我国是世界上植物多样性最丰富的国家之一, 1999年发布的《国家重点保护野生植物名录》(下称《名录》(第一批))明确了国家重点保护野生植物的范围, 为依法强化保护、规范无序开发利用、提高公众保护意识奠定了基础。20多年来, 我国野生植物多样性保护形势发生了很大变化, 需要对《名录》进行调整。2018年, 国家林业和草原局、农业农村部启动《名录》调整工作, 物种的遴选遵循了5条基本原则和4条补充性原则, 这些原则主要涉及中国珍稀濒危物种, 具有重要经济、文化、科研、生态等价值物种的入选以及部分物种的排除。经国务院批准, 2021年9月7日, 国家林业和草原局、农业农村部发布了调整后的《名录》, 包括真菌类、藻类、苔藓、石松类和蕨类植物、裸子植物和被子植物, 共计约1,101种(455种和40类)野生植物列入其中。本文简要介绍了《名录》调整的必要性、原则和程序及调整后的情况。

中国是全球生物多样性最丰富的国家之一。最近40年, 中国的植物多样性保护取得了巨大成就, 实施了多项政策和法律, 尤其是《野生植物保护条例》和《国家重点保护野生植物名录》先后颁布, 奠定了中国植物保护的法律和政策框架, 就地保护和迁地保护网络基本形成。但与生态文明建设的要求相比, 野生植物保护依然存在许多不足。本文系统回顾了中国野生植物保护管理的政策和法律制度, 从就地保护、迁地保护、开发利用活动管理三方面分析了其优缺点并提出建议; 重点对修订《野生植物保护条例》进行讨论并提出建议, 包括修订野生植物和人工培植的定义、优化对开发利用活动的管理程序、加强国际法和国内法的衔接、细化优化罚则等。

本文比较了2021版和1999版《国家重点保护野生植物名录》(简称《名录》)中裸子植物的物种收录情况变化, 并分析了2021版《名录》保护物种的地理分布格局。结果发现, 2021版《名录》总体上数量增加: 科水平上增加了罗汉松科和麻黄科, 科的保护率达87.5%, 仅买麻藤科没有被列入保护的物种; 属水平上删除了落叶松属(Larix), 增加了麻黄属(Ephedra)、罗汉松属(Podocarpus)和金柏属(Xanthocyparis), 属的保护率达67.6%; 种水平上共收录106种裸子植物, 物种保护率达38.7%。1999版《名录》科、属、种的保护率分别为62.5%、62.2%和30.0%。从地理分布来看, 裸子植物保护物种主要分布在南方, 云南、广西、贵州、湖南和四川最多, 与国产裸子植物的地理分布格局相似。为了提升国家相关部门的物种保护和执法能力, 我们建议: (1)尽快建立咨询专家库, 梳理并完善物种保护行动方案和保护技术; (2)建立保护物种图像库, 使得智能识别技术为保护提供更好的技术支撑; (3)尽快建立并完善保护物种的DNA条形码参考数据库, 提升保护物种快速鉴定能力; (4)建议国家有关部门支持裸子植物针对性野外调查和分类学研究工作, 为裸子植物保护执法提供更好的支撑, 也为新的红色名录评估和保护行动计划制订提供依据。

定期开展物种红色名录评估, 了解植物濒危状态、致危因素变化, 对于物种保育有重要意义。本文报道了国产裸子植物的最新评估结果, 并与2013版红色名录进行了比较。本次评估了国产裸子植物274个种和种下分类群(隶属于8科37属)。与2013版红色名录相比, 本次评估减少了2科, 增加了3属和40个种和种下分类群。分类群变化是由于上次评估遗漏属种、新类群、新分布记录以及分类群名称和等级变化所致。本次评估有139个种和种下分类群被列入受威胁等级(包括极危、濒危和易危), 占总评估种类的50.7%, 与2013版的51.0%相比, 受威胁程度基本不变。物种自身进化属性、资源过度利用、生境丧失和全球变暖是国产裸子植物的主要致危因素。此外, 还有27种列为数据缺乏(DD), 占总种数的9.9%, 较2013版略有增加, 表明我国裸子植物需开展针对性野外调查和相关研究, 以摸清物种的野外生存现状, 为深入认识我国裸子植物濒危程度奠定数据基础。新的红色名录评估对濒危物种保育实践也有重要意义。

