中国森林生物多样性监测网络(CForBio)作为我国生物多样性科学综合研究平台, 其发展过程和研究成果对促进我国生物多样性研究具有重要意义, 掌握其研究态势与热点变化可为CForBio的长远发展以及其他生态监测研究提供参考。本文对2007-2017年间CNKI数据库和Web of Science核心合集数据库中CForBio发表的论文进行了较为全面的文献计量分析。结果表明: 2007年以来, CForBio发表论文的数量整体上呈快速上升趋势, 从2007年的3篇增长到2017年的55篇, 其中SCI收录论文的增长较为明显(从2007年的1篇增长到2017年的34篇)。金光泽(70篇)、马克平(68篇)、郝占庆(68篇)等学者发表论文数量较多, 中国科学院的植物研究所(104篇)、沈阳应用生态研究所(67篇)、华南植物园(59篇)等是CForBio中相对活跃的研究机构, 但各样地负责机构和学者间的合作仍较少, 跨机构间的协同研究还有待提高。CForBio的研究热点主要体现在树木空间分布格局、植物功能性状、树木密度制约、群落系统发育等方面, 为揭示我国不同气候带森林群落构建机制提供了大量的理论依据。未来CForBio的研究应加强国内外机构间的合作创新并建立数据共享途径, 注重近地面遥感、多源数据融合等新技术的应用, 在生物多样性格局的多尺度与多维度解析、植物-土壤反馈机制、树木冠层和根系的结构与功能等方向持续开展深入研究。

本文采用自组织特征映射网络(self-organizing map, SOM)对南京老山野生秤锤树(Sinojackia xylocarpa)群落进行数量分类和排序, 分析了其与环境因子之间的关系。结果表明: (1) SOM将秤锤树野生群落的100个样方划分为5个群丛类型, 分类结果在空间上反映了秤锤树野生群落的演替变化趋势, 各群丛的群落结构和物种组成存在差异且群丛界限明显, 可较好地进行排序与分类的环境解释。(2)通过环境因子梯度的可视化方法, 确定了海拔、坡位和土壤厚度是影响该地区秤锤树生长和分布的主要因子, 同时也揭示了以不同优势种为代表的各群丛和环境因子的关系。(3) SOM可以摆脱许多定量技术的限制性假设, 使得神经网络对于群落生态特征及探索群落和环境相互关系具有良好展现力; SOM群落生态数据具有更高的映射能力, 进行群落分类以及较少程度的排序的潜力, 将有利于不同群落类型的分类和管理, 对于濒危植物保护具有重要意义。

岩溶洞穴的开发与利用导致的重金属污染严重威胁洞穴环境及地下水, 因此对洞穴环境的监测具有重要的现实意义。本文通过对典型的暗河型溶洞贵州织金洞内的苔藓群落特征及其重金属污染状况进行研究, 拟揭示苔藓群落对洞穴重金属污染的指示意义。共发现苔藓群落类型34个, 苔藓植物种类20科33属49种, 含苔类8科8属12种, 藓类12科25属37种。优势科为丛藓科、凤尾藓科和提灯藓科, 物种占比率分别为16%、14%、14%。Hg污染超标倍数最高达59.45倍, 在距洞口不同深度均远高于Cr和Zn, 说明洞内Hg污染较为严重。苔藓群落指标随着重金属污染含量的上升总体呈下降趋势。所测定的重金属中基质Hg含量与苔藓群落指标的拟合程度最好, 与其对应的苔藓群落指标均呈显著负相关关系(P < 0.05), 说明苔藓群落特征能够很好地反映洞内Hg污染的变化趋势。RDA排序结果分析表明: 洞穴苔藓群落为适应低光度环境会表现出向光性运动、喜钙生基质、耐重金属等生理特征。蛇苔(Conocephalum conicum)植物体内的Hg含量与其基质Hg含量具有显著相关性(P < 0.05), 说明蛇苔受基质Hg污染影响较大。在今后的治理过程中, 可以考虑将蛇苔作为洞内环境的生物监测材料之一。

鳤(Ochetobius elongatus)曾经是我国许多河流的重要经济鱼类, 然而由于环境污染和人为干扰等原因, 鳤的资源量萎缩严重, 种群处于极度濒危的境地。目前, 常规采样方法获得鳤样本的难度较大, 致使相关研究难以开展。本研究通过仔鱼采集和成鱼采集的手段, 测定两个线粒体基因和两个核基因, 对西江中下游鳤的遗传多样性和种群动态历史进行研究。结果显示, 西江中下游鳤的遗传多样性处于较低水平并且出现了衰退的迹象, 可能经历了遗传瓶颈效应。此外, 种群动态历史分析发现, 西江中下游鳤在后更新世期间(0.06和0.13百万年前)经历了种群扩张, 刚好处于中更新世(0.78-0.126百万年前)冰期褪去之后, 表明更新世气候的波动影响了西江中下游鳤的种群动态。作为鳤可能的重要产卵场, 西江中下游部分江段可以考虑建立鳤的自然保护区, 用于保育和修复鳤的种质资源。

