建立国家公园体制是我国生态文明建设的重要内容, 是实现自然生态保护领域治理体系和治理能力现代化的重要举措。2015年我国启动了国家公园体制试点工作, 旨在为建立国家公园体制改革提供实践经验。为评估5年多来试点改革成效, 基于对10个国家公园体制试点开展的深入调研, 发现: 国家公园体制试点工作稳妥有序推进, 在国家公园顶层制度设计、建立管理体制机制、法规制度建设、生态环境治理、夯实保护管理基础等方面取得实质性进展, 积累了一批可复制、可推广的经验。但还存在一些问题, 如法律、制度、标准相对欠缺, 管理体制改革不到位, 资金保障机制仍不成熟, 生态环境监管制度缺失, 保护与发展矛盾依然明显等。为此, 本文从推进法治体系建设、深化管理体制改革、构建多元化资金保障机制、健全生态环境监管机制、促进国家公园共建共治共享等五个方面提出了对策建议, 以期为2021年正式设立一批国家公园、初步建立国家公园体制提供参考和依据。

为研究太行山东北部的哺乳动物区系及多样性格局, 2019年7月1日至10月30日间, 作者采用样线调查和红外相机监测、访谈、文献查阅等多种方法, 对该区域的哺乳动物进行调查, 分析了区系构成, 并基于多样性指数比较了太行山片区和燕山片区哺乳动物多样性及动物分布型的差异。结果表明: 太行山东北部区域分布有哺乳动物7目22科68种, 其中啮齿目种类最多(24种), 灵长目最少, 仅猕猴(Macaca mulatta) 1种; 区域内分布有2种国家I级(金钱豹Panthera pardus、豺Cuon alpinus)和10种国家II级重点保护野生动物。太行山片区和燕山片区的哺乳动物区系的平均动物区系相似性(average faunal resemblance)系数为0.844, 相似性较大, 太行山片区的哺乳动物种数(66)高于燕山片区(50), 其科的多样性指数(D_F= 2.994 ± 0.251, n = 13)和属的多样性指数(D_G = 2.443 ± 0.161, n = 13)也略高于燕山片区(D_F = 2.458 ± 0.170, D_G = 2.259 ± 0.149, n = 10), 但无显著差异(P> 0.05)。太行山片区哺乳动物G-F指数(D_G-F= 0.145 ± 0.022, n = 13)显著高于燕山片区(0.078 ± 0.014, n = 10) (P< 0.05)。研究结果表明, 太行山片区和燕山片区的哺乳动物的科、属组成相同, 但太行山片区的物种多样性高于燕山片区; 太行山东北部区域分布的哺乳动物以古北界物种为主, 太行山片区和燕山片区均有10类动物分布型的哺乳动物; 因太行山片区的纬度相对较低, 其东洋界物种比例(19.11%)略高于燕山片区(17.64%)。

实现有效生物多样性保护的关键在于提升生物多样性丰富的人口密集区的保护效率。北京人口密集且生物多样性丰富, 存在3类具有生态保护功能的区划——自然保护区、生态保护红线和限制建设线。上述区域可视为生态保护潜力区。本文以在北京有分布的30种受胁鸟类为主要对象, 探讨现有生态保护潜力区对这些物种栖息地的覆盖程度, 并对如何改善上述受胁鸟类栖息地的保护状况进行了建议。根据物种对栖息地的选择, 基于高分辨率卫星解译的土地利用类型图, 利用最大熵模型(MaxEnt)掩膜栖息地分布图, 得到各受胁鸟类的预测空间分布。叠加这些分布获得北京受胁鸟类丰富度分布格局并进行验证。依据物种丰富度高低, 将受胁鸟类栖息地划分为一至四级(最重要的栖息地是一级栖息地, 以此类推)。同时, 依据地表覆盖类型和人类活动强度高低将北京市域划分为城市建成区、乡村生境区和自然生境区。分别计算3类保护潜力区对上述3类区域以及四级栖息地的覆盖面积比例。结果表明: (1) 95.64%的一级关键栖息地和86.32%的二级关键栖息地分布在乡村生境区, 但仅有0.69%和15.15%的乡村生境区分别被自然保护区和生态保护红线覆盖; (2)未受到自然保护区和生态保护红线覆盖的一、二级关键栖息地主要为水域和沼泽地等湿地、高覆盖度草地和部分耕地, 以及含有较高比例水体的大型城市绿地。基于以上结果, 我们建议至少在一定区域内试行如下保护措施: (1)严格保护湿地及其周边的高覆盖度草地, 确保面积不减少; (2)维持基本农田规模和粮食种植模式; (3)将乡村生境区位于河道附近的水域、沼泽地、高覆盖草地和灌木林纳入生态保护红线范围; (4)在公园绿地中划定生物多样性保护区; (5)优化平原地区林地结构。以上措施将使北京的受胁鸟类栖息地得到更好保护, 为中国东部人口密集区生物多样性保护提供示范。

盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼湿地是黄渤海地区河口区域的重要湿地类型, 是水鸟迁徙停歇期的重要栖息地。本研究以辽河口国家级自然保护区为研究地点, 通过对盐地碱蓬盐沼湿地和相邻泥质滩涂两个固定样区连续三年的水鸟组成调查和行为观察, 分析盐地碱蓬盐沼湿地在鸻鹬类多样性维持和栖息地利用中的作用。共记录到鸻鹬类水鸟28种6,348只次, 其中盐地碱蓬湿地记录到4科13种, 泥质滩涂记录到4科27种, 泥质滩涂的物种多样性显著高于盐地碱蓬盐沼湿地。此外, 盐地碱蓬盐沼湿地与相邻的泥质滩涂的鸻鹬类鸟类群落组成存在较大差异, 盐地碱蓬盐沼湿地的鸟类群落组成以体型较大的大杓鹬(Numenius madagascariensis)、白腰杓鹬(N. arquata)、灰鸻(Pluvialis squatarola)等为主, 而泥质滩涂以环颈鸻(Charadrius alexandrinus)、黑腹滨鹬(Calidris alpina)等小型鸻鹬类为主, 这说明两种生境在鸟类多样性维持中具有不同的功能。行为分析发现, 泥质滩涂中栖息鸟类的主要行为为取食(58.71%-93.26%), 而盐地碱蓬盐沼湿地鸟类的行为既包括较大比例的取食, 也包括休息, 特别是在春季迁徙期。这进一步说明, 两种生境在水鸟的栖息地利用中具有一定的生态功能差异。尽管盐地碱蓬盐沼湿地记录到的鸟类物种数和数量均低于泥质滩涂, 但是, 两种生境中存在较大比例的共同分布物种, 这说明其生态功能具有较强的生态互补性, 二者作为一种独特的湿地景观组合, 在鸻鹬类迁徙停歇期的栖息地利用和物种多样性维持中发挥着不可替代的作用。

汉江是南水北调中线工程和引汉济渭等跨流域调水工程重要的水源区, 了解其鱼类多样性的现状及变化对于水生态保护尤为重要。作者于2016-2017年间对汉江洋县段干流与6条主要支流的鱼类多样性组成进行了两次调查, 以Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Jaccard相似性系数对洋县境内7条河流进行评估, 同时通过相对重要性指数(index of relative importance,IRI)判定优势种, 利用鱼类丰度生物量(abundance biomass comparison, ABC)曲线分析鱼类受干扰情况。结合历史记录, 调查区域内共分布有土著鱼类76种, 隶属于6目14科57属, 以鲤形目鲤科和鲇形目鲿科鱼类为主, 分别占土著鱼类总数的57.89%和11.84%; 珍稀濒危鱼类共计5种, 包括3种国家级保护水生野生动物。鱼类多样性分析结果显示汉江干流的丰富度指数和多样性指数显著高于6条支流。7条河流的IRI指数显示优势种为宽鳍鱲(Zacco platypus)。ABC曲线显示目前调查区域内鱼类小型化现象明显、鱼类受到较严重干扰。水利水电工程建设对于调查区域鱼类多样性影响最大, 干流大型水库(大坝)通过改变原有流水生境、阻断河流纵向连通性、淹没重要鱼类产卵场等对鱼类多样性和群落组成产生不利影响; 支流引水式的中小型电站造成下游河段减、脱水而使河道发生断流以及生境破碎化, 从而威胁土著鱼类的生存。在跨流域调水过程中, 应重视不同水系鱼类引入的潜在生态风险。对引汉济渭工程的水源区鱼类多样性现状的调查, 有助于未来跨流域调水过程中鱼类变化的动态监测和外来物种的预警。

