保護生物多樣性的方法范文
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篇1
【關鍵詞】生物多樣性;細胞學標記;DNA分子標記
【Abstract】According to the Chinese Biodiversity Conservation Strategy and Action Planning (2010-2030), the continuous loss of genetic resources becomes one of three thorny issues threatening biodiversity conservation in China, which highlights the significance of genetic diversity monitoring plan in the future. After both Standard for the Assessment of Regional Biodiversity (HJ623-2011) and Regulation for the Collection of Genetic Resources (HJ628-2011) come into force, identification and collection of genetic resources becomes essential in biodiversity assessment projects. This review summarizes the front application of both cytological marker and DNA molecular marker techniques to distinguish plant varieties, and consequently the feasibility of large-scale application of DNA marker technique on future biodiversity monitoring and assessment projects is discussed.
【Key words】Biodiversity; Cytological marker; DNA molecular marker
0 Introduction
As one of three layers of biodiversity, which includes ecosystem, species and genetics, genetic diversity is the diversity of genetic factors that determine the traits of organisms and their combinations, so that becomes the basis of species and ecosystem diversity [1]. It is inevitable for a species of poor genetic diversity to move towards the extinction in natural selection process [2].
After a series of environmental policy has been worked out by centre government of China, such as Chinese Biodiversity Conservation Strategy and Action Planning (2010-2030), Standard for the Assessment of Regional Biodiversity (HJ623-2011) and Regulation for the Collection of Genetic Resources (HJ628-2011), it is essential for environmental engineers to include genetic diversity in biodiversity monitoring and assessment projects, and collection and identification of genetic resources in the nature definitely becomes the first step of this work. In present, identification of plant varieties mainly relies on the biological traits of plants[3], which are susceptible to environmental conditions and time-consuming when those biological traits are artificially cultivated and observed in experiment land [4]. However, the development of DNA marker technology provides a quicker and more accurate solution for environmental engineers to distinguish different sub-populations of a plant species in the nature, particularly when identification of economic traits is not essential in biodiversity assessment work. This review summarizes both cytological marker and DNA molecular marker for the differentiation of plant cultivars in recent years.
1 Cytological Marker
Due to its high stability and reproducibility, karyotype becomes one of the unique chromosome information to distinguish different species, populations of the same species and to identify the hybrids. Karyotype parameters, mainly including the absolute length and relative length of chromosome, arm ratio, centromere index, chromosome ploidy and asymmetry index, are frequently analyzed by botanists to study the variation in chromosome number and structure between species, the origin of species and the genetic evolution[4].
1.1 Traditional squash technique
Zhang etc [5] analyzed karyotype of three Fritillari thunbergii cultivars based on traditional squash technique. The karyotype formula of F. thunbergii (Xiaye, Kuanye, Duozi) varied among three varieties, indicating the feasibility of genetic identification of Fritillari thunbergii cultivars. The karyotype of all the varieties were classified into 3B type, and heterozygosity of homologous chromosome were found in both F. thunbergii(Xiaye) and F. thunbergii(Duozi).
The karyotype of three diploid oat species was studied by Liu etc [6] with application of traditional squash technique. Both karyotype formula and asymmetry index of Avena strigosa, Avena hispanica, Avena brevis were calculated for comparison, revealing more advanced evolution in karyotype for A.strigosa, followed by A.a brevis and A.hispanica. Three diploid oat species were effectively distinguished by a combination of both karyotype formula and asymmetry index.
The traditional slice-making method with micrograph technology was adopted by Dai etc[7] to study the cytology basis for cultivar identification of Secale cereale subsp.segetale. Three populations of Secale cereale subsp.segetale(89R4, 89R14, 89R60) and one variety Secale cereale L.(H36) were selected to conduct karyotype analysis. Karyorype formulae, asymmetry index and asymmetrical karyotype coefficient were provided and compared among these varieties in this research, which showed rich diversity in chromosome morphology.
Traditional squashing method was adopted by Liu etc[8] to analyze the karyotype of 7 R.hybrida cultivars and 5 R.rugosa cultivars. According to the results, all the R.hybrida cultivars were tetraloid (2n=4x=28), except that R.hybrida ‘Elmshorn’ was triploid (2n=3x=21), while all the 5 R.rugosa cultivars were diploid (2n=2x=14). A number of karyotype parameters, including karyotype formula, chromosome relative length, ratio of the longest chromosome to the shortest one in length, arm ratio, asymmetry index and centromere index, were interpreted as biomarkers for identification of varieties and correspondingly the genetic distance was analyzed, revealing that distinct differences in both karyotype and ploidy levels existed between R.hybrida and R.rugosa cultivars and R.rugosa cultivars appeared to be more advanced in karyotype evolution.
21 cultivars’ karyotype of ornamental Ginkgo was studied by Gao etc [9] with smear method. The karyotype of all cultivars was reported to be identical, and the relative length of chromosome varied from 4.31% to 15.34% for the female cultivars, as well as 4.37% to 17.12% for the male. For approximately 83.33% of all the varieties in this research, the arm ratio of chromosome was above 2:1, which belonged to asymmetric 3B type. Cluster analysis was conducted on the basis of karyotype calculation, showing that the mean arm ratio or length ratio of ornamental Ginkgo cultivars was significantly different from original Ginkgo Biloba, and consequently the originality, evolution and classification of these cultivars were discussed.
In total 6 varieties of Hippophae Rhamnoides L. were selected by Li etc[10] to analyze karyotype characteristics of chromosomes, including 4 strains from Russia and 2 strains from China. Karyotype formula, asymmetry index, centromere index and ratio of the longest chromosome to the shortest one in length were compared and contrasted between these varieties, providing the basis for the identification and evolutionary analysis of Hippophae Rhamnoides L. varieties. According to the asymmetry index, six of these cultivars were classified into middle centromere or sub-middle centromere, with karyotype types as 2A or 2B.
40 typical and stable varieties of Chinese large-flowered chrysanthemum were chosen to carry out cytological karyotype analysis for investigation of genetic differences[11]. 1-4 satellite chromosome(s) were reported in approximately 35% of the cultivars, with increasing possibility of satellite chromosome when chromosome number increased. The karyotypes of these varieties were summarized as 2A, 2B and 2C, and types 2A and 2C were more likely to appear in the cultivars with higher ploidy. The interrelationship of karyotype parameters including long-/short-arm ratio, asymmetry coefficient of karyotypes, karyotype asymmetry index and relative length of chromosomes were discussed in this research, indicating great values of karyotype parameters for cultivar identification, classification and genetic evolution analysis for chrysanthemums species. The relationship of karyotype parameters towards phenotypic characters was also examined, revealing that the variation of long-/short-arm ratio and asymmetry coefficient of karyotypes led to highest relevance to most phenotypic characters.
Wild Rosa species, which are broadly found in the Xinjiang Uygur autonomous region of China, possess many important unknown economic traits. Yu etc[12] collected karyological data from 13 samples of seven wild Rosa taxa (R. berberifolia, two botanical varieties of R. spinosissima, R. platyacantha, R. beggeriana, R. acicularis, and R. laxa), which were easily distinguished by karyotype parameters of chromosome ploidy, asymmetry index, centromere index, and distribution of relative lengths. The karyological data provided comprehensive cytogenetic resource to analyze the taxonomy, evolution and speciation in the genus Rosa as well as to identify suitable cultivars for breeding programs.
1.2 Fluorescence in situ hybridization (FISH) technique
Fluorescence binding technology with fluorescent dyes, which are capable of revealing AT or GC DNA sequences on chromosomes, can distinguish different types of heterochromatin on the chromosomes. For example, DAPI (4',6-diamino-2-pheny- lindole dihydrochloride) results in the appearance of AT rich region on chromosomes, whereas CMA (Chromomycin A3) can reveal the GC rich region [13]. Fluorescence in situ hybridization (FISH) technique provides the accurate mapping information of rDNA probes on the chromosome, which becomes the more effective markers to distinguish chromosomes of plants [14]. She etc [15] analyzed the mitotic metaphase chromosomes of Arachis hypogaea L. species by using a combination of DAPI+ banding technology and double fluorescence in situ hybridization (FISH) technique with both 5S and 45S rDNA probes. On the basis of the chromosome measurements, DAPI+ bands and rDNA FISH signals, the chromosomes of Arachis hypogaea L. were accurately paired and arranged, leading to a molecular cytogenetic karyotype in detail.
However, DAPI banding patterns varies between different plant species. Xu etc[16] compared DAPI fluorescent banding patterns among different plant species, indicating that fluorescent bands were obviously observed in maize and peanut species, followed by sesame and loofah whose DAPI bands were relatively weaker. However, no clear DAPI bands could be identified in soybean chromosomes.
2 DNA Molecular Marker
DNA molecular marker technologies for plant variety identification mainly include RFLP, RAPD,ISSR,AFLP,SNP and SSR. However, the ranking of these molecular marker techniques based on comprehensive effectiveness is AFLP>SSR>RAPD>RFLP, which has been internationally recognized in the 92th ASHS conference[17]. This review summarizes the recent development of both SSR and AFLP marker technology for variety differentiation.
2.1 SSR marker
EST-SSR molecular marker technique was conducted by Zhao etc [18] to identify 12 Chinese cabbage cultivars. Based on expressed sequence tags(ESTs)of Chinese cabbage in GenBank, 30 pairs of screened SSR primers were designed and synthesized, resulting in 21 pairs of EST-SSR primers which were effectively amplified, but only 10 pairs of EST-SSR primers were highly polymorphic. According to the identification results and the mapping difference, 10 pairs of primers with high polymorphism were designed as 2 sets of multiplex EST-SSR markers to distinguish these 12 Chinese cabbage varieties, with satisfactory polymorphic rate of 88.9% and 97.0% respectively, as well as high polymorphism information content of 0.910%.
Lai etc[19] selected 26 inbred lines and 54 test varieties for the examination of distinctness, uniformity and stability (DUS) of these varieties by adopting SSR markers. 49 pairs of SSR primers were screened from 952 pairs in total, based on the criteria of richness of polymorphism information content (PIC), the clearness of PCR bands and convenience of different allele identification. 49 pairs of SSR primers led to 57 loci with 311 alleles identified in total. The average number of alleles per locus was 5.5, ranging from 2 to 13, with a mean PIC of 0.53. Cluster analysis showed that all test varieties were clearly distinguished by 49 markers when the genetic similarity coefficient was set as 0.93.
In order to provide robust reference for the identification of barley varieties and avoid counterfeit and inferior varieties, Wang etc [20] selected 29 barley standard varieties and genetic diversity was analyzed by DUS testing. 28 pairs of highly polymorphic SSR primers were chosen, leading to 125 alleles measured in total. Each pair of polymorphic primers detected an average of 4.46 alleles, with polymorphism information content (PIC) varying from 0.81 to 0.25 and an average PIC of 0.62 among 28 pairs.
The specificity and stability of 123 representative rice varieties were analyzed by Tian ect[21] based on SSR fingerprinting profiles, and the value of SSR core markers chosen in this study was examined. 24 pairs of primers detected 138 alleles in total, with 12 loci detected in single cultivar and 21 loci successfully distinguishing japonica and indica rice varieties. On the basis of genetic similarity coefficient set as 0.96 for the classification, all tested varieties showed their unique specificity by cluster analysis, which indicated that 24 pairs of SSR core primers was able to effectively identify 123 varieties of rice.
2.2 AFLP marker
Six pairs of AFLP primers with rich polymorphism were screened by Li etc[22] to conduct fingerprinting analysis on two Chinese cabbage samples (label 587 and 586) as well as a standard sample. Euclidean distances coefficient of each sample was estimated, indicating that distinct difference was found between the sample 587 and standard sample, with the polymorphism band rate of 31.7%. Consequently variety 587 was identified as a different variety from the standard sample. In comparison, variety 586 showed consistent PCR bands with the standard sample, which was consequently identified as the same variety as the standard sample. This research demonstrated that AFLP was capable of providing reliable differentiation technology for plant cultivars.
In total 14 samples of eight varieties and six wild populations of Toxicodendron vernicifluum from Shaanxi were chosen by Wei etc [23] for the development of variety identification technique. Both morphological and AFLP molecular markers were examined with 26 morphological character indexes and 8 AFLP primers (EcoRⅠ+3/MseⅠ+3). Multivariate statistic analysis was conducted on morphological markers, resulting in 3 principle component index (PCI). The fist PCI included the ratio of petal and anther, length to width of the fifth lobular, the length and diameter of filament; the second PCI covered the length of compound leaf and petiole of compound leaf, the numbers of leaflet, the fifth lobular, and the top lobular; and the third PCI were the top lobular and the vertex angle of the fifth lobular, which respectively contributed to 30.383%, 19.321% and 13.777% of variance in morphology of 14 varieties. Further more, molecular markers of 8 AFLP primers (EcoRⅠ+3/MseⅠ+3) also completely distinguish 14 cultivars, in consistence with morphological markers.
