国际生物多样性研究科学计划与热点述评

生物多样性与人类生活密切相关.近年来不断加剧的人类活动,对生物多样性造成了严重破坏.已有研究表明,地球上的物种正以前所未有的速度丧失.为了遏止这种状况,目前,世界上许多国际组织和国家都对生物多样性及其相关问题展开研究,并制定了与生物多样性保护相关的法规和战略计划,也采取了许多保护生物多样性的行动.DIVERSITAS是国际全球环境变化(GEC)四大研究计划之一,也是生物多样性领域最大的国际科学计划, DIVERSITAS于2001年开始启动了第Ⅱ阶段研究并确定了新的核心研究计划和跨学科交叉网络计划.世界自然保护联盟(The World Conservation Union,IUCN)在2008年发布了<塑造可持续的未来:IUCN 2009～2012年计划>,提出了5个优先主题领域.欧盟于2006年通过了一项保护生物多样性的新战略--<2010年及未来阻止生物多样性丧失:人类福祉的可持续生态服务>.此外,很多国际/国家基金组织还发起了一些全球性的生物多样性计划,如国际海洋生物普查计划、生命之树计划、国际生命条码计划等.本文对上述生物多样性保护和研究的国际计划予以概要介绍和评述,并指出当前国际上生物多样性研究的主要热点,即:生物多样性变化与生态系统功能;生物多样性和生态系统服务的价值评估;生物多样性与气候变化;生物多样性长期动态监测;生物多样性的评价指标等.     

整合空间信息在生物多样性丧失等研究中的重要性

无数证据表明,地球可能正经历着有史以来的第六次物种大灭绝。在这一背景下,研究生物多样性丧失机制及其对生态系统功能的影响具有重要意义。从先前的相关研究中,已逐渐清晰地认识到造成多样性丧失的几大机制,并对这些机制发生的空间尺度有了一定了解。然而,空间本身对多样性丧失研究的影响仍被该领域的很多研究所忽视。因为生物多样性丧失过程发生在不同空间尺度中,所造成的多样性丧失格局也具有不同的空间尺度特征。忽略空间信息很可能会对多样性丧失等相关研究造成很大干扰,甚至得出错误的结论,其结果也很难正确地运用于不同空间尺度的多样性保护当中。整合空间信息已成为当前生物多样性丧失研究,乃至整个生态学研究的前沿和热点之一。为促进这一趋势在国内的发展,将结合多样性丧失的估计与监测、几大多样性丧失机制(全球环境变化与生境片段化、生物入侵等)来阐述空间信息对当前及今后多样性丧失机制研究的重要性,并用实例展示未充分考虑空间信息而可能造成的后果。最后探讨我国当前科技条件下进行整合空间信息的生物多样性丧失等研究的可行性。     

气候变化与生物多样性之间的复杂关系和反馈机制

气候变化与生物多样性丧失是人类社会正在经历的两大变化。气候变化影响生物多样性的方方面面, 是导致生物多样性丧失的一个主要驱动因子; 反过来, 生物多样性丧失会加剧气候变化。因此, 阻止甚至扭转气候变化和生物多样性丧失是当前人类社会亟需解决的全球性问题,但我们对气候变化与生物多样性之间的复杂关系和反馈机制尚缺乏清晰认识。本文总结了近年气候变化与生物多样性变化的研究进展, 重点概述了不同组织层次、空间尺度和维度的生物多样性对气候变化的响应和反馈等相关领域的研究进展和存在的主要问题。结果发现多数研究关注气候变化对生物多样性的直接影响, 涉及到生物多样性的不同组织层次、维度和营养级, 但针对气候变化间接影响的研究仍然较少, 机理研究同样需要加强; 生物多样性对生态系统功能影响的环境依赖和尺度推演、生物多样性对生态系统多功能性的作用机理和量化方法是当前研究面临的挑战; 生物多样性对生态系统响应气候变化的作用机制尚无统一的认识; 生物多样性对气候变化的正、负反馈效应是国内外研究的盲点。最后, 本文展望了未来发展方向和需要解决的关键科学问题, 包括多因子气候变化对生物多样性的影响; 减缓和适应气候变化的措施如何惠益于生物多样性保护; 生物多样性与生态系统功能的理论如何应用到现实世界; 生物多样性保护对实现碳中和目标的贡献。     

生物多样性与生态系统功能:进展与争论

生物多样性与生态系统功能的关系已成为当前人类社会面临的一个重大科学问题,生物多样性的空前丧失,促使人们开展了大量研究工作来描述物种多样性-生态系统功能关系,并试图揭示多样性与系统功能关系的内在机制,本文将多样性对生态系统功能作用机制的有关假说分为统计学与生物学两大类：前者是从统计学角度来解释观察到的多样性-系统功能模式,包括抽样效应,统计均衡效应等;而后者是基于多样性的生物学效应给出的,包括生态位互补,种间正相互作用,保险效应等,本文较为详细地介绍了该领域内有代表性的实验工作,包括“生态箱”实验,Cedar Creek草地多样性实验,微宇宙实验,欧洲草地实验,以及在这些实验结果解释上的激烈争论。     

