自2013年提出建立国家公园体制, 我国国家公园体制改革已取得了重要进展, 成为整个生态文明体制改革任务中进展最快、成果最显著的综合性改革。过去5年, 通过国家公园体制改革试点, 初步完成了国家公园的顶层设计、明确了管理体制、启动了相关立法程序, 筑就了国家公园建设的基本框架。改革的主要经验可以总结为四个方面: 一是高层引领与改革创新, 二是试点先行和动态调整, 三是问题导向和顶层设计, 四是利益相关方参与和改善治理体系。然而, 未来国家公园体制建设仍然任重道远, 面临众多挑战和困难, 包括国家公园建设区通常人口众多、土地权属复杂、利益相关者众多、缺乏多方参与机制、地方管理能力薄弱等。今后, 应在总结国家公园体制改革经验的基础上, 坚持正确的改革取向, 进一步扩大开放和创新思维, 坚持法治优先、系统推进、分类指导、分阶段实施的基本原则, 采取顶层设计加试点先行的方式, 实现依法办园、科学办园、民主办园、开放办园; 加快推动国家公园和自然保护地立法, 建立国家公园现代化治理体系, 探索建立国家公园生态产品价值实现机制; 最终使以国家公园为主体的自然保护地体系得到整体保护, 人民利益得以最大化, 真正实现人与自然和谐发展。

建立系统规范高效的中国特色国家公园体制是中国生态文明制度建设的一项重大战略举措, 对强化自然保护地建设管理、保护生物多样性、推动美丽中国建设具有重要而深远的意义。本文对国家公园体制试点以来取得的成效进行了梳理, 全面系统总结分析了2018年以来国家公园体制试点取得的明显进展, 结合相关要求, 提出了推动我国国家公园体制建设的策略建议, 以期为今后我国国家公园体制研究和发展提供一些参考和借鉴。

实现十九大报告提出的建立以国家公园为主体的自然保护地体系的改革目标需要法治保障。建设自然保护地体系涉及的不同生态系统和多个管理部门、多方利益主体, 是一个巨大的复杂系统, 需要进行整体性、系统性的立法研究。目前, 国家正在推进国家公园体制改革并已将《国家公园法》列入十三届全国人大常委会立法计划。更需要我们从自然保护地立法体系建设的高度, 正确处理《国家公园法》与未来可能制定的《自然保护地法》的关系, 在《国家公园法》制定过程中为今后出台《自然保护地法》预留空间, 并建立相应的衔接机制, 统筹谋划并协同推进国家公园法与自然保护地立法。

生态位模型预测存在不确定性, 不同模型预测结果差别较大。在生态位保守的前提下, 在本土区域构建经典生态位模型, 利用入侵地独立样本数据检验并选择最优模型, 具有独特优势, 可为入侵物种风险分析提供可靠参考。水盾草(Cabomba caroliniana)是一种恶性水生入侵杂草, 原产于南美洲, 已在我国多个省市建立种群, 本文基于本土最优模型预测其在我国的潜在分布, 以期为其风险分析和综合治理提供依据, 并通过水盾草案例探讨如何提高生态位模型预测准确性的方法。本文按时间顺序梳理了水盾草在我国的分布记录, 然后根据水盾草已有分布记录和其所关联的环境因子比较了不同地理种群所占有的气候生态空间, 测试水盾草在世界入侵过程中的现实生态位保守性。采用两组环境变量和5种算法在南美洲本土地区构建10种生态位模型, 并将其转移至我国, 基于最小遗漏率和记账错率, 利用我国(入侵地)的样本数据选择最优模型预测水盾草在我国的适宜生态空间和潜在分布。研究发现当前水盾草在我国的分布集中在东部水域充沛地区, 沿京杭运河和南水北调工程等向北扩散。生态空间比对中发现水盾草在亚洲与其他大洲所占有的生态空间具有一定的重叠, 其在我国的入侵过程中生态位是保守的。与本土空间相比, 水盾草在我国所占有的生态空间存在较大的生态位空缺, 表明水盾草在我国的潜在分布范围较大。生态位模型预测显示水盾草的适生区主要分布于我国的北京、上海、山东、浙江、江苏、安徽、湖北和湖南等省(市)。水盾草的潜在分布区多聚集在我国东南部, 该地区河流、湖泊、运河和渠道较为密集, 人类活动及自然天敌的缺乏容易助长其入侵趋势, 应在这些适宜地区开展调查, 及时发现疫情并采取相应措施。

