生物多樣性研究范文
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篇1
(一)資產的兩重性森林生物樣性資產由森林生物資產(包括活動物、植物和微生物)和森林生態資產(森林生態效益資產)構成。森林生物資產的最大特點是具有生物轉化功能(岳上植,2002.)。生物轉化是指導致森林生物多樣性資產質量(遺傳價值、密度、成熟期、脂肪層、纖維強度)或數量(重量、立方米、纖維的長度或直徑)發生變化的生長、蛻化、生產、繁殖的過程,從轉化的機理上看,森林生物多樣性資產主要靠自然力的作用和自身的轉化能力實現其再生和轉化。林業生產活動只起“催化劑”作用,會經常出現數量不減反增的現象。因此,對于森林生物多樣性資產的初次確認和再次確認應定期地結合評估,以評估促進核算。
(二)價值的多元性森林生物多樣性是森林這一綜合地域類型中所呈現出來的生物多樣性。一般而言。生物多樣性包括物種多樣性、遺傳多樣性和生態系統多樣性三個層次,其所體現出來的價值分為直接使用價值、間接使用價值、選擇價值和存在價值四類(國家環保局,1998)。直接使用價值是指森林生物多樣性直接滿足人們生產和消費需要的價值,又可分為直接實物價值和直接非實物服務價值;間接使用價值是指森林生物多樣性提供的生態功能的價值;選擇價值是指人們為了將來能直接或間接利用森林生物多樣性的支付意愿;存在價值是人們為確保森林生物多樣性繼續存在的支付意愿(張穎,2002)。價值的多元性決定了會計確認與計量的困難與復雜性。森林生物多樣性與人類的生存與發展密切相關,其所體現的價值不僅在于為當代人提供直接使用價值,更重要的是為人類目前及將來所創造的巨大的非直接使用價值,所展現的是對人類可持續發展的積極意義。
(三)資產的整體性森林生物多樣性資產是有形資產和無形資產相互統一的整體。當森林生物多樣性作為提供木材、竹材和蘑菇及其它動植物產品來源時,釋放的是直接環境效益,此時屬于有形的森林生物資產;當森林生物多樣性作為涵養水源、保育土壤、固碳制氧等森林生態效益資源的時候,釋放的是間接環境效益,此時屬于無形的森林生態資產,兩者的結合點在于森林生物多樣性資源同一載體。森林生態資產不能脫離森林生物資產而獨立存在,兩者相互依存,其價值的形成、消費和補償過程密不可分。因此,森林有形資產在其實物量和價值量的增減變動過程中,森林無形資產也相應地發生變動,其所發揮的生態效益地會發生變化。因而在對森林有形資產的價值確認和計量中,也要相應地對森林無形資產的價值及其所產生的效益進行確認與計量。
(四)稀缺性和不可替代性森林生物多樣性資產是相對稀缺的,這不僅表現在天然存量方面,還表現在生成率方面。同時,地球上生物物種是自然界長期進化的產物,因而各物種的形態、結構和功能在絕對意義上是不可替代的。森林生物多樣性資產的稀缺性和不可替代性,產生了對有限資源的優化配置要求,體現在會計上是必須對其進行確認和計量。
(五)產品的公共性和市場的無形性森林生物多樣性資產發揮的生態效益具有典型的外部經濟性,它超越了進行森林經營活動的林業行業以外的外部影響,即不通過市場機制反映的影響,進而會產生不能全部反映到私人收益中的社會收益。公共物品是具有外部經濟性的典型例子。森林生物多樣性資產發揮的生態效益主要是一種無形效用,不能貯藏和移動,生產者難以對其控制,即無法迫使受益者償付了補償費用后才能享用其生態效用。因此,森林所提供的生態效益服務具有“公共物品”的特性。同時,由于森林生物多樣性資產中的生態資產一般不存在市場,所以應更多地考慮非市場價值的計價方法,實現對其生態價值的確認和計量。
二、森林生物多樣性資產的會計確認、分類
(一)森林生物多樣性資產的會計確認森林生物多樣性價值的會計確認是指將森林生物多樣性資源作為一項森林生物多樣性資產、森林生態效益記入會計載體的過程。會計確認的核心問題是選擇合理的會計確認標準。森林生物多樣性資產要能夠作為一項資產加以確認,應當符合資產的確認條件,會計確認從理論上講要同時滿足四項標準:(1)可定義性。我國《企業財務會計報告條例》中給出的資產定義為:“資產是指過去的交易、事項形成并由企業擁有或者控制的資源,該資源預期會給企業帶來經濟利益”。“預期會給企業帶來未來經濟利益”是資產的最本質特征。森林中擁有豐富的野生動物資源(如藥用、食用、纖維、芳香油等)和野生植物資源(如哺乳類、鳥類和爬行類等)。作為林業經營組織來講,一旦森林生物多樣性資源為其所擁有或控制就能為它帶來直接或間接的凈現金流入。因此,它們符合確認的第一個條件——資產的定義。(2)可計量性。森林生物多樣性資產可以通過現有多種計量屬性選擇達到對其計量的目的,但是由于森林生物多樣性資產自身的特殊性,其計量比較復雜。同時,對森林生物多樣性資產的科學定價主要通過對其價格評估的基礎上進行。從長遠來看,隨著評估理論和技術方法的不斷發展和完善,能夠做到對森林生物多樣性資產的合理計量。(3)相關性。會計信息的相關性是指會計信息能夠影響信息使用者的決策、能夠導致信息使用者決策的差別(于富生等,2000)。顯然,森林生物多樣性資產計量所反映的信息,可以幫助決策者了解森林生物多樣性資產的實物量和價值量、存量和流量信息,從而會影響到他們為我國森林生物多樣性保護事業所采取的宏觀或微觀的經濟決策。(4)可靠性。可靠性是指信息使用者可以對會計信息給予充分信賴。“當信息沒有重要錯誤或偏向,并能夠如實反映其所擬反映或理當反映的情況而能供使用者作依據時,信息就具備了可靠性”(國際會計準則委員會,2003)。真實反映是可靠性的核心標志。森林生物多樣性資產的計量結果,可從一定程度上真實反映林業經營組織所擁有或控制的森林生物資產和森林生態資產的實物量與價值量,足以使決策者信賴。
(二)森林生物多樣性資產的分類森林生物多樣性資產分類標準有多種,其中最基本的是按存在形態分。按存在形態可將森林生物多樣性資產分為有形的森林生物資產和無形的森林生態資產。森林生物資產是指森林中活的動物、植物和微生物及棲息于動物、植物和微生物的個體基因,包括林木資產、林副產品及以森林為依托生存的動物、植物和微生物等,因此森林生物資產是一種有形資產。森林生物資產在價值層次上主要表現為物種多樣性價值和基因多樣性價值,在價值總額中主要表現的是直接使用價值。森林生態資產是指森林生態效益所形成的資產,包括有機物質的生產、的固定、的釋放、營養物質循環與貯存、水土保持、凈化污染物等。森林生態資產在價值層次上表現的是森林生態系統多樣性價值,在價值總額中表現的主要是間接使用價值和和部分直接使用價值(如旅游觀賞價值、科學文化價值等),此外森林生物多樣性所表現出來的選擇價值和存在價值,也歸屬于森林生態資產。
(三)森林生物多樣性資產核算在實踐中的應用從森林生物多樣性資產會計核算的可操作性角度考慮,目前主要可側重于森林物種多樣性價值方面的核算,特別是其中植物和動物多樣性價值的核算。雖然森林生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性三個層次,但目前人們對每個層次的認識是非常有限的。相對而言,物種多樣性最明顯也最容易測定。而森林遺傳基因多樣性多發生在分子水平上,它主要包括染色體的多態性、蛋白質的多態性和核酸的多態性三個方面。就目前人們的研究手段和認識水平看,要做到完全掌握森林中有機體,即動植物和微生物的DNA中的氨基酸的排列次序及其結構還是比較困難的。而生態系統多樣性的測定比遺傳多樣性的測定更困難,因為系統的邊界都是模糊的。同時,對于物種多樣性,也部分受到研究手段和認識水平的限制,對于其中的微生物多樣性測定與確定比較困難,所以物種多樣性目前主要著重于植物與動物多樣性的測定,特別是其中的裸子植物、被子植物和脊椎動物。因此,一般來講,目前森林生物多樣性資產的核算主要是以物種多樣性中的植物與動物價值的核算為代表,暫不考慮基因及生態系統多樣性價值的核算。
三、森林生態效益的會計確認
(一)森林生態效益的概念及特征森林生態效益作為一種間接效益,就是指在一定的會計期間內森林生態資產所釋放出來的效用。其具有幾個重要特征:(1)外在經濟性。外在經濟性在林業中是最普遍的現象。當森林生物多樣性發揮涵養水源、保育土壤、固碳制氧和保護物種及基因多樣性等多種生態效益的時候,這種生態效益卻被非林業經營部門乃至全社會無償地享用,而不必為此付出相應的費用。(2)非減性。森林生物多樣性直接效益的發揮,意味著森林生物資產的減少。而森林生態效益的實現,并不意味著一定要減少森林生態資產。(3)模糊性。森林生物多樣性的直接效益隨著木材、蘑菇、動物毛皮等的出售而實現,并可用貨幣直接計量。但森林生態效益沒有物質載體,無法對其效益進行準確的計量,只能通過估計來反映。因此,森林生態效益的確定具有模糊性。
(二)森林生態效益的會計確認長期以來我國傳統林業會計中核算的收益部分只是對市場上可以進行交換的貨幣收益進行確認,對林業生產經營活動所引起的生態效益外在性不予確認,使得大量的森林生態效益價值游離于會計循環之外,嚴重阻礙了森林生物多樣性資源可持續效益的發揮,危及了林業自身的生存和發展。因此,作為林業經濟經營組織必須考慮林業生產經營活動對外部產生的影響,會計上應反映這一巨大的森林生態效益,將森林生態效益外在經濟性作為收入要素納入核算體系(溫作民,2003),從而進一步轉化為林業經營組織的環境效益,真實地評價其業績。根據財務會計的收入定義,收入是一種經濟利益的總流入。顯然,森林生態效益外在性部分并沒有形成經濟利益的流入。因此,傳統財務會計確認收入的流入和流出概念不能滿足將森林生態效益完整地納入會計核算體系的要求。要將森林生態效益作為收入要素納入會計系統,其確認可以根據其標準進行:(1)符合定義。符合森林生態效益定義,森林生態效益作為一種間接效益,是指在一定的會計期間內森林生態資產所釋放出來的效用。(2)可計量性。據有關部門測算,森林生態效益是其經濟效益的13倍。國外特別是發達國家對森林生態效益每年都要進行準確的核算。(3)相關性。森林生態效益會計核算提供了關于森林生物多樣性非木材價值的更多的信息,這些信息將有助于投資者和決策者對森林生態功能重要性留下深刻的印象,特別是可以為林業主管部門或財政部門進行相關決策或制定相關的會計制度與準則提供依據,適應新時期我國林業跨越式發展的需要。(4)可靠性。模糊性雖然增加了森林生態效益計量的難度,但是只要是估計的合理,仍然具有可靠性。因此,凡是符合森林生態效益的定義,能夠用貨幣計量,并且具有相關性和可靠性的森林生態資產所釋放的效用,都可確認為森林生態效益。
四、森林生物多樣性價值的會計計量