Wen etc[24] tried to distinguish 26 jujube cultivars and 1 sour jujube by adopting fluorescent-labeled AFLP markers. 8 AFLP primer pairs were chosen, leading to 886 AFLP markers identified in total. Among these AFLP markers, 112 markers were identified as unique bands for specific varieties, whereas 60 markers were deletion bands for specific varieties, leading to effective identification of jujube cultivars.
Song etc[25] chosen 90 cultivars of Chinese cabbages from 7 different production areas, and developed fingerprinting technique based on AFLP markers for the identification. In total 20 pairs of AFLP primers were designed to examine the genetic polymorphism of these cultivars, and AFLP primers varied broadly in terms of differentiation capacity of Chinese cabbage varieties. The number of polymorphic bands that were detected by AFLP primers differed from 9 to 32. A combination of primers (E-ACA/M-CTG) resulted in 71 amplified bands, including 32 polymorphic bands, which effectively distinguished all of the 90 varieties. In comparison, the genetic polymorphism between individuals of the same variety was also examined by AFLP marker technique. Two hybrid cultivars (Beijingxin 2 and Jingxiawang) of Chinese cabbage were selected and 10 individuals were chosen from each cultivar. The AFLP bands showed consistence between individuals of the same variety, except that one of Beijingxin 2 differed from the others.
2.3 Capillary electrophoresis with fluorescence detection
Compared with polyacrylamide gel electrophoresis and silver staining technique, capillary electrophoresis with fluorescence detection method is more automated and programmed. The system software of capillary electrophoresis with fluorescence detection is able to calibrate the differences between capillary electrophoresis, and reduce the artificial and systematic errors, which consequently improves the stability and repeatability of variety identification tests [26]. Feng etc[3] screened 58 SSR primers to identify 14 Poplar varieties by application of capillary electrophoresis with fluorescence detection, which included 4 varieties of Populus deltoids, 5 varieties of Populus nigra (including 3 transgenic varieties) and 4 hybrid varieties. The results showed that the 4 varieties of P. deltoids, 5 varieties of P. nigra, and 4 hybrid varieties were effectively identified by 4 primers, 5 primers, and 4 primers respectively, with significant difference observed at the SSR loci between P. deltoides and P. nigra. Different SSR genotypes were also identified between the transgenic and non-transgenic varieties.
3 Conclusion and Implication for Biodiversity Monitoring and Assessment
In comparison to the DNA molecular marker, cytological marker techniques result in less polymorphism for the sub-populations’ differentiation of a plant species, but obviously reduce the cost of this work, once biodiversity monitoring and assessment projects are implemented at large scale. Consequently, cytological marker would be more suitable as the main solution for environmental engineers to conduct genetic resource collection work, based on which DNA molecular marker would become a complementary solution. Capillary electrophoresis with fluorescence detection method certainly leads to higher accuracy and stability for identification tests. Nevertheless, the relatively cheaper facilities required by polyacrylamide gel electrophoresis and silver staining technique would be more acceptable in practice, which has been adopted by recent National Standards including Protocol of Purity Identification for Soybean Variety using-SSR Molecular Markers (NY/T 1788-2009), as well as Genuineness and Purity Verification of Potato Seed Tuber - SSR Molecular Marker (GB/T 28660-2012).
Collection and storage of sampling location information as well as photos of plant morphological characters are usually necessary for the genetic resource collection work as indicated by Regulation for the Collection of Genetic Resources (HJ628-2011), and GIS technology provides a supportive tool for the collection and storage of both location information and field sampling photos [27] in this process.
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篇2
不過,作為對生物多樣性問題作出而誕生的現代生物多樣性保護國際法的產生與發展,還是20世紀60年代以后的事情了。由于諸多因素綜合作用的結果,保護生物多樣性領域的國際法的發展,經歷了由慢到快、由簡單變復雜、由零散到系統的過程。這個發展過程,根據其保護理念來看,大致可分為三個階段。
一、萌芽階段:利用價值保護
20世紀50、60年代之前,并不存在現代意義上的國際環境法;相應的,保護生物多樣性的國際法也處于萌芽狀態。這一階段的國際法主要是根據個別物種對于人類的利用價值(主要是經濟價值)提供保護,而對生物物種的內在價值、生態系統以及生物多樣性等方面則很少涉及。歷史上,野生生物的利用和保護一直被認為是國內法的事項,反映了各國對其自然資源的永久。不過,盡管國家擁有重要的利益,野生生物很長時間以來便是國際合作的內容。因為野生生物的活動范圍并不總是停留在某個國家的政治和地理疆界之內。例如侯鳥等在多個國家間遷徙的物種,其保護就需要進行國際合作。類似的,其棲息地橫跨幾個國家、或者位于國家管轄范圍之外的國際公域的非遷徙物種,其保護也自然需要進行國際合作。由此,生物多樣性保護國際法逐漸形成。
19世紀60年代開始,歐洲出現了早期的保護生物物種的國際條約,主要有1867年《英法漁業公約》、1882年《北海過量捕魚公約》、1886年的《萊茵河流域捕撈大馬哈魚的管理條約》、1902年3月《保護農業益鳥公約》、1911年《保護海豹條約》等[1]。通過這些生物保護條約,締約國通過談判分配了各種資源資源(主要是魚類以及海豹)的開發權,希望能夠達到某種可持續捕獲的水平。實際上,諸如海豹條約等早期的野生生物保護條約是最早反映可持續發展思想的條約———即最大限度的可持續產出的概念。此后,很多環境主義者不斷呼吁要禁止對野生生物的商業性開發。
在此背景下,國際社會通過了一些比較重要的保護生物多樣性的國際條約,如1933年《保護天然動植物公約》、1946年《國際捕鯨管制公約》、1950年《國際鳥類保護公約》和1951年《國際植物保護公約》等[2]413。
例如,國際捕鯨委員會,最初是一個在成員國間分配捕鯨量的組織,現在逐漸轉變為禁止商業性捕鯨的機構。國際捕鯨委員會充分說明了當時國際野生生物法內的主要焦點,即如何在開發與保護之間進行適當的平衡。早期的條約很少考慮野生生物的保護問題,而是專注于如何在不同利益國之間進行資源的分配。隨著環境關注的日益提升,這些野生生物條約開始將其興趣由在締約國之間分配資源,轉變為實現可持續的開發水平,即“可持續產出”。不過,在很多情況下,實現生物資源可持續產出的努力并無法成功。有時候,國際條約締結的太晚,錯過了將種群保持在能夠可持續產出的水平上的時機。另外,關于可持續捕獲水平的準確估計,在科學上還缺乏充分的認識。而且,即使科學家發現了確定的數字,關于開發的政治壓力也是促使決策者確定不可持續的水平。在這一階段,保護生物多樣性國際法體現出三大特點:首先,除少數條約規定了現代意義上的環境保護手段和措施、具有真正的生態保護含義外,絕大多數公約所表現的是一種短期的功利主義,[2]28即:側重于保護漁業資源、海豹等經濟性的資源,或對某一物種經濟利益的保護,忽略了對其維護生態平衡的作用的保護;目的是為了保護相鄰國家間的經濟利益,而非保護環境。
其次,這一時期的生物多樣性保護手段是不充分的,主要采取的方法是簡單的禁捕、禁采、禁伐。一般而言,“最通常的做法是禁止捕獲屬于某個特定物種的個別生物,而不考慮該物種的生存條件是否存在。”[2]235第三,它采用的是一種跨界解決方式,參與這些國際法的主要是與保護對象有直接利益關系的少數邊界相鄰的國家。
二、初步形成階段:內在價值保護
二戰后,各國忙于戰后重建恢復經濟,世界經濟和國際貿易的發展規模也不斷增大,開始出現一些全球性的環境問題;各國對資源能源的不合理開發和利用也帶來了嚴重的危機。此時,環境科學和生物科學得以興起并迅速發展,其研究成果促使人們不斷深化對生物物種的內在價值的認識。所謂內在價值,是指自然界每一個有生命的或者具有潛在生命的物體都具有某種神圣并且應當受到尊重的價值。此時,人們已經認識到,各個物種之間內在價值是平等的;以是否可以為人類服務為標準來判斷生物物種資源的價值,本身就是一種物種的偏見。在這種背景下,一系列旨在保護生物資源的國際法律文件應運而生,現代意義上的保護生物多樣性國際法也開始正式形成和發展。在這一時期,國際社會依然締結了一些對物種的利用價值進行保護的公約和協定,但更多的國際文件開始側重于對生物的內在價值進行保護。例如,1973年通過的《瀕危物種國際貿易條約》(CITES公約)形成了一套詳細的、但也是比較復雜的管理制度,涵蓋數千種動植物。事實證明,這種類型的國際合作也是應對國際經濟活動(主要是不斷增加的野生動物和植物貿易)對生物帶來負面影響所必需的。盡管有旨在控制物種國際貿易的CITES公約以及旨在保護遷徙物種的多項公約,但是野生生物物種在很多地區還是出現了喪失的現象。
有些是商業開發的原因,但更多的是棲息地遭到破壞的原因,特別是對那些遷徙物種。這就促成了1971年《關于特別是作為水禽棲息地的國際重要濕地公約》和1972年《保護世界文化和自然遺產公約》的出臺。這些條約旨在為保護具有特別重要性的生物棲息地提供資源和政治意愿。除了上述國際條約外,比較重要的國際法律文件還有1968年《非洲自然和自然資源保護公約》、1973年《瀕危野生動植物物種國際貿易公約》、1979年《野生動物遷徙物種保護公約》、1979年《歐洲野生生物和自然生境保護公約》、1980年的《南極海洋生物資源養護公約》、1982年《聯合國海洋法公約》和1986年《南太平洋地區自然資源和環境保護的公約》,等等。這一階段,保護生物多樣性國際法的主要特點有:首先,在國際立法的指導思想上,重新認識了人與自然的關系,開始從最初的功利主義、注重保護對象的經濟效用轉向注意內在價值和其它非經濟價值。如1973年《瀕危野生動植物物種國際貿易公約》開宗明義,宣布“許多美麗的、種類繁多的野生動物和植物是地球自然系統中無可替代的一部分,為了我們這一代和今后世世代代,必須加以保護”。其次,保護手段日漸豐富。通常,這些公約不僅保護個別物種,而且會保護其棲息地,并考慮到可能影響該物種和棲息地的所有生態要素;同時,為了保護、保存、展出、恢復和利用各種保護對象,公約通常要求各締約國綜合采取法律、科學、技術、行政和財政措施等多種手段。第三,很多公約開始采用一種全球視角,將保護對象確定為具有人類共同利益的事項,號召所有國家、而不是少數與保護對象有直接利益關系的相鄰國家在全球范圍內進行保護。
