中国兽类多样性监测与研究网络建设:十年回顾与展望

兽类物种多样性高,分布广泛,与人类关系密切,对维持生态系统稳定平衡具有不可替代的作用。我国是世界上生态系统类型和兽类多样性最丰富的国家之一,但多数生态系统的兽类物种资源情况仍未完全掌握,许多区域缺乏调查记录或长期监测资料。面对全球生态环境的急剧变化,我国兽类动物资源保护面临严峻挑战。中国兽类多样性监测与研究网络(以下简称兽类网)于2011年启动建设,结合全球生物多样性保护背景下的国家重大需求,以陆生兽类及其栖息地为研究对象,先后建立了55个监测样区,逐渐形成覆盖全国的监测网络,发表有关论著180余篇(部),其中红外相机工作日累计超156万天,获得图像775余万张;同时,推动建立了我国兽类多样性监测标准化技术体系和公共数据服务平台,对兽类群落组成、种群动态和行为变化以及关键驱动因子开展长期监测研究,为我国重要兽类资源保护、有害生物管控提供先进技术和科学数据支撑。本文回顾了兽类网的发展历程,系统梳理了在监测技术方法、编目发现、行为生理、种群、种间关系、群落和保护管理方面的监测与研究进展。未来需加强技术和学科交叉,聚焦多尺度、多维度、多营养级的综合研究应用,为全面、深刻地理解生物多样性维持机...     

中国陆生脊椎动物野外调查的发展现状与文献分析

新中国成立以来,我国已开展了大量陆生脊椎动物的本底调查和多样性研究项目,取得了一系列成果,并有学者针对兽类、鸟类和两栖爬行类的野外调查监测进行了总结和展望,但尚缺乏对所有陆生脊椎动物类群的调查历史和现状的分析及基于文献收集的研究,特别是对调查方法和技术手段的对比与总结。因此,本文通过文献收集的方法,基于中国知网、Web of Science核心合集和以图书检索为主的读秀学术搜索,以“兽类”“鸟类”“爬行类”“两栖类”“动物资源”“调查”“监测”“新种”“新记录”和“物种多样性”作为检索词,检索并筛选了与兽类、鸟类、爬行类及两栖类陆生脊椎动物调查相关的文献资料共3,504篇,对陆生脊椎动物调查的研究文献在全国各省级行政区、生物多样性热点地区的分布,及其运用的调查方法和技术手段进行了系统的分析和比较。结果表明:相较兽类和两栖爬行类的调查,我国鸟类多样性的调查最多,发表文献占所有文献的70.26%。四川、云南的陆生脊椎动物调查最多,分别发表285篇、260篇文献。分布于我国的4个全球生物多样性热点地区的调查强度存在显著差异,印缅生物多样性热点地区和中国西南山地的研究文献较多,分别为348篇、...     

鱼类多样性监测的理论方法及中国内陆 水体鱼类多样性监测

近年来, 生物多样性监测网络的建设得到广泛重视, 全球、地区或国家生物多样性观测网不断组建。生物多样性观测的理论框架得到发展, 提出了生物多样性核心监测指标(Essential Biodiversity Variables, EBV)。鱼类多样性监测的理论框架包含于生物多样性核心监测指标之内, 在遗传、物种、生态系统等多层次进行。基于鱼类监测提出的生物完整性指数(index of biotic integrity, IBI)强调不同物种的生态功能, 可以综合反映群落结构和功能的变化, 得到广泛应用。鱼类多样性的监测方法是传统网具和现代水声学等方法的结合。监测结果的分析可以进行简单的指数比较, 也可以进行长期的趋势分析, 寻找关键节点, 探讨宏观生态格局的变化。中国内陆水体鱼类多样性监测网隶属于中国生物多样性监测与研究网络, 拟选取长江、黄河、黑龙江、珠江、澜沧江、怒江、塔里木河及青海湖8大流域, 对25个重要区域和24个重点物种(类群)进行监测, 从重要区域鱼类群落结构、重点物种(类群)种群动态和个体生物学特征、遗传多样性、早期资源等不同层次, 全面监测我国内陆水体鱼类生物多样性状况。     

