基于系统发育的黄土高原地区木本植物多样性及特有性格局

黄土高原地区植被类型多样, 森林、草原和荒漠在此交汇并逐渐过渡。由于水热条件限制和人类活动加剧, 该地区生态环境脆弱, 生物多样性保护面临的形势日益严峻, 因此获取该区域物种多样性的空间分布格局并阐明其影响因素成为该地区生物多样性保护的首要任务。本研究首先结合标本采集记录与环境因子, 利用物种分布模型获取了293种木本植物的潜在分布区, 分析了物种丰富度和物种加权特有性的空间格局。其次, 引入系统发育信息, 分析系统发育多样性和系统发育特有性的空间格局, 并进一步利用环境因子对上述格局分别进行解释。最后, 对黄土高原地区的特有中心性质和显著性进行分析。结果表明, 生物多样性热点地区均出现在黄土高原南部水热条件较好的地区, 即秦岭和中条山一带。本区域的生物多样性空间格局由年平均降水量和最冷月最低温主导, 符合植物区系交汇带的特点。特有中心集中在南部地区和青海省, 由南向北分别是古特有中心和混合特有中心, 不存在单独的新特有中心。黄土高原地区木本植物起源较为古老, 生物多样性格局的形成以来源于热带或亚热带的物种扩散为主, 物种的分化不占主导地位。上述结果表明了将植物的进化历史纳入生物多样性保护的重要性。     

滇西北高山微水体与溪流生境底栖动物多样性和环境特征

高山微水体由于面积微小且通过地表径流形成串联结构常常被认为与高山溪流具有类似的生境, 然而由于这两类生境中环境因子与底栖动物多样性存在差异, 它们在生态系统中的作用可能完全不同。滇西北地区是全球生物多样性热点区域之一, 境内高山微水体和高山溪流分布密集, 在区域底栖生物多样性维持方面具有重要的功能, 然而目前对这两类高山淡水生态系统的研究较少。为了比较这两类生境环境因子的异同及其对底栖动物多样性的维持作用, 2015年6月, 作者在云南省怒江州贡山县的高山峡谷内, 对27个高山微水体和同区域分布的1条高山溪流(海拔高差500 m范围)的底栖动物多样性和水环境因子进行了实地调查。结果表明: (1)高山微水体和高山溪流底栖动物群落中优势分类单元种群数量均比较庞大, 而稀有分类单元数量较多且种群较小; (2)两种生境在环境因子、物种多样性、功能多样性和群落结构方面的差异明显, 高山溪流有较高的物种丰富度、物种多样性和功能多样性; (3)高山微水体底栖动物多样性的分布与水环境因子无关, 而高山溪流底栖动物多样性与群落结构的形成受到与流速关联的水环境因子和海拔的影响。因此, 高山微水体与高山溪流不能简单地视为类似的生境类型, 它们对区域底栖动物多样性和生态功能维持可能具有不同的作用。     

贵州赤水桫椤国家级自然保护区鸟兽多样性红外相机初步监测

红外相机监测是了解野生动物多样性和威胁因素的重要手段。本研究采用网格法和分层抽样调查法, 在贵州赤水桫椤国家级自然保护区内选取20个监测位点布设红外相机, 对区内鸟兽物种多样性进行监测。2015年8月至2017年8月, 红外相机累计工作6,370个工作日, 共拍摄45,953张照片, 独立有效照片1,936张。准确鉴定出兽类4目8科19种, 鸟类4目11科28种, 其中, 国家II级重点保护野生动物7种。相对丰富度指数(RAI)排前五位的兽类依次是毛冠鹿(Elaphodus cephalophus)、鼬獾(Melogale moschata)、藏酋猴(Macaca thibetana)、小麂(Muntiacus reevesi)和野猪(Sus scrofa); 鸟类依次是紫啸鸫(Myophonus caeruleus)、红腹角雉(Tragopan temminckii)、灰胸竹鸡(Bambusicola thoracicus)、黑喉噪鹛(Garrulax chinensis)和棕颈钩嘴鹛(Pomatorhinus ruficollis)。物种积累曲线结果表明, 兽类稀疏化曲线在300天后趋于稳定, 表明监测取样已较充分, 而鸟类监测物种数随时间积累依旧保持增长趋势。     

基于多源遥感数据的植物物种分类与识别: 研究进展与展望

物种分类与识别是生物多样性监测的基础, 明确物种的类别及其分布是解决几乎所有生态学问题的前提。为深入了解基于多源遥感数据的植物物种分类与识别相关研究的发展现状和存在的问题, 本文对2000年以来该领域的研究进行了总结分析, 发现: 当前大多数研究集中在欧洲和北美地区的温带或北方森林以及南非的热带稀树草原; 使用最多的遥感数据是机载高光谱数据, 而激光雷达作为补充数据, 通过单木分割及提供单木的三维垂直结构信息, 显著提高了分类精度; 支持向量机和随机森林作为应用最广的非参数分类算法, 平均分类精度达80%; 随着计算机技术及机器学习领域的不断成熟, 人工神经网络在物种识别领域得以迅速发展。基于此, 本文对目前基于遥感数据的植物物种分类与识别中在分类对象复杂性、多源遥感数据整合、植物物候与纹理特征整合和分类算法技术等方面面临的挑战进行了总结, 并建议通过整合多时相监测数据、高光谱和激光雷达数据、短波红外等特定波谱信息、采用深度学习等方法来提高分类精度。     