(一)森林生物多樣性價值的計量尺度計量包括貨幣計量與非貨幣計量。就貨幣計量而言,其計量單位籠統地講就是貨幣,由于貨幣能把經濟業務全面、綜合地反映出來,所以貨幣成為會計統一的計量尺度。森林生物多樣性價值的計量應同時采用貨幣計量和非貨幣計量兩種形式。這主要是由森林生物多樣資產的特點和森林生態效益的特點決定的。森林生物多樣性資產的兩重性、價值的多無性、產品的公共性和市場的無形性以及森林生態效益的外在經濟性、模糊性等特征,一方面反映了對其價值計量過程的不確定性和復雜性;另一方面,即使它們的價值通過一定的方法得以計量,但在其計量結果的公眾認可度上目前仍存有爭議。因此,對森林生物多樣性價值的計量完全以貨幣作為統一的計量尺度目前仍存在著較大的困難。為了滿足提供森林生物多樣性方面的會計信息,使其具有較強的可理解性,應當盡可能多地考慮運用非貨幣計量尺度。在非貨幣計量形式中,可同時使用包括實物計量、勞動計量、混合計量等多種形式。運用貨幣計量形成一些財務指標,運用非貨幣計量則會形成實物指標、勞動指標、技術指標、技術經濟指標和文字說明等,從而提供信息使用者決策有用的會計信息。
(二)森林生物多樣性價值的計量屬性以歷史成本為基礎計量是一項廣為流行的會計慣例。對于一般實體資產來講,在沒有通貨膨脹或通貨膨脹較小的情況下,其歷史成本與其價值的差異是較小的。然而,森林生物多樣性資產是一項特殊資產,以歷史成本計價卻是森林生物多樣性一個致命弱點,這主要是由于森林生物多樣性資產大部分是由自然力作用形成的。少部分是由自然力和人力作用形成的。因此,它們往往沒有或只有較低的歷史成本。另外,它們又是有生命力或活動力的,其價值隨著時間的變化而不斷在變化,只有在交易的那一刻才能暫時相對固定其價值。因此,如果僅按目前的歷史成本會計模式來計量,它們的價值計量會偏低,違背了會計信息相關性的原則,不能達到為決策者提供有用信息的目的。因此,在可持續發展理念下,森林生物多樣性價值的計量屬性,不應局限于傳統的單一歷史成本計量,而應包括面向市場、未來、風險和不確定性的公允價值在內的多種計量模式。公允價值是一種復合的會計計量屬性,從狹義上看,其表現形式有:現行市價、現行成本、可變現凈值和以公允價值為計量目的的未來現金流量的現值。歷史成本固然可以提供可靠的會計信息,但有時為了管理或決策上的需要,要求會計可以提供以公允價值反映的更為相關的會計信息。另外,象森林生態資產一類的歷史成本原本就沒有,用公允價值反而可以更可靠地反映它們的真實價值。在這些情況下,用公允價值代替歷史成本對森林生物多樣性資產進行計量也是可行的。當然,用公允價值計量所帶來的一個負面影響是公允價值的確定避免不了主觀因素的影響,這對會計信息的可靠性的影響不容忽視,因此怎樣提高和增強公允價值的可靠性是一項需要進一步研究的課題。從目前我國會計現實來看,公允價值的運用條件尚不具備(張心靈等,2004),森林生物多樣性價值的會計計量屬性可以選擇以歷史成本計量為主,輔之以公允價值的計量模式。具體計量時,應分別不同資產及不同階段加以考慮。森林生物資產的初始計量應按歷史成本進行計量;森林生態資產的初始確認應按公允價值計量;森林生物資產及森林生態資產報表日計量應采用公允價值計量。公允價值可以通過如實際市場價法、費用支出法、旅行費用法、替代花費法、機會成本法或條件價值法等,對森林生物多樣性資產進行評估取得。從發展的角度看,公允價值計量模式極有可能成為21世紀的主流(黃世忠,1997),那么森林生物多樣性資產將來應主要選擇公允價值的計量模式,即采用“公允價值+歷史成本”模式。
[參考文獻]
[1]國家環保局:《中國生物多樣性國情研究報告》,中國環境科學出版社1998年版。
[2]國際會計準則委員會:《國際會計準則》,中國財政經濟出版社2003年版。
[3]黃世忠:《公允價值會計:面向21世紀的計量模式》,《會計研究》1997年第12期。
[4]溫作民:《環境外在性的會計核算》,《財務與會計》2003年第11期。
[5]于富生、黎來芳:《論會計信息的相關性和可靠性》,《上海會計》2000年第8期。
[6]岳上植:《森林資產的特殊性及其確認與計量研究》,《會計研究》2002年第11期。
篇2
關鍵詞:土壤微生物;多樣性;DNA;提取技術
中圖分類號:S154.3 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2012)23-5253-06
Advances of Total DNA Extraction Technology for Soil Microbial Diversity Research
XIAO Bin,JIANG Dai-hua,LIU Li-long,LIU Quan-dong
(College of Agronomy,Guangxi University,Nanning 530005,China)
Abstract: The influencing factors and application aspects, as well as the potentials and limitations of DNA extraction techniques for microbial diversity analysis were reviewed. Applying appropriate methods to extract microorganism DNA fragment that have right purity and appropriate size from soil were the precondition in soil microbial study on the molecular level, and the subsequent molecular biotechnology operations were all rely on these methods.
Key words: soil microorganism; diversity; DNA; extraction method
土壤微生物多樣性是生物多樣性研究的一個重要領域,是指其在遺傳、種類、結構與生態功能方面的變化,對指示土壤微生物群落的穩定性,在保持土壤質量和生態系統穩定性等方面具有重要意義[1],是當今國內外關注和研究的熱點問題之一。
長期以來,由于研究方法的限制,傳統的分離純化培養技術僅能獲得土壤中微生物總種群數的1%左右,而絕大部分微生物目前還不能獲得純培養[2],未能獲得純培養的微生物才是土壤微生物的主體,因此,有關微生物多樣性研究進展不大。
近年來,隨著分子生物學技術的發展和研究手段的更新,基于土壤微生物群落總DNA的現代微生物分子生態學研究方法避免了傳統分離培養方法的缺點,被廣泛應用于土壤微生物群落結構、功能以及動態監測研究[3]。因此作為微生物群落分子分析方法的基礎,最重要的一步就是從土壤樣品中盡量毫無偏差地提取出高質量的、具有代表性的微生物總基因組DNA。關于土壤微生物DNA提取方法的報道很多[4,5],然而這些方法主要側重于土壤中的細菌群落,很少關注土壤中真菌群落總基因組DNA的提取方法及其提取效果。另外,細胞裂解不完全、DNA分子吸附在樣品基質顆粒的表面、從樣品中同時提取了某些重要酶的活性抑制劑、DNA分子的損耗、降解和破壞等因素也影響著土壤微生物DNA提取的質量,因而提取土壤微生物總DNA在研究中尤為重要[6]。本文主要對DNA提取過程中的主要影響因素、現行各方法的優缺點以及存在的問題作一綜述。
1 基于DNA方法的土壤微生物多樣性研究現狀
傳統微生物學研究方法主要依賴于純培養技術和顯微鏡技術,對土壤微生物多樣性的描述與研究存在一定的局限性。20世紀中后期,隨著土壤微生物多樣性研究向多方面發展,人們嘗試著利用分析微生物細胞中某種指示成分,如磷脂脂肪酸(PLFA)來研究土壤微生物的種群組成,但是這些方法的缺陷是無法保證細胞中某種指示成分在土壤中的穩定性,并且如果某種微生物的PLFA是未知的,則該不可培養微生物仍難以鑒別[7,8]。
1980年,Torsvik等[9]首次建立了從土壤樣品中直接提取細菌DNA的方法,并于1990年將其成功應用于DNA雜交技術,研究發現1 g土壤中有4 000個以上不同的細菌種類,說明土壤中微生物多樣性是極其豐富的。后來研究者發現16S rDNA在原核微生物中普遍存在,并且含有相對保守和可變區域,在不同的個體間16S rDNA基因序列也不會進行基因交換,因此,每一種生物都有自己的獨特序列。1986年,Pace[3]第一次以16S rDNA為基礎確定環境樣品中的微生物,使人們對大量不可培養微生物群體有了全新的認識。此后,基于16S rDNA基因的指紋圖譜分析的現代分子生物學技術得到迅速發展,包括限制性片段長度多態性分析(RFLP)、隨機擴增DNA多態性分析(RAPD)、單鏈構象多態性分析(SSCP)、基因芯片(Microarray)、PCR-DGGE/TGGE 等,為全面揭示土壤微生物種群結構和遺傳多樣性提供了重要手段。其總的技術路線:分離微生物基因組DNA,用特異性引物擴增16S rRNA基因片段,再將該PCR擴增產物進行更深一步分析,從而可在種、屬的水平上研究不同生境中的微生物種群結構及其動態變化[10]。
2 土壤微生物總DNA的提取
從土壤樣品中提取DNA的方法大致可分為2類,即間接提取法和直接提取法。間接提取法首先是對土壤樣品進行反復懸浮和離心,去除土壤等雜質,提取土壤微生物細胞,再采用酶裂解細胞提取微生物總DNA。直接裂解法是不去除土壤等雜質,而是通過物理的、化學的、酶解等手段相結合,直接裂解土壤中的微生物細胞,使其釋放DNA,再進行提取和純化。但不論采用何種方法,都存在一定的缺陷,要想提取較完整的DNA需要具備以下幾個條件: ①土壤微生物能從土壤中充分釋放,尤其是那些緊緊吸附在土壤顆粒,甚至深藏于土壤微穴中的細菌等相對比較難分離的微生物。②對一些比較頑固的微生物,如革蘭氏陽性菌、孢子和小細菌的裂解,需要更劇烈的處理,而這又會造成對裂解敏感的細菌DNA折斷。③采集土壤樣品后應盡快提取DNA,因為土壤在4 ℃儲藏幾周就會造成大分子DNA的降解。
2.1 間接提取土壤微生物總DNA
Torsvik等[11]最先報道了從土壤中提取微生物DNA的間接法,包括以下4個步驟:①分散土壤;②土壤微生物的提?。ǚ蛛x細胞與土壤);③土壤微生物的純化;④細胞裂解及DNA純化。
2.1.1 土壤分散 土壤微生物一般與土壤顆粒結合,包藏在土壤團聚體內,因此,最大限度地分散土壤是從土壤中分離提取微生物的關鍵。通常采用物理或化學法,或是二者相結合以達到微生物與土粒分離的目的。常用的物理分散技術是使用玻璃珠與土壤懸液一起振蕩,或是使用韋林氏攪拌器(勻漿器、轉子混合器)攪拌分散,或是使用超聲波分散土壤團聚體等。而化學分散法是通過加入化學分散劑以達到促進微生物與土粒分離的目的。最常用的分散劑為0.2%焦磷酸鈉,其他還有Winogradsky鹽溶液、Tris緩沖液、生理鹽水、六偏磷酸鈉、膽酸鈉、脫氧膽酸鈉、純水等[26]。值得注意的是,為有效地分散土壤,分散劑的種類、濃度、加入量、機械作用(振蕩、攪拌和超聲波等)的方式、時間以及容器的大小等均應加以考慮。還可以將化學試劑與機械方法結合來懸浮土壤顆粒。研究發現Chelex100就是一種有效的土壤顆粒懸浮劑。各種分散方法分散效果不同,采用何種分散方法效果最佳目前尚無一致結論,而且防止細胞因物理、化學作用導致破裂提前釋放DNA很重要,處理不當會使DNA降解。常用分離提取土壤微生物的土壤分散方法列入表1。