中国大陆鸟类和兽类物种多样性的空间变异

生物多样性科学的研究重心之一是大尺度生物多样性空间分布规律及其形成机制。中国是世界上物种特丰富国家之一,了解我国物种多样性在空间上的变异情况,对于进一步认识大尺度上的生物多样性有重要意义。我们收集了全国205个自然保护区的鸟类和兽类物种分布信息,以G-F指数作为物种多样性的测度指标,利用地统计学方法分析了大陆鸟类和兽类物种多样性的空间变异特征。G-F指数是一种基于香农-威纳指数的信息测度,测度了研究地区环境分化程度和实际利用这种生态环境分化的生物类群多样性, 是一种对共同起源,相似生境需求的物种类群多样性的标准化多样性测度。结果发现,在东部季风区、西北干旱区和青藏高寒区内我国大陆鸟类多样性变异大部分都是由随机因素所引起的。兽类多样性的分布,在东部季风区和西北干旱区内是由随机因素所产生的,而在青藏高寒区,兽类多样性的总变异中99.9%是由空间依赖性所引起的,主要表现在71,492~1,020,000m空间尺度上,其分布表现出了强空间相关性。据此,大尺度上的物种多样性空间分布具有特定的规律,在生物多样性的保护行动中应加以考虑。     

四川老君山国家级自然保护区林下鸟兽多样性及动态变化数据集

物种编目是生物多样性研究和保护的基础,开展野生动物多样性监测对更新本底物种编目至关重要。目前红外相机的应用十分普通,已成为陆生大中型兽类和林下鸟类监测的最有效方法之一。老君山国家级自然保护区位于四川省屏山县,面积35 km²,是我国第一个以四川山鹧鸪(Arborophila rufipectus)等珍稀濒危雉科鸟类以及常绿阔叶林生态系统为主要保护对象的保护区。本文整理了保护区2013年4月至2020年9月的红外相机监测数据并进行了详细的物种鉴定,提供了按照年度统计的红外相机监测数据集。本数据集展示了不同监测年度下的相机位点坐标和相机工作日、每个相机位点拍摄的兽类和鸟类物种数、独立有效记录数、整体鸟兽物种名录(包括分布海拔、分布区域以及不同年度下的网格占有率与相对多度指数等)、代表性物种的红外相机照片等。该数据集是保护区开展红外相机监测工作以来首次全面的成果汇总,可为保护区制定针对性保护与管理决策提供重要科学依据。     

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。     

草原和荒漠植物多样性监测网规划与建设进展

草原和荒漠是我国北方和青藏高原地区最主要的植被类型,生物多样性资源独特、丰富。草原和荒漠植物多样性监测网是中国生物多样性监测和研究网络的10个专项网之一,旨在以植被群系为基本单元,在草原和荒漠主要植被群系的典型地段建立植物模式群落监测样地,长期监测草原和荒漠植物多样性变化。本文从监测布局、监测样地布设、监测指标和数据产出等方面介绍了草原和荒漠植物多样性监测网的工作进展,并提出未来10年草原和荒漠植物多样性监测网的工作重点,即优化监测点的空间分布、推进自动化监测技术的应用、加强生物多样性变化研究。这些措施将有效提升草原和荒漠植物多样性监测网的研究水平和科学服务能力,为生物多样性保护和研究提供关键的数据支撑。     

探讨我国森林野生动物红外相机监测规范

野生动物多样性是生物多样性监测与保护管理评价的关键指标, 因此对野生动物进行长期监测是中国森林生物多样性监测网络(CForBio)等大尺度生物多样性监测研究计划的一个重要组成部分。2011年以来, CForBio网络陆续在多个森林动态监测样地开展以红外相机来监测野生动物多样性。随着我国野生动物红外相机监测网络的初步形成, 亟待建立和执行基于红外相机技术的统一监测规范。基于3年来在我国森林动态监测样地红外相机监测的进展情况, 以及热带生态评价与监测网络针对陆生脊椎动物(兽类和鸟类)所提出的红外相机监测规范, 本文从监测规范和监测注意事项等方面探讨了我国森林野生动物红外相机监测的现状和未来。     