三、迅速發展階段:生態系統保護
不過,在相當長的一段時間內,保護生物的國際法一直飽受“缺乏廣泛的戰略或政策”之詬病。在1972年和1992年之間,國際社會針對那些具有較大商業價值的特定物種或品種,制定了300多項專門的國際環境協定曾試圖減緩和扭轉生物流失的局面。但隨著生物多樣性的繼續流失,人們發現野生生物單行立法的方式不足以保護地球上的生物多樣性。而且,生物保護學家發現,過于保護某種珍惜動植物,會使決策者對其它形式動植物的保護。顯然,應當采取更加有效的措施。20世紀90年代前后,可持續發展的理念逐漸深入人心。
基于對環境和生態系統的整體性、環境問題的綜合性等特點的認識,人們了結到針對個別的物種或棲息地采取的保護措施,并不能從整體上解決生物多樣性問題,必須改變傳統做法,另辟蹊徑。因此,他們呼吁制定一項廣泛的框架公約,以涵蓋威脅地球上生命形式多樣性的各種危險。通過保護生態系統的健康來保護生物多樣性,是一項全新的保護方式。盡管1940年《西半球》也承認生態系統保護的重要性,但是幾乎沒有認真實施過這方面的規定。28年后一項區域公約———《非洲自然和自然資源保護公約》也更加重視生態系統的保護。在全球范圍內,最初體現這種思想的是軟法文件,如1980年《世界自然保護戰略》和1982年《世界自然》。特別是《世界自然》,它是世界自然保護同盟(IUCN)紀念1972年斯德哥爾摩會議召開10周年所發起并促成聯合國大會通過的的一項國際法文件,也是是在人與自然關系方面進展最大也是最具創新性的一項國際文件。該措辭嚴厲,但它只是一項不具有法律約束力的軟法文件。盡管如此,該也成為生物多樣性保護理念轉變的里程碑。最終,《世界自然》所蘊涵的廣泛的、整體性的保護理念體現在1992年《生物多樣性公約》中。從1984年到1987年,IUCN發起了第二輪的努力,它起草并完善了一系列可以被納入生物多樣性公約的條款。IUCN的建議條款集中草擬了全球為保護遺傳、物種和生態系系統層次的生物多樣性所需付諸的行動,特別是在保護區內外的就地保護措施,以及關于財務機制的詳細建議。但是,各國政府拒絕將IUCN的建議作為進行談判的基礎。盡管如此,IUCN的努力為吸引全球關注以及對生物多樣性的支持發揮了重要的作用。
一直到了1987年,聯合國環境署(UnitedNationsEnvironmentProgramme,UNEP)意識到經過多年的努力,生物多樣性的消失不但沒有減緩,而且每況愈下,保護生物多樣性的行動迫在眉睫。于是,UNEP成立了一個特別工作組(adhocWorkingGroup)來調查是否有必要以及有沒有可能“制定一項綜合性公約的意愿以及可能的形式,以便使該領域的活動合理化,并解決其它可能處于該公約調整范圍內的領域的活動”(UNEP,GCRes.14/26.1987)。該項“包容性”(umbrella)公約(01)的最初目的是涵蓋當時及未來所有的環境保護與生物保護公約,為各種野生生物以及生物棲息地的國際條約提供協調的框架。
該特別工作組小組在1988年的第一次會議所做的結論是既有各公約只提到生物多樣性保護的特定問題,并不能充分滿足全球生物多樣性保護的全面需求。當時已簽訂的公約,只涵蓋了一些國際重要的自然地點(如《世界自然與文化遺產保護公約》)、瀕絕物種的貿易威脅(如《華盛頓公約》)、某類特定的生態系統(如《濕地公約》)和某一種群的物種(如《遷移物種公約》)。當然,除此之外還有一些區域性的自然資源保護公約和相關法律文件。不過,就算所有這些公約加起來,也不足以保障全球的生物多樣性。最終,特別工作組達成共識,統一現行的國際條約在政治上、法律上以及技術上都很難行得通,應當建立一或多個具有約束力的全球法律機制,特別是可以在既有公約之上建立一個新的框架性(framework)條約(2),以保護全球生物多樣性。在工作組活動期間,很多國家、特別是南方國家不愿意接受一項主要考慮生物多樣性保護的公約。發展中國家并不看好新的全球化條約的前景;而且他們普遍擔心,推動這樣一個“議程”會阻止他們通過利用自然資源,從而影響其社會和經濟的發展。相反,他們認為,該公約還應當考慮生物多樣性和生物技術的可持續利用問題。經過一個長期的爭論,發展中國家利用他們擁有豐富生物資源的事實,從發達國家取得了一系列讓步。這些讓步包括從發達國家獲得財政支持和技術轉移(如生物工藝和監測技術);有關管理生物工藝的議定書;承認當地保護生物多樣性的社團;規定在某種條件下允許國家公平合理分享由利用其遺傳資源所產生的各種利益。這種方法等于是讓發達國家的政府和公司承擔義務,將利用從發展中國家取得的遺傳資源而獲得的產品利益與它分享,發展中國家要求他們得到發展的權利,至少是他們的所有權。在草案中內容中,擁有豐富生物資源的發展中國家也成功地獲得了法律的認可,承認他們對自己的生物資源完全擁有權利。這些資源不再如同國際社會過去所認為的那樣,是全人類的共同遺產。正式談判開始于1991年,UNEP的工作組被改組為“生物多樣性公約政府間談判委員會”(IntergovernmentalNegotiatingCommitteeforaConventiononBiologicalDiversity,INC)。最終,談判被納入到1992年里約聯合國環境與發展會議(UNCED)的籌備活動中,被期望能夠在該次會議上開放簽署。在里約會議之前達成協定的壓力具有兩個效果。一方面,它促使各國盡快達成妥協并形成協議。
另一方面,談判的達成很倉促,留下了一個若干條款相互沖突、而且含混不清的文本。最終文本在1992年5月22日,即籌備委員會會議的最后一天完成,供兩周后開始的里約會議開放簽署。根據《生物多樣性公約》第36條之規定,公約在第30個締約國(蒙古)批準加入書交存之日的90天之后(亦即1993年12月29日)生效。該公約沒有為保護生物多樣性提供具體的標準或者措施,它也沒有為最初設想的所有物種和生物多樣性法提供框架。不過,它確實涵蓋了地球上所有的生命多樣性,并為各國的保護努力提供了重要的指導。此后,保護生物多樣性的國際法也經歷了一個較為迅速的發展時期。從數量上看,這一階段,保護生物多樣性的國際法增長的并不是很多,但是幾乎所有的法律文件都體現了全新的保護理念,主要有1992年《波羅的海海洋環境保護公約》、1992年《生物多樣性公約》、1995年《地中海生物多樣性特別保護區議定書》、1995年8月在紐約簽訂的《跨界魚類種群和高度洄游魚類種群的養護與管理協定》、1999年《萊茵河保護公約》,2000年《卡塔赫納生物安全議定書》、2003年《非洲自然與自然資源保護公約》(修訂版)等。這一階段,保護生物多樣性國際法的特點主要體現為三個方面:首先,以1992年《生物多樣性公約》為典型,各公約都奉行了綜合生態系統保護(IntegratedEcosystemProtection)的理念。即承認并重視人和生態系統以及生物多樣性之間存在的必然聯系,要求全面、綜合地理解和對待生態系統和生物多樣性及其各個組分、它們的自然特征、人類社會對它們的依賴,以及社會、經濟、政治、文化因素對生態系統和生物多樣性的影響。其次,這些公約將生物多樣性的保育與持續利用、生物資源的獲取與惠益分享等看似沖突的問題之間找到了聯系的紐帶,在保護目標上實現了動態的平衡。而這種保護方法,也更容易達到預期的目標和效果。第三,它們遵循了一種全球解決的思路,要求將地球上的生態系統和生物多樣性作為一個整體來進行保護,而無論其政治邊界如何;同時,各國都有義務為了全球利益而保護在本國境內的生物多樣性。
四、生物多樣性保護國際法的發展趨勢
綜上可見,生物多樣性保護國際法是為了適應國際社會應對日益嚴重的人類環境問題的需要而應運而生的,是現代國際法發展到一定歷史階段的必然產物。生物多樣性保護國際法的產生條件至少有以下三個:(1)生物多樣性問題日益嚴重,已經危及到國際社會的共同利益;(2)現行國際法缺乏應對、解決這種問題的有效機制;(3)世界各國對形成了保護全球生物多樣性的共同政治意愿,并致力于發展有效的國際法律機制??梢哉f,沒有國際法的存在與發展,也就沒有生物多樣性保護國際法的產生與發展。不過,生物多樣性保護國際法的發展遠未達到成熟的地步。美國學者凱爾森曾指出:“一般國際法由于其分散化,具有原始法律的性質”。[3]如果說人類法律的起源與發展大致遵循著如下的軌跡:“原始習慣不成文習慣法成文習慣法(習慣法匯編)國家法”,那么現今的國際法尚處于世界水平的“習慣法編纂”時期———只不過,與文明之初的成文習慣法相比,它增加(或稱“吸收”)了更多技術化的成分———要真正達到高級形態的國家法,還有一段十分漫長的路程要走。從某種意義上講,就現代國際法自身的發展來說,“現今的國際法尚處于世界水平的原始法時期”[4]。國際法尚且如此,作為國際環境法最新分支的生物多樣性保護國際法的發展更是顯得薄弱,離達到基本滿足國際社會可持續發展的要求還有很長的路要走。
生物多樣性保護國際法的不足之處,至少體現在以下幾個方面:
1.生物多樣性保護國際法的法律規范發展不足。首先,構成生物多樣性保護國際法基礎并代表其發展方向的一些重要原則,如可持續發展原則、共同但有區別的責任原則、代際公平原則等,尚未發展成為國際習慣法規則、而被國際社會采納具有法律約束力的國際法規范。其次,法律規范尚不完善。目前很多領域(如外來物種入侵防治等)缺乏有效的規則;已有生物多樣性保護國際法加以調整的領域,也因為條約形式更多地采用框架公約模式、內容上道德宣示重于法律強制,從而導致其保護力度有重大欠缺??梢哉f,目前生物多樣性保護國際法律規范所調整的生物多樣性保護國際法律關系的范圍及深度都無法滿足國際社會的需要。
2.生物多樣性保護國際法雖已初步形成了一個體系,但這個體系本身并不完善,尚未形成一個層次分明、結構合理、內部協調統一的整體。而且,國際社會缺乏一個指導生物多樣性保護國際法發展的整體規劃,條約的發展仍以零星、分散是形式出現;現有的《21世紀議程》層次不夠,國際法委員會也缺乏這方面的相關職責,其關于發展國際法的方案由于只是軟法文件而只能對各國其建議作用。
3.實施生物多樣性保護國際法的國際組織機構不健全。國際社會缺乏一個具有強制力、可以保證各國平等參與、對國際生物多樣性事務予以監督協調的國際機構。目前的聯合國環境規劃署、《生物多樣性公約》秘書處等都不足以承擔此重任。
4.國際生物多樣性保護的監督、管理、激勵和制裁機制沒有形成。由于缺乏有權威的超國家機構,作為法律基本特征的生物多樣性保護國際法的強制力極其薄弱,甚至可以說可以說是剛剛萌芽,生物多樣性保護國際法的實施在很大程度上只能依靠人類的道德機制。
5.各國在生物多樣性保護和持續利用問題上的共同政治意愿與各國在政治、經濟利益上的巨大差異之間的鴻溝難以彌合,這從根本上制約著國際生物多樣性立法與實施朝著更高的方向發展。[5]
面對這種局面,國際社會開始在各個方面進行積極的努力,并取得了一定成果,其中以《21世紀議程》中有關國際環境法的規定及其實施最為重要?!?1世紀議程》第39章“國際法律文件和機制”提出了“評價和促進(國際環境法的)效力,以及通過各項考慮到普遍原則和所有國家的特殊不同需要和所關心問題的有效國際協定或文件,來促進環境與發展政策的結合”的總目標,并為此提出了8項目標和4個方面的活動領域。作為國際環境法的一個主要部門,生物多樣性國際法的發展自然也要遵循《21世紀議程》確定的目標和實施方案。結合《21世紀議程》所作的行為計劃和生物多樣性保護國際法發展現狀,筆者認為生物多樣性保護國際法今后將在以下幾個方面得到較大發展:
1.發展中國家參與生物多樣性領域國際立法與實施的作用不斷加強,生物多樣性保護國際法也將會更多的反映發展中國家的特殊情況和不同需要,生物多樣性保護國際法成為發展中國家建立新的國際經濟秩序的有力武器,這亦是生物多樣性保護國際法突破其“瓶頸”、獲得新發展的前提;
2.國際組織、特別是非政府組織、跨國公司和個人在生物多樣性保護國際法上的地位不斷得到確認和提高;
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關鍵詞:園林建設 生物多樣性 保護
1 生物多樣性的含義
生物多樣性是生物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,包括生態系統、物種和基因三個層次。生物多樣性是人類賴以生存的條件,是經濟社會可持續發展的基礎,是生態安全和糧食安全的保障。生物多樣性一詞出現于20世紀80年代初期,具體包括種內、種間和生態系統的多樣性。簡言之,生物多樣性是生物及由之構成的系統的總體變異性和多樣性,由遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性三個層次組成。
物種多樣性是指物種富集的程度。通常指一定面積內種的數量,是最容易被人們認識的多樣性層次。物種是生物分類系統中的一級單元,其本身也是遺傳多樣性的一個集結水平。生態系統多樣性是指生態系統本身的多樣性和生態系統之間的差異性。生物在長期的進化過程中,不同物種在不同地理條件下形成相對穩定的群落結構,進而形成了不同的生態系統。同一生態系統內,又在種類、結構、功能等各個水平上存在著差異性。
2 如何保護生物的多樣性
目前的保護方法主要分四種,一是就地保護,大多是建自然保護區,比如臥龍大熊貓自然保護區等;二是遷地保護,大多轉移到動物園或植物園,比如,水杉種子帶到南京的中山陵植物園種植等;三是開展生物多樣性保護的科學研究,制定生物多樣性保護的法律和政策,在生物多樣性問題上,世界各國的共識是生物多樣性問題不是局部的、地區的問題,而是全球性的問題。聯合國有關組織、世界科學界和各國政府部門認為國際合作 是推進生物多樣性保護的重要方面.為了更好的保護生物多樣性,應積極的開 展國際合作,并制定相關的實施計劃與細則,在必要的情況下制定相關行政法規或法律;四是開展生物多樣性保護方面的宣傳和教育。生物多樣性的可持續發展這一社會問題 來說,除發展外,更多的應加強民眾教育,廣泛、通俗、持之以恒地開展與環境相關的文化教育、法律宣傳,培育本地化的親生態人口。利用當地文化、習俗、傳統、信 仰、宗教和習慣中的環保意識和思想進行宣傳教育。
其中最重要的是就地保護,可以免去人力、物力和財力,對人和自然都有好處。就地保護利用原生態的環境使被保護的生物能夠更好的生存,不用再花時間去適應環境,能夠保證動物和植物原有的特性。
3 園林設計中的生物多樣性保護
首先,由于城市的興建,生物原有群落受到較大影響或破壞,使生物體原有的賴以生長發育的最佳環境消失,某些對環境適應能力差的物種其種群數量減少甚至絕滅,或使一些多樣的遺傳資源遭受損失。此外,城市的興建,往往需要從外地引入物種,適當的外來物種可以豐富當地的生物多樣性,但某些外地種在引入后,往往形成雜草,對當地物種形成嚴重威脅,造成本地種的退縮。
另一方面,城市中由于有多種多樣的小氣候,使許多物種能夠找到生存之地,甚至對一些外來物種在本地自然條件下難以正常生長者,在城市中能夠較好地生長,從而豐富了當地的生物多樣性。此外,城市惡劣的總體環境,在物種能夠生存的前提下,為物種的自然選擇施壓了選擇壓,使物種朝著能夠適應這些環境的方向發生變異,久而久之,使物種多樣性及遺傳多樣性都會有一定程度的增加。由于城市人為活動的增加,使物種在自然選擇的基礎上,有意無意地增加了人工選擇的頻率,有利于生物多樣性的提高。
城市園林是多種多樣的,有動物園、植物園、公園、苗圃、專用綠地、街頭綠地等。而生物多樣性的涵義也是十分廣泛的,包括動物、植物、微生物等。動物園是人工馴養、繁殖動物場所,其本身的一個重要任務就是對野生動物的移地保護進行科學研究并付諸實施。我國各大城市幾乎都有動物園,但絕大多數動物都采取圈養或籠養方式進行飼養的,雖然在保護動物方面做出了許多成績,但養育方式還需要改進。植物園可謂是一個城市的植物多樣性中心,它既是園林科學研究的基地,也是植物資源遷地保護的基地,在城市生物多樣性保護中起著核心作用。
4 結語
生物多樣性的保護非常重要,要建立從引種到應用的完善體系,必須有組織上的重視,要將保護生物多樣性納入園林部門的議事日程,有計劃、有步驟地繁殖應用植物,逐步建立健全植物定位及栽培管理計算機化管理體系,對重要物種進行重點跟蹤保護,各類園林綠地各有側重,相互配合,使工作有條不紊地進行,只有管理跟上,才能有效地保護植物免受各種因子的損壞。
參考文獻
1 張鑫,楊杰.生物多樣性的喪失原因與保護策略[J].安徽農學通報,
2007(10)
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大家上午好!