贵州梵净山国家级自然保护区鸟兽红外相机监测

红外相机监测是了解野生动物多样性现状、动态变化和面临威胁的重要手段。本研究采用网格抽样调查法, 在贵州梵净山国家级自然保护区内选取2个监测样区共40个监测位点布设红外相机, 对区内兽类和鸟类物种进行监测调查。2017年4月至2018年12月间, 红外相机累积监测14,808个相机工作日, 共收集有效照片14,119张, 独立有效物种照片3,199张。共鉴定野生动物9目22科61种, 其中兽类26种, 隶属于4目12科; 鸟类35种, 隶属于5目10科。记录到国家I级重点保护野生动物2种: 黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)和白颈长尾雉(Syrmaticus ellioti), 国家II级重点保护野生动物9种; 被IUCN红色名录评估为濒危(EN)的1种、易危(VU)的5种、近危(NT)的8种。物种的相对多度指数(relative abundance index, RAI)分析结果显示, 藏酋猴(Macaca thibetana, RAI = 28.23)、毛冠鹿(Elaphodus cephalophus, RAI = 15.46)、野猪(Sus scrofa, RAI = 11.82)、小麂(Muntiacus reevesi, RAI = 9.05)、黔金丝猴(RAI = 7.70)为相对多度最高的5种兽类; 紫啸鸫(Myophonus insularis, RAI = 10.33)、红腹角雉(Tragopan temminckii, RAI = 9.59)、红腹锦鸡(Chrysolophus pictus, RAI = 6.96)、白颈长尾雉(RAI = 3.71)、勺鸡(Pucrasia macrolopha, RAI = 1.55)为相对多度最高的5种鸟类。另外, 红外相机还监测到较多的家畜活动(RAI = 11.14)和人为活动(RAI = 12.90), 保护区管理部门仍需采取相应管理措施, 进一步提高周边居民的保护意识, 促进保护区与社区的协调发展。     

海南岛翼手目物种多样性现状与分布预测

海南岛位于我国南部, 地处热带北缘, 其独特的岛屿气候环境孕育了丰富的生物资源, 为我国生物多样性热点地区之一。为探究岛内的翼手目物种多样性状况, 本研究组使用雾网、蝙蝠竖琴网等工具, 于2002年至2016年先后对海南岛进行了15次翼手目多样性调查, 并根据其外形与头骨特征及系统发育学方法进行标本鉴定。共获取了1,025号标本, 隶属5科15属31种, 其中2016年12月21日在海南琼中捕获的艾氏管鼻蝠(Murina eleryi)为海南岛蝙蝠分布新记录。结合前人调查及发表结果统计, 岛内共有翼手类8科20属41种。同时基于本调查采集位点和前人调查位置信息(共计363个位点), 结合WorldClim 32种气候数据, 运用最大熵模型(MaxEnt)对海南岛翼手目物种的分布进行预测, 结果显示五指山、吊罗山、鹦哥岭、尖峰岭及海口火山口国家地质公园等地为翼手目物种多样性较丰富的区域, 而三亚、澄迈、屯昌、临高、琼海等地翼手目物种多样性较低。本研究结果为海南岛翼手目资源分布及多样性状况提供了基础资料, 也为岛内后续开展翼手目资源保护管理、蝙蝠疾病防控等提供了重要的参考依据。     

生物多样性相关传统知识的国际保护及中国应对策略

数个国际多边协定、政府间组织和机构都涉及生物多样性相关的传统知识, 包括《生物多样性公约》(CBD)、关于遗传资源获取与惠益分享的《名古屋议定书》(NP)、《粮食和农业植物遗传资源国际条约》(ITPGRFA)、世界知识产权组织(WIPO)、世贸组织下的《与贸易相关的知识产权协定》(WTO/TRIPS)以及生物多样性与生态系统服务政府间科学-政策平台(IPBES)等。然而, 各个国际文书所界定的传统知识内涵和外延却有所区别和侧重。中国是生物多样性极为丰富的多民族大国, 各族人民在数千年的生产和生活实践中创造了丰富的与保护和持续利用生物遗传资源相关的传统知识、创新和实践做法。作为多个相关国际公约或协定的缔约方, 中国应厘清各相关国际公约或协定中生物多样性相关传统知识的内涵、保护目标及国际义务, 加强国家在履行相关国际公约或协定过程中的协同增效, 从而在相关传统知识的国际谈判中统一立场, 维护国家及地方社区利益。本文系统梳理了各相关国际多边协定、组织和机构对于传统知识的界定, 以及国际多边体系在保护遗传资源相关传统知识方面的工作, 根据中国遗传资源相关传统知识的现状和已有的措施, 结合当前履行国际多边协定的大背景, 提出了促进中国生物多样性相关传统知识保护的5项具体建议, 包括: (1)采取立法、行政和政策措施; (2)加强相关研究, 强化技术支撑; (3)加强传统知识保护的能力建设; (4)在国内履约过程中, 强化传统知识相关工作的协调; (5)在国际层面上加强中国传统知识的宣传力度。     