金属尾矿废水中含有重金属以及多种有机和无机污染物, 然而在该极端生境中仍然有大量微生物存在。为了揭示碱性尾矿废水中真菌群落的组成模式和多样性格局及其维持机制, 本文利用ITS1区rDNA基因扩增子测序和qPCR技术对山西中条山十八河尾矿库废水中5个不同采样点真菌群落的组成、丰度和分布格局进行了研究。通过主坐标分析(PCoA)比较不同采样点间群落结构的差异性; 通过冗余分析(RDA)探讨了水体理化因子对真菌群落结构的影响; 通过零模型分析了影响群落结构的主要因素; 通过网络图分析了真菌类群之间的种间相互作用。结果表明, 布勒掷孢酵母属(Bullera)、Schizangiella、支顶孢属(Acremonium)和亚罗酵母属(Yarrowia)是主要的优势属, 真菌群落在不同采样地点从门到属水平的相对丰度均有明显变化。真菌群落丰度沿水流方向逐渐增加且与有机碳(TOC)浓度呈显著正相关。真菌群落的α-多样性与pH、重金属(As和Cu)、无机碳(IC)和铵态氮(NH₄⁺)浓度显著相关。真菌群落的空间结构在不同采样点具有明显差异, 这种差异性与理化因子没有显著关系; 不同采样点真菌群落的零偏差值均大于零, 且不同物种之间存在复杂的种间相互作用。以上结果说明, 在尾矿废水中环境因子只对真菌群落的α-多样性有显著影响, 而群落的β-多样性主要受种间相互作用关系的影响, 表明在碱性铜尾矿废水中存在比较复杂的真菌群落动态模式。

黄海生态区是世界自然基金会筛选出来的全球最优先保护的43个海洋生态区之一。目前, 我国已在黄海生态区内建立多处海洋保护地, 有效保护了其海洋生态系统及生物多样性。然而我国海洋保护地管理和建设中仍有许多问题, 存在较多保护空缺区域。因此, 完善黄海生态区内的海洋保护地建设是非常关键的。本文利用空缺分析法研究了黄海生态区内的重要滨海湿地、关键物种以及重点海域, 以识别保护空缺理论图斑, 从而提出新建保护地的提议。根据空缺分析结果, 黄海生态区内的主要保护空缺为辽河口湿地、曹妃甸海草床、天津塘沽和黄骅湿地、胶东半岛湿地、舟山群岛等。建议优化整合黄河口海洋保护地, 扩大或新建斑海豹(Phoca largha)、勺嘴鹬(Eurynorhynchus pygmeus)保护地, 并加强对东亚江豚(Neophocaena asiaeorientalis sunameri)以及小须鲸(Balaenoptera acutorostrata)的调查研究, 以形成更有效的海洋保护地网络。

为科学有效地保护极小种群野生植物, 明确其濒危机制具有重要意义。本文通过分析中国28种极小种群一级保护野生植物的种群特征及其濒危的内在原因和受威胁因素等, 总结了极小种群野生植物的濒危机制。极小种群野生植物的种群特征表现为遗传多样性低(13种)、衰退型种群结构(11种)、聚集型分布(11种)且分布区域狭窄(20种)。极小种群野生植物濒危的内在原因主要是繁殖力低(21种)和竞争能力弱(16种)。受威胁因素主要包括过度采挖等人类活动导致的种群数量减少(15种)和生境破坏(25种)以及气候变化等。因此, 除了保护极小种群野生植物免遭人类活动破坏, 保护策略应加强关注种群规模的维持和遗传多样性的保护。

生物科学几乎所有研究都需要物种概念作为基础, 生物多样性研究亦需要可操作的物种概念, 但现有物种概念存在不同程度的人为因素或难操作性, 对物种划分造成不利影响。本文引入“进化路径”这一概念, 说明适合度景观时刻变化着, 物种在每个进化时间点上依据瞬时适合度选择下一时刻的进化状态, 且总是沿着动态适合度景观中适合度增加的方向进化。基于演化博弈的方法, 以随机过程为例模拟物种的进化过程。进而提出路径依赖下的物种形成机制, 并在此基础上给出可操作的物种定义, 即: 针对基因、性状、生态过程等任一状态下两个群体内个体的多个变量做统计分析, 若群体之间同时在两个或多个维度状态下呈现出的不连续性d大于群体内变量呈现出的差异性σ_k, 则拥有相应变量的个体属于不同物种。