生物多样性的几个问题

本文从生物多样性的现状、存在的问题及应采取的措施等三个方面比较全面地叙述了我国生物多样性的情况。“生物安全”是《生物多样性公约》签订后每次缔约国会议都要讨论的中心议题之一。为之,本文也用一定的篇幅作了较详细的介绍。现状部分从物种多样性、遗传多样性及生态系统多样性等三个方面作了介绍,又从自然因素以及由于人类活动造成栖息地的丧失、环境恶化、偷猎走私、过度捕捞和水产养殖、高新技术发展、全球气候变化以及外     

生物多样性信用的概念、原则、交易和挑战

为应对生物多样性资金缺口、遏止与扭转全球生物多样性丧失,生物多样性信用以碳信用为蓝本应运而生。与以生物多样性损失为前提的生物多样性抵消不同,生物多样性信用是一种可测量、追踪和交易的,能为生物多样性带来净效益的经济工具。本文旨在介绍生物多样性信用的概念内涵,详细阐释了其与生物多样性抵消和碳信用的概念异同,在参考高质量碳信用的基础上汇总了生物多样性信用的原则,包含其核算方法和治理体系,同时介绍了目前全球生物多样性信用市场,提供了不同交易项目的具体实践案例,并梳理了生物多样性信用在定价、是否会成为企业漂绿的工具、监管与治理体系以及与碳信用的兼容等4方面的问题和挑战。未来,生物多样性信用挑战与机遇并存。     

城市生物多样性分布格局研究进展

城市生物多样性分布格局由自然生态环境和城市化过程所决定;其动态和机理与自然生态系统迥然不同.城市生物多样性为城市生态系统提供了诸多生态系统功能和服务,对改善城市环境、维持城市可持续发展有着重要的意义和作用.城市化过程深刻改变了城市的生物多样性分布格局,导致了诸如本地物种多样性降低、外来物种多样性增加、物种同质化等一系列问题.近年来,城市生物多样性受到学界高度关注,大量研究结果既回答了一些关键性问题,又提出了诸多新的论题和挑战.分析了当前城市生物多样性分布格局研究的若干热点问题,总结了影响城市生物多样性格局的主要因素,探讨了城市生物多样性格局研究方法的关键问题,指出了未来城市生物多样性研究的发展方向,特别强调了城市生物多样性的生态系统功能研究在未来城市生物多样性研究中的重要地位.     

生物多样性的生态系统功能

本文从以下几个方面综述了生物多样性对生态系统功能和作用的影响 :第一 ,几个关于物种在生态系统中的不同地位和生物多样性如何影响生态系统功能的假说 ;第二 ,生物多样性与生态系统的稳定性 ;第三 ,生物多样性如何影响生态系统的生产力 ;第四 ,生物多样性对生态系统可持续性的影响。此外还提出了几个需要继续探讨和关注的问题     

生物多样性的生态系统功能

本文从以下几个方面综述了生物多样性对生态系统功能和作用的影响：第一,几个关于物种在生态系统中的不同地位和生物多样性如何影响生态系统功能的假说;第二,生物多样性与生态系统的稳定性;第三,生物多样性如何影响生态系统的生产力;第四,生物多样性对生态系统可持续性的影响。此外还提出了几个需要继续探讨和关注的问题。     

土壤生物多样性的研究概况与发展趋势

本文概括性地介绍了土壤生物类群的多样性及其在生态系统中的作用; 同时简要地回顾和比较了国内外在土壤生物学方面的研究动态, 分析了土壤生物学今后的发展趋势。鉴于土壤生物在生态系统中的重要性以及我国在土壤生物学研究方面的不足, 《生物多样性》本期刊登了一系列有关土壤生物的文章, 目的是为了使国内科学家对土壤生物多样性在生态系统中的作用有更好的认识, 并希望能够唤起更多的年轻学者加入到土壤生物学研究的行列, 以推动土壤生物学在我国的迅速发展并将土壤生物学的研究成果应用于国民经济的发展中。     

环境污染对生物多样性的影响

环境污染并不是一种一般意义上的环境胁迫 ,生物对污染的适应机制及进化格局与自然胁迫条件下的情形并不相同。环境污染是一种生态破坏 !随着研究工作的不断深入和系统化 ,人们越来越发现 ,环境染污引起物种丧失实质上也是一种生态破坏 ,而且认为当今世界正在经历的物种大灭绝在很大程度上与全球扩散的环境污染有密切联系。以下分别在遗传、物种和生态系统水平上讨论污染对生物多样性的影响。1　遗传多样性的丧失遗传多样性强调的是现有种质的遗传变异库存量 ,它既是生物遗传变异的历史积累 ,反映了生物的进化过程 ,也是现有生物适应现有环…     

