数个国际多边协定、政府间组织和机构都涉及生物多样性相关的传统知识, 包括《生物多样性公约》(CBD)、关于遗传资源获取与惠益分享的《名古屋议定书》(NP)、《粮食和农业植物遗传资源国际条约》(ITPGRFA)、世界知识产权组织(WIPO)、世贸组织下的《与贸易相关的知识产权协定》(WTO/TRIPS)以及生物多样性与生态系统服务政府间科学-政策平台(IPBES)等。然而, 各个国际文书所界定的传统知识内涵和外延却有所区别和侧重。中国是生物多样性极为丰富的多民族大国, 各族人民在数千年的生产和生活实践中创造了丰富的与保护和持续利用生物遗传资源相关的传统知识、创新和实践做法。作为多个相关国际公约或协定的缔约方, 中国应厘清各相关国际公约或协定中生物多样性相关传统知识的内涵、保护目标及国际义务, 加强国家在履行相关国际公约或协定过程中的协同增效, 从而在相关传统知识的国际谈判中统一立场, 维护国家及地方社区利益。本文系统梳理了各相关国际多边协定、组织和机构对于传统知识的界定, 以及国际多边体系在保护遗传资源相关传统知识方面的工作, 根据中国遗传资源相关传统知识的现状和已有的措施, 结合当前履行国际多边协定的大背景, 提出了促进中国生物多样性相关传统知识保护的5项具体建议, 包括: (1)采取立法、行政和政策措施; (2)加强相关研究, 强化技术支撑; (3)加强传统知识保护的能力建设; (4)在国内履约过程中, 强化传统知识相关工作的协调; (5)在国际层面上加强中国传统知识的宣传力度。

传统知识研究目前已经成为生物多样性保护研究的热点领域, 并对生态系统服务管理、社区可持续发展等领域产生了重要影响。本文以Web of Science (WoS)数据库为数据源, 应用WoS自带的统计分析功能和可视化分析软件CiteSpace III, 采用关键词共现分析、突现词分析、文献共被引分析等方法对传统知识的研究态势、研究热点以及知识演进进行系统分析。研究发现, 传统知识研究的文献数量呈逐年上升趋势; 中国科学院、墨西哥国立自治大学、印度农业研究理事会、加州大学系统等研究机构在该领域表现出较强的科研实力; 非洲、南美洲的巴西、玻利维亚以及亚洲的印度等地区为传统知识研究的热点区域; Albuquerque UP、Singh R、薛达元在该领域发表的学术论文最多; Berkes F、Drew JA、Gómez-Baggethun E等学者发表的论文为该领域知识基础的构建及相关研究的推进奠定了坚实的基础。与生物资源管理、生物多样性保护、生态系统服务和人类福祉、政策管理等相关的传统知识研究是未来该领域的重要方向。

本文在文献研究和实地调查的基础之上, 结合目前开展的关于壮族生物多样性相关传统知识的调查、整理与编目工作, 分别从酸食文化、织染文化、地名文化和文学艺术的角度对壮族文化多样性和生物多样性之间的关系进行了初步探究, 并从自然崇拜、乡规民约和习惯法、传统生态观念以及传统医药文化等几个方面探讨了传统文化对当地生物多样性的保护作用。结果表明: (1)壮族文化多样性与生物多样性密切相关。丰富的生物多样性孕育了传统文化, 而传统文化的形成和发展又直接或间接地丰富了当地的生物多样性; (2)壮族人民在长期生产生活中创造的传统文化和传统知识促进了当地生物多样性的保护与可持续利用; 而对生物多样性的保护又进一步保障了当地传统文化的传承。本文还对传统知识和传统文化的发展现状及受威胁因素进行了讨论, 并以此为基础, 提出传承壮族传统文化、保护和可持续利用传统知识的相关建议, 即应通过加强宣传和立法, 建立传统知识数据库和发展乡村旅游等形式, 加强对传统知识与传统文化的保护。