2.1.2 土壤微生物的提取 土壤微生物的提取通常采用離心分離法,既要使微生物與土壤顆粒分離,又要保證基本不破壞微生物細胞。由于土壤中細菌的平均密度(1.1 μg/cm3)遠小于土壤礦物質的平均密度(2.6 μg/cm3),因此采用離心或淘選法可使細菌與土壤顆粒得到較好的分離。Hopkins等[17]采用密度逐級離心法分離出60%以上的土壤細菌。此外,也有學者提出用過濾法,即將土壤樣品分散處理后,經20 μm或30 μm微孔篩真空抽濾,其濾液中即可能含有絕大多數土壤細菌,此過程操作簡便,提取液中土壤殘留物少,易于純化。
由于土壤中的真菌、放線菌主要以菌絲的形態與土壤顆粒纏繞在一起以及細胞壁結構的特殊性,從土壤樣品中分離提取真菌放線菌要比提取單細胞的細菌相對困難。迄今為止,國內外有關分離提取真菌的研究文獻極少,且這些報道方法所提取的真菌菌絲只占真菌總生物量的極少部分。Vilarino等[21]在前人研究的基礎上提出了分離土壤真菌的原理:新鮮土壤經分散后,土壤懸浮液中的菌絲可附著在慢速轉動的銅絲(直徑150 μm)框上,洗脫后即得提取的土壤真菌。潘力等[22]以曲霉菌為例,采用微波處理菌絲并置于10× TE Buffer中即可得到DNA,建立了一種快速提取絲狀真菌DNA的實驗方法,為高通量快速篩選絲狀真菌轉化子奠定了基礎。吳敏娜等[23]以傳統土壤總DNA提取方法及純菌DNA提取方法為基礎,分別與蝸牛酶、纖維素酶進行組合、優化,得到7種不同的土壤真菌基因組DNA提取方法。分離提取土壤細菌和真菌的流程如圖1所示。
2.1.3 土壤微生物的純化 目前常用兩相分離技術對上述土壤微生物提取液進行純化。兩相分離技術最早為德國化學家Albertsson于20世紀50年代所建立,當時主要用于生物大分子的分離。近些年該技術廣泛應用于生物化學、細胞生物學和生物工程等領域,是一種分離、純化生物大分子、細胞、病毒的方法,該技術也逐步發展成為一種溫和的生物分離方法,相對于原始的純化手段具有過程簡單、純化時間較短等特點,應用領域廣泛[24]。關于其分離機制目前尚不完全清楚,有人認為其分離的原理主要取決于不同組分的親水性差異,也有人認為還與不同組分的電荷性質差異有關。當兩種互不相溶的聚合物以一定濃度溶于水中時,便可形成體積不同的兩相,被分離組分由于其與兩相的親和力不同,分別進入不同相從而達到分離的目的。目前應用最為廣泛的是PEG(聚乙二醇)/Dextran(葡聚糖)系統和PEG/無機鹽(磷酸鹽或硫酸鹽)系統。對于不同的兩相組分,分離時間不盡相同[25]。Smith等[19]研究了應用兩相分離技術從土壤中分離純化非菌絲體微生物的效果,發現經充分混合靜置一定時間后,即可形成上下兩層體積比約為4∶1的兩相分離系統,其中細菌主要富集在上層PEG相,土壤殘存顆粒將進入下層Dextran相,經4次提取純化,富集在上層PEG相的細菌總量約達加入兩相分離系統細菌總量的60%,而上層PEG相中的土壤礦質顆??偭績H占總加入量的4%以下。李妍等[26]用2%PEG+6%Dextran兩相分離技術(A2PP)純化細菌,測定細菌生物量,研究兩相分離技術在土壤微生物研究領域的可應用性,結果表明采用0.1%膽酸鈉、鈉型離子交換樹脂、玻璃珠與土壤一起在4 ℃下振蕩2 h,能較好地分散、純化土壤細菌。研究表明,兩相分離技術同樣有可能用于分離純化土壤真菌。
2.2 直接提取土壤微生物總DNA
現今的土壤細菌DNA直接提取法是在Ogram等[27]建立的方法基礎上發展起來的,主要包括兩個步驟:①原位細胞裂解;②DNA提取和純化。
2.2.1 原位細胞裂解 直接裂解土壤微生物細胞的方法包括:機械破碎法、化學法、酶解法及3種手段相結合。機械破碎法常用的有凍融法、微波、超聲波法和玻璃微珠震蕩法;化學法常用表面活性劑SDS和SarkosyI、熱酚、高鹽、異硫氰酸胍等;酶解法:裂解酶、溶菌酶、蛋白酶K、鏈霉蛋白酶等。其中溶菌酶不僅可處理革蘭氏陽性菌細胞壁,還可水解糖苷鍵和腐殖酸。2種或多種方法相結合對DNA的提取效果較好。王嘯波等[28]采用PBS緩沖液洗滌土壤樣品,結合SDS裂解微生物細胞的方法,同時提取2種土壤樣品的微生物DNA和RNA,結果表明該法提取的核酸不需要進一步處理,其純度就可以滿足后續的分子生物學試驗,從而避免了由于純化導致的核酸量的降低。熊開容等[29]采用凍融+玻璃珠+溶菌酶+SDS方法提取了活性污泥中微生物DNA,結果表明獲得的DNA適合于酶解和PCR擴增要求。
值得關注的是,土壤中微生物種類繁多,生理狀態不同,革蘭氏陽性和陰性細菌以及細菌與真菌的細胞壁結構和組成亦不相同。為了使提取的DNA具有代表性,就必須保證土壤樣品中所有微生物細胞裂解釋放出核酸,因此必須根據試驗的性質、要求選擇適當裂解方法。研究表明,基于SDS的高鹽提取法會對一些革蘭氏陽性細菌效果不好。張瑞福等[30]采用凍融+溶菌酶+SDS方法提取3種芽孢桿菌(G+)DNA,結果表明經凍融處理的霉狀芽孢桿菌均提取到了DNA,未經凍融處理的霉狀芽孢桿菌未提取到DNA,且凍融處理未對DNA造成大的剪切,提取的DN段還大于23.1 kb。張穎慧等[31]使用優化的CTAB法提取真菌基因組DNA。使用液氮凍融以及玻璃珠振蕩的方法代替了傳統的液氮研磨,實驗結果表明該方法所需菌體量少,且得到的基因組DNA比用傳統的CTAB法得到的基因組DNA產率高、純度好且步驟簡單,適用于一次微量提取多個樣品的基因組DNA,可用于大部分分子生物學基本實驗如PCR和DNA的酶切等。
2.2.2 DNA提取和純化 在已報道的DNA提取和純化方法中,通常采用飽和酚或氯仿和蛋白酶處理,去除DNA樣品中的蛋白質和部分RNA,然后對DNA進行抽提,再用乙醇、異丙醇或聚乙二醇(PEG)沉淀后,經羥基磷灰石柱或氯化銫密度梯度超速離心等進一步純化。其他純化方法有聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)法、色譜法、電泳法、透析和過濾法、試劑盒法等。
Lamontagne等[32]研究結果表明PVP能夠與腐殖酸結合,起到有效去除提取的DNA中腐殖酸雜質、提高DNA純度的作用。李靖宇等[33]采用氯化鈣-SDS-酶法對濕地土壤微生物DNA進行提取,結果表明該方法能高效去除濕地土壤腐殖酸,純度較高,能直接滿足PCR擴增。李鈞敏等[34]用含PVPP的緩沖液預洗DNA樣品,然后添加CaCl2和牛血清白蛋白可去除其中的腐殖酸,用PEG8000沉淀DNA,可提高DNA質量,并證實這是一種簡便有效可直接應用于PCR分析的土壤微生物總DNA的提取方法。蔡劉體等[35]采用 SDS-CTAB法提取煙草病圃土壤微生物總DNA,該方法既可達到裂解效果,還有助于去除腐殖酸,有利于提高所提取DNA 的質量。吳紅萍等[36]采用酚氯仿和柱式腐殖酸去除劑對粗提取的土壤微生物DNA進行純化后,可用于PCR擴增,并以細菌16S rDNA基因引物可擴增到相應的片段。朱立成等[37]采用直接法提取土壤微生物總DNA,然后用Sephadex G-200凝膠離心層析法純化,可得到純度較高的DNA。段學軍等[38]采用稀釋模板及巢式PCR法很好地解決了在DNA提取純化過程中不能完全去除腐殖質的問題。滕應等[39]將BIO101 Systems公司研制的FastPrep多試管核酸提取系統與相應的Fast DNA SPINKit for Soil試劑盒聯用,有效地提取了重金屬復合污染的農田土壤微生物總DNA。
沒有哪種單一的純化步驟可以除去所有污染物,故許多研究者已經將幾種純化步驟結合起來以期獲得最好的純化效果。Smalla等[40]將粗提的DNA進行3步純化:①氯化銫密度梯度超速離心純化;②醋酸鉀沉淀;③Geneclean純化。發現經前2步純化的DNA通過稀釋即可部分被限制性酶切和擴增,但如不經稀釋而進行限制酶切和擴增,則必需進行最后一步純化。
2.2.3 直接法和間接法的比較 研究表明,直接法獲得的DNA較多,但不易去除抑制劑,間接法提取的DNA只占直接法的1/10,但分離的DNA純度較高,而且間接法得到的細菌量只占總菌群的25%~50%,直接法提得的DNA卻可以超過細菌總DNA的60%。因此,要想獲得大量DNA,選擇直接法較好,當所需DNA量不大,而且要排除真核或胞外DNA污染時,可用間接提取法。
直接提取對某些特定樣品用特定的操作方法能獲得較高的提取效率,但是對有些生物量不高的樣品則很難得到足夠的環境總DNA用于后續操作,適合在樣品生物量較大但采樣量不大的情況下采用。間接提取在提取效率上遠小于直接提取,但用間接提取法所得到的環境總DNA純度較高,所有樣品能直接用于PCR擴增,并且能更好地體現樣品中微生物的多樣性,適用于有大量樣品的情況。
2.3 DNA的純度和濃度測定
DNA在260 nm處有吸收峰,腐殖酸在230 nm處有吸收峰,計算OD230/OD260(腐殖酸/DNA)的比值可以確定所提DNA中腐殖酸的污染程度。一般情況下OD230/OD260比值應在0.4~0.5之間為好, OD230/OD260比值越高,腐殖酸污染越嚴重。蛋白質在280 nm處有吸收峰,因此OD260/OD280比值經常被用來指示DNA中蛋白質的污染程度,當OD260/OD280比值為1.8~2.2時,DNA較純,當受蛋白質或其他雜質污染時,OD260/OD280值則較低[41]。此外,還可采用PCR擴增檢測DNA的純化質量,所用擴增引物見文獻[42]。
提取的DNA濃度也可根據測定的OD260值計算,根據公式[dsDNA]=50×OD260×稀釋倍數,計算DNA的濃度(μg/mL),換算出每克干土提取DNA的量[43];還可采用DyNA Quant 200熒光儀對純化后DNA的濃度進行測定[28]。
3 影響土壤微生物總DNA提取的因子
土壤成分復雜,含有大量的有機及無機等多種生物活性抑制物,如腐殖酸、多酚類化合物、重金屬等,它們的存在可能影響土壤DNA的提取質量,抑制DNA聚合酶的活性從而影響土壤微生物多樣性的分析。研究發現,腐殖酸是土壤DNA提取過程中極難去除的污染物,由于它的分子大小和理化性質與DNA相似,過分注重腐殖酸的去除,勢必會造成DNA的大量損失,因此腐殖酸的有效去除是土壤DNA提取的難點所在。
