生物多样性信息学研究进展

生物多样性信息学是一门蓬勃发展的新学科。它将现代的信息技术带入生物多样性及其相关学科的研究领域。它在生物多样性基础数据的数字化、模型工具和各种工具软件的开发、数据整合, 以及全球、地区和国家尺度生物多样性信息网络等多个方面的发展, 向我们展示了未来在全球范围内自由、免费共享生物多样性数据和信息, 以及人们行动起来共同关注、调查与监测野外生物多样性的前景。目前, 已有大量数字化的物种编目、标本馆标本、多媒体影像、研究文献等生物多样性基础信息可以通过互联网检索和利用。其中, 最值得关注的是一些成功的国际性研究项目, 如物种2000、全球生物多样性信息网络、生命条形码以及网络生命大百科全书。这些项目的成功不仅体现在对大量基础信息和数据的发布, 而且它们通过与生物多样性信息标准TDWG(Biodiversity Information Standards: TDWG)的合作, 推动了达尔文核心标准(Darwin Core)等一些重要的生物多样性信息标准的应用, 以及地区和国家性生物多样性信息节点的建立, 这些都为将来全球范围生物多样性信息的共享和数据交换奠定了重要基础。在数字化信息的基础上, 研究人员也开发了一些在特定研究领域应用的数据挖掘和模型工具, 例如基于数字化标本的地理分布预测工具MAXENT, 分类学专家知识管理的LifeDesk。公民科学理念的发展则向我们展示了公众和科学爱好者广泛参与以互联网为基础的生物多样性信息学研究活动。因此, 生物多样性信息学的发展前景广阔, 它将为我们实现全球保护战略目标, 应对生物多样性危机, 解决全球气候变化条件下生物多样性资源管理和利用建立坚实的信息基础。     

运用基因组学方法探究生物多样性: 大数据时代的“胡克显微镜”

<正>对生物多样性的好奇和欣赏是人类认识自然的重要动力,而以探究和描述生物多样性为主要内容的分类学也是生命科学发展史上最早的分支学科之一。生物多样性为人类发展提供了基础和资源,为生命机理的认知提供了模型,也为维持可持续发展的生态系统提供了重要的服务功能。分类学是生物多样性研究的基础,是我们分析多样性组成、度量多样性变化、评价生态系统质量     

生物多样性信息学在中国快速发展

<正>传统的生物分类学和生物地理学在互联网时代借力于先进的计算机技术和信息技术得到了迅速发展。将分散的分类学名称处理和空间分布的信息集成起来,在更大的尺度上(全球或者区域水平)进行整合分析,开展宏观研究,促进了经典学科的理论发展和实践应用。由此,在20世纪90年代初生物多样性信息学应运而生(许哲平等,2014)。无论是生物多样性保护规划和有效管理,还是宏生态学(macroecology)和大尺度生物地理学研究,都离不     

2020年后生物多样性保护需要建立新的资金机制

《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)将评估全球生物多样性保护已有进展, 审议并通过“2020年后全球生物多样性框架”, 后者是实现2050愿景“与自然和谐相处”的关键, 有助于达成联合国可持续发展的目标。生物多样性资金机制现在是将来也是实施全球生物多样性保护行动计划的重要保证。根据《生物多样性公约》信息交换所的数据, 目前各缔约方每年对本国生物多样性保护的投资额度占其当年国内生产总值(GDP)的比例比较小。中国作为发展中国家, 2015年时生物多样性保护资金投入占GDP比例为0.255%, 在世界各国中处于比较高的水平。近年中国对生物多样性保护的投入连年增加, 2019年时已经达约0.6%。有研究表明, 目前全球每年生物多样性保护资金的缺口至少500亿美元, 未来十年还有更大的资金缺口, 而且当前已有生物多样性资金渠道比较单一, 并存在一些短板, 远远不能满足生物多样性保护行动的要求, 急需建立新的资金机制, 调动更多资源, 推动2030年生物多样性保护任务和目标的实现。《生物多样性公约》的资金机制可以与包括《联合国气候变化框架公约》在内的其他相关环境公约协同增效, 比如基于自然的解决方案将生物多样性保护与气候变化减缓等环境目标联系起来。中国作为COP15的东道国, 有积极协调磋商的责任, 力求在大会上推动形成一个新的资金机制, 即全球生物多样性保护基金, 为“2020年后全球生物多样性框架”的实施保驾护航。新的生物多样性保护资金机制将独立于现有的生物多样性保护资金机制, 具有多样化投资渠道并引入绩效评估机制, 将经费与任务目标关联, 提高资金的使用效率, 支持发展中国家的生物多样性保护行动。     