生物资源利用相关的传统知识是对生物资源进行识别和利用的传统知识系统。随着现代生物技术的发展, 这类传统知识显示出其在科学、经济、文化乃至粮食安全战略方面的价值。本研究根据《生物多样性相关传统知识分类、调查与编目技术规定(试行)》, 对我国青海省土族聚集区的土族生物资源利用相关的传统知识进行了系统调查与编目, 并借鉴生物多样性测度方法, 创建了传统知识多样性指数计算方法, 对土族生物资源利用相关传统知识多样性进行分析。结果如下: (1)编目现存的土族生物资源利用相关的传统知识词条共424条; (2)土族传统知识的α多样性指数D_TK = 0.67, 表明其传统知识多样性较高; 土族传统知识的β_wtk多样性指数在不同的县域差异较大, 表明其在县域之间存在差异, 在空间上分布不连续、不均匀。本研究利用生物多样性指数验证了传统知识的定量研究方法, 说明传统知识多样性指数不仅可用于定量研究表征区域传统知识的多样性, 揭示不同空间区域内的分布特征, 还可为未来构建传统知识的定量研究体系提供重要的参考依据。

西双版纳黄瓜(Cucumis sativus var. xishuangbannanesis)是黄瓜的一个变种。云南省西双版纳及周边地区的少数民族长期以来栽培、管理和利用这种黄瓜, 使它成为当地重要的作物农家品种, 对其开展民族植物学研究, 了解其传统知识十分必要。我们于2017-2018年在西双版纳傣族自治州调查了西双版纳黄瓜农家品种及其相关的传统知识。结果表明, 与现代品种相比, 西双版纳黄瓜农家品种具有香味浓郁、耐贮藏等特异性; 西双版纳的傣族、基诺族、彝族、瑶族等少数民族拥有丰富的关于西双版纳黄瓜农家品种的传统知识。西双版纳黄瓜种质资源在大部分村寨已经消失或濒临消失, 与之相关的传统知识也随之消亡, 目前仅在海拔较高、交通欠发达的边远山区还栽培和保留了少量的农家品种。建议开展西双版纳黄瓜农家品种的原生境保护, 既保护其种质资源, 也保护相关的传统知识。

本研究旨在将滇西北藏区传统生态文化应用于社区生物多样性保护之中, 以推动社区参与式生物多样性保护和森林生态系统的修复。应用民族植物学和民族生态学的方法, 调查了位于白马雪山国家级自然保护区及周边地区的3个藏族村寨(巴珠、柯功、追达)的自然圣境与生物多样性分布状况及其生态服务功能等, 应用SWOT分析法和社区参与式保护途径, 开展了生物多样性保护示范活动。本研究结果表明, 社区保护生物多样性的主要驱动力来源于民族传统文化, 社区生计依赖于生物多样性, 保护自然圣境是社区水平保护生物与文化多样性及社区发展的重要途径。藏族自然圣境是基于传统信仰文化并经过长期实践建立和发展起来的有利于生物多样性保护的社区保护形式, 藏民社区长期遵从和实践自然圣境对生物多样性保护做出了重要贡献。