*月的*,陽光明媚,百花爭艷。今天,是國際生物多樣性日,中外嘉賓聚集一堂,隆重紀念20*年國際生物多樣性日,我代表國家環??偩窒虺鱿瘯h的來賓表示熱烈的歡迎和誠摯的問候。
今年國際生物多樣性日的主題是“生物多樣性與氣候變化?!北娝苤锒鄻有耘c氣候變化息息相關。一方面,氣候變化會造成生物棲息地的退化與消失,改變物種的分布;另一方面,生物多樣性減少也會影響到局部的氣候變化。目前,全球變暖已成為不爭事實,確定“生物多樣性與氣候變化”這個主題,就是要喚醒公眾對兩者關系的關注,加強生物多樣性保護,降低氣候變化造成的風險和損失。
*是世界上生物多樣性最為豐富的國家之一,也是最早加入《生物多樣性公約》的國家。*政府高度重視生物多樣性保護工作,制定并實施了一系列與生物多樣性保護有關的法律法規,基本形成了保護生物多樣性的法律體系;建立完善了《生物多樣性公約》履約協調機制和生物物種資源保護部際聯席會議制度;制定了《*生物多樣性保護行動計劃》和各種與生物多樣性保護有關的規劃,各有關部門還以此為依據,制定和實施了各相應領域的專項保護計劃,如在農業方面開展了農業動植物保護、農業資源與生態保護等七大體系建設,在林業方面實施了天然林保護、退耕還林等六大工程等,特別需要指出的是,*目前在相關規劃和政策中已開始考慮氣候變化和生物多樣性的因素,防止由于資源和土地過度利用對氣候變化及生物多樣性造成的影響。
總之,通過制定法律、法規和規劃,實施就地和遷地保護,開展科學研究和宣傳教育等措施,*的生物多樣性得到了有效保護、生態環境惡化的趨勢有所緩解。以自然保護區為例,截至2006年底,全國共建立各種類型、不同級別的自然保護區2395個,約占陸地國土面積的15%。初步形成了類型比較齊全、布局相對合理、功能比較健全的全國自然保護區網絡。這些自然保護區使我國75%的陸地生態系統、88%的野生動物、65%的高等植物和絕大多數的珍稀瀕危野生動植物都得到有效保護。
盡管*的生物多樣性保護工作取得很大的成就,但是,我們清醒地認識到,*生物多樣性保護的形勢仍然十分嚴峻,人口的增長和經濟的快速發展正日益對*的生物多樣性造成嚴重威脅。目前,*環境保護正面臨歷史性轉變的重要機遇,進入以保護環境優化經濟增長的新階段,生物多樣性保護工作要抓住這個歷史性機遇,進一步深化對生物多樣性保護規律的認識,把環境保護歷史性轉變的要求落實為具體的政策措施,推動2010年生物多樣性保護目標的實現,通過創新管理理念和方法,強化生態保護統一監管,重點在以下四個方面加強生物多樣性保護工作:
一、將生物多樣性保護納入經濟社會發展格局
國家《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》明確提出規范國土空間開發秩序,推進形成優化開發、重點開發、限制開發和禁止開發四類主體功能區,其中限制開發區和禁止開發區的載體就是生態功能保護區和自然保護區。*現有17個具有全球保護意義的生物多樣性關鍵地區,這些關鍵地區絕大多數分布在限制開發和禁止開發的區域內,要通過加強生態功能保護區和自然保護區的建設,把生物多樣性保護納入到該區域國民經濟和社會發展的格局中,將生物多樣性保護作為完善區域政策和績效評價的重要內容,要依法禁止建設產生污染和破壞的項目,其他建設項目在嚴格執行環境影響評價制度時要把對生物多樣性的影響作為重要內容,并落實相應的保護措施,進一步加強生物多樣性保護工作的政府投入,在這些地區優先建立和完善生態補償機制。在生態省、市、縣建設過程中,要把生物多樣性保護作為一個重要考核指標,加強城市和農村的生物多樣性保護工作,處理好經濟發展與生物多樣性保護的關系。
二、加強生物多樣性保護國家能力建設
19*年*頒布了《*生物多樣性保護行動計劃》并取得了較好的實施成效,隨著時間的推移,*的社會經濟和環境發生了很大變化,原《行動計劃》中有關生態系統、物種和遺傳資源的現狀數據和信息需要更新和重新評估,有關優先行動和項目需要作相應調整。目前,我們聯合《生物多樣性公約》履約協調組成員單位已經啟動了行動計劃的修訂工作。新的《*生物多樣性保護戰略和行動》將突出生物多樣性中長期保護戰略目標與任務,制定優先行動和項目,同時將突出生物多樣性保護的國家能力建設,通過重點完善“法規制度、技術支撐和管理服務”三個體系,提升“組織協調、政策研究、行政執法和國際交流”四種能力,針對生物多樣性保護的薄弱環節,不斷完善生物多樣性保護法律體系,加大執法力度;通過資金投入,強化預警監督,建立完善的生物多樣性監測體系;加強科學研究,大力扶持生物多樣性保護關鍵技術的研發;把生物多樣性保護納入到各級政府經濟發展規劃中,提高國家保護生物多樣性的整體水平。
三、進一步加強國際合作和交流
*作為發展*家,需要加強國際合作,學習其他國家先進的理念、經驗和技術;也愿意通過國際合作與交流,共同推動2010年生物多樣性保護目標的實現,發揮*負責任大國的建設性作用。近年來,在聯合國開發計劃署的協助下,在各部委的積極參與下,*在環境領域,特別是在生物多樣性領域,與很多國家開展了密切而廣泛的合作。其中*和歐盟生物多樣性項目就是一個典范。中歐生物多樣性項目自去年5月22日正式啟動以來,圍繞我國生物多樣性領域的重點,開展了一系列活動并取得了階段性的成果。今天中歐生物多樣性項目地方示范項目將在這里舉行簽字儀式,這標志著中歐生物多樣性項目進入實質性的實施階段,我相信,隨著工作的不斷深入,中歐生物多樣性項目將在*生物多樣性保護工作中發揮越來越大的作用。
四、推動社會公眾的廣泛參與
生物多樣性與人們的生活息息相關。目前,有很多志愿者在生物多樣性保護領域作出了突出的貢獻,政府要積極支持和倡導,最大程度地發揮志愿者和非政府組織的作用。生物多樣性保護離不開公眾的參與,青年是生物多樣性保護的生力軍,結合今年國際生物多樣性日的主題,環??偩趾蛨F中央、教育部將共同開展“保護生物多樣性公益活動方案征集”活動,此次活動面向青年、面向社區、面向農村,目的是使更多的人意識到生物多樣性與氣候變化對人類生存的重要性,認識到生物多樣性是重要的資源、是維護國際生態安全的重要保障。在此,我呼吁,讓我們大家,讓每一個人,從現在做起,從自己做起,從身邊的每一件事做起,參與到保護生物多樣性、防止氣候變化的行動中來。保護支撐我們生存、美化我們環境的生物多樣性。
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關鍵詞:生物多樣性 生態茶園 技術措施
中圖分類號:Q146,S181 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)005-073-02
生物多樣性是人類賴以生存的條件,是經濟社會可持續發展的基礎,是生態安全和食品安全的保障。生物多樣性保護和持續利用有利于國民經濟的可持續發展和提高人民生活質量。
生物多樣性是可持續發展的重要基礎,也是衡量一個國家和地區生態文明和環境質量的重要標志。良好的生態環境。能夠持續地為經濟發展提供自然資源,為社會進步創造有利條件;做好生物多樣性保護,不僅可以服務于當代社會和當地民眾,而且能夠惠及子孫、造福人類。今天,生物多樣性保護正日益成為全球環境保護的熱點問題之一,“保護環境、保護生物多樣性、保護我們賴以生存的生物圈”已經成為全人類的共同認識而深入人心。
中國是世界上生物多樣性最豐富的國家之一,物種約占世界總數的10%。我國還擁有包括溫帶,寒溫帶,亞熱帶,高山,丘陵,湖泊,森林,海洋等眾多的生態類型,孕育了各種生態類型中的大量物種,使得生態系統多樣性和遺傳多樣性都居世界的前列。但是我國的生物多樣性也面臨的各種威脅,由于歷史和現實的原因,中國的生物多樣性過去遭受到的破壞和當前面臨的威脅都是嚴重的,生物多樣性盡管豐富多彩,但在許多方面是殘破不全的。我國生物多樣性退化嚴重,大自然調節氣候、空氣和水源的能力大幅下降:自然災害對人類的沖擊越來越多。特別是今年南方持續干旱、北方的雪災、四川的泥石流、高溫天氣等自然災害給我國造成重大經濟損失。近代人口猛增。人均自然資源的數量持續下降,尤其對自然資源的不合理開發利用,使生態環境日趨惡化。加上對生物資源掠奪式開發,已使我國受嚴重威脅的生物物種占了整個區系成分的15-20%,高于世界的平均水平。
生態環境的日益退化和生物多樣性的嚴重損失,引起各級政府逐步對自然資源和自然環境的保護。1994年我國制定并頒布了《中國生物多樣性保護行動計劃》。為落實《生物多樣性公約》的相關規定,進一步加強我國的生物多樣性保護工作,有效應對我國生物多樣性保護面臨的新問題、新挑戰,環境保護部會同20多個部門和單位編制了《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃》(2011-2030年),提出了我國未來20年生物多樣性保護總體目標、戰略任務和優先行動。
在這樣大的國際、國內背境下,形成一個共識保護我們的地球,倡導綠色低碳生活。云南省提出綠色強省的目標,豐富的生物多樣性是云南的一張名片,保護好生態環境和生物多樣性是責任,也是實現云南自身可持續發展的保障。滇西北是我國乃至全世界生物多樣性最豐富和最獨特的地區之一。為保護滇西北的生物多樣性,2008年2月云南《滇西北生物多樣性保護麗江宣言》。2010年5月26日,云南省在保山市騰沖縣召開滇西北生物多樣性保護聯席會議第二次會議,《2010國際生物多樣性年云南行動騰沖綱領》,宣稱要將云南打造成為世界生物多樣性保護最好的地區。
普洱作為鑲嵌在西南大地的一顆綠海明珠,以盛產普洱茶而聞名。如何把普洱茶這張名片做大、做好、做強,提升普洱茶的品質,必須從源頭做起,從茶園做起,以綠色、生態、有機的標準建設生態茶園,打造好普洱茶原料生產的“第一車間”。保護茶園生物多樣性建設生態茶園任重而道遠,是普洱茶產業可持續發展的保障。
1. 建設生態茶園恢復茶園生物多樣性是科技創新的重大舉措
普洱市是云南省財政相對貧困的老、少、邊、窮地區,茶葉作為傳統的支柱產業,過去幾十年受單一種植的影響,掠奪式開墾,毀林開荒:盲目追求高產,大量使用化肥農藥;種植模式單一,破壞了原有的生態系統,致使茶葉產品質下降,農殘增高,降低普洱茶飲品的安全性,致使茶葉出口受阻。特別是2007年的經融風暴,使普洱茶價格從峰值跌落峰谷,整個普洱茶產業損失慘重,處于市場低迷的狀態。
如何走出困境?經過考查、調研國內外生態茶園建設的成功經驗,科學的謀劃,普洱市提出強勢推進傳統茶產業,以綠色、生態、有機的標準建設生態茶園,把茶園生物多樣性的恢復和生態茶園建設作為茶產業發展的重心,用組建農民茶葉專業合作組織的方式作為保證,從今年起力爭用五年時間把全市136萬畝現代茶園改造成生態茶園。使普洱茶提質,讓人們品飲健康安全的普洱茶。
2. 科學全面的認識保護生物多樣性和建設生態茶園的關系
2.1 生物多樣性的基本概念
生物多樣性是地球上生物經過幾十億年發展進化的結果,它包括數以百萬計的動物、植物、微生物和它們所擁有的遺傳基因及其變異性,以及它們與環境形成的復雜的生態系統和生物地理景觀。它們是人類社會賴以生和發展的物質基礎,它們的未知潛力為人類的生存發展顯示了不可估量的作用。然而,由于全球人口的增長和人類的活動引起生物資源不合理利用及環境變化,生物多樣性正以前所未有的速度在遭受破壞,許多物種已經或正在逐漸從地球上消失,這一問題已引起了國際社會的廣泛關注,生物多樣性的研究和保護已成為當前國際社會和各國政府普遍關注的熱點問題。
生物多樣性(biodiversity)是指一定范圍內多種多樣活的有機體(動物、植物、微生物)有規律地結合所構成穩定的生態綜合體。包括植物、動物、微生物和他們所擁有的基因以及它們與其生存環境形成的復合生態系統的多樣化及其變異性。一般認為生物多樣性包含遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性和景觀多樣性4個層次。生物多樣性的四個層次之間的的物質能量交換和與環境之間的相互協同的作用關系構成了維持地球物質循環和能量流動平衡與穩定的防御體系,即“地球的免疫系統”。
生物多樣性是人類賴以生存的條件,是經濟社會可持續發展的基礎,是生態安全和食品安全的保障。
