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.     

国际生物多样性观察年(IBOY)”核心项目 ——内容介绍及建议

生物多样性观察年（IBOY）的核心项目包括4个大的主题：1）全球生物多样性现状;2）生 物多样性的变化方式;3）生物多样性对人类生活的价值;4）人类如何保护生物多样性。本 文对这些主题内的不同课题进行了介绍,同时对我国生物多样性科学的发展提出了相应的建 议。     

全球视角下的中国生物多样性监测进展与展望

生物多样性强烈的时空尺度依赖性和多层次性决定了生物多样性现状与变量的分析需要在不同生态系统进行多空间尺度、全面和连续的监测。因此, 构建生物多样性研究监测网络是生物多样性保护和研究的基础工作。近年来, 对地观测组织-生物多样性观测网络(GEO BON)、亚太生物多样性监测网络(APBON)等全球、区域以及国家尺度的生物多样性监测网络蓬勃发展。中国陆续在国家尺度上建立了针对生态系统和物种的长期监测网络, 其中, 中国生物多样性监测与研究网络(China Biodiversity Observation and Research Network, Sino BON)于2013年启动建设, 在我国主要生态系统和环境梯度设置30个监测主点和60个监测辅点, 目前已建成10个专项网对动物、植物和微生物进行监测, 并建立了以数据标准与汇交、近地面遥感为核心的综合监测中心。Sino BON打造了从地下、地面到森林林冠的多尺度、多类群(功能群)以及多营养级交互为重点的监测与研究平台, 为理解生物多样性变化趋势及其驱动因素、研究生物多样性维持机制, 以及国家履行《生物多样性公约》、保护生物多样性和生物资源提供详实可靠的生物多样性变化数据。为进一步支撑国家生物多样性治理能力、深化全球多样性保护合作, 我国生物多样性监测亟需在监测技术、监测区域、数据标准、综合信息平台等方向谋求更大的发展。     

简述《2020年后全球生物多样性框架》谈判进展

《生物多样性公约》(简称《公约》)第十五次缔约方大会(COP15)第二阶段会议上将审议通过正在编制的2020年后全球生物多样性框架(简称“框架”)。该框架具有里程碑意义, 对未来全球生物多样性保护、经济和社会发展有重要指导作用。由于生物多样性的持续丧失, 只有通过变革式的转型, 才能实现到2050年人与自然和谐发展的美好愿景。框架以变革理论为基础, 拟制定雄心勃勃又务实平衡的生物多样性保护目标。生物多样性与人类息息相关, 目标的制定将对人类社会的生产、消费等产生重大影响。由于《公约》机制和框架磋商的复杂性等多种原因, 仅极少数人完整地了解框架的内容和谈判进程。经过框架不限成员名额工作组(以下简称“OEWG”) 4次会议的磋商, 框架结构和要素已基本确定, 其中最受关注的是22个2030年行动目标, 包括减少对生物多样性的威胁(行动目标1‒8)、通过可持续利用和惠益分享来满足人的需求(行动目标9‒13)和执行工作和主流化的工具和解决方案(行动目标14‒22) 3个部分。本文介绍了OEWG第四次会议磋商的框架草案中行动目标的谈判进展, 对框架中30 × 30目标、资源调动等核心议题进行了分析, 从而为管理部门、科研机构、企业、社会组织、从事生物多样性教育和保护的广大工作者等社会各界了解全球生物多样性治理对国际经济秩序的重塑提供视角和方法上的参考, 从而更好地把握参与科技、贸易、投资、制造等领域国际竞争的环境政治动态与方向, 促进人与自然和谐共生, 共建地球生命共同体。     