中国履行生物多样性公约的成就和展望

2004年是生物多样性公约实施10周年。中国于1993年1月7日作为第7个国家正式加入“公约”。接着就由国家环境保护总局牵头组建国家履约协调组和许多联络点,下设办公室负责日常工作。可见,国家对生物多样性工作的重视和认真的态度。10年来,中国在履约方面做了大量工作,成绩显著。例如,完成了“中国生物多样性国情研究报告”和“中国生物多样性保护行动计划”等一大批重要文件,建立了“生物多样性委员会”、“生物多样性保护基金会”和相应的科学与教育部门,开展了许多科研项目和讲授相关的课程,出版了系列丛书和“中国生物多样性”学术刊物,重视开展学术交流,建立了生物多样性数据库和相关的管理政策,生物多样性保护实体和产业日益增加和发展等就是明显的事例。履约10年的经验在于下列三个方面(1)保护和发展必须密切结合;(2)“统一协调、分散管理”的方针需要进一步完善;(3)基础性和综合性研究需要加强。展望未来,只有在加强基础和综合研究以及提高管理水平方面下一番功夫,履约工作才能取得更大的成绩。     

四川省生物多样性基础数据库信息系统

生物多样性本底信息是开展生物多样性评价的基础,现有的生物多样性数据分布比较分散,不同的数据掌握在不同的部门,没有得到很好整合。同时,由于缺乏物种分布的空间信息,生物多样性数据很难满足环境影响评价中生物多样性评价的需求,生物多样性评价一般只限于简单的定性分析。为了促使生物多样性评价工作能更深入的开展,切实有效地保护生物多样性资源,以四川省(重点以甘孜州)为研究案例,整合了现有的生物多样性数据资源,主要包括四川省自然保护区生物多样性数据、甘孜州水生和陆生生物多样性数据、四川省环境敏感区数据以及生物多样性现场调查数据等,建立了四川省生物多样性基础数据库,同时通过数据库开发和网络开发,建立了数据库信息系统,实现了生物多样性空间数据库和属性数据库的查询检索、数据显示等功能。     

生物多样性研究新书介绍

生物多样性研究新书介绍中国科学院生物多样性委员会为了推动中国生物多样性保护与持续利用研究工作和履行《生物多样性公约》,主持编写了“生物多样性研究丛书”,并组织翻译了“生物多样性译丛”,近期出版或即将出版的书籍有：１生物多样性研究丛书１．１《中国动植物...     

基于站点的生物多样性星空地一体化遥感监测

科学制定生物多样性保护和恢复政策, 需要空间上连续、时间上高频的物种和生境分布以及物种迁移信息支持, 遥感是目前能满足该要求的有效技术手段。近年来, 遥感平台和载荷技术高速发展, 综合多平台、多尺度、多模式遥感技术, 开展基于站点的星空地一体化遥感观测试验, 可以对地表进行时空多维度、立体连续观测, 为生物多样性遥感监测提供了新的契机。本文总结了使用遥感技术监测生物多样性的主要方法, 回顾了典型的星空地一体化遥感观测试验。综述以往研究发现, 一方面, 现有遥感试验还缺少对生物多样性直接监测指标的观测, 另一方面, 生物多样性遥感监测方法也缺少星空地多维立体观测平台的支撑, 亟需加强两者的融合, 开展基于站点的生物多样性星空地一体化遥感监测研究。以设于我国四川王朗大熊猫国家级自然保护区内的王朗山地生态遥感综合观测试验站为例, 展示了星空地一体化遥感综合观测试验平台在生物多样性监测中的应用潜力。星空地一体化遥感观测可以提供物种和生境的综合定量信息, 与生态模型有机结合, 可以刻画生物多样性的时空格局与动态过程, 有助于挖掘过程机理, 提高生物多样性监测的信息化水平。     