卷柏属(Selaginella)是石松类植物中最大的属, 也是分类难度较大的类群之一。该属的物种划分主要基于形态特征, 但许多近缘种在形态上很难区分。近年来, 已有大量分子证据被用于各植物类群的分类学研究, 但目前未发现一套适合卷柏属物种鉴定的分子标记。薄叶卷柏复合群(S. delicatula group)是卷柏属下鉴定较为困难的类群, 包括了薄叶卷柏(S. delicatula)、黑顶卷柏(S. picta)和瓦氏卷柏(S. wallichii) 3个物种, 主要分布于亚洲的热带和亚热带地区。为了探讨薄叶卷柏复合群内物种的亲缘关系和评估不同分子标记在卷柏属分类学研究中的应用价值, 本研究对该复合群物种进行广泛取样, 共收集到73个个体, 并选取3个叶绿体基因(rbcL, psbA和atpI)和2个核基因(26S nrDNA和pgiC)片段进行系统树的构建及叶绿体单倍型分析。研究发现, 基于叶绿体和核基因构建的系统发生关系存在冲突: 叶绿体基因树上薄叶卷柏个体分为两个分支(A和B), 薄叶卷柏B分支与薄叶卷柏A-S. picta分支呈姐妹关系, 并且rbcL单倍型分析结果也表明薄叶卷柏A和B两个分支存在明显分化; 而核基因结果则支持该复合群3个物种各自的单系性, 其中, S. delicatula分支与S. picta分支为姐妹群, S. wallichii与S. delicatula-S. picta分支为姐妹关系。在对复合群分布区大量标本的观察以及野外群体调查的基础上, 评估了植株茎和枝的分枝方式、孢子叶、营养叶(侧叶、中叶和腋叶)和孢子表面纹饰等形态性状的分类学价值。结果表明, 薄叶卷柏A和B分支的样本仅在植株分枝方式和大孢子表面纹饰上存在差异, 但无法依靠小孢子表面纹饰、孢子叶穗和营养叶形态等特征进行区分。基于现有证据, 薄叶卷柏复合群至少可划分为薄叶卷柏、黑顶卷柏和瓦氏卷柏3种, 但彻底澄清该复合群的物种划分还需要获取模式标本产地的材料和细胞学证据。最后, 建议在未来卷柏属的分类学研究集中于该属分类复杂的复合群, 结合使用形态学、细胞学、分子生物学(同时使用核基因和叶绿体分子标记)及地理分布等整合证据来进行物种划分。

气候变化对全球的物种多样性有深远影响, 尤其是对高山物种多样性。研究未来气候变化下物种的灭绝风险对生物多样性保护具有重要的意义。本文针对青藏高原的2种重要药用植物大花红景天(Rhodiola crenulata)和菊叶红景天(R. chrysanthemifolia), 利用气候生态位因子分析法研究了它们对气候变化的敏感性、暴露性和脆弱性, 讨论了2种“共享社会经济途径” (SSP2-45和SSP5-85)情景下的未来气候对这2个物种脆弱性的影响。同时计算了2种红景天的气候生态位的边缘性和特化性, 通过主成分分析法对其气候生态位进行了二维可视化, 并分析了它们的气候变化脆弱性与气候生态位之间的关系。结果表明, 未来气候变化情景下2种红景天在其分布区都显示出西部脆弱性高而东部脆弱性低的特征, 而脆弱性都表现为较低的横断山脉地区将成为其未来气候避难所。2种红景天在SSP5-85气候情景下的脆弱性高于SSP2-45, 资源和能源密集型社会经济途径(即SSP5-85)将会增大物种的灭绝风险。此外, 被《中国物种红色名录》评估为无危的菊叶红景天的气候变化脆弱性反而大于被评估为濒危的大花红景天。生态位因子分析结果表明大花红景天的生态位边缘性和特化性都低于菊叶红景天, 研究推断同地区不同物种的气候变化脆弱性主要由物种的气候生态位决定。