自然保护地生物多样性保护研究进展

建立自然保护地是保护生物多样性最为重要的措施之一。总体来看, 自然保护地生物多样性保护研究主要围绕关键生态系统以及珍稀濒危物种等保护对象的状态以及变化两个层面进行, 并重点关注自然保护地数量与面积、保护了多少重要生态系统和物种、能否有效保护生物多样性等一系列科学问题。然而, 在自然保护地生物多样性保护研究方面, 还缺少针对上述研究领域的系统性综述。为此, 本文系统梳理了自然保护地空间布局及其与生物多样性分布的关系、自然保护地生物多样性变化及其保护成效等近20年来相关领域的研究进展。自然保护地的空间布局以及与生物多样性分布的关系主要围绕自然保护地与生物多样性在某一阶段的状态开展研究, 致力于探究自然保护地“保护多少” “代表性如何” “在哪儿保护”等一系列关键科学问题。同时, 自然保护地内的生物多样性会随着气候变化、人类活动以及自身演替等发生时空动态变化, 基于自然保护地生物多样性变化分析, 各国学者在全球尺度、国家尺度和单个自然保护地进行了大量的保护成效评估研究, 并逐渐发展出了自然保护地内外配对分析方法以提升保护成效评估的精度, 进而识别出不同自然保护地的主要影响因素。在此基础上, 本文进一步对自然保护地生物多样性保护研究提出了展望, 主要包括: (1)综合考虑自然保护地生物多样性状态和变化; (2)开展多目标协同的自然保护地空间优化布局; (3)强化自然保护地主要保护对象的识别、调查与监测; (4)提升自然保护地的质量和连通性; (5)探究自然保护地管理措施与保护成效的关联机制。本文可为“2020年后全球生物多样性框架”的制定与实施特别是在自然保护地体系建设与优化方面提供参考与借鉴。     

“国际生物多样性观察年（IBOY）”核心项目——内容介绍及建议

生物多样性观察年（IBOY）的核心项目包括4个大的主题：1）全球生物多样性现状;2）生物多样性的变化方式;3）生物多样性对人类生活的价值;4）人类如何保护生物多样性。本文对这些主题内的不同课题进行了介绍,同时对我国生物多样性科学的发展提出了相应的建议。     

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。     

生物文化多样性研究进展

生物文化多样性包括生物多样性、文化多样性和二者之间的复杂联系,是保持自然界和人类社会健康的基础。由于其内涵丰富、涉及学科众多、研究内容广泛,在研究时把握研究对象及相应尺度尤为重要。生物多样性和文化多样性通过自然和社会的各种因素紧密连接在一起,表现为空间上的重合、共同的进化过程以及受到共同的威胁。对生物多样性和文化多样性进行共同保护是减缓生物多样性丧失和保护传统文化的有效途径。主要从生物多样性和文化多样性的关系、传统生态知识、文化景观等三大方面对相关研究进行了梳理,并指出了主要发展趋势。我国学者在生物文化多样性研究的一些领域做出了富有特色和价值的工作,但在保持我国优势和特色领域发展的同时,还需紧跟国际热点和趋势,在机制与系统分析、生物文化多样性的环境影响、生物文化多样性的保护与管理等方面加强研究。     

变化环境下的生物多样性保护——第四届“一个星球”峰会述评

2021年1月11日,由联合国、世界银行和法国共同发起的第四届“一个星球”峰会通过线上线下相结合的方式在巴黎举行,本次峰会主题为生物多样性保护。峰会针对4个议题展开,分别是：(1)保护陆地和海洋生态系统;(2)促进生态农业;(3)生物多样性与资金筹措;(4)保护人类健康、物种和热带森林。对变化背景下的生物多样性保护主要有以下几个方面的启示：(1)识别优先保护区域,提高保护区有效性;(2)开展变化背景下的生态修复规划,提高自然-社会生态系统抗风险能力;(3)加强模型预测与情景分析,发展生物多样性与生态系统服务集成模型;(4)发展基于自然的解决方案,可持续利用自然资源;(5)加强后疫情时代国际间交流合作,开展生物多样性保护资金筹措工作。     

