为评估西双版纳国家级自然保护区对樟科这一重要植物类群进化潜力的保护情况, 揭示将物种进化历史纳入生物多样性保护评估的重要性, 本研究通过对西双版纳地区长期的野外调查并查阅标本记录与文献资料, 整理出该地区樟科13属121种物种的具体分布信息, 以植物条形码ITS序列作为分子标记构建了反映整个西双版纳地区樟科植物系统发育关系的系统发育树。我们以此为基础, 从物种层面分析了各物种的进化特异性(evolutionary distinctiveness, ED), 从区域层面分析了自然保护区内、外以及32个行政乡镇的系统发育多样性(phylogenetic diversity, PD), 并结合物种丰富度(species richness, SR)与物种濒危等级, 综合探讨了西双版纳国家级自然保护区对樟科植物进化历史的保护情况。研究发现, 西双版纳国家级自然保护区仅拥有整个西双版纳地区54.5%的樟科物种数, 却保护了该地区樟科植物约88.8%的进化历史, 没有被列入保护范围但却拥有高系统发育多样性的区域有打洛镇、易武乡等。就物种而言, 进化特异性相对较高的19个物种中, 有5种(26.3%)在自然保护区内没有分布; 濒危等级高的54个物种中, 有20种(37.0%)在自然保护区没有分布, 同时拥有高进化特异性和濒危等级的物种仅有1种不在保护区内分布。结果表明, 虽然西双版纳国家级自然保护区对樟科这一植物类群的系统发育多样性以及高保护价值物种的保护较好, 但仍有部分重要樟科植物的进化历史没有涵盖在现有自然保护区范围内; 按照传统方法设定的自然保护区虽能在一定程度上保护樟科物种的进化历史, 但仍然存在与标准化系统发育多样性保护策略相矛盾的地方。因此, 今后在建立自然保护区时, 应将系统发育多样性考虑在内, 以保护生物多样性应对环境变化的潜力。

为了探讨红外相机技术、网捕法、固定距离样线法和固定半径样点法对森林鸟类多样性调查的有效性和实用性, 我们于2011-2016年, 用这几种方法调查了广东南岭国家级自然保护区和车八岭国家级自然保护区的鸟类多样性。在南岭, 固定距离样线法和固定半径样点法记录鸟类222种, 网捕鸟类43种, 红外相机拍到鸟类47种; 其中1种鸟仅网捕到, 6种鸟仅被红外相机拍到, 164种鸟仅被固定距离样线法和固定半径样点法记录到。在车八岭, 固定距离样线法和固定半径样点法记录鸟类109种, 网捕鸟类42种, 红外相机拍到鸟类27种, 其中9种鸟仅网捕到, 3种鸟仅被红外相机拍到, 97种鸟仅被固定距离样线法和固定半径样点法记录到。随着鸟类的体重、体长、翅长和跗蹠增加, 网捕到的鸟类个体数量减少, 鸟类身体大小与网捕到的鸟类数量呈显著负相关; 而红外相机拍到的鸟类数量随鸟类的身体大小增大而增加, 并且呈显著的正相关。本文的结果显示, 网捕法和红外相机技术针对不同类群的鸟类调查效力不同, 但都是固定距离样线法和固定半径样点法的有效补充。建议今后开展森林鸟类多样性调查与监测时, 尽量采用多种研究方法相结合, 以求达到最优的效果。

系统评估地方鸡的遗传变异水平并追溯其母系起源, 可为保护利用优质家禽种质资源库提供科学依据。本研究测定了广东省和邻省共12个地方鸡品种的线粒体DNA D-loop序列, 分析品种间的遗传距离与系统关系, 并构建单倍型系统发生树和中介网络图。360份样品共检测到60个突变位点, 均为转换。定义了85种单倍型, 归属于单倍型类群A、B、C和E, 在12个鸡品种中均有分布, 其中B是优势单倍型类群(187个, 51.94%), E次之(76个, 21.11%)。B02 和C01是优势单倍型(85个, 23.61%; 48个, 13.33%), 为12个鸡品种共有; E03位居第三(35个, 9.72%), 杏花鸡、黄郎鸡和宁都三黄鸡未见此单倍型。杏花鸡集中分布在单倍型类群B, 惠阳胡须鸡和中山沙栏鸡则主要分布在单倍型类群E; 怀乡鸡的单倍型数量最多, 中山沙栏鸡的最少。广东地方鸡品种间遗传距离为0.012-0.015, 单倍型多样性0.805 ± 0.047至0.949 ± 0.026, 核苷酸多样性0.0102 ± 0.0017至0.0138 ± 0.0009。邻接树和中介网络图将85种单倍型划分为进化枝A、B、C和E, 广东省与邻省地方鸡单倍型的地理分布模式相似。中性检验显示广东地方鸡未经历明显的群体历史扩张。结果表明广东地方鸡处于较好的保护状态, 遗传多样性水平较高, 品种的形成受到邻省和北方家鸡的影响, 东南亚红原鸡对广东地方鸡也有重要的遗传贡献。