扁核木(Prinsepia utilis)为中国西南地区温带森林重要的木本油料植物, 但对其野生资源种群遗传结构及成因的了解严重不足。我们采用核微卫星分子标记, 对32个扁核木自然种群共377个个体的群体演化历史进行了探讨, 并评估其遗传资源。研究发现扁核木种群自西向东可划分4个遗传群组, 即喜马拉雅、横断山以及云贵高原西部和东部群组。其中, 最大的遗传分化存在于喜马拉雅和其他区域种群间。与喜马拉雅和云贵高原东部群组相比, 横断山和云贵高原西部群组混合了其他群组的遗传成分。种群动态历史分析显示中部2个群组在喜马拉雅和云贵高原东部群组形成后形成, 不同群组间的分化均发生在更新世晚期。地理隔离和环境隔离分析表明扁核木种群间的遗传分化主要由环境差异导致。环境差异分析显示不同群组间的气候存在不同程度的差异, 其中喜马拉雅和云贵高原东部群组与中部2个群组间的差异显著。此外, 结合该物种不同时期的生态位模拟数据, 我们认为喜马拉雅和云贵高原地区的遗传资源在未来需要优先保护。

胡杨(Populus euphratica)是极端干旱荒漠区的珍稀乔木树种。为了确定天然胡杨群体遗传多样性保护单元并挖掘优异的种质资源, 本研究以中国西北地区新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古的58个天然胡杨群体为研究对象, 利用120个位点的SNPs标记对这些胡杨群体进行群体遗传结构和遗传多样性分析, 并根据不同群体间Nei’s遗传相似度, 采用逐步聚类优先取样法对初始群体、遗传多样性保护单元和剩余群体进行t检验。群体结构和主成分分析表明, 胡杨群体可分为新疆南疆(SX)、新疆北疆(NX)、青海(QH)和混合群(甘肃、宁夏和内蒙古混合群, GNM) 4个分支, 遗传多样性分析表明新疆南疆(SX)遗传多样性高于其他群体。分子方差分析(AMOVA)表明天然胡杨群体的遗传变异主要分布在各个群体内。构建了天然胡杨群体一级核心保护单元3个群体(CU3), 二级核心保护单元33个群体(CU33)。南疆存在较多优异抗逆的天然胡杨古树资源, 南疆分布区的平均遗传多样性水平最高。综上所述, 南疆地区胡杨古树遗传多样性整体高于北疆及疆外地区, 结合新疆地区干旱严重指数等生境信息, 建议加大对南疆胡杨古树群体的保护力度, 重视北疆胡杨林的更新换代。