流域生态学——生态学研究的一个新领域

由于人类不合理开发和利用自然资源,造成了流域生态环境的重大破坏,为了合理开放流域资源和保护生态环境,非常有必要开展流域生态学的研究。文中系统阐述了流域生态学的重要意义、主要研究内容和方法。流域生态学属于宏观生态学的研究领域,主要借助于宏观生态学的研究方法。流域生态学与目前生态学最关注的“全球变化、生物多样性和可持续发展”3个研究问题紧密结合在一起,极具研究价值,建议开展广泛深入的研究。     

中国生物多样性就地保护的研究与实践

中国是世界上生物多样性最丰富的地区之一,但面临着较大的生态衰退风险。中国生物多样性受到的威胁来自包括人口众多、经济发展模式单一落后、工业化进程加快、气候变化和外来物种入侵等多种因素。生物多样性的就地保护对于维护国家生态安全具有重要意义,同时也是中国可持续发展的需要。本文就中国生物多样性就地保护的研究成果和保护成就进行了回顾,提出了未来应该着重加强的研究领域。中国生物多样性的就地保护研究与实践主要集中在生物多样性资源调查、濒危物种管理和自然保护区建设等方面。中国政府在生物多样性就地保护领域开展了大量卓有成效的工作,发布实施了一系列的保护行动规划,不断提高了生物多样性的保护水平。中国的生物多样性就地保护经过了由数量发展到质量发展的阶段后,未来的研究重点应该集中在生物多样性形成与维持机制、生物多样性受胁原因与响应机制、生物多样性长期监测与评估、自然保护区有效管理和自然保护区立法等方面。     

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。     

中国森林生物多样性监测: 科学基础与执行计划

中国森林生物多样性保护和恢复措施的制订依赖于生物多样性的监测信息。设计一个有效的生物多样性监测网络是一项复杂的系统工程。监测网络的设计框架可分为监测目标、监测对象、监测指标、取样策略、数据采集和处理、网络维护以及组织工作等几个部分。目前, 国际上已有5个得到广泛认可的生物多样性监测网络, 包括地球观测组织-生物多样性监测网络、全球森林监测网络、热带生态评估与监测网络、泛欧洲森林监测网络和亚马逊森林清查网络, 它们的监测目标、监测内容和方法、样地布局及部分监测成果各有特色。我们试图在全国生物多样性监测、森林资源清查和森林生态系统定位研究的基础上, 通过网络布局、建设和运行, 形成中国森林生物多样性监测网(Chinese Forest Biodiversity Monitoring Network, Sino BON-CForBio)及其监测规范体系。该网络的科学目标是, 在全国尺度上研究不同典型地带性森林的生物多样性维持机制、监测森林生物多样性变化并阐明其机理、研究生物多样性变化的效应。该网络布局以《中国植被区划》中的森林植被区划成果作为顶层设计和监测样地选择的核心依据, 设计了4个层级的监测系统; 其监测指标体系以生物多样性核心指标为主, 并结合我国传统森林群落调查方法进行拓展; 预期建成国家水平上的森林生物多样性监测网络, 阐明森林生物多样性维持机制和生物多样性变化的效应, 同时对重大生态保护工程的生物多样性保护效果进行有效性监测和验证型监测。     