土族生物资源利用相关的传统知识多样性

生物资源利用相关的传统知识是对生物资源进行识别和利用的传统知识系统。随着现代生物技术的发展, 这类传统知识显示出其在科学、经济、文化乃至粮食安全战略方面的价值。本研究根据《生物多样性相关传统知识分类、调查与编目技术规定(试行)》, 对我国青海省土族聚集区的土族生物资源利用相关的传统知识进行了系统调查与编目, 并借鉴生物多样性测度方法, 创建了传统知识多样性指数计算方法, 对土族生物资源利用相关传统知识多样性进行分析。结果如下: (1)编目现存的土族生物资源利用相关的传统知识词条共424条; (2)土族传统知识的α多样性指数D_TK = 0.67, 表明其传统知识多样性较高; 土族传统知识的β_wtk多样性指数在不同的县域差异较大, 表明其在县域之间存在差异, 在空间上分布不连续、不均匀。本研究利用生物多样性指数验证了传统知识的定量研究方法, 说明传统知识多样性指数不仅可用于定量研究表征区域传统知识的多样性, 揭示不同空间区域内的分布特征, 还可为未来构建传统知识的定量研究体系提供重要的参考依据。     

利用红外相机公里网格调查钱江源国家公园的兽类及鸟类多样性

2014年5月至2019年4月, 作者采用红外相机技术调查了浙江省钱江源国家公园的兽类及鸟类多样性。将整个国家公园划分为267个1 km × 1 km的调查网格, 每个网格内设置3个固定调查位点, 使用1台红外相机定期在同一网格内的位点之间进行轮换。其中, 古田山片区在5年内共完成14轮次调查, 古田山以外的区域自2018年7月纳入调查范围, 何田、长虹片区完成2次轮换, 齐溪片区完成1次轮换。在253个网格内的741个有效位点上共获得140,413个相机工作日的数据, 采集兽类和鸟类的照片和视频268,833份, 有效探测数74,368次, 鉴定出21种野生兽类, 72种野生鸟类, 5种家畜及家禽。包括国家一级重点保护野生动物2种, 即黑麂(Muntiacus crinifrons)、白颈长尾雉(Syrmaticus ellioti); 国家二级重点保护野生动物17种, 合计占野生物种总数的20.4%。被IUCN物种红色名录评估为易危(VU)的5种, 近危(NT)的4种, 合计占物种总数的9.7%。被中国脊椎动物红色名录评估为濒危(EN)的1种, 易危(VU)的9种, 近危(NT)的10种, 合计占物种总数的21.5%。相对多度指数最高的大中型兽类为小麂(Muntiacus reevesi), 鸟类为白鹇(Lophura nycthemera)。本次调查获得了国家公园内兽类和鸟类的多样性组成、空间分布和相对多度, 为长期科研监测和科学管理提供了基础数据。     

秦岭南坡陕西洋县辖区哺乳动物物种多样性的空间分布格局

物种多样性的空间分布格局一直是生态学和生物地理学研究的一个热点问题。山地生态系统的生境异质性和物种多样性高, 适合研究物种多样性空间分布格局及其相关机制。2016年11月至2017年11月, 本研究选取秦岭南坡陕西洋县辖区作为研究区域, 采用样线法、红外相机法和笼捕/夹捕法, 系统分析了8目21科48种哺乳动物物种多样性的空间分布格局。研究结果发现秦岭南坡洋县辖区哺乳动物物种丰富度的空间分布格局大致是中南部低, 北部和东部高; 物种多样性指数大致是中南部和北部低, 东部高。啮齿类动物和非啮齿类动物的空间分布格局存在差异。哺乳动物物种丰富度和多样性指数的垂直分布格局都符合中峰模式, 但啮齿类动物和非啮齿类动物间存在差异。最优线性模型结果表明, 研究地区哺乳动物物种多样性的空间分布格局受到多种环境因素的共同影响。其中, 年均温与物种多样性的相关性最强, 在6个最优线性模型中贡献都是最大。综上, 秦岭南坡洋县辖区中高海拔区域的物种多样性较高, 应加强对中高海拔地区的保护, 以维系该区域较高的生物多样性。