洛氏角毛藻复合群(Chaetoceros lorenzianus complex)指具有与洛氏角毛藻相似形态学特征的物种集合, 它们广泛分布于全球近岸水域。近年国际上关于该复合群的分类学研究取得新进展, 而我国相关研究仍较为滞后。为了弄清我国沿海洛氏角毛藻复合群的物种多样性, 明确物种信息, 厘清种间界限, 为相关研究提供准确的物种鉴定依据, 本研究陆续在中国沿海建立了该复合群的332个单克隆培养株系, 利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜进行了较为详尽的形态学研究, 基于核糖体大亚基编码基因D1-D3区序列, 构建了分子系统学关系。结果表明其形态聚类与分子系统学结论相一致, 显示我国洛氏角毛藻复合群具有较高的物种多样性, 共鉴定到5个物种, 分别是并基角毛藻(C. decipiens)、优美角毛藻(C. elegans)、平孢角毛藻(C. laevisporus)、曼纳角毛藻(C. mannaii)和稀树角毛藻(C. pauciramosus)。研究表明传统认知的光镜下特征, 如群体特征、角毛走势等易变化, 其分类学价值需谨慎应用。角毛的超微结构, 如角毛孔纹的形状、大小、密度等是有效的种间区别特征, 休眠孢子亦是重要的物种识别依据。并基角毛藻和平孢角毛藻在我国沿岸的分布范围最为广泛, 而稀树角毛藻的分布较为有限。

植物个体内花型的变异影响繁殖成功, 雌性繁殖性状的变异可能影响雌性的繁殖成功, 也可能作为花粉的受体影响雄性的繁殖成功。然而, 植物个体内不同花柱长度的花产生的花粉是否影响植物的繁殖成功却少有研究。梅(Armeniaca mume)是原产我国的重要木本花卉和经济果树, 我们的野外观察发现在同一植株内, 不同花的花柱长度有变异, 存在长柱型、短柱型和雄花型(雌蕊败育)三种花型, 是比较雌性繁殖性状的变异对两性繁殖成功的影响的理想材料。本文主要测量了不同花型的花部特征, 统计花期, 并开展体外花粉萌发以及人工控制授粉实验。结果表明: 长柱型的花冠直径、雌蕊长、单花花粉数、花粉体积显著大于短柱型和雄花型。长柱型的单花期以及雌花期显著长于短柱型。长柱型、短柱型以及雄花型花粉在活体柱头上的萌发率没有显著性差异, 雄花型的花粉管长度显著高于长柱型和短柱型。长柱型为母本的花粉萌发率以及花粉管的长度要显著高于短柱型。长柱型、短柱型、雄花型花粉授粉与自然对照处理的坐果率没有显著性差异, 而长柱型为母本的坐果率要显著高于短柱型为母本的坐果率。这些结果表明野生梅花的长柱型为母本有利于花粉的萌发和花粉管的伸长, 有高的坐果率; 但其作为花粉供体的雄性功能与其他花型没有差异。

印度蔊菜(Rorippa indica)与无瓣蔊菜(R. dubia)的分类关系仍存在较大争议, 为阐明二者的分类学关系, 本研究综合利用形态指标测量、DNA相对含量检测、体细胞染色体观察和基于SSR分子标记的遗传距离分析等方法, 系统地比较了二者的分类学特征和细胞遗传学差异。结果表明: 印度蔊菜(2n = 48)为六倍体, 无瓣蔊菜(2n = 32)为四倍体。同时, 前者DNA相对含量约为150, 是后者的1.5倍。通过45对SSR分子标记的遗传距离分析得出, 相对于球果蔊菜(R. globosa)与欧亚蔊菜(R. sylvestris), 二者亲缘关系较近, 独立聚类为一支, 但在遗传距离为0.23处可以明确划分为两个种。同时, 利用角果长度和结籽密度两个形态指标可以将二者明显区分为两个种。另外, 二者存在明显的生殖障碍, 通过正反交授粉实验得出: 印度蔊菜与无瓣蔊菜自花授粉的结实率分别为97.73%和95.65%, 而以印度蔊菜为母本的杂交处理结实率为0, 以无瓣蔊菜为母本的杂交处理结实率为47.06%, 但其种子萌发率为0。综上所述, 印度蔊菜与无瓣蔊菜为两个种。