各種土壤類型、質地和成分的差異,都會影響土壤微生物DNA的提取效果。Zhou等[44]用SDS-CTAB法從8種土壤(包括沃土、沙沃土和沙黏土,其中黏土含量為5%~31%不等)中提取DNA,平均獲得DNA的量為0.5~26.9 μg/g,并發現獲得的DNA量與土壤的有機磷含量有明顯的正相關關系。另外,研究也發現,土壤中細菌的裂解效率與其中黏粒的含量呈明顯的負相關。土壤中各粒級顆粒對細菌的吸附量從大到小的順序為:黏粒、粉粒、細沙粒、粗沙粒,其中黏粒是粉粒的3.7~4.9倍、細沙粒的44.3~89.2倍、粗沙粒的262.0~799.0倍,細菌在粒徑不同的土壤顆粒表面的最大與最小吸附量分別相差389.0和857.0倍,去有機質土壤顆粒對細菌吸附親和力較含有機質土壤顆粒的大[45]。因此,不同的土壤適合于不同的DNA提取方法,在土壤DNA提取過程中,應針對土壤類別選取合適的提取方法,以便進行后續研究。
4 小結
從土壤微生物群體基因組的角度研究其多樣性及功能是可行的方法,并受到廣泛的關注[46]。因而越過分離培養的步驟,直接從土壤中獲得總DNA以分析土壤微生態群落結構,關鍵是如何盡可能全面地提取土壤中微生物的總DNA。土壤本身成分復雜,有許多物質難以預料,對提取較好質量的DNA提出了很高的要求。因此建立一種簡單有效的提取方法顯得非常重要。
間接法提取的微生物DNA純度較高,提取的種類和數量較少;直接提取法直接在土壤中裂解細胞,使其中內含物盡可能地釋放,能夠代表大部分的土壤微生物,但土壤中所含物質種類較復雜,所以提取的DNA質量受到很大的影響,需要進一步純化,而這些處理往往造成部分DNA的喪失,可能使在土壤中本身存在量較少的種類喪失或檢測不到,影響到土壤微生物多樣性的分析。最近,Milko等[47]發現一種Taq DNA聚合酶基因突變型可增加對腐殖酸等PCR抑制物的抗性,不需要對基因組DNA進行純化就可以進行后續的分子生物學分析,因此具有廣泛的應用前景。
絕大多數直接提取法提取的DN段長度不會超過23 kb,而DNA的某些用途如宏基因組文庫構建,需要大片段的DNA,直接提取法對此幾乎無能為力。
在DNA提取產率高即表示其所代表的微生物多樣性高的前提下,DNA直接提取法被認為是較好的方法并被廣泛應用[48]。但近年來有研究表明DNA提取的產率高不等同于微生物的多樣性高,間接提取法又再次被提出并用于相關研究[49]。這就要求在選擇提取方法時不僅要試用直接提取和間接提取這兩類方法,而且在每類方法中也要試用不同的處理組合方式,以使后續操作能順利進行,并得到準確可信的研究結果。
評價一種土壤微生物DNA提取方法是否有效,除了通常要求的提取片段無降解且比較完整外,還需要能夠有效去除土壤中大量存在的影響后續實驗的物質,如腐殖酸、腐殖酸似物、酚類化合物、重金屬離子等;能在單位樣本量中比較徹底地提取出微生物DNA;提取方法應具有普適性,對土壤中大多數微生物能夠有效等[50],且提取的DNA能更好地代表土壤微生物的真實性和異質性。
5 展望
目前,國內外對土壤微生物總DNA提取方法的報道很多,但每一種方法都存在一定的缺陷。因此,從土壤樣品中提取DNA還沒有通用的最佳方案,需要根據具體的土壤特點、實驗室條件和實驗目的而定。在提取過程中還要兼顧實驗操作是否簡便,方法是否經濟以及樣品量是否充足。另外,將現代分子生物學技術與傳統微生物研究方法結合起來,才能更全面地認識和理解土壤微生物群落多樣性及其相應的生態功能。
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篇3
關鍵詞:不同地區;蘋果樹; 粘木;砧木;微生物
中圖分類號:S641.3 文獻標識碼:A
1 采樣與方法
1.1試驗材料與處理
本文通過對不同地區的蘋果園區的砧木種子為試驗材料,采用盆栽的方法,將各個地區的砧木種子播撒到盆中,連續培養,直至長勢基本相同,在試驗中,要保證試驗的蘋果植株是無病蟲、健康的植株。于2012年7月,用無菌實驗袋采集蘋果樹的砧木和周邊的混合土壤,送到實驗室測定。
1.2測定方法
1.2.1土壤微生物數量的測定
取一定重量的土壤,稱取1g,置于100mL無菌水中,充分振蕩,然后離心,取上清液,就得到土壤浸出液(可以看做土壤中的微生物全部轉移至水中)。然后做梯度稀釋,取一定稀釋度的溶液,涂平板,培養后數菌落數,然后乘上稀釋倍數。
1.2.2土壤中有機質的測量方法
1.2.2.1測試時稱取0.5g風干的土樣(長期潮濕的土常含有較多的還原性物質,會干擾測定結果,必須充分風干,使它氧化后才能測定)放入試管中,加入2.5mL0.167mol/L重鉻酸鉀溶液振蕩,再迅速加入5mL濃硫酸,振蕩一分鐘再靜置半小時。用滴管吸取5滴上層清液,加入比色瓷板孔穴中,加2滴蒸餾水,攪勻,跟標準溶液制成的標準色階比色,記下比色讀數。
1.2.2.2滴定法稱取研細的風干土樣0.5g,放入干燥的硬質試管中,加入硫酸銀0.1g,用移液管加入5mL0.067mol/L重鉻酸鉀溶液,再緩慢加入5mL濃硫酸,并不斷攪拌。在酒精燈上加熱這溶液,使它沸騰。為了防止管內液體飛濺,加熱時在試管口上套一支小漏斗,當試管內液體開始冒出白煙時停止加熱。冷卻后,將試管中的液體全部移入錐形瓶內,稀釋到50mL左右。
1.3分析方法
實驗結果用Excel 2007進行分析,用統計軟件SPSS19.0進行相關性分析和聚類分析。聚類分析法先把各個分類對象單獨視為一類,然后根據距離最小的原則,依次選出一對分類對象,并成新類。如果其中一個分類對象已歸于一類,則把另一個也歸入該類;如果一對分類對象正好屬于已歸的兩類,則把這兩類并為一類。每一次歸并,都劃去該對象所在的列與列序相同的行。經過m-1次就可以把全部分類對象歸為一類,這樣就可以根據歸并的先后順序做出聚類譜系圖。
2 結果與分析
2.1蘋果園中土壤微生物的分布情況
影響當地蘋果園中土壤微生物的非人為因素有:環境及其蘋果樹的栽培管理,這些自然影響因素對微生物的繁殖和生長有重要的影響,這就導致了這些不同蘋果樹園區中的土壤微生物會存在顯著性差異。而反映這些土壤微生物的主要是放線菌,細菌和真菌等。這些微生物反過來也會影響土壤中的肥性。
2.2不同蘋果砧木根際土壤微生物數量
土壤微生物是指生活在土壤中的微生物。一般包括細菌、放線菌、真菌、藻類、原生動物、病毒及類病毒。其個體微小,一般以μm或nm來計算,通常1g土壤中有106~109個,其種類和數量隨成土環境及其土層深度的不同而變化。它們在土壤中進行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等過程,促進土壤有機質的分解和養分的轉化。
2.3土壤中微生物與有機質之間的關系
土壤有機質是土壤中形成的和外部加入的所有動、植物殘體不同分解階段的各種產物和合成產物的總稱。土壤有機質是土壤固相部分的重要組成成分,盡管土壤有機質的含量只占土壤總量的很小一部分,但它對土壤形成、土壤肥力、環境保護及農林業可持續發展等方面都有著極其重要作用的意義。研究結果表明:在有機質含量高的地區,微生物的生物數越高,也就是活性越高,在有機質含量達到35kg/L的蘋果園區中,土壤微生物與有機質的相關性的在0.84~0.92之間;在有機質含量為10kg/L的蘋果園區中,土壤微生物與有機質的相關性的在0.64~0.82之間。
2.4蘋果園中土壤微生物的聚類分析
蘋果是一種多年生植物,容易受到小氣候環境的影響,區域內的蘋果園受到區域內微生物的影響,因此在蘋果園中的土壤類型的微生物有明顯的差別。本文中用聚類分析的方法,對6個進行聚類分析,將6個地區分為3類:山東,河南;遼寧,黑龍江;新疆,寧夏。這一研究結果符合我國的氣候分布標準。
3 結論
3.1不同地區 蘋果砧木中的土壤微生物數量是不相同的,在蘋果樹這個生態系統中,蘋果樹與土壤微生物相互影響,在有機質含量高的土壤中,有機質與土壤微生物的相關性更高的。
3.2聚類分析 將地區分為3類:山東,河南;遼寧,黑龍江;新疆,寧夏。
參考文獻
篇4
【摘要】隨著分子生物學、基因組學和生物信息學的發展,微生物的分子水平上的研究也取得了快速發展,與其他方法相比,其靈敏度高、可重復好和可靠性好,是目前應用最廣泛的方法之一。
【關鍵詞】分子生物學;技術;腸道微生物
【中圖分類號】R446.5【文獻標識碼】A【文章編號】1005-1074(2009)04-0032-01
人體腸道中寄生著種類繁多和數量巨大的微生物,構成了腸道微生態體系。這正常情況下,這些微生物對機體無害,或有利于機體的健康,為正常菌群。正常菌群參與宿主對營養素的消化、吸收與合成;刺激其免疫機制。這種與宿主的腸道相互依存又相互影響的關系形成了動態的微生物平衡[1]。微生物學研究表明,環境條件的輕微變化,均可導致機體微生態系統的變化,造成菌群的失調,對宿主的腸道功能產生不良影響[2]。腸道微生態的破壞,還可引起內外源性感染,干擾機體營養代謝和免疫功能,甚至嚴重影響機體健康,導致一系列疾病的發生。隨著分子生物學、基因組學和生物信息學的發展,微生物的分子水平上的研究也取得了快速發展,與其他方法相比,其靈敏度高、可重復好和可靠性好,是目前應用最廣泛的方法之一。
1腸道微生物總DNA的提取
腸道微生物總DNA的提取是研究胃腸道微生態系統的基礎,只有獲得盡可能完整的DNA模板才能為后續分析提供可信性。目前獲得腸道菌群總DNA的方法主要有酚/氯仿抽提法、Chelex-100煮沸法、GuSCN/silica法,以及近年來一些大型公司推出的商業試劑盒。酚/氯仿抽提法間接從樣品中獲取基因組DNA是實驗室常用提取細菌DNA的方法,金晶等[3]通過對酚/氯仿法提取腸道微生物總DNA進行優化,得到了基本完整的基因組DNA.這一經典的技術由于其操作過程不需要特殊的儀器設備,得到的DNA純度相對較高,被廣泛的應用。
2腸道微生物基因片段獲取
Sharles等于1990年在E.Coli基因組中發現的一種基因間重復保守序列,大小約為126bp。1991年,Hulton等在Salmonella typhimurium,Yersinia pseudo- tuberculosis,Klebsiella pneumoniae和Vibrio cholerae中也發現這種高度保守的重復序列,由于該序列主要存在與腸桿菌科,故稱之為腸桿菌基因間的重復共有序列(Enterobacterial repetitive intergenic,ERIC)。Versalovic等認為ERIC-PCR擴增的是兩個相鄰的ERIC保守序列之間的區域,由于不同的細菌基因組上的ERIC重復序列的數目和分布不同,從而得到由一系列大小不同片段組成的DNA指紋圖譜不同地域和不同年代的同一株菌其指紋圖譜一樣,不同的方法提取基因組DNA,圖譜具有良好的可重復性。潘莉等[4]為了了解以糞檢有無白細胞區分的兩類腹瀉兒童腸道菌群結構的特征及其與健康兒童的差別,應用ERIC-PCR對其腸道微生物總DNA進行擴增,結果分析發現了一段與腹瀉相關的未知基因序列。在檢測運動員不同訓練強度下腸道菌群結果變化ERIC-PCR也能取得很好的結果[5]。
3DNA遺傳指紋圖譜技術分析