自然保护地体系的构建是国际社会高度重视的生物多样性保护策略。近年来, 中国已关注到自然保护地空间重叠交叉的问题, 并出台了《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》。为落实这一战略, 需要对现有保护地的彼此关系与空间分布进行系统研究。为此, 本研究收集了8,572个不同类型和级别自然保护地的坐标、生态系统类型、行政区域及边界等信息, 筛选出1,532个具有空间重叠、管理部门交叉的自然保护地, 计算地理集中指数并采用ArcGIS软件进行了核密度分析, 得出空间重叠保护地分布的生态地理区、生态系统类型、交叉管理部门、所在省份等空间分布特点。研究结果显示: (1)鲁中山区、太行山、大别山、天目山-怀玉山、皖江等生态功能区的自然保护地重叠最为严重(核密度Mean > 6, Max > 8), 其中太行山区、大别山区、天目山-怀玉山区为重叠保护地密度高的生物多样性优先保护区, 目前10个国家公园试点区域中仅大熊猫国家公园体制试点区、湖南南山国家公园体制试点区、钱江源国家公园体制试点区三处位于保护地重叠高密度区; (2)原主管部门中, 原国家林业局与住房和城乡建设部的交叉管理保护地数量最多, 为294个; (3)黑龙江、安徽、山东、河南、湖北、湖南等省范围内的自然保护地空间重叠状况明显高于其他省区, 而晋冀豫与皖鄂赣这两处三省交界处重叠程度更高, 其他多处三省交界区域也存在保护地的中度重叠。故上述生态地理区、原主管部门与行政区应作为中国自然保护地体系优先普查区域与优化整合重点对象。基于重叠保护地核密度热点区、生物多样性保护优先区与生态系统文化服务的分析框架, 本研究按照国家公园、自然保护区、自然公园三类, 对不同生态功能区自然保护地优化整合优先性与类型提出了初步建议, 以期为当前中国自然保护地体系改革的紧迫需求提供参考。

传粉者的选择作用是花表型性状进化的重要驱动力, 解析选择作用的强度是理解花进化的关键。通过表型操控实验和表型选择研究能够分析花性状与其适合度的关系, 探究花性状的表型选择作用。为揭示花性状变化对雌性适合度的影响, 本研究处理展毛翠雀(Delphinium kamaonense var. glabrescens)花萼片大小, 并进行表型选择分析。结果表明: 人为减小展毛翠雀花萼片显著降低了传粉者的访花频率, 但是并没有影响种子产量(种子数和结籽率), 说明展毛翠雀花萼片的大小不影响种子产量, 可能主要吸引传粉昆虫输出花粉。通过雌性适合度(种子数量)估计表型选择梯度, 发现花萼片大小(长和宽)没有受到显著的直接选择梯度。但是, 花距长受到显著的线性选差和选择梯度, 表明花距的延长能够增加种子产量。本研究表明展毛翠雀花性状受到选择的作用, 但萼片和花距有不同的功能, 分别影响传粉者访问频率和种子产量。

鳞翅目刺蛾科昆虫在全球范围内广泛分布, 是重要经济林、行道林的主要害虫。本研究通过对在线数据库中刺蛾科昆虫分布数据进行整理分析, 阐明其在全球范围内的物种多样性及分布格局, 并初步探讨造成其物种分布不均的原因, 从而为物种多样性保护及害虫防治提供科学依据。通过检索生物条形码数据库(Barcode of Life Data System V4, BOLD V4)和全球生物多样性信息数据库(Global Biodiversity Information Facility, GBIF)中记录的标本信息, 并结合部分地区鳞翅目昆虫名录及野外采集样本数据, 对刺蛾科昆虫的分布信息进行汇总分析并绘制分布图。统计得到具有明确地理坐标的刺蛾科昆虫分布信息61,947条, 共187属637种。结果表明, 在世界动物地理区系尺度上, 东洋区刺蛾科昆虫物种多样性最高, 共72属, 古北区31属, 澳新区及新热带区均为27属, 非洲热带区22属, 新北区19属。在国家尺度上, 中国存在刺蛾科昆虫123种, 越南116种, 其次为哥斯达黎加(75种)和澳大利亚(69种)。中低纬度地区具有较高的刺蛾科昆虫物种多样性和丰富度, 这有可能与该地区的气候历史条件及丰富的寄主植物资源有关。