中国生物多样性保护优先区域生物多样性调查和评估方法

我国高度重视生物多样性保护,而开展本底调查是生物多样性保护的基础。但以往研究对苔藓、生物多样性相关传统知识等关注不够,而且调查大部分集中在生物多样性丰富区域。随着我国社会经济的快速发展,全国土地利用格局和生态环境发生了巨大变化,已有的部分调查成果数据与实际情况不符,难以满足我国生物多样性保护管理需求,因此亟待组织开展全国生物多样性调查与评估工作。在整理历史和现有生物多样性调查技术的基础上,推荐采用网格法开展全国生物多样性调查,按照10 km×10 km分辨率,将全国划分为97109个调查网格;制定了陆生高等植物、植被、陆生哺乳动物、鸟类、两栖类和爬行类、昆虫、大型真菌、内陆鱼类、内陆浮游生物、内陆大型底栖无脊椎动物、内陆周丛藻类以及生物多样性相关传统知识12个类群县域生物多样性调查评估技术规定;建立了全国统一、动态更新、信息共享的生物多样性数据库和信息化管理平台。从调查内容规范、评估指标体系和技术要求等方面探讨了陆域生态系统与物种调查、重点河流水生生物调查、重点物种调查、生物多样性相关传统知识调查技术方法,并构建生物多样性综合评估指标体系,规范了生物多样性保护优先区域生物多样性调查和评估。技术方法在横断山南、武陵山、太行山、西双版纳等生物多样性保护优先区域得到应用,同时北京、江苏、浙江和湖北等省份和祁连山、武夷山等区域也采用该技术体系开展调查,网格法得到逐步推广,并获得大量的生物多样性基础数据,为我国生物多样性保护和可持续利用、生物多样性公约履约等提供了基础数据。     

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…     

中国生物多样性保护的变革性转变及路径

全球正在经历第六次物种大灭绝。为了应对生物多样性丧失速率日益加快的严峻挑战, 《生物多样性公约》第十届缔约方大会通过了《生物多样性战略计划》(2011-2020年)及20项爱知生物多样性目标。然而, 2019年IPBES全球评估报告表明, 大部分爱知目标可能无法在2020年实现, 因此, 自然保护需要变革性转变。中国虽然在生物多样性保护方面取得了巨大成就, 提出了系统完整的生态文明制度及建立“以国家公园为主体的自然保护地体系”的目标, 并通过绿盾行动和环保督察提升了生物多样性保护的重要性, 陆地自然保护地覆盖率也已达到18%, 但仍未有效遏制生物多样性下降的趋势, 物种濒危程度持续加剧。尽管生态文明一系列改革已经做出了变革性转变, 中央层面大力推行生物多样性“主流化”的相关政策, 通过机构改革初步解决了自然保护地“九龙治水”的问题, 在国土空间规划和生态保护红线划定中强调了生物多样性保护的重要性, 但是, 生物多样性保护仍然缺乏系统性的解决策略, 需要在不同层面进一步落实“主流化”, 建立完整的法律体系和统一规范高效的保护机制, 保障保护资金, 明确生物多样性在生产、生活空间中的地位, 打通自然保护成果与经济利益的转化渠道。因此, 中国的生物多样性保护应当借助生态文明建设的历史性机遇, 在保护意识、空间布局和保护行动3个方面充分实现变革性的转变, 借助五位一体总体布局, 采用系统化的解决方法, 进一步整合法律、行政、市场、技术和社会等五方面力量, 提出具体的实现路径, 实现保护意识主流化、保护利用统筹化和保护行动全民化等三方面变革性的转变, 形成高效一体化的机制, 以实现“人与自然和谐相处”的生物多样性保护理想状态。     