四川省生物多样性与生态系统多功能性分析

生态系统服务与人类福祉和可持续发展息息相关,近年来生物多样性丧失极大影响了生态系统服务。探究生物多样性与生态系统服务之间的关系成为当前生态学领域内的一个重大科学问题。以四川省各乡镇为单元,计算了景观尺度上的多样性指数,评估了四川省水土保持功能、水源涵养功能、固碳功能,并研究了两者之间关系。结果表明：在景观尺度上,Shannon''s多样性指数、修正Simpson''s多样性指数、景观丰度三种多样性指数可以较好表征四川省生物多样性空间分布格局。由景观丰度、欧式最近邻距离的标准差、景观丰度密度构成解释变量矩阵,RDA模型矫正解释率42.25%（P<0.001）,可更好解释由土壤保持功能、水源涵养功能、固碳功能构成的响应变量矩阵。四川省生物多样性及生态系统服务关系的模式有以下几种：（1）成都平原区区县空间距离较近,在生态系统服务和生物多样性梯度均差异较小;（2）盆周山地区、盆地丘陵区各区县在水土保持功能梯度上差异较大,与多样性关系较弱;（3）川西高原区区县在固碳、水源涵养梯度上差异较大,并有协同关系,多样性梯度差异较大;（4）川西高山峡谷区、西南山地区区县之间生态系统服务和多样性差异较大,生态系统服务可能存在强烈权衡关系,需进一步引入解释因子。     

昆虫多样性三十年研究进展

当前, 全球昆虫数量和多样性均处于下降趋势, 而导致这一趋势的原因主要包括人为干扰及气候变化。本文基于森林、草地、农业、水生和土壤生态系统, 以植食性、访花、捕食性、寄生性、食果以及食腐昆虫为重点功能昆虫群, 综述了近三十年来国内外昆虫多样性研究领域的主要进展, 并分析了发展趋势。近年来, 昆虫多样性的研究维度不断拓展, 形态多样性研究不断深入, 系统发生多样性、功能多样性和遗传多样性等研究也显著加强。此外, 昆虫多样性研究的空间尺度也逐步扩大, 大尺度区域性研究甚至全球范围的调查持续增长。昆虫进化历史也被引入多样性格局研究中, 并随着系统发生信息学方法的普及而被整合到生态系统建成和生物多样性形成机制研究中。未来需要加强关键昆虫类群整合分类学研究、功能性状多样性、林冠昆虫多样性、互作网络结构等方向的研究。     

生物多样性丧失与保护的经济分析

在阐述生物多样性丧失现状的基础上,分析了生物多样性丧失的根源不在于物种和生境本身,而在于当今引导人们经济活动的经济体系,特别是其中的价格体系没有全面准确地反映出生物多样性的各种价值,致使人类社会无代价地滥用生物资源和破坏生态环境,提出了加强生物多样性保护的经济措施就在于运用生态经济规律对当今不完善的经济体系进行修正。     

人类健康和生物多样性

1　人类健康和生物多样性之间的关系当前 ,科学家们开始关注人类健康和其他物种健康之间关系。本文拟介绍植物、动物和微生物支持人类健康的一些方式 ,以及生物多样性提供的“生态系统服务”,这一“生态系统服务”使所有生命 ,包括人类能够生存于地球上。随着物种的继续灭绝 ,在今后几十年里了解它们之间的联系对任何关注健康的人将变得越来越重要。1.1　潜在的医药　正在失去的植物、动物和微生物 ,可能大多数还没有被发现但却可以作为有价值的新医药。只有约 15 0万种物种已被记录 ,但科学家认为物种数目应是已做记录物种数目的 10倍甚至…     