本文根据2017年11月和2018年5月对南麂列岛国家海洋自然保护区东侧海域进行渔业资源定点底拖网调查所获得的虾蟹类数据, 对调查海域的虾蟹类群落结构及多样性进行了研究。结果表明: (1)共鉴定出调查海域的虾蟹类30种, 其中虾类16种, 隶属于1目6科12属, 蟹类14种, 隶属于1目5科6属; (2)秋季虾蟹类物种数高于春季, 且春秋季物种数在整个调查海域大致呈现由北向南逐渐增多的趋势; (3)春季优势种依次为: 三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)、双斑蟳(Charybdis bimaculata)、日本鼓虾(Alpheus juponicus)、细巧仿对虾(Parapenaeopsis tenella)和日本蟳(Charybdis japonica), 秋季优势种均为蟹类, 依次为三疣梭子蟹、双斑蟳和日本蟳; (4)虾蟹类Shannon-Wiener多样性指数(H')和Pielou均匀度指数(J')是春季大于秋季, 丰富度指数(D)则是秋季远高于春季; (5)根据聚类分析(CLUSTER)与非度量多维标度排序(non-metric multidimensional scaling, nMDS)分析, 可将虾蟹类划分为3个群落; (6)丰度/生物量曲线(abundance-biomass comparison curve, ABC曲线)显示, 南麂列岛调查海域的虾蟹类群落处于稳定未受干扰的状态。

物种分类与识别是生物多样性监测的基础, 明确物种的类别及其分布是解决几乎所有生态学问题的前提。为深入了解基于多源遥感数据的植物物种分类与识别相关研究的发展现状和存在的问题, 本文对2000年以来该领域的研究进行了总结分析, 发现: 当前大多数研究集中在欧洲和北美地区的温带或北方森林以及南非的热带稀树草原; 使用最多的遥感数据是机载高光谱数据, 而激光雷达作为补充数据, 通过单木分割及提供单木的三维垂直结构信息, 显著提高了分类精度; 支持向量机和随机森林作为应用最广的非参数分类算法, 平均分类精度达80%; 随着计算机技术及机器学习领域的不断成熟, 人工神经网络在物种识别领域得以迅速发展。基于此, 本文对目前基于遥感数据的植物物种分类与识别中在分类对象复杂性、多源遥感数据整合、植物物候与纹理特征整合和分类算法技术等方面面临的挑战进行了总结, 并建议通过整合多时相监测数据、高光谱和激光雷达数据、短波红外等特定波谱信息、采用深度学习等方法来提高分类精度。

红外相机监测是了解野生动物多样性现状、动态变化和面临威胁的重要手段。本研究采用网格抽样调查法, 在贵州梵净山国家级自然保护区内选取2个监测样区共40个监测位点布设红外相机, 对区内兽类和鸟类物种进行监测调查。2017年4月至2018年12月间, 红外相机累积监测14,808个相机工作日, 共收集有效照片14,119张, 独立有效物种照片3,199张。共鉴定野生动物9目22科61种, 其中兽类26种, 隶属于4目12科; 鸟类35种, 隶属于5目10科。记录到国家I级重点保护野生动物2种: 黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)和白颈长尾雉(Syrmaticus ellioti), 国家II级重点保护野生动物9种; 被IUCN红色名录评估为濒危(EN)的1种、易危(VU)的5种、近危(NT)的8种。物种的相对多度指数(relative abundance index, RAI)分析结果显示, 藏酋猴(Macaca thibetana, RAI = 28.23)、毛冠鹿(Elaphodus cephalophus, RAI = 15.46)、野猪(Sus scrofa, RAI = 11.82)、小麂(Muntiacus reevesi, RAI = 9.05)、黔金丝猴(RAI = 7.70)为相对多度最高的5种兽类; 紫啸鸫(Myophonus insularis, RAI = 10.33)、红腹角雉(Tragopan temminckii, RAI = 9.59)、红腹锦鸡(Chrysolophus pictus, RAI = 6.96)、白颈长尾雉(RAI = 3.71)、勺鸡(Pucrasia macrolopha, RAI = 1.55)为相对多度最高的5种鸟类。另外, 红外相机还监测到较多的家畜活动(RAI = 11.14)和人为活动(RAI = 12.90), 保护区管理部门仍需采取相应管理措施, 进一步提高周边居民的保护意识, 促进保护区与社区的协调发展。