重庆澎溪河湿地自然保护区生物多样性空间格局及热点区

生物多样性空间格局和热点区域的分析与探测是进行生物多样性保护规划和科学管理的有效途径。以重庆澎溪河湿地自然保护区为例,基于实地综合调查、历史资料、文献信息,利用生境质量指数、物种多样性和景观多样性评价指标,构建生物多样性综合指数。结合空间自相关分析,揭示保护区生物多样性空间分布格局及其空间自相关程度,并识别生物多样性热点区,探讨现有保护区对热点区域的保护有效性。结果表明: 保护区生物多样性空间格局呈现出随距河流及两岸消落带距离的增加而减少的趋势,生物多样性指数高值区主要集中在澎溪河、普里河、白夹溪及其沿岸地区。生物多样性在空间分布上具有显著的正相关性,局部空间自相关以高-高聚集和低-低聚集类型为主。生物多样性热点区域面积为457 hm²,占保护区总面积的11.1%。现有保护区核心区涵盖了51%的热点区域和50%的次热点区域,保护区结构和功能区布局有待进一步优化调整,建议将普里河段龙王堂区域,白夹溪小垭口、邓家湾、洞子岩、龙王塘、旧屋咀、铧头咀、新铺子与龙家院子等热点区域纳入核心区,将冷点区域划到核心区之外,完善保护区功能区划。研究结果可为保护区范围及功能区优化和管控、合理推进“三区变两区”调整提供定量的基础资料,对于提高物种保护效率、制定科学的保护策略具有指导意义。     

"生物多样性及其保护"一节的教学设计

“生物多样性及其保护”是高二《生物》第2册第9章“人与生物圈”中的第2节内容,也是高中《生物》必修教材的最后一节。本节内容包括3方面：生物多样性的价值;我国生物多样性概况;生物多样性的保护。本节对于提高学生的环保意识。进而提高全民族的环保意识具有重要的意义。     

国家标本资源共享平台(NSII)支撑生物多样性科学研究的成效分析

随着生物多样性信息学的迅速发展,越来越多开放的生物数据可供科研人员使用。以一个公开数据平台为例分析我国生物多样性领域的研究热点与发展趋势,有助于生物多样性工作者和决策者及时了解我国生物研究的现状及动向,为生物多样性建设提供决策支持。该文以“国家标本资源共享平台(NSII)”及相关词为检索对象,对中国知网和谷歌学术上2013—2023年间的文献进行全文检索,共检索出1 070篇NSII支撑的文献,包括期刊论文(822篇)、学位论文(233篇)、科普文章(5篇)、会议文章(6篇)和报道(4篇)。基于NSII支撑的822篇期刊论文,通过文献计量学的手段和方法,从发文情况、研究主题与热点、研究机构等方面探究NSII支撑的生物多样性研究现状、热点与态势。关键词共现网络图谱分析结果显示,基于数据平台的生物多样性研究热点集中在物种分布分析和建模、气候变化、分类学、生物多样性研究、研究平台建设五个方面。当前我国生物多样性信息学领域发展较快,未来仍需从数据源建设、资源整合、共享能力、业务能力和国际合作等方面努力提升,持续推动生物多样性科学研究的发展。     

浅谈培养中学生保护生物多样性的法律意识

生物多样性日益锐减已是一件不言而喻的事实,依法保护生物多样性也已成为人们的共识。而要做到这一点,人们首先必须学习、掌握保护生物多样性的法律、法规,具备了保护生物多样性的法律意识,然后才能谈得上依法保护。根据江泽民主席在十五大报告中提出的“依法治国”、“建设社会主义法治国家”的正确主张,我们深深感到,作为生物教师,不仅要向学生传授各种生物学的知识和技能,而且还有责任培养他们保护生物多样性的法律意识,使之在步入“依法治国”的社会后,能正确运用所掌握的保护生物多样性法律知识,积极有效地同各种破坏生物多…     