2.2 生物多樣性價值
(1)科學研究價值:通過對四個層次的多樣性研究了解地球歷史的演變過程,生命系統的起源、演化發展與環境的協同進化關系,是生命科學和地球科學的核心研究價值所在。
(2)經濟利用價值:在物種多樣性層次上,作為人的必要生存與發展的最基本的資料。
(3)潛在基因價值:作為基因資源,主要是在遺傳多樣性層次上。
(4)生態服務價值:作為一種生態資源,主要是建立在物種和生態系統多樣性層次上,在維護生態系統平衡與穩定中發揮著不可替代的生態服務功能。
(5)美學和文化價值:作為旅游資源為人類提供康體、休閑、審美價值,主要是在景觀多樣性、生態系統多樣性、物種多
樣性和文化多樣性多個層次上。
生物多樣性是一個國家戰略資源的核心組成部分,其最大的價值在于為人類生存和發展提供了適應全球環境變化的各種機會,誰擁有豐富的生物多樣性,誰就擁有未來發展更多的選擇權。
2.3 保護恢復茶園生物多樣性是建設生態茶園的重要內容
生態茶園建設以自然界的植物、動物、基因等包括人與社會和諧共生為宗旨,以建設可持續的生產方式和消費方式為內涵,引導人們走上持續和諧發展道路。在人類發展的歷程中如果不注意對生物多樣性的保護將會對地球和人類本身帶來災難性的后果。生物多樣性的保護與生態茶園建設是緊密聯系不可分割的整體,生物多樣性的保護是生態茶園建設的基礎和重要組成部份。通過在茶園內種植不少于六個品種的高大喬木、中間種植茶樹、地表種植綠肥或有根瘤菌的植物以保水保肥的立體種植措施,建成可持續發展的生態茶園。
3. 建設生態茶園的技術措施
實施生態栽培,保持茶園生物多樣性;采用高大喬木―茶樹一綠肥立體復合的模式建設生態茶園,根據所處地塊的生態環境因地制益,對茶園的山、水、園、林、路等整體規劃,合理布局。盡量保護茶園有的樹林、植被,使茶園通過種植不少于六個品種的高大喬木,遮蔭達30%;中間種植茶樹:地表種植綠肥或有根瘤菌的植物以保水保肥,對幼齡茶園還可以短養長。建成林中有茶,茶中有林的生態茶園。
實施生態防治,控制茶葉農藥殘留;化學農藥的長期大量使用,不僅污染了環境,而且造了茶葉農藥的殘留。在病蟲害防治上采取利用植物的抗性;利用害蟲的天敵:利用昆蟲生長調節劑和種間信息物質等進行立體綜合生物防治。
科學施肥,促進生態茶園實現可持續發展。根據茶樹對營養物質需求,在生態茶園施肥應根據有機肥特性、茶樹生長的規律、土壤性質合理的施肥。
4. 建立生物多樣性保護補償機制
全球都有一個普遍現象和共同的規律,就是生態環境的破壞、生物多樣性的減少總是與貧困地區的發展聯系在一起的,如何在發展貧困地區經濟的同時對生物多樣性進行有效保護成為世界性的難題。建設生態茶園會給茶農帶來一定的經濟損失,但是暫時的,我們要以人為本積極探索生物多樣性保護生態補償試點,建立省、市、縣三級聯動的生物多樣性保護與開發利用的生態補償機制。使保護生物多樣有強大的資金支持,充分調動茶農的積極性自覺保護生物多樣性,保證生態茶園建設順利完成,達到項目預期的目的。
5. 生物多樣性的科學宣傳
(1)提高全民的生態意識,使人們認識人與生物的互相作用、互相影響,懂得搶救生物多樣性就是拯救人類本身的道理,這是中國生物多樣性管理與保護的關鍵問題之一。只有抓好科普宣傳教育才能使生物多樣性的損失保持在最小程度和使生物資源達到合理管理的近期目標,也才能實現幫助人們采用持續的、合理的方法對生物資源進行利用和管理,實現保護生物多樣性的長遠目標。
(2)應把自然保護包括生物多樣性的科普宣傳當作一項重要的科研項目來支持,茶農是生物多樣性與持續利用的直接參與者,制作通俗易懂的宣傳資料,通電視、電影、網絡等形式,深入到邊遠地區針對各民族的傳統文化、各種人群中的不同文化背景和它們與自然資源的相互關系等進行深入淺出的生動的宣傳,以收到預期的效果。
(3)越是生物多樣性富集的地方越貧困,也由于人口的迅速增長和商品經濟的發展,其破壞程度越高。而這些地方的科普宣傳尤其重要,要加強宣傳。再由于經濟不發達和勞動者的素質還不高,造成了在經濟發展的同時,濫用和破壞了自然資源。但是,近幾十年來,所造成的各種生態、環境和資源等的嚴重問題,有不少與各級管理者、決策者缺乏生態知識、保護意識而決策上的失誤有關。所以,對于科普宣傳的對象,除了要重視公眾,更要重視對各級管理者、決策者的科普宣傳,雖然他們的人數少,但是能量大。
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篇6
關鍵詞:城市景觀保護設計
0引言
城市景觀環境,是城市設計中一種表象的物質形式,通過視覺審美而形成。城市景觀規劃,指的是在一定時期內,實現城市發展相關任務和目標,是整個城市建設的重點部署內容。旨在全方位考察城市內容及其周邊的環境,進行可行性分析,然后通過設計以及施工建設來達到提供給居民以理想、安靜、舒適等交通居住環境。作為城市的景觀設計以及建設,對城市土地綜合利用,改善土地相關特有功能,都十分有利。城市景觀的保護意義重大,是當前研究的熱點之一。
1城市景觀保護現狀概述
我國經濟的騰飛,給城市的發展帶來了蓬勃生機,而在城市建設中,相應地面臨的困難以及環境問題也日益嚴峻。比如由于歷史、政治以及相關技術的發展,人們思想觀念隨著歷史的河流而相應改變。但是長期的封建思想,使得人們在追求美麗景觀的過程,日趨漫長。特別是官僚主意以及暴發戶特征意識,導致中國城市的景觀缺少人性化考慮,在景觀設計中,只是片面追求某種視覺效果,而對于景觀給人們帶來的其他環境因素,欠缺考慮。在景觀改造過程中,沒有遵循景觀保護原則,嚴重破壞了自然環境。
所謂城市景觀保護設計,必然遵循自然景觀的保護,嚴格意義上來說,就是生態設計。生態型指具有較為完整的生態系統、能夠開展適當游憩活動的城市自然遺留地,管理的目標是保護生態系統的完整性,維持生態的穩定性和多樣性。生態型城市自然遺留地包含有代表性的生物群落和風景樣本,其中的動植物物種、生境和地貌具有保護、教育、游憩和科普的意義。根據管理目的的不同,還可以再分為生態保護型、生態游賞型、生態科普型等。必須保護生態多樣性,而生物多樣性不是簡單的生物個數,而是包含生物基因多樣性在內的,具體分為物種以及群落和生態系統等不同。在城市景觀設計和建設中,生物多樣性,是必須考慮的因素,它們是構成生態環境最為主要的因素之一。可以這么說,城市生態多樣性,無論是基因、物種,還是群落及生態系統等,都和城市自然生態環境具有某種和諧的聯系。作為人居的環境,它們是人們在生活以及生產中不可缺少的重要組成部分。在城市景觀設計中,必須考慮景觀設計給生物多樣性以及生態環境帶來的正面以及負面影響,必須明細景觀的設計除了給人帶來最大利之外,還不能影響生物多樣性原則,不能破壞生態自然環境以及自然遺留地的物種特性。
2城市景觀保護設計策略
2.1城市建筑景觀保護策略對于建筑景觀而言,通常由于歷史以及文化等原因,我必須充分考慮其存在的價值。歷史建筑作為城市景觀保護設計中最為重要的一環,其意義非常重要。通常情況下,建筑具備幾個方面的因素,一個是人居因素,一個是時間因素(即歷史因素),另一個便是文化因素。無論是名人居住的名人效應,或是歷史遺留的歷史效應,還是其璀璨的文化效應,都構成了建筑景觀的保護與否的影響因子。從這三個方面,進行全面分析,確定其聲望值,當聲望值超過需要保護的臨界值時,必須對建筑景觀進行保護設計。
建筑景觀的保護設計,必須充分考慮資源的優化利用,在城市整體設計中,資源的合理利用最為重要。作為一個世紀以來的科技和商業發展的結果,城市中心總是處于適應更多用途和人口的壓力下,然而許多城市中心卻有一種錯綜復雜的特性,很容易被增長的交通和重建破壞。取代所有舊的事物來滿足新的要求會浪費資源,而且很昂貴,這會有效地毀滅一個地區甚至整個城市。不滿足今天的需要、不預測明天的需要,可能會成為經濟和文化的自毀。我們必須在某處打破平衡。如何做呢?答案可能介乎一座城市和一個社區之間;或者是它們的特性值得保護,或者一種古老的、很受喜愛的形式;又一次,是思想還是藝術品。建造什么,何時何地重建或徹底修改,保留什么以及如何去做,是一個判斷力的問題,在實踐這種判斷時,應該簡要地參考別的地方的經驗。轉2.2生態景觀保護設計除了建筑景觀的保護設計外,生態景觀的保護設計也是城市景觀保護設計的重點。因為,作為城市生態系統中的第一生產者——綠色植物,它是城市生態系統中最為主要的紐帶,其為城市整個生態系統提供物質循環和能量交換。所以綠色植物的保護設計以及生物多樣性設計,是城市生態景觀保護設計中的主要內容。植物園以及樹木園,作為城市生物多樣性的中心,必須全面收集相關植物,重點保護相關等級的生物,必須組建生物基因庫以及城市種子庫,便于對生物進行離體保存。植物園既是植物資源遷地保護、植物科學研究的基地,也是對公眾進行植物科普宣傳和教育的基地,在城市生物多樣性保護中起著核心作用。筆者認為,植物園、動物園對城市生物多樣性的保護起到了一定的作用,但均存在一些限制:①保存超過一定限量的某一物種的遺傳多樣性標本,在經濟上是行不通的;②保護中幾乎沒有直接的生境敏感反應(habitat.resonsive)發生,所以這種人為控制的種群往往無法適應環境條件的變化;③受到保護的種群其遺傳基礎似乎很窄小,但又不可能大量收集其個體以使之表現出廣泛的基因型;④保護還依賴于政策和資金的持續穩定,但這遠沒有把握性;⑤在很大程度上將動植物物種與野生的群體和自然環境相隔離,其結果往往是削弱了物種的自然生態習性,在一定程度上降低了物種的遺傳多樣性,這樣并未起到真正保護生物多樣性的目的。在城市生態景觀保護過程中,充分利用景觀規劃方法,實現最優化保護效果,這樣可以減少植物園以及生態園的數量。
作為生物多樣性保護的重要途徑,景觀規劃可以分兩種方式來實現。①傳統保護模式,即基于物種保護的方法來進行生物多樣性保護。②最優化保護模式,即基于生態系統保護的方法來進行生物多樣性保護。一般來講,第一種方法在早前運用的比較廣泛,它對于瀕臨物種,能起到很好的保護效果;而第二種方法是從源頭來避免瀕臨物種的產生,強調的是和諧發展,即全面聯合景觀系統以及生態系統,讓各物種以更好的狀態來生活于生態系統中,或適應新的生態系統。從實際效果來說,從物種保護這種單一的保護來看,這種做法有待改進,因為,單一的物種保護只是沒有辦法之中的辦法,充其量只能是事后保護而已,其需要投入大量的人力、物力以及財力,來改善事后的環境,人為地構筑適合物種生產的環境。而生態景觀學最優化景觀保護是以最優化模型為基礎,從事前控制出發,充分考慮生態和諧因素,建立適合物種生物鏈的生態保護模式,是城市景觀保護中可持續設計的重要環節,所以,以第二種保護模式——最優化保護模式,是景觀設計的重中之重。
3結語
城市景觀保護意義重大,是城市可持續發展的重要手段。只有全面認識當前景觀保護形式,從建筑保護到生態保護出發,才能把我國城市景觀保護工作提升到一個新的臺階。新晨:
參考文獻:
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篇7
傳統的生物保護戰略被動地強調現存瀕危物種和景觀元素的保護,如果將物種運動和生態過程作為一個能動的景觀控制過程來對待,我們將會有一種全新的景觀規劃途徑。其中有三個方面的概念對這種新的景觀規劃途徑有啟發意義:即景觀的空間構型對生態過程的作用,生物進化空間軌跡與景觀格局設計及景觀阻力與潛在的生態基礎設施的設計。景觀生態安全格局正是在這些方向上的一個新的探索。
關鍵字:生物多樣性;生物保護;景觀生態;景觀規劃
1.生物多樣性保護的景觀規劃途徑
景觀規劃設計在生物多樣性保護中的意義已引起生物學家的高度重視,用Wilson(1992,P317)的話說“作為一個發展中的專業,景觀設計(Landscape Design)將在(生物多樣性)保護中起著決定性的作用,在環境日益人工化的情況下,仍然可以通過林地、綠帶、水系、水庫和人工池塘及湖泊的巧妙布置來使生物多樣性保持在很高的程度??傮w規劃不但考慮經濟效益和美,同時考慮生物種類的保護”。