过量施用氮肥不仅导致严重的生态环境问题, 还会限制土壤生物驱动的生态系统服务功能。蚯蚓的取食和掘穴等活动可以促进土壤肥力和植物生长, 进而影响植物与病虫害的关系。了解氮肥与害虫作用下蚯蚓对植物抗虫性的影响, 有助于揭示土壤动物的生态功能调控机制。采用蚯蚓(威廉腔环蚓Metaphire guillelmi)、西花蓟马(Frankliniella occidentalis)和氮肥用量的三因子完全交互设计, 利用番茄(Lycopersicon esculentum)盆栽实验探索了不同氮水平下蚯蚓对番茄生长及对植食者抗性的影响。结果表明, 在低氮条件下蚯蚓显著降低了番茄茎叶干生物量、根系干生物量及茎叶可溶性糖含量, 而茎叶的茉莉酸和水杨酸含量分别是无蚯蚓对照的6倍和3倍, 且伴随着西花蓟马数量下降了58%。在高氮水平时, 蚯蚓未影响番茄茎叶茉莉酸、茎叶水杨酸含量及西花蓟马数量。蚯蚓介导的番茄营养物质(茎叶可溶性糖和茎叶全氮)和防御信号物质(茎叶茉莉酸和茎叶水杨酸)含量分别与西花蓟马数量呈显著的正相关和负相关。总之, 氮肥施用改变的土壤氮有效性通过改变植物资源和防御物质含量转变了蚯蚓介导的植物抗虫性响应; 全面了解土壤生物对植物生长的影响需要综合考虑土壤管理-土壤动物-植物病原物三者之间的关系。

云南高黎贡山具有多样化的生态系统和生物资源。为探清该地区绿僵菌属(Metarhizium)真菌的物种多样性及其不同海拔的垂直分布特征, 沿海拔梯度(600-3,800 m)在7种典型植被类型(I: 干热河谷; II: 季风常绿阔叶林; III: 暖性针叶林; IV: 中山暖性常绿阔叶林; V: 山地苔藓矮林; VI: 寒温性灌丛或草甸; VII: 流石滩稀疏植被)中调查绿僵菌资源。从生境土壤中分离菌株, 通过多基因(nrSSU、nrLSU、EF-1α、RPB1和RPB2)系统发育分析进行物种鉴定。结果表明, 高黎贡山绿僵菌物种资源丰富, 获得的161株菌株分属于12个物种(Metarhizium rileyi, M. viridulum, M. lepidiotae, M. brunneum, M. pingshaense, M. anisopliae, M. robertsii, M. guizhouense, M. indigoticum, M. pemphigi, M. campsosterni和Metacordyceps neogunnii), 其中M. indigoticum为中国新记录种, M. anisopliae complex中的物种(8种)较集中; 同时还采集到了绿僵菌的近缘属Nigelia属物种N. martiale。高黎贡山绿僵菌广泛分布于除类型VII (海拔3,600-3,800 m)外的6种植被类型(海拔600-3,400 m)中。中低海拔植被类型(I-IV)中菌株数量较多(≥23株)、物种多样性较高(4-9种), 而高海拔植被类型(V-VI)中菌株数量较少(2-8株)、物种较单一(1-2种)。中海拔的常绿阔叶林中绿僵菌资源最丰富, 其中季风常绿阔叶林(植被类型II)中的菌株数量(52株, 占总数的32.3%)和物种数(9种)最多; 中山湿性常绿阔叶林(植被类型IV)为其次(47株, 占总数的29.2%; 7种)。高黎贡山绿僵菌优势种现象明显, M. brunneum为最优势物种, 其菌株数占总数的46.6%, 在生境条件差异很大的6种植被类型(I-VI)中都存在, 说明该物种生态适应能力最强。