3.1變性梯度凝膠電泳和溫度梯度凝膠電泳變性梯度凝膠電泳(Denaturing GradientGel Electrophoresis,DGGE)是由Fisher和Lerman發明用于檢測DNA突變的技術,其原理是利用長度相同的雙鏈DN段解鏈溫度的不同,通過梯度變性膠將DN段分離開來。DGGE可以用來檢測除最高溫度解鏈區域以外的所有發生單個堿基變化的DN段。另一個基于相似原理的技術,稱為溫度梯度凝膠電泳(Temperature Gradient Gel Electrophoresis,TGGE),與DGGE的不同之處在于不是變性劑呈現線性梯度,而是溫度呈現線性梯度,使得不同的核酸序列停留在凝膠的不同位置從而得以分離。該技術很突出的優點:可以分離具有細微差異的基因組片段;從凝膠中切下譜帶,然后測序分析來揭示群落成員系統發育的從屬關系,檢測出特異細菌種群的存在;具有同時檢測多個樣品,可以對不同樣品進行比較。
3.2限制性片段長度多態性限制性片段長度多態性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)技術于1980年由人類遺傳學家Bostein提出。該技術是利用限制性內切酶能識別DNA 分子的特異序列,并在特定序列處切開DNA分子,即產生不同長度大小、不同數量的限制性酶切片段,于是電泳圖譜呈現多態性。末端限制性片段長度多態性分析(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphisn,T-RFLP)與RFLP相似,只是在 PCR 引物末端標記熒光,擴增的基因片段被限制性內切酶消化后,那些帶有熒光標記的末端限制性片段就可在DNA測序儀上檢測出來。Cecilia等[6]利用T-RFLP技術分析抗生素治療和服用益生菌產品對人類腸道微生物區系的影響,結果表明T-RFLP技術易于監控部分優勢菌群,但是利用培養技術卻很實現對它們的監控。
3.3分子雜交技術-熒光原位雜交熒光原位雜交(Fluorescence In Situ Hybridization, FISH)是在 20 世紀80 年代末在放射性原位雜交技術的基礎上發展起來的一種非放射性分子細胞遺傳技術,以熒光標記取代同位素標記而形成的一種新的原位雜交方法?;驹硎牵喝绻粰z測的細菌基因組DNA纖維切片上的靶 DNA與所用的核酸探針是同源互補的,即可形成靶DNA與核酸探針的雜交體。將核酸探針的某一種核苷酸標記上報告分子如生物素、地高辛,經熒光檢測體系在鏡下對待測DNA進行定性、定量或相對定位分析。該法具有安全、快速、靈敏度高、探針能長期保存、能同時顯示多種顏色等優點。人體腸道微生態系統的動態平衡對生理、健康有著重要作用,分子生物學技術的快速發展使研究人體腸道微生物各種群的數量、結構及動態變化更為直接和精確。當然,分子生物學技術人目前尚有一些缺陷,在與傳統的培養鑒定方法方法結合使用,將能夠在人體胃腸道復雜的微生物生態研究中發揮重要的作用。
參考文獻
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篇5
[關鍵詞] 九頂山自然保護區 哺乳動物資源 區系
[中圖分類號] Q958 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2013)09-0045-01
四川九頂山省級自然保護區是以大熊貓為主要保護對象的野生動物類型的自然保護區,位于什邡市的紅白鎮、綿竹市的清平鄉、天池鄉和九龍鄉境內。該保護區是岷山山系動植物基因交流的關鍵交流帶,是大熊貓岷山B種流的重要樞紐,是世界上27個生物多樣性熱點關注地點之一。有動物化石之稱的國寶大熊貓和植物化石之稱的珙桐、銀杏等300多種動物和3000多種植物,可謂地史奇觀的自然博物館,不僅具有極強的旅游觀光價值,而且還有極高的科學與審美價值。為了搞清區內資源,科學地保護與利用提供基礎資料,我們從2006~2011年對保護區內的哺乳動物資源進行了多次調查,基本摸清了保護區野生哺乳動物多樣性情況,總結如下。
一、自然環境
四川九頂山省級自然保護區位于四川盆地西北部(103°45~104°15′′E,3l°23 ~3l°42′N),青藏高原東緣,行政區劃在四川省綿竹市與什邡市境內,主峰為獅子王峰,海拔4989m,相對高差4289m,面積615km2;該地屬于屬亞熱帶濕潤季風氣候,年均溫6.8~15℃,≥10℃的積溫2400~4500℃,無霜期110~170d,年均降雨量1300mm以上;土壤類型隨海拔高度、地形、坡度、水文和植被類型的變化,由山基到山頂依次為山地黃壤(H
在地形地貌上受強烈褶皺和斷裂影響,造就了九頂山獨特、復雜、多變的奇峰、怪洞、深峽,山體破碎,奇峰突起,巖斷峽險、溝狹谷窄,保護區山地由西北向東南逐漸下降,依次形成高山、中山和低山,山體海拔3000m以上,3500m以上的山峰有100余座,4000m以上的山峰有40余座,4500m以上的山峰有14座。河流比降大,坡度多在46°以上,東南部較低,海拔由3000m降至1000m以下[5]。
二、調查方法
大中型哺乳動物采用樣線法和訪問法,在樣線上所見的動物實體、足跡、食跡、糞便、窩(臥)穴、毛發、尸體、頭骨等進行分類鑒定并記錄,最后做歸類統計。訪問法我們主要是通過訪問一些對哺乳動物識別、鑒定有一定經驗的人,訪問對象多是一些以前的老獵人及保護區內經常巡山護林的人。對小型哺乳動物的調查采用鋏日法,每隔5m下鋏,行距20~30m,對翼手類的調查則采用網捕法。
三、調查結果
1.物種組成
根據野外調查,結合歷史文獻[6-8],保護區共有哺乳動物82種,隸屬7目23科。由表可以看出,本區哺乳動物種類最多的是嚙齒目,有23種;其次是食蟲目,有15種。
2.區系組成
從區系構成上看,在保護區82種哺乳動物中,東洋界種類有62種,約占76%;古北界14種,占17%;不易分類的廣布種有6種,占7%??梢?,以東洋界種類占優勢。根據張榮祖(中國動物地理,1999)對動物分布型的劃分,在保護區的哺乳動物中屬于全北型的有赤狐、狼2種;屬于古北型的有野豬、中麝、伏翼、水獺、狗獾、黃鼬、黑線姬鼠、褐家鼠和小家鼠等9種;屬于高地型的有巖羊、馬麝、間顱鼠兔等3種。在東洋界哺乳動物中,屬于喜馬拉雅-橫斷山區型有16種,分別是大耳蝠、扭角羚、西南絨鼠、大耳姬鼠、復齒鼯鼠、小熊貓、大熊貓、蹼麝、峨眉鼴、少齒鼴、長尾、大長尾、山地紋背、紋背、金絲猴和藏鼠兔等。季風型4種,它們是斑羚、黑熊、金管鼻蝠和東方蝙蝠。南中國型區內有16種動物分布,它們是中國猬、長吻鼴、四川短尾、喜馬拉雅水、川西長尾、灰麝、小菊頭蝠、爪洼伏翼、鼬獾、林麝、小麂、毛冠鹿、珀氏長吻松鼠、龍姬鼠、高山姬鼠和黑腹絨鼠等。東洋型27種,其主要種類有大蹄蝠、大耳菊頭蝠、皮氏菊頭蝠、角菊頭蝠、亞洲寬耳蝠、獼猴、藏酋猴、豺、黃喉貂、豬獾、大靈貓、小靈貓、花面貍、豹貓、金貓、云豹、鬣羚、隱紋花鼠、大足鼠、針毛鼠、小泡巨鼠、黃胸鼠、社鼠、川西白腹鼠、安氏白腹鼠、普通竹鼠和豪豬等。廣布種有北小麝、豹、羅氏鼢鼠、草兔和巖松鼠等5種。
3.空間分布
保護區為典型的高山峽谷地形,山勢極其陡峭,區內降水充沛,植物生長茂盛,適于靈長目動物和有蹄類動物生活。調查中發現,即便是在人類活動頻繁的礦區,白天仍可見多群藏酋猴種群活動。有蹄類的斑羚和鬣羚分布廣泛。從小型哺乳動物種類調查情況下,在海拔900~1800m范圍內,社鼠是嚙齒類動物中的常見種,在海拔1800~3000m范圍內,龍姬鼠是嚙齒類動物中的常見種。在海拔900~2000m范圍內,食蟲類動物以四川短尾最為常見。從大型哺乳動物的垂直分布上看,在2000m以下,以藏酋猴、小麂、毛冠鹿較常見,2000~3000m,以斑羚、鬣羚、黑熊、扭角羚較常見,3000m以上黃鼬、豹貓相對易見??傮w而言,除藏酋猴、斑羚和鬣羚較容易遇見外,大多數動物在保護區內還是不易發現。
4.珍稀種類
保護區有國家I、Ⅱ級保護哺乳動物20種,占保護區哺乳動物種類的24.4%,所占比例較高,說明保護區哺乳動物種類珍稀性突出,保護價值大。其中有7種為國家I級保護哺乳動物,他們是大熊貓、金絲猴、林麝、馬麝、扭角羚、豹和云豹。國家Ⅱ級保護哺乳動物有13種,包括藏酋猴、獼猴、豺、小熊貓、黑熊、小靈貓、水獺、黃喉貂、大靈貓、金貓、巖羊、鬣羚和斑羚。這些種類中,鬣羚、斑羚、藏酋猴、獼猴等種數量較大。
保護區有29種哺乳動物為我國特產或主要分布于我國(張榮祖,1999),約占保護區哺乳動物總數的35.4%。其中有18種是我國特產,它們是峨眉鼴、少齒鼴、紋背、川西長尾、藏酋猴、金絲猴、大熊貓、林麝、馬麝、小麂、巖松鼠、復齒鼯鼠、大耳姬鼠、高山姬鼠、川西白腹鼠、西南絨鼠、羅氏鼢鼠和藏鼠兔。主要分布于我國的有中國猬、山地紋背、小熊貓、毛冠鹿、鬣羚、扭角羚、巖羊、珀氏長吻松鼠、龍姬鼠、黑腹絨鼠、間顱鼠兔等11種。
四、討論
從上面的統計可知,四川九頂山省級自然保護區82種哺乳動物是以東洋型為主,占哺乳動物總數的32.9%;其次是喜馬拉雅―橫斷山區型和南中國型,均占19.5%;古北界的古北型,占11.0%。區內動物分布的這種區系特點和保護區所處的特殊地位及南北動物演化歷史都是相關的。在動物地理區劃上,九頂山自然保護區屬于東洋界―西南區―西南山地亞區,區內食蟲類種類繁多,說明了九頂山自然保護區在物種保護上的重要作用。
參考文獻
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篇6
摘要:生物多樣性是人類賴以生存的物質基礎,如何更好地保護生物多樣性,實現人類社會與自然生態環境和諧發展已成為當今社會面臨的重大議題。本文論述了我國生物多樣性保護中存在的主要問題,提出環境善治是生物多樣性破壞區域恢復和保護的有效模式,并進一步指出,生物多樣性保護政策創制、生態系統與生物多樣性經濟學(TEEB)主流化、生物多樣性保護的技術創新和以多元文化為基礎的傳統生態自然觀是環境善治的有效途徑。
關鍵詞 :環境善治;生物多樣性保護;TEEB;傳統生態自然觀
生物多樣性是地球生態系統不斷演化的結果,生物多樣性是人類賴以生存和發展的物質基礎,它不僅給人類提供了豐富的食物、藥物資源,而且在保持土壤、調節氣候、維持自然平衡等方面起著不可替代的作用,是人類社會可持續發展的生存支持系統。近年來,隨著人類活動的不斷增強,地表環境的破壞越來越嚴重,很多動物、植物賴以生存的環境遭到嚴重的破壞,導致大量物種滅絕,生物多樣性的保護刻不容緩。我國生物多樣性現狀
