地丧失29%后,11种劣势物种的集合种群由弱到强将最终依次灭绝,灭绝迟豫时间为304～890a,这些物种即Hanski所指的"活死者"。(4)适度增加栖息地面积是保护珍稀物种多样性的有效方法之一,在盐城现存3200km2的天然湿地基础上适度增加1801～2064km2左右栖息地面积,可以有效保护29种濒危物种的多样性,同时应注意结合针对具体物种的保护措施来提高濒危物种多度。研究结果对物种多样性保护及自然保护区建设具有重要的理论指导意义。     

通过遗传多样性探讨极小种群野生植物的致濒机理及保护策略: 以裸子植物为例

遗传多样性是生物多样性的重要组成部分, 然而由于资源的过度开发利用和生境的破碎化影响了物种的遗传多样性, 甚至威胁到物种的生存适应性和生物多样性。极小种群野生植物是亟待保护的国家重点保护濒危植物,遗传多样性研究对揭示极小种群致濒机理及保护策略具有重要意义。生境破碎化会造成物种遗传多样性降低、种群间分化增加、基因流减少等, 使种群濒危。但在某些物种中, 繁殖特征、进化历史等生物和生态因素的不同也可能造成近期生境破碎化后遗传效应的延迟。裸子植物进化历史悠久, 包含许多孑遗物种, 由于生活史周期长, 遭受生境破碎化后可能短期内显示不出遗传效应的改变, 但长期很难恢复。本文以裸子植物为例综述了濒危植物的遗传多样性研究的案例, 探讨了濒危裸子植物应对环境恶化的维持机制、致濒因素和保护方案, 旨在说明通过遗传多样性研究充分认识极小种群致濒机理对高效保护极小种群野生植物的重要性。     

中国植物受威胁等级评估系统概述

濒危物种保护是生物多样性保护工作的重要组成部分, 而物种受威胁等级评估则是濒危物种保护的方向指引。经过多年的发展, 物种受威胁等级的评估由定性评估逐渐向定量评估为主、定性评估为辅的方向发展。本文综述了国内植物受威胁等级定量评估系统的研究进展, 同时介绍了国外较为成熟的IUCN红色名录评估系统、CITES评估系统、美国自然保育协会评估系统, 提出未来制定受威胁物种定量评估标准时要兼顾以下方面: (1)等级设置定义要明确、统一且合理; (2)评估标准应该定量化、客观且不冗余; (3)评估系统应该适应不同地理范围, 最好能同时表达出各范围的受威胁等级; (4)评估指标要包含物种动态信息, 能定量分析物种在过去或者未来的变化。此外, 本文认为国内的物种受威胁等级定量评估系统应该形成规范化的大纲, 加大宣传力度, 尽量将理论研究与具体的保护行动结合起来; 同时, 我国还应该采用全球广泛应用的受威胁等级评估系统获取物种受威胁等级, 将国内生物多样性保护工作纳入到全球范围中去。     

Preliminary distributional analysis of US endangered bird species

A first exploration of applications of ecological niche modeling and geographic distributional prediction to endangered species protection is developed. Foci of richness of endangered bird species are identified in coastal California and along the southern fringe of the United States. Species included on the Endangered Species List on the basis of peripheral populations inflate these concentrations considerably. Species without protection in the US National Park System are focused particularly in peninsular Florida. Application of this methodology to additional taxa and regions holds promise for diverse conservation applications.     

三江源自然保护区森林-草甸交错带植物优先保护序列研究

运用系统分析方法和原理,在资料收集和实地调查的基础上,借助专家咨询系统构建了三江源自然保护区森林一草甸交错带植物受威胁等级、优先保护定量分级评价指标体系以及相应的定量评价标准．评价体系包括物种濒危系数、遗传损失系数和利用价值系数3个评价系统层和10个评价指标层．利用专家咨询法和层次分析法,定量确定各个系统层和指标层的权重．通过数学模型和计算机程序计算,分别度量了三江源自然保护区森林．草甸交错带植物物种受威胁状况和优先保护序列状况的濒危系数和优先保护系数;对照植物濒危等级和优先保护序列区域性评价标准,定量评价了植物物种濒危等级和优先保护等级．评价结果表明,三江源自然保护区森林．草甸交错带的种子植物有濒危种4种,脆弱种68种,敏感种179种,安全种695种;该地区种子植物一级保护物种8种,二级保护物种78种,三级保护物种164种。暂缓保护物种696种．最后,针对植物物种优先保护序列评价的指标体系与权重分配问题。物种濒危等级与优先保护序列之间的关系,物种濒危等级评价的空间尺度问题进行了分析和探讨。     

Comparison of funding and demand for the conservation of the charismatic koala with those for the critically endangered wombat <Emphasis Type="Italic">Lasiorhinus krefftii</Emphasis>

This study contrasts the actual conservation spending and the Australian public’s demand for conservation funding for two Australian mammal species, the koala and the northern hairy-nosed wombat. It involves a survey of 204 members of the Australian public. Willingness to fund conservation action to protect the northern hairy-nosed wombat was found to be higher than that for the koala despite the koala’s immense popularity. The critically endangered status of the northern-hairy nosed wombat and the more secure conservation status of the koala is a factor likely to have influenced the comparative willingness-to-pay decisions. Actual annual conservation expenditure for both species is lower than the estimated aggregate willingness-to-pay for their conservation. Furthermore, conservation funding for the koala is much more than that for the northern hairy-nosed wombat even though the estimated public willingness-to-pay (demand) for funding koala conservation was less than for this wombat species. Reasons for this are suggested. They may also help to explain misalignment between demand for conservation funding of other species involving differences in charisma and endangerment.     