为了解城市近郊深层土壤中动物群落结构组成, 2012年在北京市北四环和北五环之间的中国科学院奥运村科技园区埋设陷阱收集器, 对地下30 cm和55 cm土层活动的动物进行采样。2013-2017年8次调查共捕获动物3门10纲20目10,163头, 优势类群分别是膜翅目(61.0%)、蜱螨目(12.1%)和弹尾目(11.2%)。30 cm土层动物类群数和个体数均高于55 cm, 30 cm土层优势类群为膜翅目(69.4%), 55 cm土层优势类群除膜翅目(45.7%)外还有蜱螨目(21.8%)和弹尾目(16.4%)。夏秋季动物个体数和类群数高于冬春季, 环节动物门仅出现于冬春季, 而缨翅目、啮虫目和革翅目仅出现于夏秋季。不同绿化带类型间动物群落Jaccard相似性指数均高于0.75, Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均不存在显著性差异(P > 0.05)。结果表明: 深层土壤中存在着大量的动物类群, 动物个体数和类群数均随土层加深而减少。不同季节人工绿地土壤中动物结构存在差异, 而不同植被类型下动物群落组成高度相似。

为评估三亚珊瑚礁国家级自然保护区珊瑚礁生态系统的健康状况, 本文选取东岛、鹿回头、大东海3个站位调查了珊瑚礁群落、珊瑚礁鱼类和大型底栖动物。通过对比分析历史资料、珊瑚礁现场生态调查与监测及组织专家评审, 筛选出一、二级指标并设置权重, 使用综合指数计算了三亚珊瑚礁保护区珊瑚礁生态系统健康指数。结果显示, 三亚珊瑚礁保护区内共有造礁珊瑚10科21属37种, 软珊瑚3种, 造礁珊瑚覆盖率和软珊瑚覆盖率分别为14.31%和0.19%, 其中鹿回头造礁珊瑚覆盖率最高, 为21.58%。珊瑚礁鱼类共14科28属36种, 其中, 雀鲷科的种类数最多, 为11种。鹿回头4 m断面珊瑚礁鱼类密度最大, 为154尾/300 m²。砗磲和龙虾极少发现, 珊瑚天敌核果螺多见。东岛、鹿回头、大东海珊瑚礁生态系统健康状况均处于“一般”。本文所采用的方法是结合常规珊瑚礁监测可获得的指标进行评价, 简便易操作, 通过在三亚珊瑚礁保护区的实践, 能够很好地反映珊瑚礁生态系统现状及其健康状况, 科研和业务化监测部门均可应用。

模式植物群落是指能够反映某种植被分类单元基本特征, 并可作为准确描述该植被类型“标准”的典型植物群落。草原模式植物群落监测是中国生物多样性监测与研究网络——草原/荒漠植物多样性监测网的核心内容, 已初步确定了一套监测方法。本文应用这套方法分别建立了克氏针茅(Stipa krylovii)群系和百里香(Thymus mongolicus)群系模式植物群落监测固定样地, 作为中国生物多样性监测与研究网络——草原/荒漠植物多样性监测网的样例。介绍了这两个模式植物群落监测样地选取与设置的过程、群落调查方法和数据分析结果。通过实际观测和案例分析, 验证了“中国草原/荒漠植物多样性监测网模式植物群落监测方案”中监测方法的可行性, 同时根据监测中出现的问题, 提出了模式植物群落样地、监测频率和监测日期的选择原则, 以及监测过程中的操作规范等, 完善了模式植物群落监测内容、方法和指标体系的建议, 为开展草原模式植物群落监测提供了可借鉴的实例与技术储备。

中国是世界上淡水蟹物种多样性最高的国家。然而, 迄今为止还没有一个系统的、涵盖全国范围的淡水蟹分类和分布名录。本文收集了涉及中国淡水蟹分类和分布的文献, 采用国际上更新的短尾下目淡水蟹类高级阶元分类系统, 通过系统梳理, 汇编成中国淡水蟹分类与分布名录。该名录共收录了截至2018年1月记述的所有中国淡水蟹类, 共计2科45属311种。其中, 拟地蟹科(Gecarcinucidae Rathbun, 1904) 1属28种; 溪蟹科(Potamidae Ortmann, 1896) 44属283种及亚种; 中国特有属共计38属, 占总数的84%; 特有种共计302种, 占97%。对各省淡水蟹的分布分析发现, 云南是中国淡水蟹物种多样性最丰富的省份, 已记述16属50种; 其次为台湾(4属41种)。本名录首次全面概括了中国淡水蟹类的分类和分布, 可为深入开展全国范围的淡水蟹类生物多样性保护提供科学依据。