山地物种海拔分布对气候变化响应的研究进展

过去1个世纪以来, 全球气候变化显著并已成为全球生物多样性面临的重要威胁之一。如何利用有限的资源最有效地保护生物多样性已成为亟待解决的最重要科学问题之一。山地因其具有较高的生境异质性、气候多样性和较低的人类活动干扰, 已成为最重要的生物多样性避难所, 也具有较高的生态服务价值, 在生物多样性保护中扮演着重要角色。但山地更容易受到气候变化的影响, 山地地区较为剧烈的气候变化将对山地生态系统的稳定性及其多样性造成严重威胁。理解山地物种海拔分布对气候变化的响应和潜在机理, 以及气候变化带来的物种海拔分布变化的负面效应, 将为全球气候变化背景下的山地生物多样性保护提供参考依据。本文综述了全球山地地区的气候变化情况, 总结了物种海拔迁移的研究进展, 重点讨论了山地物种分布最适海拔、海拔上下限和海拔分布范围变化的研究进展及不足, 比较了不同地区和不同类群物种海拔迁移的差异性, 以及物种对气候变化响应的滞后性。从生物及非生物因素等多个角度概括了物种海拔迁移响应气候变化的潜在机理, 评估并总结了气候变化引起的物种海拔分布所产生的负面效应, 主要对物种向上迁移对高海拔地区物种多样性的影响、物种迁移带来的分布区改变导致的物种灭绝风险以及物种海拔分布变化导致的种间相互作用改变等方面进行全面探讨。最后, 展望了未来在此领域研究中应注意的问题, 提出了在未来气候变化下山地生物多样性保护需要采取的措施, 强调应重点关注对气候变化较为敏感的类群及生物多样性区域, 加强中国山地物种对气候变化响应的监测网络建设和研究力度, 重点加强监测气候变化对动植物互作关系的影响。     

神农架世界自然遗产地陆生脊椎动物多样性

动物名录整理是一项基础性工作, 对生物多样性的认识和保护计划的制订具有重要意义。通过对中国科学院神农架生物多样性定位站近20 年的监测数据和历史文献资料的整理, 对神农架世界自然遗产地的陆生脊椎动物进行了较为详实的汇总、分析与研究, 并结合近年来国内外各陆生脊椎动物类群的分类系统发育研究结果, 确定物种有效性和分类归属。神农架遗产地共有陆生脊椎动物29 目110 科312 属577 种, 占湖北省和全国脊椎动物物种种数的80.70%和19.81%。其中, 小黑领噪鹛(Garrulax monileger)、白眉林鸲(Tarsiger indicus)、褐冠山雀(Parus dichrous)和淡绿鵙鹛(Pteruthius xanthochlorus)为我们近期调查中发现的湖北省新纪录物种。在动物地理区划上, 东洋界分布的物种数(61.35%)是古北界分布物种数(30.68%)的两倍, 广域分布的物种仅占7.97%, 表明遗产地内东洋区动物占一定优势,兼有古北区的区系成分渗透其间, 反映出东洋界与古北界物种在遗产地交融汇集的特征。神农架遗产地共分布有中国特有陆生脊椎动物物种57 种, 分别占神农架陆生脊椎动物总数和全国特有陆生脊椎动物总数的9.88%和8.89%。对神农架遗产地陆生脊椎动物的汇总研究, 可为神农架世界自然遗产地履行世界遗产中心的要求, 进一步开展神农架遗产的监测与保护提供依据。近年来关于神农架脊椎动物新记录种的不断报道表明遗产地的物种多样性仍然存在被低估的可能, 暗示着遗产地这方面的工作仍需进一步扩大和深入。     