栖息地破碎化、人为干扰等因素影响着中华鬣羚(Capricornis sumatraensis)的生存。目前, 中华鬣羚的行为研究还比较匮乏, 因此有必要构建中华鬣羚的行为谱及PAE (posture-act-environment)编码系统, 以期促进其基础行为资料的完善, 为深入开展科学研究和保护工作奠定基础。本文旨在: (1)参照国内常用的动物行为编码方法, 以“姿势-动作-环境”为轴心, 建立中华鬣羚的行为谱及PAE编码系统, 并随机抽取20%的中华鬣羚视频作为检测样本, 对行为谱的实际使用效果进行测试。(2)对中华鬣羚的行为数据进行统计并通过计算行为多样性指数, 分析各特定年龄组间的行为多样性差异, 检验特定年龄组与行为多样性指数间的相关性。结果显示: (1)通过区别和归类中华鬣羚的10种姿势、80种动作、9种环境、78种行为, 首次建立了中华鬣羚的行为谱及PAE编码系统。经测试, 该行为谱能够客观地对中华鬣羚行为进行识别和归类。(2)与亚成体和幼体相比, 中华鬣羚成体特定行为类型的行为多样性指数(A_variable)、绝对行为多样性指数(A)、相对行为多样性指数(r)和校正行为多样性指数(r-variable)均为最高; 中华鬣羚亚成体特定行为类型的行为多样性指数(A_variable)、绝对行为多样性指数(A)、相对行为多样性指数(r)介于成体和幼体之间; 中华鬣羚幼体的特定行为类型的行为多样性指数(A_variable)、绝对行为多样性指数(A)和相对行为多样性指数(r)最低, 校正行为多样性指数(r-variable)高于亚成体。(3)中华鬣羚行为谱可用于其行为学研究, 今后应获取繁殖行为的图像数据, 更新行为谱及PAE编码系统。(4) 3个特定年龄组中华鬣羚的各行为多样性指数之间差异不显著(F = 0.013, P = 0.987), 从幼体到成体, 中华鬣羚的特定行为类型的行为多样性指数(A_variable)、绝对行为多样性指数(A)和相对行为多样性指数(r)随年龄的增大呈递增趋势。综上所述, 我们应深入研究中华鬣羚行为学, 为其保护工作提供科学支撑。

兰州市是黄河唯一穿城而过的省会城市, 是黄河流域综合治理与高质量发展的重要区域, 了解其鱼类多样性现状及变化趋势对黄河流域水生态保护尤为重要。本文于2020年7-10月对黄河干流兰州段及其4条支流(庄浪河、大通河、湟水河和宛川河)开展了鱼类多样性、分布及影响因素调查, 以Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数、Cody和Routledge指数、Bray-Curtis相异性系数对黄河兰州段5条河流鱼类群落进行评估, 同时通过相对多度(relative abundance, RA)判定优势种, 利用非度量多维标度排序(non-metric multidimensional scaling, NMDS)展示物种空间分布格局。本次调查获得鱼类20种, 隶属于4目6科15属。其中, 国家II级重点保护野生动物1种, 受威胁鱼类4种, 中国特有鱼类7种, 黄河特有鱼类4种。区系组成属青藏高原区高原西北亚区, 其中鲤形目种类占绝对优势, 优势种为东方高原鳅(Triplophysa orientalis)、粗壮高原鳅(T. robusta)、鲫(Carassius auratus)和麦穗鱼(Pseudorasbora parva)。庄浪河和黄河干流的α多样性较高。β多样性分析结果表明, 黄河干流与庄浪河、大通河、湟水河和宛川河间的鱼类物种明显不相似; 大通河与湟水河之间以及黄河干流与宛川河之间的鱼类物种组成相似性较高。NMDS分析表明, 黄河兰州段鱼类被划分为地理空间上相近的4个地理群。水利设施建设、外来物种和水体污染可能影响了黄河兰州段鱼类多样性和分布。本研究为黄河兰州段鱼类多样性保护和科学管理以及黄河流域生态保护和高质量发展提供了基础调查数据。

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。

自Janzen-Connell (J-C)假说提出后半个世纪以来, 生态学家在热带及亚热带森林对该假说开展的大量实证研究表明, 由专性天敌导致的J-C效应所引起的负密度制约是维持森林多样性和决定群落组成的重要驱动力, 该假说成功地解释了热带及亚热带森林的丰富多样性。土壤病原真菌所引起的植物-土壤负反馈是J-C效应最主要的表现形式。然而, 对于植物-土壤负反馈是否能够维持森林群落中的大量稀有种仍然存在许多争议。基于当代物种共存理论的“稀有种优势”假说认为, 只有在满足“可入侵准则” (即物种在稀有时具有种群增加的趋势)的前提下, 稀有种才能在群落中与其他物种长期共存。然而, 当前基于土壤反馈的实验结果与该理论预测相悖, 因此在稀有种的维持机制方面仍存在较大的分歧。本文通过介绍植物-土壤反馈理论, 整合了可能对稀有种维持有较大影响的因素, 包括共生菌根真菌、土壤养分以及植物细根性状等在影响土壤负反馈方面的相关研究, 并对这些因素如何影响群落中物种多度和稀有种在群落中的维持进行了探讨。最后, 我们也从其他角度探讨了一些对稀有种维持的研究。我们认为在未来对稀有种的研究中, 探讨使其长期存续的“优势”和制约其种群扩大的“限制”同等重要, 将当代物种共存理论与新技术、新方法相结合对于探究稀有种的维持机制具有重要的意义, 可为稀有种保护提供理论依据。