江西庐山国家级自然保护区珍稀濒危植物优先保护定量研究

为制定江西庐山国家级自然保护区珍稀濒危植物的保护策略,采用濒危系数、遗传系数及物种价值系数等评价指标对58种珍稀植物的濒危程度和优先保护顺序进行评估。结果表明,自然保护区珍稀植物的综合评价值(VS)为0.153～0.742,濒危等级为安全的11种,占该区珍稀保护植物总数的19%;稀有的28种(48%);渐危的18种(31%);濒危的1种(2%)。优先保护顺序为Ⅰ级的8种,占该区珍稀保护植物总数的14%,急需保护;Ⅱ级的22种(38%),需要保护;Ⅲ级的23种(40%),可以一般保护;IV级的5种(8%),较为安全。生境破坏和人为干扰是该区珍稀植物保护面临的主要威胁。     

Assessing Extinction Risk in Small Metapopulations of Golden‐headed Lion Tamarins (Leontopithecus chrysomelas) in Bahia State,Brazil

Golden‐headed lion tamarins (GHLTs; Leontopithecus chrysomelas) are endangered primates endemic to the Brazilian Atlantic Forest, where loss of forest and its connectivity threaten species survival. Understanding the role of habitat availability and configuration on population declines is critical for guiding proactive conservation for this, and other, endangered species. We conducted population viability analysis to assess vulnerability of ten GHLT metapopulations to habitat loss and small population size. Seven metapopulations had a low risk of extirpation (or local extinction) over the next 100 years assuming no further forest loss, and even small populations could persist with immediate protection. Three metapopulations had a moderate/high risk of extirpation, suggesting extinction debt may be evident in parts of the species’ range. When deforestation was assumed to continue at current rates, extirpation risk significantly increased while abundance and genetic diversity decreased for all metapopulations. Extirpation risk was significantly negatively correlated with the size of the largest patch available to metapopulations, underscoring the importance of large habitat patches for species persistence. Finally, we conducted sensitivity analysis using logistic regression, and our results showed that local extinction risk was sensitive to percentage of females breeding, adult female mortality, and dispersal rate and survival; conservation or research programs that target these aspects of the species’ biology/ecology could have a disproportionately important impact on species survival. We stress that efforts to protect populations and tracts of habitat of sufficient size throughout the species’ distribution will be important in the near‐term to protect the species from continuing decline and extinction.     

Marine Conservation versus International Free Trade: Reconciling Dolphins with Tuna and Sea Turtles with Shrimp

During the 1990s, the World Trade Organization (WTO) rejected as impermissible unilateral efforts by the United States to promote conservation of endangered marine species through trade sanctions against other governments. These acts of unilateral economic coercion were held to be discriminatory tactics done in unfair restraint of international trade. But in so doing, the WTO findings aroused the ire of environmentalists worldwide. These findings by the WTO became portrayed not as decisions upholding free trade, but as mandates against marine conservation and environmental protection. Even so, this denial of lawful permissibility to use unilateral economic coercion to protect endangered species internationally does not signal the demise of national efforts to conserve living marine resources. Rather, these WTO findings point up the manner in which potential trade and marine conservation disputes should be handled, i.e., through means of peaceful settlement. The key to future international marine conservation relies on a multilateral rather than a unilateral approach. Thus, environmentally conscious governments, such as the United States, should continue to encourage global adoption of marine conservation policies without impinging on international norms and standards of international commercial transactions.     

Conservation Investment for Rare Plants in Urban Environments

Budgets for species conservation limit actions. Expending resources in areas of high human density is costly and generally considered less likely to succeed. Yet, coastal California contains both a large fraction of narrowly endemic at-risk plant species as well as the state''s three largest metropolitan regions. Hence understanding the capacity to protect species along the highly urbanized coast is a conservation priority. We examine at-risk plant populations along California''s coastline from San Diego to north of San Francisco to better understand whether there is a relationship between human population density and: i) performance of at-risk plant populations; and ii) conservation spending. Answering these questions can help focus appropriate strategic conservation investment. Rare plant performance was measured using the annualized growth rate estimate between census periods using the California Natural Diversity Database. Human density was estimated using Census Bureau statistics from the year 2000. We found strong evidence for a lack of a relationship between human population density and plant population performance in California''s coastal counties. Analyzing US Endangered Species expenditure reports, we found large differences in expenditures among counties, with plants in San Diego County receiving much higher expenditures than other locations. We found a slight positive relationship between expenditures on behalf of endangered species and human density. Together these data support the argument that conservation efforts by protecting habitats within urban environments are not less likely to be successful than in rural areas. Expenditures on behalf of federally listed endangered and threatened plants do not appear to be related to proximity to human populations. Given the evidence of sufficient performance in urban environments, along with a high potential to leverage public support for nature in urban environments, expenditures in these areas appear to be an appropriate use of conservation funds.     

长白山高山苔原带植物濒危现状及保护级别评估

通过野外调查、文献查阅、专家咨询及市场调查等手段获得长白山高山苔原带植物生存状况、分布数量的基本数据。在查阅文献的基础上,借助专家咨询构建了长白山高山苔原带植物受危等级、优先保护定量评估体系。该体系包含3个子系统,每个子系统下设不同指标共计12个。通过专家咨询法和层次分析法相结合的方法确定各子系统及各指标的权重。共评估植物94种,其中极危种3种,濒危种6种,易危种22种,近危种42种,无危种21种;在保护的缓急程度上,属于特级保护的有5种,一级保护的有6种,二级保护的有34种,三级保护的有30种,暂缓保护的有19种。评估结果与以往的红色名录进行了比较,一些从未列入红色目录的种类在本研究结果中有所体现。相反,有些曾被列入红色名录的物种在本次评估中被列为"无危"。对评估结果与以往红色名录之间产生差异种类及原因进行了讨论。