被动声学监测技术在陆生哺乳动物研究中的应用、进展和展望

被动声学监测(passive acoustic monitoring,PAM)技术指将自动录音机安装在自然环境中收集野生动物及其所在环境的声音信号的监测方法。20世纪90年代以来,PAM技术陆续被应用于翼手目和灵长目等陆生哺乳动物的监测和研究,探究了陆生哺乳动物行为学、生态学和保护生物学等方面的科学问题。然而,当前缺乏对这些研究的系统性总结和展望。本文从活动规律和时间分配、栖息地利用、物种分布、种群大小与密度、生物多样性、人为干扰的影响等领域综述了PAM技术在陆生哺乳动物中的研究进展,并列举了相关应用实例。总体上,PAM技术涉及到生物学、生态学、声学、计算机科学等多学科的交叉融合,其应用受限于声学数据的储存和管理、物种或个体自动化识别以及声学指数评估的普适性,设备价格也相对昂贵,这些可能是导致该技术在我国陆生哺乳动物监测和研究方面的应用还相对滞后于其他国家的原因。最后,本文对未来研究方向进行了展望,并建议尽快建立和完善我国陆生哺乳动物PAM网络和数据共享平台、组织开展面对面访问调查或生物多样性保护相关的知识竞赛等公民科学项目、向更多科研机构或保护区推广PAM技术的应用,使该技术成为陆生...     

青藏高原濒危兽类保护与管理研究进展

青藏高原是全球生物多样性热点区域和优先保护区,分布着多种重点保护物种及青藏高原特有种,物种丰富度高且濒危物种占比大。本文针对青藏高原分布的有蹄类、猫科、熊科、犬科、鼬科、翼手目、小型兽类7个动物类群,从濒危现状、濒危成因、已开展的研究工作和管理对策、取得的保护成效等角度分别论述了各类群的保护与管理研究进展。在青藏高原有蹄类中特有种占比远高于其他类群;81% ~ 100%的有蹄类、猫科、熊科、犬科动物被列为国家重点保护野生动物;45% ~ 100%的有蹄类、猫科、熊科动物被中国脊椎动物红色名录或IUCN红色名录列为受威胁物种,远高于全球平均水平。全球变暖、栖息地破碎化、环境污染、过度放牧、偷猎与非法贸易是青藏高原濒危兽类生存的主要威胁。相关法律法规的贯彻实施、自然保护地建设及开展的大量调查监测和研究,为青藏高原濒危兽类保护生物学研究提供了法律保障和科学依据。鉴于目前保护与管理工作的局限性,建议构建全面系统的大数据平台,开展青藏高原地区保护成效快速评估及自然保护地空间优化布局研究,将国际先进的交叉学科理论方法与实践创新优势相结合,为濒危兽类的保护与管理提供指导与建议,从而为我国生物多样性保护和生态文明建设提供重要的科技支撑。     

中国土壤动物多样性监测: 探知土壤中的奥秘

土壤动物多样性变化及其对环境的指示作用已被学术界和政府决策部门高度关注。本文从土壤动物多样性监测的重要性及面临的挑战、国内外土壤动物多样性监测概况等方面进行了评述, 提出了未来、尤其是2016-2020年我国土壤动物多样性监测的目标、站点布局、样地设置、监测类群和指标等, 并讨论了在制定土壤动物多样性监测方案时需考虑的问题, 有助于在全国开展多点化土壤动物多样性及分布状况的监测工作, 建立标准统一、数据共享的土壤动物监测网, 提供完整的、可信的监测数据, 为国家生态文明建设提供科技支撑。     

