生态保护红线是国家生态安全的底线, 也是我国生态文明改革的重大举措。生态保护红线划定实施以来, 因其创新了生态保护模式与制度, 得到了国内和国际社会的广泛关注。然而, 当前对生态保护红线的理解仍不够深入, 一定程度影响了红线的落地应用及其成效发挥。为此, 本文梳理了生态保护红线从理论起源到实践落地的演变历程, 阐述了生态保护红线的科学内涵与时代释义, 分析了生态保护红线的管控要求, 明确提出生态保护红线既要严格管控, 又要适度利用。生态保护红线不是无人区, 而是生态安全的底线、国土空间格局优化的基线, 实现人与自然和谐共生、区域可持续发展是划定生态保护红线的最终目的。未来生态保护红线可考虑从拓展生态保护红线内涵、优化生态廊道识别技术、完善优质生态产品价值实现机制、生态保护成效的可持续性、加强国际推广等方面进一步加以完善。

国土空间规划背景下, 生态保护红线是在生态空间的现有基础上提出管控要求, 但其与各类生态空间的管控要求之间是否兼容以及如何协调, 仍需要梳理。本研究首先将生态空间划分为自然和管理两大属性和宏观、中观和微观三个层次进行类型体系梳理; 然后, 基于管控视角, 从管理目标、管控内容与管控强度三方面着重探讨13类生态空间与生态保护红线的差异。在管控目标方面, 两者的支持与调节目标兼容度较高, 供给与文化目标定位差异较大; 在管控内容方面, 差异主要表现在培育修复类和人工利用类; 在管控强度方面, 生态保护红线两级管控强度和生态空间三级管控强度不完全匹配。建议以“两大属性三个层次”系统完善生态空间类型体系, 从管理目标、管控内容与管控强度三方面进行生态空间管控要求体系化构建; 进一步完善生态保护红线管控内容和管控强度, 使其与对应的各类生态空间管控要求更好地协调。

本文在生态保护红线战略背景下, 探讨自然保护地如何通过合理划界、分区管控及相应管理措施来处理人地关系。主要观点包括: 在国家生态保护红线战略指导下开展自然保护地边界划定及分区管控, 不仅是单一的自然科学问题, 同时也是多目标管理问题; 生态保护红线并不仅是一条静态物理空间划线, 而且也是生态系统动态管控的基线(baseline); 在生态保护红线战略思想下, 自然保护地分区管控需要考虑地理差异性, 应因地制策、因时施策。生态保护红线内区域的人地关系的处理需要明确保护地可建设范围、科学许可自然资源可利用方式, 应当对保护地的生态系统特征进行研究, 充分论证其对人类活动的承受能力, 在保护自然生态系统的前提下, 最终将人类活动控制在生态系统稳定性可以接受的“基线”之内。

揭示区域物种组成随环境梯度的变化规律, 掌握物种多样性的周转过程及其与环境的耦合关系, 是理解物种多样性形成的生态过程的核心, 也是生物多样性保护和保护地网络构建的科学基础。神农架是众多古老、孑遗和特有植物的关键栖息地, 也是全球落叶木本植物最丰富的地区之一。然而, 我们对影响神农架植物物种周转并形成镶嵌格局的驱动因素知之甚少。本研究基于对神农架长期系统的植物群落物种调查数据, 通过广义相异模型(GDM)和偏回归分析等方法, 分析了气候差异、地理距离、人为干扰等因素对神农架植物物种周转的驱动效应。结果表明, 随着年均温(MAT)、≥ 0℃积温、≥ 10℃积温差异和地理距离增大, 植物β多样性显著增加, 而年均降水量(MAP)、距离道路距离及森林破碎化等人为干扰因素对植物β多样性无显著影响。地理距离、气候差异和人为干扰分别解释了物种相异性变异的28.75%、34.56%和12.55%, 其交互作用解释了变异的8.52%。地理距离、气候差异和人为干扰共同解释了物种相异性变异的43.47%。综上, 地理距离和温度分异是驱动神农架植物物种空间周转过程的关键因素。保护海拔梯度上植被的垂直带谱及复杂多样的地貌异质性, 是维持神农架物种周转生态过程的关键, 也是神农架国家公园建设乃至鄂西北保护地网络构建应关注的重点。