生物多樣性(Biopersity)包含三個層次的含意:(i)遺傳多樣性,即指所有遺傳信息的總和,它包含在動植物和微生物個體的基因內;(ii)物種多樣性,即生命機體的變化和多樣化;(iii)生態系統的多樣性,而棲息地、生物群落和生物圈內生態過程的多樣化(見 McNeely等1990;Soule1991;NAS1992)。相應的生物多樣性保護也分別在環環相扣的多個生物空間等級層次(Biospatial hierarchy)上進行,即(i)景觀或生態系統綜合體層次,(ii)群落層次,(iii)物種層次,(iv)種群層次和(v) 基因層次。生物多樣性的空間等級層次與空間位置和格局緊密相關, 這也正是本文關于生物保護景觀規劃討論的出發點。
總起來講,生物多樣性保護可分為兩種途徑:以物種為中心的途徑和以生態系統為中心的途徑。前者強調瀕危物種本身的保護,而后者則強調景觀系統和自然地的整體保護,力圖通過保護景觀的多樣性來實現生物多樣性的保護。保護戰略上的兩種不同途徑也體現在以生物保護為目的的景觀規劃設計中:以物種為出發點的的規劃途徑和以景觀元素為出發點的的規劃途徑。盡管兩者都考慮物種和生態基礎設施的保護,但前者的規劃過程是從物種到景觀格局,而后者是從景觀元素到景觀格局。
1.1 以物種為出發點的景觀規劃途徑
該規劃方法強調,使景觀生態規劃具有意義的充分必要條件是選準保護對象,并對其習性、運動規律和所有相關信息有充分的了解。以此為基礎來設計針對特定物種的景觀保護格局。一個整體優化的生物保護景觀格局是由多個以單一物種保護為對象的景觀最佳格局的疊加與諧調(Amstel等1988;Selm 1988)。這一途徑一般可分為下列五個步驟:
(i)根據物種的重要性,選擇目前的或潛在的保護對象。
(ii)收集關于保護對象的信息,包括查閱文獻,明確適合于每一保護對象的最佳景觀結構。
(iii)匯總和比較所有保護對象對景觀的需要。
(iv)修改保護物種清單以取得保護的諧調與一致性。
(v)綜合以單一物種保護為目的的景觀規劃來獲得某一地域的總體生物保護景觀規劃。
如果有足夠詳盡的關于物種及其相關聯系的信息的話, 以物種為中心的景觀規劃途徑可以說是,最有效和科學的生物保護途徑。但是,這一途徑一開始就將可能遇到規劃師和生物學家都無法解決的問題,即什么物種應優先保護的問題。人們一般從三個方面的標準來選擇優先保護的物種:
(i)目前的稀有、特有性,受協狀態及其實用性,大型哺乳動物和那些被列入國際瀕危物種名單之列的物種顯然應作為首選的保護對象。往往被作為首選對象。
(ii)物種在生態系統及群落中的地位。保護對象應對維護整體生態平衡有關鍵作用。
(iii)物種的進化意義。一種雜草可能本身很不起眼,在群落內也表現不出重要意義,但卻有可能對進化史及未來生物多樣性的發展有重要價值。用進化的觀點來進行生物多樣性保護比被動地保護現存的瀕危物種更具有意義(Edwin 1991)。
1.2 以景觀元素保護為出發點的途徑
這一途徑并不基于對單一物種的深入研究來作景觀規劃,而是把生物空間等級系統作為一個整體來對待。集中針對景觀的整體特征如景觀的連續性,異質性和景觀的動態變化來進行規劃設計。該途徑認為,現實的生態過程發生在一個時空嵌合體中,包含生物等級系統的各個層次。而批評以物種或群落保護為對象的規劃只是偏面地解決了一個連續的復雜系列的局部和片段(Noss and Harris,1986)。因此,以景觀元素為核心的整體規劃途徑強調以下的步驟(Harris 1984, Noss and Harris 1986; Noss1991):
(i)生態過程和生物多樣性成份包含在一個廣泛的時空尺度上,因此,一個全面的規劃應該以生物等級系統的各個層次的受協成分或節點(Node)作為保護對象。強調節點的多樣性,這些節點小到一棵孤樹或一個森林斑塊,大到國家公園和自然保護區。而對單一物種本身則不作深入考察。
(ii)因為景觀的破碎和分割被認為是危脅生物多樣性的一個最重要因素,所以,規劃強調景觀的連結關系和格局設計。規劃的目標是將每一景觀中各種大小的節點連接成為整體的保護網絡,并在區域和大陸尺度上建立景觀保護體系。
(iii)景觀及其保護必須從時空系統和動態的、飄移的嵌合體(Shifting Mosaic)角度來認識和理解。所以,生物多樣性保護的景觀規劃旨在維護嵌合體的穩定性,綜合考慮保護及發展規劃,以實現景觀的可持續性。
與以物種為核心的規劃不同,以景觀元素為核心的規劃的第一步不是確定單一物種作為保護對象與研究其特性,而是首先分析現存景觀元素及相互間的空間聯系或障礙,然后提出方案來利用和改進現存的格局,建立景觀保護基礎設施(Conservation Infrastruture)。包括在現有景觀格局基礎上,加寬景觀元素間的聯接廊道、增加景觀的多樣性、引入新的景觀斑塊和調整土地利用格局。
此景觀元素為核心的規劃途徑的理論指導包括島嶼生物地理學(Island Biogeography)和景觀生態學。景觀的連續性、異質性、動態和飄移等是規劃著重考慮的景觀特性。
這一規劃途徑的一個典型代表是所謂的景觀群島模式(Archipelago Model),或稱為綜合利用模式(Multiple-use Model,簡稱MUMs)(Harris,1984;Noss and Harris 1986)。這一模式包括一個絕對保護的核心區和周圍緩沖區。沿核心區向外人類活動強度逐漸增加。核心區是生物多樣性等級系統中任一層次上的某一節點。
一個關于整體景觀保護的類似的概念是所謂的景觀補償區網絡(Network of Landscape Compensative Areas),這一概念強調景觀規劃和管理的一個最重要原則是景觀的多樣性和最優格局。而這樣一種最優格局表現為地域內多層次的景觀補償系統和生態基礎設施(Mander等1988)。這一理想的景觀格局實際上是一個等邊六角形。在這樣一個六角形中,景觀的生態多樣性和穩定性通過多層次的生態過渡帶和補償區網絡來實現。
以景觀元素為導向的規劃避免了上述的以特定物種為核心的規劃途徑的缺點,而從整體上來設計全面的、包容的景觀格局。對于景觀這一復雜的系統來說,這似乎是合理的。問題是,這種從形式出發的景觀格局設計是否能滿足內容即物種的保護需要?景觀格局是為誰而設計的? 2.多樣性保護的空間戰略
生物多樣性的喪失主要有以下六方面的原因:
(i)棲息地的消失; (ii)棲息地(景觀)的破碎化;(iii)外來種的入侵和疾病的擴散;(iv)過度開發利用;(v)水、空氣和土壤的污染;和(vi)氣候的改變。
其中,棲息地的消失和破碎是生物多樣性消失的最主要原因之一。在中國尤其如此(BCCA,1992)。棲息地的消失直接導致物種的迅速消亡,而棲息地的破碎化則導致棲息地內部環境條件的改變,使物種缺乏足夠大的棲息和運動空間,并有利于外來物種的侵入。適應于在大的整體景觀中生存的物種一般擴散能力都很弱,所以最易受到破碎化的影響。
盡管生物保護的景觀規劃途徑有所不同,一些空間戰略都被普遍認為是有效的。這些戰略對克服上述人為擾有積極作用。包括:
(i)建立絕對保護的棲息地核心區;
(ii)建立緩沖區以減少外圍人為活動對核心區的干擾;
(iii)在棲息地之間建立廊道;
(iv)增加景觀的異質性;
(v)在關鍵性的部位引入或恢復鄉土景觀斑塊。
2.1 絕對保護核
這是自然保護中最傳統的戰略,其基本思想是將保護對象(殘遺斑塊或瀕危物種棲息地)盡量完整地保護起來,并將人類活動排斥在核心區周圍的緩沖區以外。
島嶼生物地理學強調自然保護區設計中的面積和臨近關系。這一理論最早由Preston(1962)和MacArthur及Wilson(1963,1967)等首先提出并發展。這一理論假設一個島上的物種數目最終將趨于一種動態平衡。導致平衡的兩種過程是物種的遷入和滅絕。達到平衡狀態的物種數主要取決于島嶼的大小和島嶼離種源的距離,即面積效應(Area Effect)和距離效應(Distance Effect)。也就是說,一個小的保護區不但最終將只能允許少數物種的生存,并在一開始就使物種迅速消亡。而遠離種源的保護地,則很難使物種有再遷入來取代消亡的個體。這一假設或多或少在海洋島嶼和孤立的陸地殘遺斑塊的觀察中得到證實(見Frankel and Soule,1981; Harris1984;Forman and Godron 1986; Forman 1995)。但是,陸地景觀斑塊與海洋島嶼的狀況有很大差異(Forman 1979; Harris 1984),目前還沒有一個有效的途徑來衡量陸地景觀斑塊隔離狀況。有學者提出用景觀阻力(Landscape Resistance)來衡量棲息地斑塊間的隔離程度(Forman and Godron 1986;Formam 1995)。影響景觀阻力的因素包括景觀的基相質地和邊界頻率等。Kanaapen等(1992)提出用最小累積阻力來衡量隔離程度。
島嶼生物地理學的越大越好和越近越好的基本原則在今天仍被廣為接受,但也有不同的看法(如Simberloff and Abele 1976),認為幾個小的保護區可能比一個大型保護區有更多的優越性。
一些反映面積和物種及種群關系的門檻為規劃提供了有用的指導。其中之一是種群健康所需要的最小面積(Viable Minimum Area)。對此,有兩條法則,即近期法則和長期法則。近期法則主張最小的有效種群數是50;長期法則主張最小種群數為200-500,這樣才能保證生物保護的長期安全。根據這兩個門檻,可以相應地確定最小面積(Frankel and Soule 1981;Harris 1984)。
根據島嶼生物地理學,物種與面積之間存在著以下的關系(MacArthur and Wilson 1967)
其中S和A分別是物種數和面積(公頃), C和z是特定物種及環境條件下的參數。盡管C和Z因具體情況變化很大(見Wilcox 1980),這一公式指出,當棲息地斑塊很小時保護面積的微小增加會導致物種的大幅度增加,而當棲息地斑塊很大時,其面積的進一步擴大只能增加少量的物種。根據這一特點,一般認為保護區的面積每減少十倍,物種數將損失30%。
另一種門檻變量是破碎度。根據采伐的模擬表明,景觀中至少有50-70%的原有森林生境才能保護物種及生態過程的健康和維持正常秩序(Franklin and Forman 1987)
2.2 緩沖區
緩沖區(Buffer Zones)或過渡帶(Transition Zones)的功能是保護核心區的生態過程和自然演替,減少外界景觀人為干擾帶來的沖擊。通常的方法是在保護核心區周圍劃一輔的保護和管理范圍。但試圖在保護核周圍建立緩沖區的設想往往會落空,原因是緩沖區土地的所有權法律上不屬于保護區管理部門(見McNee1y 1992)。在有的情況下保護區內部也設緩沖區。但是,國際上關于如何劃分緩沖區的技術問題一直沒有解決。也就是說緩沖區應該劃到什么地方,如何劃才最有利于保護同時不給當地居民帶來過分的經濟損失。顯然,以保護核心為中心同心圓式地劃分緩沖區的做法是不科學的。一個新的劃分緩沖區的途徑是利用阻力面的等阻線來確定其邊界和形狀(Yu,1995a-b,1996a)。阻力面類似與地形表面,其中有緩坡和陡坡,呈現一些門檻特征。據此來劃分緩沖區不但可以有效地利用土地,而且,可以判別緩沖區合理的形狀和格局,減少緩沖區劃分的盲目性。
2.3 建立廊道(Corridor)
對抗景觀破碎化的一個重要空間戰略是在相對孤立的棲息地斑塊之間建立聯系。其中最主要的是建立廊道。生態學家們普遍認為,通過廊道將孤立的棲息地斑塊與大型的種源棲息地相聯接有利于物種的持續,和增加生物多樣性(見Forman and Godron 1986;Harris and Scheck 1991;Saunders and Hobbe 1991;Forman 1995)。這一觀點最近在景觀規劃和設計領域內得到認真的對待(Smith and Hellmund 1993)。
理論上講,相似的棲息地斑塊之間通過廊道可以增加基因的交換和物種流動,給缺乏空間擴散能力的物種提供一個連續的棲息地網絡,增加物種重新遷入的機會和提供鄉土物種生存的機會。許多實地觀察也證實了廊道的這種功能(詳見Harris and Scheck 1991;Forman 1995).