生态系统多功能性的指标选择与驱动因子: 研究现状与展望

全球变化和人类活动正以空前的速度在世界范围内改变着生物多样性, 这导致了全球生物多样性的锐减以及生产力的下降、病虫害的增加和抗入侵能力的减弱等生态问题。近30年来, 生态学家开始对于生物多样性的持续丧失是否以及如何影响生态系统功能的问题越来越感兴趣, 生物多样性与生态系统功能(biodiversity and ecosystem functioning, BEF)关系的研究应运而生, 并成为生态学研究的热点之一。但长期以来, 研究者更多地关注单一生态系统功能, 而忽略了生态系统能够同时提供多种生态系统功能的能力, 即生态系统多功能性(ecosystem multifunctionality, EMF)。本文综述了EMF研究中功能指标的选择、生物多样性的不同维度、微生物多样性对EMF的影响以及其他非生物因子对EMF的驱动等进展。因只考虑单一功能可能会低估生物多样性对整体生态系统功能的影响, 故生物多样性与生态系统多功能性(BEMF)关系的研究成为BEF关系研究的重点。近年来, BEMF关系的研究发展较快, 在不同生态系统(包括水生、草地、森林、旱地、农业等)、不同研究尺度(从区域到全球尺度)、BEMF关系的驱动机制(从单一驱动机制到多种驱动机制共同作用)、研究方法(包括新概念以及新的量化方法的提出和应用)等方面均取得了新的进展。但仍有不足之处, 如对于EMF研究中功能指标的选取没有统一的标准、对地下微生物多样性的关注度不够、涉及多营养级水平下的BEMF关系研究较少、驱动EMF的机制仍存在争论等。未来应加强对于功能指标选取的标准研究, 综合分析地上、地下生物多样性以及非生物因子对EMF的整体影响, 加强生态系统多服务性(ecosystem multiserviceability, EMS)方法的研究和应用。     

利用农业生物多样性持续控制有害生物

农业生物多样性对保障全球粮食安全和农业可持续发展至关重要.人类在多样性的形成上发挥了关键作用,人类结合自然进化创造了遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性.农业生物多样性发挥了很多社会经济和环境功能:保障粮食安全;维持农业生态系统可持续发展;赋予农村经济适变性.但当前人类毁灭农业生物多样性的速度更为惊人.在总结石油农业单一化种植的生态负效应、传统农业提倡“天人合一”的生态正效应的基础上,分析讨论了利用农业生物多样性持续控制有害生物的必要性和可行性,从生态系统多样性、物种多样性和种内遗传多样性3个层次,归纳了构建和恢复农田生物多样性的基本方法.基于病理学、生态学、营养学和生理学等学科领域,从群体异质效应、稀释效应、微生态效应、诱导抗性效应、物理阻隔效应、生理学效应和化感效应等7个方面,归纳了利用农业生物多样性持续控制有害生物的基础原理.寻求低投入、高效益、多样化和可持续的农业生产系统是当今世界许多科学家、决策者和生产者共同关心的问题.农业生物多样性具有重要的生态作用,在现代农业框架下,是合情合理构建持续、稳定、健康、高产的农田生态系统,持续控制有害生物的金钥匙.为此必须加强四方面的课题研究:各种作物之间的相生相克关系及其作用机理;各种有害生物的主要天敌种类、生物学、生态学特性及其适生环境;利用农业生物多样性全面、持续控制有害生物的农业生产模式;与其相配套的农艺措施与农业机械.     

亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究基地(BEF-China)研究进展

生物多样性与生态系统功能的关系(BEF)及其内在机制是当前生物多样性研究领域的热点问题。长期以来,以草地生态系统为主的BEF研究积累了大量研究成果,而基于森林生态系统的相关研究则相对较少。亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究基地(BEF-China)是目前包含树种最多、涉及多样性水平最高的大型森林控制实验样地。该文总结了基于BEF-China平台的研究进展,特别是生物多样性对生态系统生产力、养分循环以及多营养级相互作用关系等方面的影响,并提出了未来BEF-China的研究应注重高通量测序和遥感等新兴技术的应用,在生物多样性的多维度、生态系统的多种组分与多种功能以及BEF研究的多种尺度等交叉方向上持续开展深入研究。针对BEF-China研究成果的梳理有助于理解驱动亚热带森林生物多样性与生态系统功能关系的内在机理,为生物多样性保护和生态修复提供科学依据。     

生物多样性与生态系统功能关系研究进展

生物多样性和生态系统功能关系的研究,是生态学和环境学的一个中心论题。围绕这一主题,首先介绍了生物多样性及生态系统功能的含义;其次,一方面历史地回顾了生物多样性与生态系统功能关系的研究,另一方面结合近20年间的研究及实验,分别从多样性与生产力、多样性与稳定性、多样性与生态系统可持续性3个方面系统地阐述了二者关系研究的主要论点;最后,对其今后面临的挑战及发展趋势进行了展望。     

天际线扫描: 环境与生物多样性保护研究的新方法

<正>环境问题迫切需要开展未来学研究,许多过去看来是边际的问题已经成为政府议事日程中主要的问题,例如全球变化、恐怖主义等,能源、食物和水资源安全以及由于生物多样性丧失而导致的生态系统服务功能丧失很快将成为下一批类似的问题(Sutherland et al.,2009)。针对英国制定未来保护政策和环境问题决策的迫切需要,剑桥大学保护生物学教授Sutherland等(2008)提出了对环境与生