树木死亡在森林动态中发挥着重要作用, 环境因子是影响树木死亡的重要因素。为了阐明喀斯特常绿落叶阔叶林死亡个体空间分布格局及其与环境的相关性, 本研究以木论25 ha森林动态监测样地的两次木本植物调查数据为基础, 分析了死亡个体的物种组成、径级结构、分布格局及其与生境的关联。结果表明, 样地内共有死亡个体17,306株, 隶属57科130属194种; 其中, 死亡率排名前三的科和属分别为八角枫科、蔷薇科、大风子科以及山麻杆属(Alchornea)、火棘属(Pyracantha)、八角枫属(Alangium); 在物种水平上, 山麻杆(Alchornea trewioides)、毛桐(Mallotus barbatus)、野桐(Mallotus japonicus)等死亡率较高。样地内死亡个体的平均胸径为3.83 cm, 最大47.11 cm; 径级分布呈倒“J”型。从分布格局来看, 样地内大部分死亡个体在0-50 m的尺度上呈聚集分布, 部分大径级树木死亡个体趋向于随机分布。生境关联分析发现, 个体死亡率与山顶、陡坡、缓坡、洼地呈正关联的物种数分别为41种、13种、41种和38种, 呈负关联的物种数分别为38种、67种、33种和10种, 与各生境无关联的物种数分别为4种、3种、9种和35种; 多度排名前20的物种其个体死亡率均与4种生境类型呈现出正关联或者负关联; 不同径级个体死亡率都与山顶生境呈正关联, 与缓坡生境呈负关联, 其中5 cm ≤ DBH < 10 cm和10 cm ≤ DBH < 15 cm个体死亡率均与洼地生境呈正关联; DBH ≥ 15 cm个体死亡率与陡坡生境呈正关联, 与洼地生境呈负关联。在喀斯特亚热带常绿落叶阔叶林中, 死亡个体空间分布格局总体表现为聚集分布, 树木死亡受生境作用的影响较大。

外来植物的入侵严重威胁了自然保护区的生物多样性。为探讨自然保护区内天然林和人工林林下外来植物入侵状况及其与本地优势植物的种间关系, 本研究以弄岗国家级自然保护区为研究区域, 结合保护区内4种生境72个样方的野外调查数据, 利用生态位宽度、生态位重叠和种间联结指数比较了不同生境中外来入侵草本植物的多样性和生态位宽度以及外来入侵草本植物与本土优势草本植物的生态位重叠和种间联结。结果表明: 弄岗国家级自然保护区4种生境共记录6种外来入侵草本植物, 隶属于3科6属, 其中菊科物种数量最多。外来入侵植物多样性呈现出秋枫(Bischofia javanica)人工林 > 麻竹(Dendrocalamus latiflorus)次生林 > 人面子(Dracontomelon duperreanum)人工林 > 广西澄广花(Orophea polycarpa)次生林的特征。除广西澄广花次生林生境的外来入侵草本植物丰富度与本土草本植物丰富度呈显著正相关外, 其余生境均无显著的相关关系。三叶鬼针草(Bidens pilosa)的生态位宽度最大, 为4种生境均有分布的外来入侵植物。4种生境的外来入侵植物与本土优势植物生态位重叠和种间联结程度均较低, 种间竞争较弱。本研究明确了弄岗国家级自然保护区天然林和人工林中外来入侵草本植物的分布及其与本土草本植物的种间关系。

为了解渤海区小型无居民海岛植物物种丰富度的分布格局, 本研究以渤海区9个无居民海岛为研究对象, 基于种-面积关系和种-多度对数正态分布模型探究了无居民海岛植物的物种丰富度分布格局。结果表明: (1)位于温带地区的无居民海岛木本植物相对多度符合对数正态分布特征, 表明海岛木本植物群落中多度较大的物种数较少, 而多度较小的物种甚至是稀有种或罕见种较多; (2)渤海区多数无居民海岛物种数介于60-130之间, 表明总体丰富度较高; (3)通过分析海岛与周边保护区的空间关系发现, 物种丰富度高的海岛基本位于保护区内, 总体上渤海区海岛植物热点区得到了有效保护。综上所述, 种-多度分布模型和种-面积关系均是揭示海岛植物物种丰富度分布的重要手段, 同时可初步推断, 生态位理论对海岛植物物种多样性的维持显得更为重要。