生物多樣性(Biological diversity/Biodiversity)是生物及其與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的總和,包括數以百萬計的動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與其生存環境形成的復雜的生態系統,是生命系統的基本特征。生物多樣性是一個總的概念,具體包括物種多樣性、生態系統多樣性和遺傳多樣性,有的學者也將景觀多樣性作為生物多樣性的一部分。中國是生物多樣性特別豐富的國家之一。據統計,中國的生物多樣性居世界第八位,北半球第一位。同時,中國又是生物多樣性受到威脅最嚴重的國家之一。中國的原始森林長期受到亂砍濫伐、毀林開荒等人為活動的影響,其面積以每年5000平方千米的速度減少;草原由于超載過牧、毀草開荒的影響,退化面積達870000平方千米。生態系統的大面積破壞和退化,不僅表現在總面積的減少,更為嚴重的是其結構和功能的降低或喪失使生存其中的許多物種已變成瀕危種和受威脅種。高等植物中有4000~5000種受到威脅,占總種數的15%~20%。在《瀕危野生動植物種國際貿易公約》列出的640個世界性瀕危物種中,中國就占156種,約為總數的1/4,形勢十分嚴峻。生物多樣性中最為重要的是物種多樣性,它使每個物種在系統中不至于滅絕,是生物多樣性研究和保護的重點,每個生物都處于一條生物鏈的某一層次,每一種物種的絕跡,都預示著很多物種即將面臨消亡。
我國傳統的保護生物多樣性的方法就是“堡壘式”保護,即在生態環境脆弱地帶建立自然保護區,由政府劃定保護范圍,在保護區內完全禁止人類活動。后來對于保護區的劃定有所發展,劃定了核心區、緩沖區和實驗區,這在一定程度上將保護區對人類開放,但是普通民眾仍然沒有參與到生物多樣性的保護中來。直到20世紀90年代后期,可持續發展思想的注入,以及國際機構(如世界銀行)等開始關注我國的生物多樣性保護問題,在生物多樣性保護與社區發展方面開始了諸多的嘗試,并取得了一些成果。
之后,隨著城市化進程的加快,城市規劃在城市建設中顯得尤為重要,生物多樣性規劃也被提上日程,作為城市規劃的一部分,包括省、市、縣3級保護規劃。同時,景觀生態學被引人生物多樣性的范疇之內,從基質、斑塊、廊道等景觀生態學的觀點出發,提出生物多樣性保護還應考慮它所在的生態系統及有關生態過程,應著眼于區域、大陸尺度的生態網絡,生態網絡的建立將非常有利于物種多樣性的保護,尤其是較為脆弱的物種。
我國生物多樣性保護存在的主要問題
我國生物多樣性保護存在的問題主要可以歸為四個方面:管理體制方面、經濟學方面、生物多樣性保護技術路徑方面和傳統環保文化方面。
管理體制層面:一是我國生物多樣性保護存在.“多龍治水”的問題,“多部門”管理,“多法律”規定,保護行政管理部門與資源經營部門重疊,這種多樣的“雙重”身份造成了行政主權的混亂與錯位,增加了我國生物多樣性保護的難度。二是與生物多樣性保護相關的政策不完善。我國的法律體系采用的是稀缺價值論與生物資源的可再生論,忽略了生態因素的交互作用,存在由于對外部經濟認識不足導致的價值實現方式的設計缺陷。因此,生物多樣性保護的制度設計還有待于進一步完善和細化。三是生計與生態割裂也是造成生物多樣性保護困難的一個主要原因,很多保護區的破壞主要是由于當地社區居民的偷獵、過度使用資源造成的,而當地居民的這種行為最原始的驅動力就是貧困,貧困往往是生物多樣性遭受破壞的外部驅動力,導致“貧困生物多樣性破壞一災害頻發”的惡性循環的加劇。而我國環保部門、扶貧部門及災害管理部門“各司其職”,造成了資源的浪費,很多資源不能整合,使生計改善與生物多樣性保護割裂。自然保護與生計沖突是生物多樣性保護中較為突出的問題。傳統的建立自然保護區的方法,很少考慮當地社區居民的利益和發展要求,社區居民利益的受損將居民和保護區推到了對立面上,導致矛盾激化,其結果往往是保護代價高,而保護的收效甚微。
經濟學層面:主要缺乏對生態系統和生物多樣性經濟價值的科學評估、獨立評估,缺乏系統的評估體系和評估指標,導致決策層、管理部門、企業、媒體和公眾等利益相關群體對生物多樣性的經濟價值缺乏科學認識,進而不能科學分析自然資本、生物多樣性的效益與經濟部門之間的關系,導致生物多樣保護的投資力度與當地經濟發展不協調。
生物多樣性保護技術層面:我國關于生物多樣性保護的研究仍十分欠缺,研究體系單一,其研究的主體仍然是保護區管理部門的技術人員、與生物多樣性相關的研究部門,缺乏社區、企業、NGO的合作與參與,國際合作的領域有限,導致理論研究較強,可操作、可示范的模式少。而一些環境NGO和國際機構通過長期的實踐取得的富有成效的保護技術,因缺乏與政府的協調溝通而得不到生物多樣性保護部門的采納推廣。
傳統環保文化層面:我國是一個多元化、多民族的國家,絕大部分民族都具有豐富的環保文化。南方少數民族的自然崇拜、北方少數民族對自然的敬畏、穆斯林民族的傳統生態自然觀對保護自然生態和生物多樣性均發揮了非常積極,甚至不可替代的作用。傳統環保文化無疑對生物多樣性保護具有舉足輕重的作用。但隨著主流化的進程和傳統環保文化傳承面臨的挑戰,生物多樣性保護受到了日益嚴峻的威脅。
綜上所述,生物多樣性的保護面臨四個層面的挑戰,而要應對這些挑戰,環境善治理念的采納和普及應用是最佳選擇之一。以環境“善治”理念為基礎的生物多樣性保護途徑
環境善治(Good Environment Governance)的提出是建立在對市場和政府角色重新認識的新的治理理念基礎上的?!吧浦巍钡谋举|是政府與公民間積極而有成效的互動與合作。環境善治包括環境制度創新、市場機制運用、科技進步、能力建設、政府與NGO、社區和企業的合作以及全球環境治理各個方面。
要解決我國生物多樣性破壞區域的修復及保護面臨的上述問題需采取如下措施。
生物多樣性保護政策創制
政策支持是生物多樣性保護的根本保證,聯合國《生物多樣性保護公約》之后,中國成為國際《生物多樣性保護公約》簽約國以來,制定通過了《中國生物多樣性保護行動計劃》、《中國生物多樣性國情報告》、《全國生態環境建設規劃》、《全國生態功能區規劃》和《全國生態脆弱區保護規劃綱要》等相關政策文件,并把《生物多樣性與優化生態環境的可持續性研究》列為《國家重點基礎研究發展規劃》。但這些國家層面的政策在省及省級以下行政區域缺乏對政策的細化,許多政策的執行缺乏財政部門的財力支撐。例如,野生動物破壞莊稼的賠償制度在絕大部分保護區得不到執行。這種缺乏跨部門合作的政策急需創制革新,需要打破管理部門之間的壁壘,統籌管理權限至權威部門,廢除“九龍治水”,提高環保部及其直屬系統的執法權威和財務運作能力。除了國家重大的法律支撐外,生物多樣性保護還應出臺具體制度:如自然資源產權制度,自然資源價格制度,生態環境稅收制度,公眾參與制度,生態補償制度,跨部門合作制度,傳承少數民族傳統環保文化制度,政府官員的環境績效考核制度,政府與社區、環境NGO和企業的合作機制,政府購買環境NGO服務機制,生態移民政策,“生態民”政策,以及符合當地社會經濟條件的磋商機制等。這些重大制度的確立及執行需要跨部門合作、利益楣關群體參與,并要避免“精英決策”或領導決策模式,而要充分發揮公眾參與的理性決策模式。否則,缺乏操作性的政策其執行力將大大減弱。如盡管生態補償政策的討論已經持續了20年左右,但到目前還不能得到有效而全面執行。這說明生物多樣性保護機制的確立和有效執行面臨的挑戰和風險是巨大的,迫切需要政策創制來應對挑戰、預防風險。
生態系統與生物多樣性經濟學(TEEB)主流化
TEEB是一項由八國集團聯盟(G8)和五大發展中經濟體發起的全球性研究,研究主要集中于“生物多樣性的全球經濟效益、失去生物多樣性與未能采取任何措施的代價以及有效保護的成本”。TEEB對于決策者、企業都有莫大的影響。TEEB的首要任務是深刻認識生態系統的經濟價值,其次,TEEB提出,要妥善衡量,以管理我們的自然資本。而妥善衡量的方法就是完備的指標體系,自然環境為人類社會提供的大部分服務都沒有被GDP或其他傳統經濟指標捕獲,現有觀念沒有將生態系統提供的服務看作是經濟發展的一部分,生態系統服務未能得到足夠的重視。因此,政府決策部門應實施國家評估,對生物多樣性的自然資本進行估值,這種評估將會對分析自然資本、其效益與經濟部門之間的關系至關重要,也會對決策者的決策產生很大的影響。最后,TEEB提出改善成本效益分配。這是基于環境損害的社會影響的代償原則,即“使污染者付款”和“全成本恢復原則”。這種機制出于使負責人看到和感受到生物多樣性和生態系統服務受損的經濟成本,并可改變影響他們的行為動機,當然,這是基于設計穩健的制度和市場框架的基礎上的。
TEEB能夠使人們正確認識生物多樣性的價值,從而促使人們做出正確的決策,在長期可持續發展的原則下,更好地利用生態系統的服務價值。因此,只有當頂層設計部門和決策部門深刻認識到TEEB的重要性,并將其納入規劃、決策和考核的范疇,才能夠從制度層面推動生物多樣性的保護。
生物多樣性保護的技術創新
政策創制和TEEB是從機制層面應對生物多樣性保護面臨的諸多問題,但保護需要技術創新的支撐。在技術創新方面,社區共管、替代性生計、耦合模式、PPP (Private Public Partnership:公私伙伴關系)是值得借鑒的一些技術或模式。
推行社區共管。隨著人口的增長及人口對資源需要的不斷增長,社區在發展經濟的同時,存在著對當地資源的過度利用和生態環境破壞,如何能在不破壞或少破壞資源和環境的前提下,幫助當地社區發展社會經濟,使生物多樣性與社會經濟協調發展已成為困擾各界的一道難題。自20世紀90年代以后,一些國家和組織開始從不同角度將這種保護與發展相協調的思想付諸于實踐。我國生物多樣性與社區可持續發展存在的矛盾較多,但最根本的問題是生物多樣性保護的長期利益與當地農民的生存和發展的短期利益之間的沖突,同時,生物多樣性的保護還受到生物多樣性豐富地區的所有權、國家生物多樣性管理水平、自然資源開發政策及其他相關政策、法律和社會因素等諸多方面的影響。因此,基于照顧雙方利益的社區發展的生物多樣性保護(Communitybased conservation,CBC)策略應運而生。CBC注重社區居民的主動參與,讓社區居民參與到生物多樣性保護中來,主張“自下而上”的保護模式,打破傳統的“堡壘式”、“強制式”保護模式;同時,該模式注重在社區發展的基礎上進行保護,通過直接的經濟補助,或者提供技術支持和政策優惠,引導社區居民主動參與瀕危物種保護工作,逐漸改變原來以消耗資源為代價來換取經濟增長的生產方式。之后,YUEP模式對CBC模式進行了深化,主張先利用小額貸款改善村民的生產基礎,改善其生計,其次建立社區保護與發展基金,通過村民自助推舉實現資源共管、生物多樣性保護與生物多樣性監測,同時通過對小額貸款利潤的運作使項目具有可持續性。