块菌是重要的经济真菌, 在其生长发育过程中, 细菌扮演了重要角色。本文利用传统分离培养方法和高通量测序技术分析了印度块菌(Tuber indicum)子囊果内细菌的群落结构。共分离得到细菌532株, 根据物种累积曲线, 选取其中的112株细菌进行了16S rRNA基因序列分析, 共鉴定出4属40种, 其中假单胞菌属(Pseudomonas)菌株占所测菌株数的80%, 不动杆菌属(Acinetobacter)占12.5%, 链霉菌属(Streptomyces)占5%, 贪噬菌属(Variovorax)占2.5%。通过对印度块菌子囊果16S rRNA基因的V1-V3区高通量测序分析, 共获得细菌序列9,862条, 分属于7门43属220种, 其中变形菌门、拟杆菌门和放线菌门的物种占总物种数的99.7%, 是印度块菌子囊果内的优势细菌。黄杆菌属(Flavobacterium)、壤霉菌属(Agromyces)、微杆菌属(Microbacterium)、剑菌属(Ensifer)和寡养食单胞菌属(Stenotrophomonas)的物种数占总物种的86.3%, 是印度块菌子囊果内细菌的优势属。研究结果表明, 采用胰蛋白大豆培养基仅分离得到印度块菌子囊果内少数细菌物种, 而采用高通量测序技术分析发现, 印度块菌子囊果内细菌物种种类丰富, 群落结构复杂。

物种的分布与多度对我们理解生态过程、实施保护管理以及评估全球变化的影响都非常重要。2017年5-12月, 我们按照公里网格在四川省四姑娘山国家级自然保护区共布设60台固定位点红外相机, 调查了保护区内主要沟系的兽类和鸟类多样性。本次调查累计11,013个相机工作日, 共拍摄到31种兽类和鸟类, 隶属7目18科, 包括5种国家一级和10种国家二级重点保护野生动物, 被IUCN红色名录评估为濒危(EN)、易危(VU)和近危(NT)的野生动物分别有2种、5种和3种。其中, 相对多度指数居于兽类前五位的是毛冠鹿(Elaphodus cephalophus)、水鹿(Rusa unicolor)、喜马拉雅旱獭(Marmota himalayana)、野猪(Sus scrofa)、猪獾(Arctonyx collaris); 相对多度指数居于鸟类前五位的则是血雉(Ithaginis cruentus)、白马鸡(Crossoptilon crossoptilon)、大噪鹛(Garrulax maximus)、雉鹑(Tetraophasis obscurus)和灰头鸫(Turdus rubrocanus)。由于局域性气候、植被类型和地形结构的不同, 使四姑娘山国家级自然保护区与毗邻的卧龙国家级自然保护区存在动物群落结构的差异。本调查初步掌握了四姑娘山保护区内大中型兽类和林下活动鸟类的种类组成和相对多度。

2017年2月至2018年3月, 我们在福建省德化县戴云山国家级自然保护区和德化石牛山森林公园内设置红外相机监测位点60个, 调查戴云山地区野生哺乳动物和鸟类生物多样性。本次调查累计19,924个相机工作日, 拍摄到独立有效照片3,499张, 可准确鉴定哺乳动物4目10科17属18种, 鸟类5目11科21属24种, 家畜3种。其中, 国家I级重点保护野生动物2种, 国家II级重点保护野生动物5种, 且白颈长尾雉(Syrmaticus ellioti)为戴云山自然保护区新记录种。在野生哺乳动物中, 相对多度指数最高的前5种依次为小麂(Muntiacus reevesi)、野猪(Sus scrofa)、赤麂(Muntiacus vaginalis)、赤腹松鼠(Callosciurus erythraeus)、猪獾(Arctonyx collaris); 在鸟类中, 相对多度指数最高的前5种依次为白鹇(Lophura nythemera)、紫啸鸫(Myophonus caeruleus)、黑领噪鹛(Garrulax pectoralis)、白眉山鹧鸪(Arborophila gingica)、灰胸竹鸡(Bambusicola thoracica)。此外, 红外相机还拍摄到大量的家畜及人类活动照片, 显示区内存在较强的人为活动干扰。本次调查结果提供了较为全面的戴云山区哺乳动物和鸟类的本底信息, 填补了闽中地区大中型哺乳动物观测的空白, 为后续的保护管理和长期监测工作建立了基础。

鹞落坪国家级自然保护区位于大别山脉南麓的核心地带。2014-2017年, 作者采用红外相机技术对鹞落坪国家级自然保护区的大中型兽类及林下鸟类进行调查。研究共布设了72个相机位点, 累计完成16,658个相机工作日, 获得独立有效照片2,142张, 共记录野生兽类9种、鸟类15种, 隶属8目15科。包括国家一级重点保护野生动物1种, 即安徽麝(Moschus anhuiensis), 国家二级重点保护野生动物2种, 分别是勺鸡(Pucrasia macrolopha)和白冠长尾雉(Syrmaticus reevesii)。相对多度排名前五的兽类分别为小麂(Muntiacus reevesi)、野猪(Sus scrofa)、赤腹松鼠(Callosciurus erythraeus)、猪獾(Arctonyx collaris)和岩松鼠(Sciurotamias davidianus)。相对多度排名前五的鸟类为白冠长尾雉、勺鸡、松鸦(Garrulus glandarius)、灰背鸫(Turdus hortulorum)、红嘴蓝鹊(Urocissa erythroryncha)。此外红外相机还拍摄到大量人类活动照片, 表明当地人类活动较为严重, 应加强管理。本研究初步了解了保护区内大中型兽类和林下鸟类群落信息及人类活动的干扰情况, 为保护区未来的保护和管理工作提供了数据基础。