集成生态系统服务与生物多样性的系统保护规划

生物多样性和生态系统服务的保护与可持续管理是当今世界面临的重大挑战之一,但如何判识与优化集成生态系统服务与生物多样性保护对象的保护优先区网络,相关研究还很有限。针对“三江并流”区,选取珍稀濒危与特有动植物物种和自然植被类型作为生物多样性保护对象,以调节服务(碳存储、固碳和土壤保持)、文化服务(自然游憩)和供给服务(水源供给)为生态系统服务保护对象。应用系统保护规划方法,首先判识出单一生物多样性和生态系统服务保护优先区;然后,分析这些保护优先区间的相关关系,并选择与生物多样性正相关的生态系统服务类型,判识集成生态系统服务与生物多样性的保护优先区;最后,评估了集成生态系统服务与生物多样性保护优先区在六类已建保护地中的保护状况。结果表明：(1)“三江并流”区多情景规划得到的生物多样性与生态系统服务保护优先区之间均呈正相关关系;(2)与分别针对生态系统服务和生物多样性的规划情景相比,集成生态系统服务与生物多样性保护优先区能够同时对两类保护对象提供最高的保护覆盖率;(3)集成生态系统服务和生物多样性保护优先区占研究区总面积的48.9%,其已建保护地覆盖率为32.5%,说明现有保护地体系仍存在保护...     

从物种识别到生物多样性评估——DNA条形码与DNA metabarcoding技术

在生命科学研究中,物种识别和生物多样性评估是重要的基础环节。从基于形态学特征分类的经典分类学,到近来被分子分类学家广泛接受的DNA条形码,以及在高通量测序技术基础上衍生出的DNA metabarcoding研究方法,人类正以前所未有的速度与深度重新认识生命世界。DNA metabarcoding可快速、简便、有效地从多物种混合DNA样本中还原其中的生物类群及其居群结构,实现从物种的有效识别到生物多样性的评估。概述了DNA条形码与DNA metabarcoding的概念、技术方法、应用及最新进展。     

试论植物子平台和CVH的发展简史及其地位与作用

作为国家标本资源共享平台主要的子平台和最早的共享网站,植物标本子平台及其共享网站“中国数字植物标本馆(CVH)”的发展经历了试点期、发展期、验收考核期、整改服务期和创新发展期5个时期。植物子平台和CVH的建设组织100多家标本馆完成近800万份标本的数字化表达和实现网上共享。这一成果对我国分类学研究、生物多样性保护以及生物信息的发展等起到了重要作用,植物子平台和CVH也成为全国生物多样性信息共享合作的重要项目和平台。参建标本馆数字化建设能力得到提升,基本实现了信息化现代化的管理。     

生物多样性与人类可持续发展

生物多样性与人类可持续发展□王斌（华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海２０００６２）１生物多样性的概念及其价值生物多样性可以简单地表述为：“生物之间的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性（ＯＴＡ,１９８７）”,生物多样性包括植物、动物和微生物的...     

“物种”与“个体”:究竟谁是生物多样性保护的恰当对象?

生物多性保护实践涉及到两大基本问题:一是我们要保护的是什么,二是我们优先保护什么。从保护对象的角度看,物种和个体均不是生物多样性保护的恰当对象,准确的目标是“物种多样性”。所有的物种都在物种分化程度与分化时间上千差万别,从而导致不可能有统一的标准去划分不同的物种。从多样性或者说物种多样性的目标出发,作为保护对象的物种必须是独立进化的单元,同时,它必须有一个可操作的、相对合理的界定方法,而整合分类法可能就是一条极具吸引力的道路。生物分类学家应当尽可能利用整合分类思想和整合方法,建立可操作的、相对合理的物种概念和优先保护级别划分体系,以避免实际工作中的冲突与困境,更好地服务于生物多样性保护事业。