大中型兽类种群数量的估算是动物生态学中重要的基本问题, 受到研究者、管理者和公众的共同关注。国际上从20世纪中期开始研究该问题, 已出现了多种研究方法和相应案例, 且还在快速发展, 但世界各地仍有很多物种的种群数量尚未知晓。在我国, 从20世纪80年代开始调查大中型兽类种群数量, 取得了重要进展, 也还有很多物种的种群数量尚不清楚。因此, 有必要归纳国际上种群数量估算的研究进展, 同时, 总结国内研究的现状、优势和趋势, 供研究者参考。本文首先选择估算大中型兽类种群数量的原理、数据来源和模型这3个要素归纳出简明的研究框架, 将现有的多种方法置于其中予以阐述。在该框架下, 根据估算原理分为4大类方法, 为距离取样法、标志重捕法、基于遇见率法和遥感影像直接计数法。针对每一大类方法, 论述其基本原理模型和模型假设, 说明能实现该原理的相应数据来源(视觉观测、红外相机拍摄、DNA微卫星识别、卫星定位跟踪、声音监测或遥感影像)的特点及如何实现该原理, 评价其适用性及优缺点, 并选择其中具有可比性的方法予以比较评价。其次, 参照该研究框架, 总结我国的研究现状, 分析未来发展的优势和趋势: 我国的红外相机数据积累充分, 可以发展以此为数据源的距离取样法、标志重捕法和基于遇见率法; 发展以粪便样品为数据来源的距离取样法和粪便DNA标志重捕法; 相比地面调查数据, 获取高分辨率遥感影像数据更容易, 尽量以此估算符合适用条件的大中型兽类的种群数量。最后, 本文提出了适用于我国大中型兽类种群数量的估算方法的选择流程, 供研究者参考。

《生物多样性公约》(简称《公约》)作为保护地球生物资源的国际性公约, 与生态文明建设、构建人类命运共同体息息相关。对《公约》进行不同角度的研究, 分析当前生物多样性保护进展中的热点与趋势能为科学制定“2020年后框架”提供参考, 也能为推动生态文明建设提供智力支持。本文以CNKI中的论文为研究对象, 通过CiteSpace软件构建知识图谱, 对《公约》研究的发文量、研究机构、作者、研究热点等进行分析, 探讨中国当前对《公约》领域的研究进展。结果显示: (1)自1992年来, 对《公约》研究的发文呈波浪形上升趋势; (2)对《公约》进行研究的学者及机构众多; (3)关键词词频分析显示生物多样性公约、生物多样性、遗传资源、惠益分享是学者关注的热点, 同时生物多样性公约、生物多样性、知识产权、全球生物多样性、事先知情同意、海洋命运共同体形成聚类知识图谱; (4)知识图谱显示研究始终围绕保护生物多样性、持续利用、遗传资源的获取与惠益分享等《公约》三大目标展开, 同时关键词突现分析显示当前热点已扩展到海洋、公海生物多样性保护等国际热点议题; (5)随着COP 15的召开, 《公约》研究将面临新的机遇, 三大目标的平衡推进是履约的重要议题, 跨机构合作和多学科深度融合是拓宽研究的主要途径。