廊道的聯系和輻射功能使他們成為促進未來生物多樣性進化的重要景觀結構(Erwin 1991)。根據這一功能,廊道的設計應與生物進化的軌跡相適應,聯接重要的物種源以保護不斷的物種交流和輻射。
但是,廊道的意義也不能過分地強調。他們有時并不能起到聯系鄉土棲息地的作用。相反,他們有可能對鄉土物種帶來危害。在大尺度空間上的一個例子是南北美大陸聯接的形成在過去幾百萬年內導致生物多樣性的災難性的損失(May 1978;Gould 1993, p347)。在小尺度上的觀察也證明廊道對鄉土物種的危害性(見Harris and Sheck 1991)。對某些生態過程有促進作用的廊道,恰恰對某些物種的運動有阻礙作用。聯結孤立棲息地之間的廊道往往會引導天敵的進入,或外來物種的侵入而危協到鄉土物種的生存。美國佛羅里達州的開發就有許多這樣的問題。外來物種沿著交通廊道侵入景觀深處,危協鄉土物種的生存(見Harris and Scheck 1991)。
由于廊道功能的這些矛盾,要求景觀設計師謹慎考慮如何使廊道有利于鄉土生物多樣性的保護。特別應注重以下幾個方面的考慮(Harris and sheck 1991):
(i)多于一條廊道:多一條廊道就相當于為物種的空間運動多增加一個可選擇的途徑,為其安全增加一份保險。
(ii)鄉土特性:構成廊道的植被本身應是鄉土植物。
(iii)越寬越好:廊道必須與種源棲息地相聯接,必須有足夠的寬度。否則,廊道不但起不到空間聯系的效用,而且,可能引導外來物種的入侵。至于多寬的廊道較為合適,目前尚無定論,但越寬越好是一條基本原則。
至于針對某一種動物運動的廊道,當地的生物和生態專家的經驗往往能提供最可靠的參考(Binford等1993)
(iv)自然的本底: 廊道應是自然的或是對原有自然廊道的恢復。任何人為設計的廊道都必須與自然的景觀格局,如水系格局相適應。
其它聯接破碎斑塊的方式包括建立動物運動的"跳板"(Stepping Stones),改造棲息地斑塊之間的質地和減少景觀中的硬性邊界頻度等以減少動物穿越景觀的阻力。 2.4 增加景觀的異質性(Heterogeneity)
實驗觀察和模擬研究都顯示,景觀異質性或時空的嵌斑特性(Patchenes)有利于物種的生存和連續及整體生態系統的穩定(Turner 1987; Pickett and Thompson 1978;Kolasa and Pickett 1991; Renshaw 1991; Kozakienicz 1995; Forman 1995)。許多物種需要兩種或多種棲息地環境。景觀的空間格局與時間更替一樣可能會顯得雜亂無章。但這種動態和交替抹去了景觀中的劇烈性的變化,使系統保持穩定。所以,保護和有意識地增加景觀的異質性有時是必要的。(Frankel and Soule 1981; Hayes等1987)。增加異質性的人為措施包括控制性的火燒或水淹、采伐等。
2.5 恢復棲息地
另一種代價很高的生物保護戰略是棲息地的恢復,在關鍵性的部位引進鄉土棲息地斑塊,作為孤立棲息地之間的“跳板”,或增加一個適宜于保護對象的棲息地。這樣可以大大增強生物多樣性保護的效果,同時也可提高景觀的美學價值(Hayes等1987;Morris1987)。
上述多種生物多樣性的保護戰略都在不同程度上有積極作用。關鍵的問題是在什么地方和怎樣來構建上述空間結構和戰略。也就是說在什么地方劃分緩沖區?在什么地方建廊道來聯接棲息地斑塊?在什么地方引入新的斑塊來有效地影響生態過程? 這些問題還遠未得到解決。
3.生物保護的景觀規劃途徑討論
3.1 普遍的缺陷和應改進的方面
上述關于生物保護的景觀規劃途徑和空間戰略總起來有以下兩個方面的不足:
(i)被動的途徑
除少數例外,目前生物保護多采用被動方式。生物多樣性或鄉土棲息地被作為被動的保護對象,被圈在一定的地區或限制在一定的網絡內運動。如果把生物對景觀的利用作為一個能動的生態過程,一種對景觀的競爭性的控制過程,情景可能會很不一樣。在這種假設下,通過識別關鍵性的景觀局部和空間聯系,而利用物種自身的對空間的探索和侵占能力來保護生物多樣性。這也正是景觀生態安全格局(Ecological Security Patterns)概念的基本出發點之一(Yu 1995a-c,1996a-b)。
(ii)局限于對“實體”景觀的保護
由于上述關于把物種作為被動對象保護在特定地域和現存景觀元素中的局限性,生物保護中的景觀生態研究和規劃往往注重現有景觀元素及格局與生物運動過程的關系 (Laver and Haine-Young 1993)或偏于記載和再現現存的景觀實體元素而對景觀的另一半,即作為景觀實體元素背景的部分研究很少。 而恰恰是這部分“虛體”景觀,如作為景觀中森林斑塊背景的農用基質,對物種的空間運動起作很重要的作用。那么,在這種景觀基質、或背景中是否存在著某種隱藏的或是潛在的結構,影響、甚致控制著景觀生態過程呢?
由于上述兩個局限性,生物保護的上述空間戰略的有效性也就值得懷疑了。如傳統的緩沖區的劃分方法,和根據現存的自然結構來建立廊道并相信物種能利用其進行空間運動等都值得進一步討論。
所以,下列三個問題依然存在:
(a)如果要選擇某一棲息地進行保護應如何選擇,包括什么和在什么位置。
(b)如果兩個或多個孤立的棲息之間需要構筑廊道,什么地方設廊道才具有高效性。
(c)如果恢復一個退化的景觀,應在什么地方著手,才可以使恢復過程更有效,包括有效地使鄉土物種得以維持和繁衍,和有效地阻止外來物種的侵入。
對這些問題的回答不但需要考察現存景觀元素及其空間格局,同時還應研究潛在的景觀基礎設施。景觀生態安全格局理論在這方面作了初步的探討(Yu 1995a-c, 1996a-b)。
3.2 一些具有啟發意義的概念
針對上述普遍采用的景觀規劃和空間戰略的局限性,有學者提出了一些新的概念和模式。盡管這些新概念仍很大程度上還停留在理論階段。但對未來生物保護的景觀規劃發有重要的啟發意義。
(i)景觀的空間構型概念(Spatial Configuration)
這一概念強調景觀的構型,即景觀元素的毗鄰關系。景觀的空間構型可能比籠統意義上的景觀異質性或景觀的嵌合體特性更具有意義(Forman 1990, 1995)但關于這一設想尚沒有進一步的實驗觀察的支持。
同樣的設想也包含在森林的群島模式之中,這一模式主要討論破碎化的殘遺森林景觀的空間分布(Harrs 1984)。該模式強調斑塊在聯系整體群島系統中的作用應作為斑塊被選作為保護對象的首要因素。單一斑塊選擇作為保護對象的標準包括:①空間位置,②總的物種豐富性,③對特有區系成分生存和延續的意義,④發生遺傳變異的可能性。而“選擇棲息地島嶼保護地的壓倒一切的保護標準是其在整體景觀生態系統中的作用”(Harris 1984, p158)。
(ii)進化動態世系概念(Evolutionary Dynamic Lineage)
這一概念認為,目前生物保護的戰略基本上是保護那些正走向滅絕的稀有物種,而這并不是我們所需的。 應該保護的是進化的過程(Erwin 1991)。 那些對當代進化過程有重要意義的關鍵地區應作為我們的保護和管理重點。 根據物種進化的空間軌跡來設計景觀生態保護格局,才使生物保護更具有意義而應作為我們今后努力的方向。
(3)景觀阻力的概念(Landscape Reristance)
篇8
關鍵詞:α-多樣性;指標;植物
中圖分類號:Q949 文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.08.024
生物多樣性是地球生物數十億年進化的結果,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,而且在保持水土、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[1]。生物多樣性已成為生物學、生態學等學科最為熱門的研究領域之一。
關于生物多樣性的內涵,通常有4個層次: 遺傳( 基因)多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性和景觀多樣性[2-3]。其中,物種多樣性則是生物多樣性最基礎和最關鍵的層次,也是衡量一定地區生物資源豐富程度的一個客觀指標[4]。在闡述一個國家或地區生物多樣性豐富程度時,最常用的指標是區域物種多樣性。區域物種多樣性的測量包含物種總數、物種密度和特有種比例3個指標[5]。
植物多樣性是生物多樣性研究中最常涉及的部分,其相關理論和評價指標體系也比較成熟。20世紀80年代初至今,研究人員對植物多樣性的研究取得了較大進展,包括多樣性測度方法的歸納[4-9]。對于物種多樣性的測度,Whittaker將其歸納為α-多樣性指數、β-多樣性指數和γ-多樣性指數3類[10]。目前用得較多的是α-多樣性指數和β-多樣性指數[11]。
古交市是全國最大的土焦煤生產基地。作為國家重點開發建設的能源基地,煤炭開采成為經濟支柱產業,煤炭產業的快速發展,使古交市的生態系統遭受嚴重干擾和破壞,動植物賴以生存的生態環境不斷惡化,棲息地逐漸縮小,多數動植物及其生境受到嚴重威脅。鑒于此,以古交市全境植物物種為研究對象,運用群落生態學原理,對境內植物進行了系統調查,廓清了古交市綠地植物資源的現狀,分析了綠地植物的種類構成,并對古交市境內植物群落的多樣性指數進行了抽樣分析,旨在為古交市政府進行園林城市申請和植物物種的有效保護提供一定的理論依據和有益參考。
1 研究區概況
古交市位于山西省中部、太原市西部山區,呂梁山脈東麓,地理位置為37°40′6″~38°8′9″N,111°43′8″~112°21′5″E,總面積151 198.6 hm2。全境山嶺連綿,溝壑縱橫,海拔均在1 000~3 500 m之間。隨著海拔高度的變化,古交市共有山地棕壤、褐土、草甸土3個土類。研究區屬暖溫帶大陸性氣候,四季分明,冬長夏短,年平均降水量400~650 mm,日照充足,晝夜溫差大。汾河為流經古交的最大河流,蜿蜒曲折,由西向東流入太原盆地。
2 研究方法
筆者通過對古交市全境內的植物資源進行全面踏查,重點采用典型的隨機抽樣法進行野外調查,根據生物多樣性相關指數對調查結果進行數據分析。
2.1 樣地設置
在野外踏查的基礎上,按照一致性、同質性、代表性的原則[12],結合古交市的植物資源、生境、氣候、植被類型及植物種的分布等特征,隨機抽取樣地進行植物物種數量特征的調查。在古交境內的林地上隨機選取14個樣地,每個樣地根據植物的生活型特征分別對喬木層、灌木層、草本層進行分層調查,各樣地的具置見表1。
2.2 調查內容
本次調查在搜集古交境內的所有植物資源種類的基礎上,根據不同植物的分布特征和范圍,在地形圖上進行對坡調繪,劃分不同的植被類型;參考《植物學》[13]、《山西植物志》[14]等資料對搜集的植物進行鑒別、觀察、記錄,并邀請山西農業大學植物分類學專家進行審核校對。
在隨機抽取的樣地內按喬木層、灌木層和草本層進行植物種類的調查、測定和統計。喬木層:樣地面積為10×10 m2,測定樹高>4 m、胸徑>2.5 cm的所有木本植株,記錄喬木樹種、胸徑、樹高、多度、密度、基部蓋度、頻度;灌木層:樣地面積為4×4 m2,測定樹高
2.3 α-多樣性指數的測定