青藏高原拥有丰富的药用植物资源, 但目前人们缺乏对其多样性分布格局的清晰认识以及人类活动对药用植物资源影响的评估。本研究收集整理了青藏高原地区254种药用植物分布及人类活动的数据, 分析了当前青藏高原地区药用植物分布格局及其面临的威胁, 并划定出当前需要保护的优先区域。研究结果显示, 青藏高原药用植物的多样性和特有性主要集中在东部和东南部地区, 且较强的人类活动影响力与较高的药用植物多样性和特有性重叠, 这表明人类活动对药用植物多样性和特有性有着显著的影响。进一步结合生物和人类活动两方面因素的算法, 划定了保护优先区, 包括云南西北部、四川西南部和西部、青海东部及西藏中部, 这表明青藏高原现有的保护区存在大量保护空缺。基于此, 本研究提出了包括完善法律法规及政策监管, 增设保护区, 补充和完善保护植物名录, 加强科普宣传, 加强药用植物种质资源的收集、保存与开发的保护青藏高原药用植物资源的建议, 为今后保护政策的制定和保护区划定提供依据, 也借此宣传青藏高原生态保护问题, 唤起民众的保护关注。

我国兰科植物物种丰富, 很多具有极高的药用和观赏价值。随着网络平台的迅速发展, 兰科植物的线上交易越来越普遍。为了解国内网络平台的本土兰科植物贸易情况, 本文利用PyCharm Community软件爬取网络交易信息和人工浏览收集的方法, 分析了淘宝网、拼多多和中兰网的兰科植物贸易情况。调查发现: 网络贸易的本土兰科植物共计84属339种(含3变种), 包含45个中国特有种, 兰属(Cymbidium)和石斛属(Dendrobium)是最大的贸易对象。其中, 仅以观赏用途作为卖点的兰科植物309种(91.1%), 仅以药用价值作为卖点的兰科植物5种(1.5%), 以双用途作为卖点的兰科植物25种(7.4%)。本次调查共记录到336种(99.1%)野生兰科植物销售信息, 并发现部分销售者刻意包装野生兰科植物的现象。大部分淘宝网和拼多多的兰科植物最大销售量对应的价位为10-49元, 其中拼多多的价格更低且集中, 位于15-35元的占57.5%。商品货源地较集中, 主要包括云南省、广东省、广西壮族自治区、浙江省、福建省和四川省。进一步对本次记录的兰科植物进行濒危等级统计后发现: 受威胁兰科植物188种(55.5%), 其中极危(Critically Endangered, CR) 23种(6.8%), 濒危(Endangered, EN) 85种(25.1%), 易危(Vulnerable, VU) 80种(23.6%)。为加强我国野生兰科植物多样性保护, 强烈建议各网络平台依据最新《国家重点保护野生植物名录》制定兰科植物商品信息发布规则, 重点监督货源地集中的地区, 同时加强对公众的宣传教育, 相关部门应利用网络平台加强兰科资源的信息交流, 共同保护野生兰科植物。

青藏高原分布着我国最密集的极端环境湖泊群, 湖泊类型和水化学特征多样, 而不同类型湖泊的细菌群落组成与多样性差异的系统研究相对较少。本文以青藏高原4类典型水化学特征湖泊(即氯化物型、MgSO₄亚型、Na₂SO₄亚型、碳酸盐型)为研究对象, 借助Illumina测序16S rRNA基因(V₃‒V₄区)分析细菌多样性、群落组成差异及其优势属与环境因素的制约关系。结果表明: MgSO₄亚型与氯化物型湖泊多属于超盐环境, 而大多数Na₂SO₄亚型与碳酸盐型湖泊属于咸水、微咸水或淡水环境。4类湖泊获得分类地位明确的细菌共计45门81纲1,148属(52,031个OTUs), 细菌Shannon指数为碳酸盐型(5.27 ± 0.57) > Na₂SO₄亚型(4.96 ± 0.51) > 氯化物型(4.12 ± 0.80) > MgSO₄亚型(3.64 ± 1.04)。优势细菌门是变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门。变形菌门的相对多度总体较高, 优势纲是γ-、α-和β-变形菌纲; 厚壁菌门多分布于MgSO₄亚型和氯化物型湖泊, 优势纲是芽孢杆菌纲; 拟杆菌门主要分布于碳酸盐型和Na₂SO₄亚型湖泊, 优势纲是黄杆菌纲。全部氯化物型和少数MgSO₄亚型湖泊的细菌组成相似, 优势属是假单胞菌属(Pseudomonas)、乳球菌属(Lactococcus)和不动杆菌属(Acinetobacter), 其聚集分布与总盐度、主要离子(Mg²⁺、Cl^-、Na⁺与K⁺)和温度相关; MgSO₄亚型湖泊独有的常见属是芽孢杆菌属(Bacillus)、气单胞菌属(Aeromonas)、大洋芽孢杆菌属(Oceanobacillus)等, 其聚集分布与SO₄ ^2-浓度正相关; Na₂SO₄亚型与碳酸盐型湖泊的细菌组成相似, 优势属是水弯曲菌属(Aquiflexum)、海仙菌属(Haliea)与苍黄杆菌属(Luteolibacter), 其聚集分布与HCO₃ ^-浓度、pH值和海拔高度呈显著正相关。与世界上其他湖泊组/群相比, 青藏高原湖泊具有独特的细菌优势属和常见属, 不同类型湖泊的细菌群落组成存在显著差异, 可能与水化学类型或地理位置有关。