中国森林生物多样性监测网络(CForBio):二十年进展与展望

大型森林动态监测样地是研究群落尺度森林动态变化的最优途径之一。中国森林生物多样性监测网络(CForBio)始建于2004年,是全球森林生物多样性监测网络(ForestGEO)最活跃的组成部分之一。CForBio森林动态监测样地一般为20ha,同时建立3–5个1–3ha辅助样地,以统一技术规范对胸径≥1 cm的木本植物进行定位监测,旨在长期监测中国主要森林类型的生物多样性格局与动态,研究其形成和维持机制。本文简要介绍了CForBio的概况、主样地建设、数据共享、能力建设、基于长期监测数据的主要科学发现以及科学支撑和服务,夯实CForBio监测与研究、拓展专题网络并加强能力建设,可为以监测数据为基础的森林生物多样性保护管理决策以及国际履约提供科学依据。     

湖北兴山陆生脊椎动物多样性

生物多样性调查是生态学基础研究的重要内容,是生物多样性保护最为重要的任务之一。为确定兴山县陆生脊椎动物的物种数量,通过对湖北兴山县陆生脊椎动物本底情况进行调查,并结合历史文献和资料,对兴山地区陆生脊椎动物进行了较为详细的整理和汇总。实地调查主要采用样线法、访问调查法等针对不同脊椎动物类群的多样性及分布进行调查。同时,根据近年来国内外陆生脊椎动物类群分类系统的研究结果,确定了各物种有效性和分类归属。湖北兴山县共有陆生脊椎动物27目105科477种,分别占湖北省和全国陆生脊椎动物物种总数的66.71%和16.37%。其中,灰腹绿蛇(Rhadinophis frenatus)、火冠雀(Cephalopyrus flammiceps)、黄额鸦雀(Suthora fulvifrons)、台湾灰麝鼩(Crocidura tankake)、霍氏缺齿鼩(Chodsigoa hoffmanni)和毛翼管鼻蝠(Harpiocephalus harpia)是我们近期调查中发现的6种湖北省新记录物种。从动物地理区划分布上来看,兴山县境内东洋区动物占有主导优势,古北界与东洋界物种在此区域汇集交融,其中东洋界分布...     

替代指标在生物多样性快速评价中的应用

生物多样性评价工作是生物多样性保护的基础,而替代指标的应用是在环境影响评价中实现生物多样性快速评价的重要方法之一.本文介绍了生物多样性替代指标的概念,分析了不同生物类群之间广泛存在的相关性,总结了大尺度上兽类、鸟类、维管束植物物种数的经验比例(1:5:50).对目前可供使用的生物多样性替代指标进行了系统整理和分类,将其划分为生物类替代指标(包括指示类群、功能类群和珍稀濒危类群)和生境类替代指标(包括环境因子、景观格局和自然圣境).对不同指标的替代机理、有效性、使用方法和适用范围等进行了归纳,探讨了增强生物多样性替代指标应用有效性和评价精度的主要途径.研究可为保护地规划、生物多样性监测和环境影响评价等领域开展生物多样性快速评价,以及环境评价制度中生物多样性影响评价的完善提供参考.     

基于DNA条形码技术构建王朗国家级自然保护区陆生脊椎动物遗传资源数据库及物种鉴定

DNA条形码(DNA barcode)是基因组中较短的、种内变异相对稳定的基因序列,已经成为生物多样性保护研究中物种鉴定、生物多样性评估的有力手段之一。四川王朗国家级自然保护区地处青藏高原东缘,属于世界生物多样性热点地区,具有丰富的生物资源,在我国珍稀动物保护领域具有重要地位。目前保护区已累积了大量的陆生脊椎动物监测数据,但缺乏遗传资源本底调查和基础的遗传资源数据库。本研究基于DNA条形码技术,以四川王朗国家级自然保护区为主要研究区域,基于样线法和博物馆标本调研,对所采集的314份样品进行DNA条形码分析,共鉴定兽类、鸟类、两栖类18目35科74种,首次获得了王朗齿突蟾(Scutigerwanglangensis)的线粒体基因(COI、12S-16S、16S、Cytb)及核基因(RAG1)的条形码序列信息,并通过比较不同监测方法说明了DNA条形码技术在动物多样性调查中的应用前景。本研究基于DNA条形码技术最终获得了216份DNA条形码数据,初步建立了保护区陆生脊椎动物遗传资源数据库,该数据库将为评估保护区生物多样性提供基础信息,为动物保护和管理工作提供技术支持。     