生物多样性监测指标体系构建研究进展

生物多样性监测是为确定与预期标准相一致或相背离的程度,而对生物多样性进行定期或不定期的监视,目前已成为生物多样性研究和保护的热点问题。生物多样性监测指标则是一些简化的生物或环境特征参数,说明生物多样性现状和变化趋势,以及人类活动压力对生物多样性的影响,以促进科学界、政府和公众间的沟通,提高生物多样性管理水平。近10年来,国际组织、政府机构和各国学者对生物多样性指标体系的构建进行了大量的探索工作,取得了很多进展,其中有些指标已经应用于实际监测项目。本文综述了生物多样性监测指标筛选的一般标准和指标体系构建的主要理论,梳理目前已提出或应用的主要生物多样性监测指标,以期为我国构建国家或区域尺度生物多样性监测指标体系提供参考。在此基础上分析提出：生物多样性概念的泛化、指标含义模糊以及知识和数据的缺乏是构建生物多样性监测指标的主要困难。我国未来的生物多样性监测指标体系构建需要关注以下两个方面：（1）紧密联系实际,构建适应性的监测指标体系,加强对典型生态系统区域的监测;（2）发展经济社会发展方面的指标,分析生物多样性变化的驱动力,为生物多样性保护和区域可持续发展提供科学依据。     

Old and new challenges in using species diversity for assessing biodiversity

Although the maintenance of diversity of living systems is critical for ecosystem functioning, the accelerating pace of global change is threatening its preservation. Standardized methods for biodiversity assessment and monitoring are needed. Species diversity is one of the most widely adopted metrics for assessing patterns and processes of biodiversity, at both ecological and biogeographic scales. However, those perspectives differ because of the types of data that can be feasibly collected, resulting in differences in the questions that can be addressed. Despite a theoretical consensus on diversity metrics, standardized methods for its measurement are lacking, especially at the scales needed to monitor biodiversity for conservation and management purposes. We review the conceptual framework for species diversity, examine common metrics, and explore their use for biodiversity conservation and management. Key differences in diversity measures at ecological and biogeographic scales are the completeness of species lists and the ability to include information on species abundances. We analyse the major pitfalls and problems with quantitative measurement of species diversity, look at the use of weighting measures by phylogenetic distance, discuss potential solutions and propose a research agenda to solve the major existing problems.     

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。     

生物多样性国际研究态势分析

生物多样性研究是综合性和高度交叉性的跨学科研究领域,是1997年底Science周刊上预测的1998年及近期的6个重大科学热点之一。检索1986—2008年间SCIE文献数据库中关于生物多样性的研究论文(article,proceedings paper和review),利用Thomson Data Analyzer(TDA)分析工具和Aureka分析平台进行数据挖掘。分析表明,该研究涉及多个学科领域,近年来在生态学领域的论文数量增加最多,而生物多样性保护、进化生物学、生物化学与分子生物学方面的论文增长速度较快。生物多样性研究越来越重视全球变化和人类社会对生物多样性的影响,DNA技术和基因工程等先进技术在生物多样性研究和保护中的作用也更加突出。     

Future battlegrounds for conservation under global change

Global biodiversity is under significant threat from the combined effects of human-induced climate and land-use change. Covering 12% of the Earth's terrestrial surface, protected areas are crucial for conserving biodiversity and supporting ecological processes beneficial to human well-being, but their selection and design are usually uninformed about future global change. Here, we quantify the exposure of the global reserve network to projected climate and land-use change according to the Millennium Ecosystem Assessment and set these threats in relation to the conservation value and capacity of biogeographic and geopolitical regions. We find that geographical patterns of past human impact on the land cover only poorly predict those of forecasted change, thus revealing the inadequacy of existing global conservation prioritization templates. Projected conservation risk, measured as regional levels of land-cover change in relation to area protected, is the greatest at high latitudes (due to climate change) and tropics/subtropics (due to land-use change). Only some high-latitude nations prone to high conservation risk are also of high conservation value, but their high relative wealth may facilitate additional conservation efforts. In contrast, most low-latitude nations tend to be of high conservation value, but they often have limited capacity for conservation which may exacerbate the global biodiversity extinction crisis. While our approach will clearly benefit from improved land-cover projections and a thorough understanding of how species range will shift under climate change, our results provide a first global quantitative demonstration of the urgent need to consider future environmental change in reserve-based conservation planning. They further highlight the pressing need for new reserves in target regions and support a much extended 'north-south' transfer of conservation resources that maximizes biodiversity conservation while mitigating global climate change.