人类活动导致土地利用格局的剧烈变迁是全球生物多样性丧失的重要原因之一。为满足青海省生物多样性保护和社会经济发展对土地利用的需求, 本研究依据土地利用类型/干扰强度与生物多样性的关系, 制定了基线、美丽青海、智慧青海、和谐青海4种情景的设计方案, 并基于GeoSOS-FLUS模型和FLUS-Biodiversity模型分别模拟至2030年、2050年时, 4种情景下青海省土地利用布局及其原生群落平均物种多度(Mean Species Abundance, MSA)的空间格局演变。结果表明, 青海省大部分土地利用类型在现有格局的基础上均发生较大变化。其中, 基线情景(按原有发展趋势)中湿地、森林、草地的面积均有所下降, 导致生物多样性恢复速度缓慢。基于自然保护和经济发展的不同权衡, 美丽青海、智慧青海、和谐青海3种情景则对未来土地利用布局的优化效果较好, 大量中、高强度利用的草地恢复为湿地、原生林及低强度利用的草地, 部分常规农田转换为优质农田, 建设用地面积减少, 生物多样性因而得以较大提高。未来各情景下的青海省MSA值都能实现目标值, 生物多样性完整性相对于2020年都有所增加。

截至2020年底, 中国共有226种蜥蜴类(不包括外来入侵种), 是世界上蜥蜴类多样性最丰富的国家之一。系统整理中国现有蜥蜴类的特征数据在物种起源与进化、形成与灭绝、保护生物学等研究中具有重要意义。但是, 目前还没有关于我国蜥蜴类生活史、生态学和地理分布等物种特征的完整数据库。本文通过系统查阅文献和数据资料, 共收集整理了中国现有226种本土蜥蜴类19个特征数据: 描述年份、中国受威胁等级、全球受威胁等级、是否中国特有种、是否岛屿特有种、平均体长、平均体重、食性、窝卵数、繁殖模式、四肢发育、活动时间、栖息生境、栖息地类型、栖息地宽度、海拔分布范围、地理分布范围、动物地理界和分布省份。在上述特征中, 除了四肢发育、描述年份、是否中国特有种、是否岛屿特有种和分布省份外, 其余特征数据均存在不同程度的缺失, 数据完整度为47.14%-100%。本数据集是目前关于中国蜥蜴类最新和最全的物种特征数据库, 可为我国蜥蜴类生态学、进化生物学、生物地理学和保护生物学等研究领域提供数据支持。

数据库(集)基本信息简介

云南省作为中国生物多样性最高的省份, 其详实的物种本底资料对我国生物多样性研究和保护具有重要意义。本文在前期研究的基础上, 结合实体标本, 汇总编制了云南省现生、原生爬行动物更新名录。截至2021年12月31日, 云南省记录爬行动物25科82属235种, 其中龟鳖目4科12属16种, 有鳞目蜥蜴亚目6科20属72种, 蛇亚目15科50属147种。较《云南两栖爬行动物》确认新增82种, 存疑收录21种, 移除23种。基于先前云南省爬行动物区划和更新后的物种分布信息, 将云南省爬行动物地理分为6个动物地理区, 即滇西北横断山区、滇西山地区、滇南山地区、滇东南山地区、滇中高原区以及滇东北山地区; 其中滇西北横断山区、滇西山地区、滇中高原区和滇东南山地区的范围与先前研究相比有所调整。结合调整后的爬行动物地理区划, 对物种分布、物种特有性、受威胁状况等给出了统计结果。云南省爬行动物特有物种、国内仅见于云南的非特有物种数量较多, 受威胁等级高。建议今后继续加大分类学研究投入, 对滇西北、滇中特有爬行动物分布集中的区域积极开展栖息地保护工作, 同时在最新调整的《国家重点保护野生动物名录》基础上, 定期组织专家研讨, 对《云南省省级重点保护动物名录》提出更新建议。