發展替代性生計。替代性生計是指改變生態環境脆弱區民眾的生產方式,使其原來粗狂的、以掠奪資源為主的生產方式發生轉變。很多生物多樣性的破壞,是由于當地民眾的貧困所致,貧困驅使他們砍伐樹木,開墾林地或草地。因此,保護生物多樣性必須首先改善當地人的生計,轉變當地人的生產方式。蘭州大學與Oxfam及白水江自然保護區曾經成功實施過一個替代性生計項目,即通過“小額信貸”的模式,為林緣區農戶創造更多的可供選擇性就業機會或創收機遇,極大地減緩了社區與保護區管理局之間的沖突,農戶通過小額信貸解決了增收和生計問題,保護區的偷盜砍伐得到遏止,生物多樣性得到有效保護。位于內蒙古高原東部的渾善達克沙地在1959年到1999年間,陽坡植被覆蓋率下降了20%~30%,陰坡下降了30%~40%,這是由于當地人口的增多,導致牧民的數量急劇上升,牲畜的數量也急劇上升,過度放牧導致了渾善達克沙地的荒漠化。因此,學者們提出了“以地養地”的模式,即在當地建立人工高產飼料基地,將傳統的放牧改為圈養,而騰出大量的退化土地進行恢復,并進一步發展成保護區。同時,調整畜牧結構,減少山羊的數量,增加牛的數量,并引進液體奶生產線、生態旅游等適合當地發展的企業,這些措施,使民眾由原來單純的放牧發展為多元化的生產方式。這些案例說明,替代性生計滿足了生態脆弱區居民的發展需求,使他們由生態的破壞者變成生態的保護者。
生計改善一生態恢復一災害管理耦合模式。蘭州大學丁文廣教授經過10多年的農村社區綜合發展項目的實施,在我國首次提出了“生計改善一生態恢復一災害管理耦合模式”。該模式首次在甘肅省平涼市崆峒區康莊鄉的清水嶺村實施。清水嶺村是一個典型的貧困村,缺乏能源,農民因能源需求破壞了大面積森林和草地,造成水土流失嚴重,形成了“貧困一生態退化一災害(旱災)頻發”的惡性循環。為了應對這一問題,丁文廣帶領項目團隊,應用“農村參與式評估”方法,到項目村進行需求評估和項目設計,組建包括村委會成員在內的項目實施小組,通過村民大會公開選舉項目分批受益戶名單,制定項目管理制度。在完成需求評估之后,依據項目管理制度,組織項目實施。具體思路是,將貧困村中的貧困戶按照特困戶、貧困戶和較好戶分組,先對特困戶無償提供良種繁育母牛,生產的(母)牛犢依次滾動到貧困戶和較好戶。這種滾動發展模式,既保證了讓最貧困的人群先受益,又照顧了條件相對好的農戶,最后達到整村受益的目標。作為獲得項目資助的必要條件之一,項目受益戶必須每戶種植至少2畝苜蓿和2畝薪炭林。項目資助方對完成項目指標的農戶獎勵清潔能源設施(太陽灶、沼氣池、節能爐等),進一步阻止了農戶對生態的破壞。為了規避旱災風險,項目設計了壓縮夏糧、擴大秋糧面積,以充分利用雨水的時空分布規律,同時,牛糞、沼液的使用減少了化肥使用量,改善了土壤結構,增強了作物的抗旱性。該模式推動了清水嶺村實現了人與自然和諧發展的目標,并在甘肅省多個貧困社區推廣示范。從該模式中提煉的主要理論為:“人類與自然耦合系統”中災害風險、生態環境退化與經濟貧困三者之間具有負向耦合關系,其中,經濟貧困是“災害頻發一生態退化一貧困加劇”惡性循環的外部驅動力,環境退化和災害頻發只是經濟貧困的外在表現和結果。要打破生態退化、災害頻發及貧困加劇的惡性循環,需要決策部門在生態治理、災害風險管理及扶貧領域推行“災害風險管理一生態恢復一生計改善耦合模式”,打破部門壁壘,設計跨領域橫向合作項目,推動可持續發展。
PPP(Private Public Partnership:公私伙伴關系)模式。PPP模式是生物多樣性保護的一個有效機制,特別是在人口眾多、貧困人口比例高、人與自然生態環境交錯分布的區域,應對生物多樣性的保護就不能缺少PPP模式。所以,我國政府、企業與環境NGO之間在生物多樣性保護方面迫切需要建立良好的互動合作模式。環境NGO在反映公眾利益訴求、推動公眾主動參與和組織協調方面有其獨特的優勢,它是政府行為的重要補充者和合作者;企業在獲取經濟利益的同時,要回饋自然和社會,體現企業的社會責任,承擔生物多樣性保護的義務:而政府在資金、政策、協調等方面具有很強的優勢,是資源的主要控制者和分配者,政府的參與對PPP模式發揮的作用至關重要;眾多的社區是與自然環境直接接觸的群體,他們既是環境資源的索取者,又是生物多樣性保護的主體,沒有社區的參與和合作,就無法實現保護目標;國際環保機構有許多成功的保護案例和實踐,與它們開展合作,會起到事半功倍的作用??梢?,PPP模式能夠整合生物多樣性利益相關群體的優勢和資源,無疑是生物多樣性保護的理想途徑。
這里只列舉了4種技術,但生物多樣性保護的技術創新會隨著政府和公眾對自然的認知程度不斷深化而豐富。
以多元文化為基礎的傳統生態自然觀
文化價值觀是人類文化的核心,包括原住民對生物的認知、利用和保護的價值觀、倫理觀、人與自然和諧觀等。我國是一個多民族的國家,民族文化呈現多樣性。歸類起來,可以分為兩種生態自然觀:一是原始崇拜,人們往往將一些與自己生活關系密切的動植物作為崇拜的對象并加以保護,這些原始崇拜在歷史上都起到了保護動植物物種及其生境的作用。二是以各大宗教為基礎的宗教生態自然觀。佛教的生態自然觀以尊重一切生物為佛家的根本觀念。道教中的生態自然觀最大的特點便是表現在對生命的關懷上,強調要以仁愛之心來善待生命,所有的生物都處在一個相互平等的過程。伊斯蘭教中的生態自然觀認為要正確處理好自然資源的開發與利用之間的關系,不能過分索取,否則會遭到大自然的懲罰。無論是宗教生態自然觀還是原始崇拜,都強調保護生態系統,主張人與自然和諧發展。但是隨著現代商業理念和商業活動的侵入及全球化和主流化的負面影響,我國各民族的傳統生態自然觀逐漸衰弱,甚至消失。因此將民族傳統文化納入生物多樣性保護的范疇,是生物多樣性保護和民族傳統文化保護的共同需求。中國少數民族生存的地區面臨著類似的環境問題、相同的社區結構及文化基礎,應用傳統的少數民族生態自然觀推動環保無疑具有強大的生命力,對于推動人口只占中國人口8. 5%、但國土面積占比高達46%的少數民族區域的環保意義重大。當環保上升到信仰的高度的時候,環保將無需外部力量的推動。正如新制度經濟學代表人物、諾貝爾經濟學獎得主道格拉斯·諾斯所說的那樣,行為是由制度決定,而制度又由正式約束與非正式約束共同構成,其中,正式約束是國家的憲法法律等,而非正式約束是指一個國家的宗教、文化、傳統、習俗等方面。盡管正式約束非常重要,但決定制度特征的更主要是非正式約束??梢?,在全球化的時代,傳統文化及宗教文化在解決生態危機方面仍然具有不可替代的強大生命力。
主要
參考文獻
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關鍵詞:園林;生物;多元化;保育
1 園林生物多元化保育方略
1.1 園林的功能定位
園林是一個國家重視環境質量、生物資源與文明進步的一項重要指標。園林不僅能夠保育生物物種及基因資源的多樣性,有效發揮遷地保育及部分就地保育的功能,同時也可供作科學研究、自然教育、生態旅游的園地。目前我國擁有諸多的規模大小不同的園林,但真正名列國際園林保育聯盟(Botanic Gardens Conservation International,簡稱BGCI)名錄者,卻不多。園林的定位及特色必須具有其不可取代之意義,才能凸顯其保育、科學研究及教育價值,而園林的生物遷地保育(Ex situ conservation)功能,在生物多樣性公約中是被強調的。
1.2 全球生物保育方略簡介
2002年在荷蘭海牙召開的生物多樣性公約締約方大會第6屆會議(COP 6 of CBD),除了通過生物多樣性公約策略規劃之外,也一致通過全球生物保育方略(Global Strategy for Plant Conservation,簡稱GSPC),其中明確制定未來必須達成的生物保育16項目標。簡述如下:編制可以廣泛提供的已知生物物種工作清單,作為制定世界生物大全的步驟之一;評估國家、區域和國際各級所有已知生物物種保育的現況;根據研究成果和實際經驗,制定保育和可持續利用生物的議定模式;世界每個生態地區至少10%的面積得到有效的保育;世界最重要生物多樣性地區的50%獲得確實保育;至少確保30%的生產土地是根據保育生物多樣性原則進行管理;使世界受威脅物種的60%得到就地保育;受威脅生物物種的60%,保存于可查詢的遷地基地,最好是在原產國,并將其中10%列入復育方案;5種和其他具有社會經濟價值的主要生物物種中,70%的遺傳多樣性得到保育,相關的地方和原住民知識得到有效保存;針對威脅原生生物、生物群落和相關生境以及生態系的至少100種外來物種制定管理計劃;確保沒有任何野生生物物種因國際貿易而瀕臨滅絕;至少30%以生物為原料的產品應來自可持續經營的生物材料;針對可維持生計、糧食安全和保健的生物資源,以及相關地方和原住民知識、創新和做法等,應遏止其減少;將生物多樣性的重要性和保育生物多樣性的必要性列入傳播、教育和大眾宣傳方案;根據本國需要,增加從事生物保育、經過培訓并擁有適當設備的專業人員,以實現本策略各項目標;在國家、區域和國際各級建立或加強生物保育行動網絡。
2 以園林為基地的生物保育策略
①評估國家層級所有已知生物物種保育的現況。一是編制生物保育紅皮書。二是制定生物保育和可持續利用的方法論或議定模式,目前生物保育及可持續利用的準則與指標仍在研議中,森林可持續經營的準則與指標建立,已列入林業試驗所重要研究課題的中。②保育生物多樣性。一是3.60%受威脅生物物種,有效保存于可查詢的遷地基地中。園林是最重要的遷地保育基地,在最新的生物白皮書未完成修訂前,仍需依據現有資料,完成園林物種保存任務。二是10%受威脅生物物種納入復育計劃(方法同上)。三是針對具威脅的至少100種外來物種制定管理計劃,進行限期研究。③以可持續方式利用生物多樣性。遏止生物多樣性資源及其伴隨的傳統知識減少狀況,對于民俗生物、民族生物及傳統知識與技術的確認與應用,需有更明確的資源投入研究。④促進生物多樣性教育及公眾認知。規劃并執行生物保育教育、宣傳和大眾傳播計劃。目前林業部門及相關生態研究所均已制定年度自然教育計劃,但仍應成立宣傳報刊,統籌其成果與績效成為國家報告。⑤生物多樣性保育的能力建構。一是規劃并執行生物保育能力建構/人力培訓工作坊計劃。二是強化東亞地區的區域網絡合作。
3 結語
生物多樣性推動方案已于2011年底完成第1階段工作,目前正在進行第2階段的開始。但在邁向2015年目標的過程中,若干可能干擾保育推動的問題已明顯浮現。一方面各機構對國際相關信息的獲取能力有限,另一方面則是陷于生態與經濟兩難的舊思維,致使相關機構對生物多樣性的重視程度不一,共識難以達成。生物多樣性保育工作的開展既屬國家政策,也是展現我國國際責任的一面,應根據當前形式選擇適當可行的行動計劃。EABGN的成立宗旨,一方面是要通過各會員園林發揮各自生物資源保育的功能,另一方面也希望借助多邊人員與信息交流而落實生物資源的可持續發展,這也顯現國際間對園林功能確實寄予重望。EABGN既然是東亞地區最主要的生物保育國際組織,其與全球性的BGCI關系密切,且我國均可積極參與兩大組織的活動,把握參與國際社會的良好渠道。
參考文獻
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關鍵詞:高速公路;綠化;生物多樣性;景觀