物种多样性的空间分布格局一直是生态学和生物地理学研究的一个热点问题。山地生态系统的生境异质性和物种多样性高, 适合研究物种多样性空间分布格局及其相关机制。2016年11月至2017年11月, 本研究选取秦岭南坡陕西洋县辖区作为研究区域, 采用样线法、红外相机法和笼捕/夹捕法, 系统分析了8目21科48种哺乳动物物种多样性的空间分布格局。研究结果发现秦岭南坡洋县辖区哺乳动物物种丰富度的空间分布格局大致是中南部低, 北部和东部高; 物种多样性指数大致是中南部和北部低, 东部高。啮齿类动物和非啮齿类动物的空间分布格局存在差异。哺乳动物物种丰富度和多样性指数的垂直分布格局都符合中峰模式, 但啮齿类动物和非啮齿类动物间存在差异。最优线性模型结果表明, 研究地区哺乳动物物种多样性的空间分布格局受到多种环境因素的共同影响。其中, 年均温与物种多样性的相关性最强, 在6个最优线性模型中贡献都是最大。综上, 秦岭南坡洋县辖区中高海拔区域的物种多样性较高, 应加强对中高海拔地区的保护, 以维系该区域较高的生物多样性。

识别野生动物的适宜生境并在适宜生境之间构建生态廊道能够提高生境连通性, 有利于加强种群间基因交流并缓解生境破碎化带来的不利影响。本研究基于生境适宜性评价结果确定了塔什库尔干野生动物自然保护区内马可波罗盘羊(Ovis polii)的核心生境斑块, 运用廊道设计模型Linkage Mapper识别最低成本廊道并确定其优先级。结果表明, 马可波罗盘羊适宜生境主要分布在保护区西北部, 核心生境斑块少且破碎化明显, 夏冬两季核心生境斑块均为28个, 潜在生态廊道分别为45和47条。采用成本加权距离与欧几里得距离之比(CWD : EucD)以及成本加权距离与最低成本路径长度之比(CWD : LCP)两种度量方法评估了生态廊道的质量与重要性。以CWD : EucD来衡量, 夏季质量最高的4条廊道分别是皮斯岭至帕日帕克、同库至马尔洋、科克吐鲁克至帕日帕克, 以及哈尔努孜至同库; 冬季质量最高的3条廊道分别是其克尔克尔至亚希洛夫、萨提曼至依西代尔、其克尔克尔至科克吐鲁克。CWD : LCP分析表明, 夏季质量最高的廊道分别是哈尔努孜至阔克加尔和阔克加尔至马尔洋; 冬季质量最高的廊道分别是爱勒米希至塔萨拉、沙尔比列西南至依西代尔。利用流中心性评估各核心生境斑块和廊道的重要性表明, 帕日帕克、塔萨拉和马尔洋这三个斑块在促进马可波罗盘羊迁移扩散方面的贡献值最高。夏季皮斯岭至帕日帕克、同库至马尔洋和马拉特至其克尔克尔这3条廊道的贡献值最高; 冬季爱勒米希至塔萨拉、沙尔比列至沙尔比列西南和铁尔布尔列至沙尔比列这3条廊道的贡献值最高, 上述核心生境斑块和生态廊道在维持保护区马可波罗盘羊种群迁徙扩散中发挥着关键作用。此外, 赞坎、沙尔比列等斑块虽然面积小、贡献值低, 但起到了维持景观中重要斑块连通的踏脚石作用, 其重要性也不可忽略。研究结果可为塔什库尔干野生动物保护区马可波罗盘羊有效保护、保护区功能区划优化以及当地基础建设项目的规划选址提供科学指导。