2016年10月至2017年9月, 作者在云南巍山青华绿孔雀自然保护区的核心区和缓冲区的28个监测位点布设红外相机, 累计监测6,377台日, 共获得独立有效照片1,692张, 其中兽类563张, 鸟类1,129张。鉴定出71种鸟类和兽类, 其中兽类13种, 分属5目11科; 鸟类58种, 分属9目23科。国家一级重点保护动物有2种, 即黑颈长尾雉(Syrmaticus humiae)和林麝(Moschus berezovskii); 国家二级重点保护动物有7种, 分别是黄喉貂(Martes flavigula)、松雀鹰(Accipiter virgatus)、普通鵟(Buteo japonicus)、白腹锦鸡(Chrysolophus amherstiae)、白鹇(Lophuar nycthemera)、领角鸮(Otus lettia)和灰林鸮(Strix aluco)。在《中国脊椎动物红色名录》中, 1种被评估为极危, 3种被评估为易危。CITES附录I收录的有1种, 附录II收录的有7种。物种相对丰富度最高的是黑领噪鹛(Garrulax pectoralis, 5.68), 其次是赤腹松鼠(Callosciurus erythraeus, 2.81)、赤麂(Muntiacus muntjak, 1.68)。本次物种调查结果可反映本保护区大、中型兽类和地栖性鸟类本底, 为保护区管理和野生动物长期监测提供了数据。

基于调查获得的数据开展生物多样性相关传统知识评估, 明确面临的主要压力和保护空缺, 可为相关管理部门决策提供科学依据。指标是开展评估的主要工具, 但是目前尚未有关于生物多样性相关传统知识评估指标体系的文献报道。我们基于压力-状态-响应(pressure-state-response, PSR)模型, 充分考虑生物多样性相关传统知识的基本特征、主要威胁因子、保护和传承措施, 初步构建了区域和国家尺度的生物多样性相关传统知识评估指标体系。然后通过专家咨询, 确定了30项指标, 其中压力指标7项、状态指标14项、响应指标9项。这些指标不仅可以用于生物多样性相关传统知识的综合评估, 还可以对其基本状况、受威胁状况、保护与传承状况、相关遗传资源进行单独评价。此外, 基于评估参数计算的数据需求, 我们借鉴国内外民族植物学和生物多样性相关传统知识调查的主要研究成果, 建立了“全国生物多样性相关传统知识调查技术方法体系”, 并通过试点调查进行修改完善。 “全国生物多样性相关传统知识调查”以关键人物访谈、问卷调查和参与观察为主, 并辅以生物学和生态学调查; 采用滚雪球抽样法对目标群体进行抽样, 确定访谈对象。

“2020年后全球生物多样性框架”是当前《生物多样性公约》谈判的焦点议题, 了解该议题的谈判进展将对我国顺利举办第15次缔约方大会(COP15)产生积极的作用。本文在梳理相关谈判进程的基础上, 分析了各方主要观点, 并就我国应对国际谈判并以东道国身份推进该框架的制定进程提出了建议。各方对制定框架的时间表、程序和一般性原则形成了较为一致的共识, 认为应尽快确定“2020年后全球生物多样性框架”的程序及时间表, 基于“爱知生物多样性目标”的执行经验、科学结论和和广泛的信息来源, 与“可持续发展目标”及其他国际进程衔接, 重视利用情景和模型, 并支持更多利益相关方参与制定过程。同时, 各方认为框架应主要包括土地利用、保护和恢复生物多样性的措施、解决生物多样性丧失的根本原因、主流化、能力建设、资源调动、国家承诺等要素。为应对国际谈判, 建议我国在《公约》谈判会议中适时提出以下观点: 重视实现可持续利用相关的目标; 提升评估指标体系的合理性; 科学制定措施。此外, 建议我国采取以下措施积极推进框架制定进程: 充分利用国际高级别会议, 提升政治重视程度; 积极与主要国际进程协作, 推进该框架深入讨论; 重视调动利益相关方积极性。