云南省是我国两栖类多样性最丰富的地区, 近年来受威胁的两栖类物种数显著增加, 亟需对两栖类的名录进行更新和完善。本文在《云南两栖爬行动物》的基础上, 通过收集近十余年的研究资料, 结合近年国内外最新研究结果, 确定物种有效性和分类归属, 并结合本团队野外考察数据, 对云南两栖类的物种名录和分布进行系统的整理与修订。修订后的名录共记录云南省两栖类191种, 隶属3目12科49属, 占全国两栖类种数的32.5%。自2008年以来, 云南省新增两栖类1科23属70种, 本名录修订3科31属47种; 共发现34个新种、15个中国新纪录和10个省级新纪录种, 主要集中在云南的边境地区。云南省记录45种受威胁物种, 占云南省两栖类种数的23.6%, 占全国受威胁两栖类物种数的25.6%。其中, 2种被列为极危(CR), 9种被列为濒危(EN), 34种被列为易危(VU)。名录共记录15种国家II级重点保护野生动物, 占受国家保护两栖类种数的16.0%。此外, 列入CITES附录I和附录II的分别有1种和8种, 被列为云南省极小种群物种而作为重点保护野生动物的有5种。在新名录的基础上, 本文讨论了云南省两栖类多样性与分类研究不足的类群、考察薄弱的地区、物种丰富度的格局分布以及受威胁情况, 以期对云南省未来两栖类的研究和保护工作提供依据和参考。

皖南地区是安徽省动物资源最丰富的区域, 也是华东地区生物多样性热点研究区域, 但目前该区域小型兽类多样性研究相对滞后, 物种本底数据仍不清楚。本研究于2018年5月至2019年12月利用夹日法和陷阱法对皖南地区14个区域的小型兽类进行了调查, 结合传统形态鉴定方法和DNA条形码技术(Cyt b和COI基因)对标本进行鉴定。同时, 结合历史资料对皖南小型兽类名录进行了整理。此次调查共采集小型兽类标本647号, 隶属3目8科17属23种, 其中啮齿目13种, 劳亚食虫目9种, 兔形目1种。分子分析结果显示皖南地区的川西缺齿鼩(Chodsigoa hypsibia)、华南缺齿鼹(Megera latouchei)、青毛巨鼠(Berylmys bowersi)、赤腹松鼠(Callosciurus erythraeus)和侯氏猬(Mesechinus hughi)与其他地区的样本存在较为明显的分化。结合历史资料, 皖南地区共有小型兽类3目9科24属34种, 其中啮齿目23种, 劳亚食虫目10种, 兔形目1种。皖南地区小型兽类资源十分丰富, 对于华东地区生物多样性保护非常重要, 但其多样性仍可能被低估, 该地区小型兽类资源还有待进一步深入调查。

驯化动物伴随了人类上万年的进化历程。在驯化过程中, 家养动物表型和行为特征发生巨大改变, 并与人类生产生活的进步相适应。研究动物驯化问题对于了解遗传多样性及适应性进化, 解析复杂性状的遗传机制等具有重要的意义, 成为生物学领域的重点研究内容之一。本文专注于动物驯化的初始阶段, 首先介绍了驯化起源的时间与地点、驯化途径和驱动因、驯化后的扩散和品种选育; 其次从驯化对象的角度着重介绍了考古学、分子和群体遗传学两方面的家养动物驯化起源的研究策略、优势与不足, 以及未来的发展方向; 最后, 我们综合多方面的证据, 介绍了在中国驯化的家猪(Sus domesticus)和家鸡(Gallus gallus domesticus)以及其他主要家养动物考古和分子水平上驯化起源的研究进展。本文整合多种证据为家养动物驯化起源的研究提供了相对完整的视角和新的思路。

植物资源是自然生态系统的基本组成部分, 是经济社会可持续发展的重要物质来源, 植物多样性是关系到国家生态安全和生物安全的战略资源。就地保护和迁地保护是植物多样性保护的两种主要方法, 构建以国家公园为主体的自然保护地体系是就地保护的主要形式, 构建以国家植物园为引领的植物园体系是迁地保护的主要形式, 二者相辅相成, 共同形成我国较为完整的植物多样性保护体系。通过建设国家植物园体系对我国植物多样性进行迁地保护, 同时开展科学研究、园林展示、科普教育和资源开发利用, 对深入推进生态文明建设和高质量发展具有重要意义。本文回顾了植物园的功能变迁、全球和中国植物园分布与数量以及植物迁地保护现状,讨论了植物园与植物迁地保护的关系, 在此基础上, 提出了我国国家植物园的定义及设立标准, 进而讨论了建设国家植物园体系的意义、挑战、统筹迁地保护和就地保护等问题, 最后提出了我国国家植物园体系的建设目标、管理体制、空间布局和认证等方面的建议, 以期为我国的国家植物园体系建设提供参考。