由于气候变化和人类活动的影响, 世界许多海区尤其是近岸海区发生了不同程度的低氧现象, 导致海洋动物大量死亡, 对海洋生态系统产生了不同程度的影响。为明确烟台牟平海洋牧场低氧对大型底栖动物的生态效应, 我们于2016年夏季(6月、8月、9月共3个航次)在该海域进行现场调查, 分析低氧对大型底栖动物群落时空变化的影响。结果表明: 牟平海洋牧场8月低氧事件发生时, 大型底栖动物群落的优势种为短叶索沙蚕(Lumbrinereis latreilli)、不倒翁虫(Sternaspis scutata)和内肋蛤(Endopleura lubrica)。低氧在一定程度上改变了大型底栖动物的群落结构, 表现为物种组成和优势种变化上。例如, 耐受低氧的机会种数量增加, 如短叶索沙蚕; 敏感种数量减少, 如微小海螂(Leptomya minuta)、长吻沙蚕(Glycera chirori)、大蝼蛄虾(Upogebia major)、极地蚤钩虾(Pontocrates altamarimus)、塞切尔泥钩虾(Eriopisella sechellensis)等。同时, 低氧也导致了物种多样性的降低, 但丰度和生物量受其影响不明显, 这主要是由于机会种短叶索沙蚕丰度和生物量的剧增所致。大型底栖动物不同物种耐受低氧的阈值不同。例如, 短叶索沙蚕在溶解氧(DO) < 1.0 mg/L受影响最大, 在DO = 2.0 mg/L时受到的影响不明显, 而其他敏感种如微小海螂、大蝼蛄虾、极地蚤钩虾、塞切尔泥钩虾等在DO < 2.5 mg/L时, 已表现出明显的不适。低氧事件之后, 大型底栖动物群落得到一定程度的恢复, 其恢复程度和需要的时间长短与低氧发生的程度有关。

本文基于标本及文献数据对神农架国家公园高等植物标本采集史进行简要概述。该地区有着近140年的标本采集历史, 最早对神农架地区进行植物标本采集的是爱尔兰植物学家Augustine Henry。中国科学院武汉植物园标本馆(HIB)收藏了采自该地区的21,402份标本, 居首位; 其次为中国科学院植物研究所标本馆(PE) 16,483份、华中农业大学博物馆(CCAU) 1,851份。标本采集年份主要集中在1956-1959、1976-1981、1985-1987三个时间段, 其中以1976年采集数量为最多。标本采集月份主要集中在4-11月, 8月采集量最大。不同植物的标本数量两极分化严重, 标本量多的如桦叶荚蒾(Viburnum betulifolium), 高达295份, 然而有612种植物的标本量仅1份, 约2/3的植物标本量少于10份。因而, 在今后的采集工作中我们应该将重心置于标本数量不足的物种和类群, 而标本数量过剩的类群则应减少或停止采集; 植物标本的采集过程应尽可能全覆盖, 突出对高海拔、峡谷、石壁、无人区等特殊生境的调查。采集时间上应该注重春、冬二季。此外, 我们对该地区的维管植物模式标本进行了考证, 编制了《神农架国家公园维管植物模式标本名录》。该地区共有维管植物模式标本39种2变种3变型, 隶属24科34属。对神农架国家公园维管植物模式标本的整理为履行联合国教科文组织世界遗产中心的要求及进一步开展神农架遗产的管理与保护提供了依据。

谱系地理学研究旨在探究历史上发生的影响目前遗传谱系系统发育和空间分布格局关系的生态与进化过程。叶绿体DNA具有单亲遗传、低突变率、单倍体等特征, 其分子标记不同程度地保留着植物长期进化的历史遗传痕迹, 有助于深度解析谱系地理变异的形成机制。本文探讨了上述特征是怎样影响分子标记的选择、扩大或缩小群体遗传结构分化、延长或缩短空间基因溯祖时间、促进或阻碍种间基因渐渗及谱系分选(复系、并系和单系形成)进程, 重点阐述了这些影响过程的理论基础, 并结合实际例子阐述谱系地理研究进展。由于位点间在突变率、选择强度及它们与漂变互作等方面存在异质性, 今后一个研究重点就是基于叶绿体全基因组序列分析谱系地理变化格局, 包括分析DNA位点间的基因渐渗或基因流动程度差异分布及沿着叶绿体DNA序列上谱系分选差异分布。