全球物种多样性的持续下降使得生物多样性保护面临巨大挑战, 海洋生物多样性的保护任务尤其艰巨。海洋保护区是保护生物多样性的有效方式之一, 如何对其成效进行评估是当前研究热点。然而, 目前针对海洋保护区的评估体系较少, 而且评估指标多侧重于管理成效。近年来随着全球生物多样性监测网络和数据库的建立, 以及多种新技术(如遥感、声呐系统、卫星追踪、基因组学等)在海洋生物多样性监测中的应用, 使得从生态系统到基因水平的多层次连续监测成为可能。基于此, 建议未来我国海洋保护区成效评估应在充分利用新技术方法的基础上, 加强长期科学监测, 建立并完善生物多样性监测数据库和信息共享机制, 发展跨学科的综合保护成效评估体系, 加强基于生物多样性监测的保护成效评估。

榕-传粉榕小蜂系统是研究动植物专性互惠共生关系的经典体系。早期形态学研究认为它们之间遵循一对一原则, 即1种榕树只有1种榕小蜂为其传粉, 而1种传粉榕小蜂也只能在1种榕树上繁殖后代。然而随着研究的深入, 报道了越来越多非一对一共生关系的案例, 尤其是隐存种的发现, 打破了一对一原则在榕-传粉榕小蜂系统中的普适性。非一对一共生关系包括多种传粉者共现于1种宿主榕树和多种榕树共享1种传粉者两种情况, 有各自不同的发生机制和规律。本文从形态学描述阶段、多学科综合证据阶段和传粉榕小蜂隐存种的发现3个阶段综述了榕-传粉榕小蜂非一对一共生关系的研究进展, 并对其所引发的科学问题进行了探讨。多种传粉者共现于1种宿主榕树的情况, 使得榕小蜂的种间杂交成为可能; 而多种榕树共享1种传粉者, 为宿主榕树的种间杂交提供了机会。然而, 杂交事件的检出率却很低, 暗示存在明显的生殖隔离。另外, 传粉者共现和共享传粉者两种情况在不同性系统榕树上的发生率和发生机制存在明显差异, 暗示不同性系统榕树的宿主专一性不同。大量小蜂隐存种的发现, 引发了对其成种机制、共现机制的研究, 以及对小蜂生物多样性的重新评估, 并给人工控制实验的开展带来了新的问题。每个榕-传粉榕小蜂组合都具有其独特的协同进化历史, 为研究动植物间的协同进化机制和规律提供了丰富素材。对榕-传粉榕小蜂专性互惠共生关系的形成、维持和打破机制开展综合研究, 才能充分认识该系统, 也有助于认识动植物间的协同进化过程和规律。

世界植物园500多年来的科研行进轨迹既是整个生物学发展史的一个缩影, 也表现出人类对植物资源发掘与利用, 使之服务于经济与社会发展的不懈追求。从16-17世纪的植物园主要研究药用植物并发掘药物, 到18-20世纪以来从植物分类学逐步拓展至众多植物学分支学科, 进一步发展到当今的植物分子生物学及基因组、代谢组学等等。植物园在长达几个世纪的发展进程中, 其科学研究内涵始终贯穿其中, 既奠定了18世纪植物分类学的根基, 也对18世纪以来许多生物学发现及其理论体系的建立作出了不可磨灭的贡献。同时, 16世纪以来跨大陆、跨地区、跨国家之间的植物引种驯化及其发掘利用与传播深刻改变了世界经济社会格局, 影响了一些国家的兴衰。在近代500多年的植物引种驯化与传播过程中, 植物园发挥了引领作用。本文试图对植物园500年来的科学研究轨迹进行梳理, 展望当今植物园在植物宏观与微观生物学及其大数据时代相关研究领域的发展趋势, 为我国植物园的科研方向提供可借鉴的参考。

自1956年我国建立第一个自然保护区以来, 截至2016年底, 我国已建立了约10种类型且数量庞大的自然保护地。随着我国生态文明建设的不断发展,建立以国家公园为主体的自然保护地体系不仅是国家提出的重要任务,也是我国自然保护地未来发展的必然趋势。然而, 由于我国目前各类自然保护地尚无统一的分类体系, 已有的自然保护地之间存在着概念界定不清、分类体系混乱、主导功能模糊、地理空间重叠等诸多问题。这不仅严重阻碍了我国现有自然保护地的优化整合和国家公园体制建设,而且不便于开展国际交流。因此迫切需要明确自然保护地的定义, 建立一套适用于我国且有利于国际交流的自然保护地分类体系。本文在介绍自然保护地的概念与内涵,以及我国10类自然保护地建设和分类体系现状的基础上,重点梳理了我国自然保护地的发展历程, 比较了各类自然保护地的定义、内涵以及主要分类依据,并提出了3种能够涵盖目前各类自然保护地的分类体系构想,它们分别基于IUCN保护区分类系统、保护对象自然属性和管理目标社会属性。希望这些构想能在未来自然保护地分类体系的研究中起到抛砖引玉的作用。