中国兽类名录(2021版)

中国是全球兽类物种多样性最高的国家之一,掌握我国兽类物种多样性和分类地位是兽类学研究的基础前提,也是科学保护野生种群的前提。为厘清中国兽类的物种数量及分类地位等关键分类学信息,中国动物学会兽类学分会组织国内长期致力于兽类各类群分类的科学研究人员,在总结前人研究的基础上,根据最新的形态学和分子遗传学证据,综合现代兽类分类学家意见,经编委会充分讨论,形成了最新的中国兽类名录,包括我国现阶段兽类12目59科254属686种。该中国兽类名录使用基于系统发生关系的分类系统,并对物种有效性进行了充分慎重的确认和讨论。     

中国土壤微生物多样性监测的现状和思考

土壤微生物多样性研究是整个生态系统研究中最薄弱的环节之一。高通量测序技术和生物信息学方法的快速发展极大地促进了土壤微生物多样性监测研究的深度和广度。目前世界范围内已经开展了一些综合的微生物多样性研究计划, 如地球微生物计划。这些计划存在的主要问题是缺少动态的监测、研究方法不统一、数据整合困难等。中国土壤微生物多样性监测网(Soil Microbial Observation Network, SMON)是中国生物多样性监测与研究网络(Chinese Biodiversity Monitoring and Research Network, Sino BON)的重要组成部分, 本文中我们对该监测网的建设提出了一些思考。在监测布局上建议选择我国南北水热梯度下的森林生态系统、东西降雨梯度下的草原生态系统、典型湿地生态系统及重要农田生态系统, 同时依托现已建成的生物多样性监测网络观测点或大样地, 布设监测样点, 利用现代环境基因组学和生物信息学技术, 重点围绕土壤微生物群落和功能基因组的组成与多样性, 开展长期定点的动态监测。监测的结果将以名录、数据集或图鉴的形式发布, 包括中国典型生态系统中土壤细菌、古菌、真菌与地衣、土壤宏基因组和重要功能基因的组成和多样性等数据, 同时建设土壤生物大数据平台, 达到监测数据的储存、查询、分析、下载、成图的功能。通过土壤微生物多样性监测, 将阐明我国重要森林、草地、湿地、农田生态系统中土壤微生物组成、多样性、功能基因的时空变化特征和驱动机制, 建立土壤微生物多样性变化与生态系统功能的关系及相关的模型, 预测全球环境条件变化下土壤微生物的演变规律, 为土壤微生物多样性资源的保护和利用提供科学依据。     

近十年中国海洋生物多样性研究进展

本文系统地总结了近10年中国研究人员在遗传、物种、生态系统3个层次上对海洋生物多样性研究的重要进展, 并使用VOSviewer软件对近10年中国近海生物多样性的研究成果进行文献计量分析。近年来, 中国研究人员借助新的研究方法和手段, 比如分子生物学和流式细胞术等, 可以在物种多样性水平进行更准确和快速的分类鉴定, 借此在中国近海发现了较多新的物种; 通过多学科交叉融合, 更多的是在生态系统水平探讨海洋生物多样性, 也为今后海洋生态系统的修复提供了科学依据。目前中国的海洋生物多样性研究紧跟国际科技前沿和步伐, 在深海、海山和极端环境生物类群等新兴领域有了长足发展, 新物种的发现不断更新了原有认识, 对典型海洋生态系统的监测和部分入侵物种的整治有了长足的进步。中国近海生物多样性高, 监测数据全, 通过整合空间数据资料和时间序列变化, 进行更广更深的宏观生态模式分析研究十分必要。通过探究生物多样性的多重胁迫因子及其交互作用, 可为优化海洋生物多样性的保护和管理提供帮助。