在改革開放的三十多年時間里,我國交通事業得到突飛猛進的發展,交通基礎設施建設如火如荼,高速公路建設速度更是令人咋舌,所取工作成就世界矚目。截至今年,我國高速公路歷程已超過5萬公里,位于世界第二位。但是就我國高速公路事業進行分析,公路數量和規模十分可觀,但是綠化問題還較為突出,嚴重制約了我國高速公路事業的發展,甚至阻礙了我國經濟的進步。因此,在這里我們有必要對高速公路綠化生物多樣性進行探究,為日后工作的順利開展提供理論參考。
一、生物多樣性概述
所謂的生物多樣性主要指的是地球上所有生物在生態化系統中構成的多樣化發展程度,是由植物、動物以及微生物在環境中構成的差異性體系。在目前的生物多樣化研究中,主要包含了基因多樣性、物種多樣性、景觀多樣性和生態多樣性等。但是在共奏中,因為人類對自然的干擾和影響,使得整個生態系統發生了變化甚至退步,這些問題的出現不僅造成嚴重的環境問題,而且引發嚴重的生態危機。因此,生物多樣性可謂是人類賴以生存和發展的基礎,是人類最為寶貴的財富,它在人類社會發展中有著重要的意義。因此,在目前的工作中保護生物多樣性、保持生態平衡已經迫在眉睫,是我們工作中最為關心的問題。
目前,生物多樣化已成為全球關注的焦點,隨著我國經濟的發展,高速公路事業快速發展的同時也產生了嚴重的生態破壞,因此在高速公路綠化建設中,我們必須要從生物多樣化出發,做好生物多樣性的應用,從而保證高速公路運行質量和效益。
二、生物多樣性在高速公路綠化工作中的應用
1、高速公路綠化景觀中的應用
1.1.生物多樣性是高速公路綠化的基礎
在傳統的高速公路施工建設中,因為人為、技術以及材料的因素,造成嚴重的環境破壞和生態失衡問題。隨著環境問題的不斷加劇和可持續發展戰略的日益落實,傳統的這種高速公路施工方法越來越無法滿足人們節能、高質的生活需要,這就要求我們在工作中對這些功能加以修復和處理。在目前高速公路施工中,綠化施工主要在原來被破壞的植被和生態系統上進行保護和恢復的方法,要求在施工中不僅要能建設出科學的景觀效果,而且能產生一定的生態效益。要想達到這種建設目的,在工程施工建設中做好生物多樣性分析不容忽視,是實現綠化生態效益的基礎,也是提高公路建設質量的關鍵。
1.2可以維持公路綠化生態系統的平衡和穩定
生物多樣性在整個自然發展中有著重要的意義,是生態系統的重要基礎。在生態領域,各種物種之間存在著相互制約、相互支配和相互促進的關系,通過這些物種的相互作用從而形成了一個穩定、科學的生態環境,這也符合了生物多樣性的生態環境發展要求,更是一種相互依存的關系?;谶@種條件,在目前高速公路綠化設計中,我們需要加強人工造林體系建設,這樣才能夠整整意義上維持一個相對穩定和平衡的發展狀態,為社會經濟的發展做出應有貢獻。
2 生物多樣性在高速公路綠化中存在的問題
2.1盲目引進外來樹種,造成不良后果
在過去的高速公路建設中,由于綠化經驗不足和工作人員素質低的影響,多數高速公路綠化建設中都采用了已經成功的案例,并且對這些設計方法和流程未加研究和思考,這使得在綠化設計中出現了嚴重的影響。主要是因為植物習性的不同使得一些外來植物受到地理因素、氣候因素和環境問題的影響不僅無法達到良好的生長目的,甚至是出現死亡現象,造成嚴重的社會經濟損失。另外,由于大量外來植物的乳清,使得生物多樣性受到一定的影響,更為嚴重的是這些外來植物如果攜帶有病菌,直接會產生大面積植物病癥的出現,由于缺乏自然天敵,這些病害一經出現,都有可能給當地植物造成毀滅性的打擊。
2.2唯美至上。物種搭配不合理,生態效益差
在做高速公路綠化景觀設計時只追求表面的視覺效果,強調了美學,而忽視了生態學和生態配置的理念。在建造高速公路人工植被時,從審美角度考慮過多,從生態系統生物多樣性角度考慮的少。因此,造成部分高速公路綠化植物品種單一,不講究植物搭配,不能構成植物群落,無法形成穩定的生態系統,從而造成生態效益較差的現狀。
3 保護高速公路綠化生物多樣性途徑
3.1 合理設計
合理進行公路綠化體系的設計布局,通過綠化點、線、面相結合,建立高速公路綠化的生態網絡體系。在高速公路綠化設計和建設當中,應將生物多樣性的保護作為重要原則,將各部位的綠化作為一個有機的整體,通盤考慮,整體設計。
3.2特色性建設
每一條高速公路及高速公路的每個部位的環境條件都是不相同的,高速公路綠化有著很高的異域性,加強綠化特色性建設是增加和保護生物多樣性建設的有效途徑之一。充分挖掘和利用地帶性的物種資源,有節制地引進外域特色物種,構筑具有地域性植被特征的生物多樣性格局。在保護、推廣優良鄉土樹種的基礎上,合理引進外來樹種對高速公路進行綠化,充分體現當地應具備的生物多樣性,以利完善的生態系統的形成.
4保護高速公路綠化生物多樣性
隨著人們對生物多樣性保護的關注,生物多樣性的保護在高速公路綠化設計中也應得到相應的重視。生態系統的穩定性和高效性是靠構成生態系統的各個成分之間以及它們與生存環境形成的相互協調的關系來維持的。而要形成一個穩定完善的生態系統體系,生物多樣性在其中起著不可忽視的作用,因此,在高速公路綠化建設中,要以生態平衡和穩定為科學指導思想,以生物多樣性為基礎,適地適樹,喬、灌、草合理配置,注重近自然生態環境的營造,創造出一個有地方特色的能發揮最大生態效益和景觀效益的綠色生物防護體系。
三、結束語
因此,在對高速公路綠化生物多樣性的利用上,要對外來種可能造成的入侵保持高度警惕,防患于未然,對已經引進的物種要嚴格篩選、馴化和管理,避免出現不良后果?!?/p>
參考文獻
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篇9
盡管做出了許多承諾,但全球各地生物多樣性喪失的速度仍在持續加快。有鑒于此,生物多樣性已成為2030年可持續發展議程中一個貫穿各領域的重要問題,其中一個發展目標明確提出必須遏制生物多樣性的喪失,其他目標也指出生物多樣性對消除貧困、提供糧食和淡水、改善城市生活十分重要。
在本文作者Richard Welford 看恚“企業既是問題的制造者,但也是解決方案的一部分”。生態系統和生物多樣性經濟學(TEEB)的一項研究也曾指出,“企業對于生物多樣性的重要性無論怎樣強調都不為過……企業生產什么以及企業利用地球資源的細心程度和效率,將決定生物多樣性養護的未來。”除了能夠減少對環境的負面影響,企業還可以從保護生物多樣性和提供生態系統服務中獲得收益,提高企業的聲譽。
積極的行動要產生可見的影響尚需時日,而且需要具有這種認識的企業越來越多。
生態系統和生物多樣性如此重要,但大家又往往很難理解為什么企業在其商業活動中并未能充分考慮對自然環境的保護。因而,在商業決策和商業行為中有效開展生物多樣性保護議題的第一步包括:理解生物多樣性代表了什么;為什么生物多樣性對于人類社會很重要;以及私營部門和生物多樣性資源之間有什么關系。
事實上,生物多樣性是企業長久生存的一個基本組成部分。企業依賴基因、物種和生態系統服務作為其生產過程中的關鍵性輸入,這里的生態系統服務包括氣候調節、土壤流失和形成、害蟲管理、防洪、水質維護、疾病管理和授粉等。企業生存需要健康的生態系統,如果損壞,企業運行發展的潛能也將受到影響。
歷史上,工商業界已經對生物多樣性造成了一些重大的負面影響。然而,盡管私營部門是制造問題的一部分,但同時也是解決問題的一部分。私營部門的資源和影響力為其創造性地、有效地保護環境提供了重要機遇。很顯然,商業在以不同的形式影響著生物多樣性,或直接、或間接或累計產生影響。
直接影響往往來自發生商業行為的當時當地的土地利用和廢物產生。這可能會導致動物棲息地喪失、物種滅絕、污染空氣、水和土壤流水。非本地物種的引入也可能會破壞周圍的生態系統。
企業可以通過減少使用自然資源(如制造業對水的使用)或減少破壞生態服務系統(如森林砍伐帶來的水土流失)來降低對當地社區的影響。顯然,亞洲大部分仍待被開發的原始或偏遠地區可能會面臨更高的風險。然而,企業可以通過對生物多樣性風險的早期識別以及周密計劃來降低這些風險。
間接影響通常是指他人行為的結果或者是由商業行為間接觸發或導致的。這些影響可以同引發它們的商業行為發生在不同的地方、不同的時間。間接影響會給企業帶來巨大風險,因為它們很難預測、管理和控制。
與企業相關的當地居民和員工的行為改變也可以影響到生物多樣性,例如一項新的投資可能導致對自然資源需求量的增加,外來移民的涌入也可能會導致自然消耗量的增加。
累積影響出現在當附近的幾家公司開始集體影響生物多樣性的時候。雖然單個商業決策或行為可能對生物多樣性只會產生微不足道的直接影響,但當所有這些影響結合起來時,其產生的沖擊將可能是巨大的。
因此,現在的問題就是私營部門應該做些什么來保護生物多樣性,緩解上述影響所帶來的風險?
這里有兩種基本的且互補的解決生多樣性議題的思路。首先是要將生物多樣性視為一系列的需要企業管理、緩解的商業風險,對其的成功解決可以降低企業成本,提高企業信譽,確保企業平穩運行。第二,通過保持生物多樣性處于其最自然的狀態能夠幫助企業創造價值。
在實踐層面上的風險評估以及涉及企業的盡職調查過程都應該包括對生物多樣性的影響評估。在企業生物多樣性保護的具體操作方面,企業可以通過采購和銷售可持續生產的產品,如在成長或收獲過程中對自然影響最小的木材、食物以及纖維制品等來保護生物多樣性。
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①評估國家層級所有已知生物物種保育的現況。一是編制生物保育紅皮書。二是制定生物保育和可持續利用的方法論或議定模式,目前生物保育及可持續利用的準則與指標仍在研議中,森林可持續經營的準則與指標建立,已列入林業試驗所重要研究課題的中。②保育生物多樣性。一是3.60%受威脅生物物種,有效保存于可查詢的遷地基地中。園林是最重要的遷地保育基地,在最新的生物白皮書未完成修訂前,仍需依據現有資料,完成園林物種保存任務。二是10%受威脅生物物種納入復育計劃(方法同上)。三是針對具威脅的至少100種外來物種制定管理計劃,進行限期研究。③以可持續方式利用生物多樣性。遏止生物多樣性資源及其伴隨的傳統知識減少狀況,對于民俗生物、民族生物及傳統知識與技術的確認與應用,需有更明確的資源投入研究。④促進生物多樣性教育及公眾認知。規劃并執行生物保育教育、宣傳和大眾傳播計劃。
目前林業部門及相關生態研究所均已制定年度自然教育計劃,但仍應成立宣傳報刊,統籌其成果與績效成為國家報告。⑤生物多樣性保育的能力建構。一是規劃并執行生物保育能力建構/人力培訓工作坊計劃。二是強化東亞地區的區域網絡合作。
生物多樣性推動方案已于2011年底完成第1階段工作,目前正在進行第2階段的開始。但在邁向2015年目標的過程中,若干可能干擾保育推動的問題已明顯浮現。一方面各機構對國際相關信息的獲取能力有限,另一方面則是陷于生態與經濟兩難的舊思維,致使相關機構對生物多樣性的重視程度不一,共識難以達成。生物多樣性保育工作的開展既屬國家政策,也是展現我國國際責任的一面,應根據當前形式選擇適當可行的行動計劃。