α-多樣性的測度指標比較多,筆者從物種豐富度(Margalef指數)、物種多樣性(Simpson指數和Shannon-Wiener指數)和均勻度3個方面選取了5個指標測算古交市的物種多樣性。計算公式如下。
(1) Margalef豐富度指數R:
R=(S-1)/lnN
(2) 物種多樣性指數:
Simpson指數:D=1-∑(Ni/N)2
Shannon-Wiener指數:H=-∑PilnPi
(3) 均勻度指數J:
基于Simpson指數的均勻度指數:
JD=D/(1-1/S)
基于Shannon-Wiener指數的均勻度指數:
JH=H/lnS
其中:S—樣方中的植物種類數;
N—樣方中植物的總個體數;
Ni—樣方或群落中種i的個體數;
Pi—樣方或群落中種i的重要值。
由于喬木層、灌木層和草本層對群落結構、功能與穩定性的貢獻不同,因此分別賦予其0.5,0.3,0.2的權重系數[15],計算各樣地的總體多樣性,即各群落的總體多樣性指數為:W=0.5Wq+0.3Wg+0.2Wc。式中Wq、Wg和Wc分別為喬木層、灌木層和草本層對應的多樣性指數值。
3 結果與分析
3.1 古交市植被類型的分布特征
古交市氣候溫和,陽光充足,錯綜復雜的地形地貌和水文特征,孕育了當地豐富的植物資源和植被類型。通過調查,根據植被種類、群落結構、生態環境、山西主要植被類型及分布等特征[16],劃分出古交市主要植被類型,包括:針葉林、針闊混交林、落葉闊葉林、灌叢、荒草地等5種類型,各植被類型的匯總情況見表2。
結果顯示,古交市主要植被類型為荒草地,占古交市國土總面積的34.70%,均勻分布在荒山荒坡上;其次為針葉林,占古交市國土總面積的18.86%,集群分布在低、中海拔的陰坡上,種群內部均勻分布;灌叢占古交市國土總面積的8.71%,均勻分布在較干旱的陰坡或立地質量較好的陽坡;落葉闊葉林占古交市國土總面積的3.78%,集群分布在低海拔的山溝山谷地或村莊附近,種群內部均勻分布;針闊混交林面積最小,僅占古交市國土總面積的0.21%,隨機分布在陽坡的中坡位上。
3.2 古交市植物資源種類
古交市現有植物85科288屬494種,其中木本植物共有43科88屬175種,草本植物共有57科211屬319種。在現有的植物中,其中3種引自國家重點保護野生植物的栽培種,2種省級重點保護野生植物,10種鑒于植物的觀賞性、藥用價值和在育種上的重要性,被列為地方珍稀野生植物,詳見表3。
3.3 古交市植物多樣性比較
根據所記錄樣地中各植物種的數量特征,對各調查樣地中所有物種和個體數加以統計,計算各α-多樣性指數,并繪制群落內不同結構多樣性指數比較圖(圖1)。從圖1可以看出,各樣地不同結構的各多樣性指數變化趨勢基本一致,灌草層多樣性指數極值均分別出現在樣地2和樣地9。從變化幅度來講,若忽略掉未作喬灌層調查的樣地的多樣性指數值,喬木層的Shannon-Wiener指數變化幅度最大4.04,草灌層的最大變化幅度均出現在Margalef豐富度指數R,分別為灌木層10.22,草木層9.52。再對圖1從多樣性指數的極值關系方面對每一群落結構作進一步分析,結果顯示:多樣性指數最大差值同樣出現在Margalef豐富度指數R,分別為喬木層2.05、灌木層2.49和草本層4.42。雖然Margalef豐富度指數R的變化范圍為0~6,但結合變化幅度的比較,可以發現古交市多樣性分布在物種數目上較不均勻,這在很大程度上由樣地選取位置決定,即生長環境及人類活動對群落結構尤其是草灌層的影響很大。
若忽略Margalef豐富度指數R的比較,古交市物種多樣性指數也存在較大差異,在灌木層上體現尤為明顯。物種多樣性指數是反映某個群落內部豐富度和均勻度的綜合指標,Simpson指數和Shannon-Wiener指數所反映的各樣地的多樣性特征并不一致,主要是由于這2個指數公式的數學含義不同所致,如Simpson指數是對優勢度的度量,而Shannon-Wiener指數主要是對稀有種屬的衡量。雖然表達的數學含義不一致,但在一定程度上也反映了古交市植物α-多樣性的分布情況。
3.4 古交市植物α-多樣性特征
對古交市各調查樣地中不同結構的多樣性指數進行加權計算獲得各樣地總體多樣性指數,并繪制不同α-多樣性指數比較圖(圖2)??梢钥闯?,5種指數曲線反映的物種多樣性變化趨勢基本一致,除Margalef豐富度指數R和Shannon-Wiener指數H的波動較大外,另外選取的3個指數基本趨于一致。其中樣地2、樣地11、樣地14的Margalef豐富度指數R相比其他樣地而言較大。由于Shannon-Wiener指數對稀有種屬的衡量具有較大貢獻,也反映了古交市稀有種屬占有較小的比例,應對現有珍稀植物加以保護,確保植物多樣性的完整性。
4 結論及建議
植物物種的多樣性是森林生態效益的重要組成部分,不僅為人類提供了必不可少的生物資源,也構成了人類賴以生存的基礎,是人類生存和發展非常重要的條件[17]。受全球氣候變化和人類環境的影響,生物多樣性的喪失已成為影響人類福利和可持續發展的全球性重大問題之一,生態環境安全面臨嚴重挑戰[18]。通過本次調查分析,古交市植物群落物種多樣性整體水平一般,為保持和增加現有的物種多樣性水平,提出以下建議。
(1) 因地制宜,對境內林地加強養護管理,適當進行封育管理。為完善人工植物群落的生態功能,可在現有的群落結構中豐富人工群落層次結構,同時加強河岸植被資源的保護;針對珍稀野生植物資源,除增加必要保護區外,還應對其進行長期動態監測,將保護和養護有機結合起來,更好地促進森林生態系統的良性循環。
(2) 宣傳為主,提高民眾素質,樹立生態意識。由于受廣種薄收傳統思想的支配,不合理的開荒時有發生,致使當地的掛坡地、禿嶺田比比皆是。因此,要注重對民眾的生態理念宣傳教育,使他們認識到保護生態環境的重要性,自覺地遵循生態規律從事生產、生活活動。
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篇9
傳統知識(traditionalknowledge,TK)之所以成為一個國際社會普遍關注的問題,有兩個方面的原因:一是因為傳統知識對于保護環境與可持續發展的價值得到越來越多的認同(Wu&Petriello,2011),也是世界上經濟發展相對落后的土著和地方社區(indigenousandlocalcommunities,ILCs)介入到未來發展之中的契機(Cox,2000;Schiermeier,2002),這是“積極利用”的方面;二是因為在全球化知識經濟浪潮中,出現了對于各種傳統知識的排斥和不當占有等情況,造成社會、經濟、環境和文化的一系列矛盾,以及對于傳統知識持有者的相關權利的侵犯,這是“消極保護”的方面。首先正式提出傳統知識議題的,是聯合國于1992年在里約熱內盧召開的環境與發展大會。該次大會發表了《環境與發展宣言》(RioDeclarationonEnvironmentandDevelopment,1992),還簽署了《生物多樣性公約》(ConventiononBiologicalDiversity,CBD,1992),提出了將包括傳統知識在內的惠益分享作為《生物多樣性公約》的三大目標之一。環境與發展大會的宣言和公約中包含著一種認識,即傳統知識對生物多樣性的保護和可持續利用有重要作用,但現代工業文明的發展威脅了環境的可持續性和生物多樣性,甚至威脅到經濟的可持續發展(Randsetal.,2010)。遺傳資源及相關傳統知識的惠益分享遭到了以美國為首的發達國家或明或暗的反對。1994年,發達國家主導的世界貿易組織出臺了《與貿易有關的知識產權協定》(AgreementonTrade-RelatedAspectsIntellectualPropertyRights,TRIPs),雖然沒有直接涉及到傳統知識內容,但是顯然不承認傳統知識應該得到知識產權保護。而后迫于國際社會的壓力,世界貿易組織在2001年的《多哈部長宣言》(DohaMinisterialDeclaration)中,表達出需要考慮傳統知識議題的態度。為了協調《生物多樣性公約》和世界貿易組織的不同立場和觀點,世界知識產權組織(WorldIntellectualPropertyOrganization,WIPO)于2000年成立了“知識產權與遺傳資源、傳統知識和民間文學藝術的政府間委員會”(IntergovernmentalComm-itteeonIntellectualPropertyandGeneticResources,TraditionalKnowledgeandFolklore,WIPO-IGC),專門就傳統知識等問題開展工作(Damodaran,2008)。與此同時,發展中國家和土著與地方社區通過聯合國貿易發展大會(UnitedNationsConferenceonTradeandDevelopment,UNCTAD,2000,2004,2008)和其他國際論壇,表達對于傳統知識的權利訴求。一個重要的變化在于他們不僅僅將傳統知識視為知識產權,還視為習慣法賦予的基本權利,甚至作為文化認同的集體權利的內容(Juden,2003)。作為國際社會的重要成員,中國已在上述政府間組織中扮演著越來越重要的角色,對于各組織產生舉足輕重的影響,而且各組織未來的政策也會影響中國的發展,故此需要認真分析和研究各組織的利益訴求,從而確定我國應該采取怎樣的國際立場和履約行動。
2國際政府間組織對于傳統知識的態度就對傳統知識的積極利用和消極保護,不同的國際政府間組織開展了討論。由于關注點不同,形成了3個主要方向:以《生物多樣性公約》為代表的國際組織關注環境與生物,以世界知識產權組織和世界貿易組織為代表的國際組織關注經濟與貿易,以《土著人民權利宣言》為代表的國際組織關注社會和權利。
2.1環境與生物主導這一類國際組織主要是聯合國系統內聯合國環境規劃署(UNEP)和聯合國糧食及農業組織(FAO)。這些以環境保護為出發點的國際政府間組織普遍將傳統知識視為生物多樣性保護和可持續利用的重要工具,因此主張對于傳統知識進行保護以及惠益分享。在聯合國環境規劃署發起的《里約環境與發展宣言》中,原則22規定:“土著居民及其社區和其他的地方社區,由于他們的知識和傳統習慣而在環境管理和發展方面具有重大作用。各國應承認和適當地支持他們的特點、文化和利益,并使他們能有效地參與實現可持續發展”。這一原則在被稱為“里約三公約”的《聯合國氣候變化框架公約》、《生物多樣性公約》和《聯合國關于在發生嚴重干旱和/或荒漠化的國家,特別是在非洲防治荒漠化的公約》(UnitedNationsConventiontoCombatDesertificationinthoseCountriesExperiencingSeriousDroughtand/orDesertification,ParticularlyinAfrica,1994,簡稱《聯合國防治荒漠化公約》)中有一定的體現。這也是傳統知識首次在國際宣言中得到認可和尊重,而且與之相關的土著與地方社區也開始越來越多地被重視。《生物多樣性公約》的序言和8(j)中,關鍵是提出了傳統知識與生物多樣性的保護和持續利用相關以及傳統知識的惠益分享問題。因此,在公約框架下的傳統知識,是圍繞著生物多樣性的保護和持續利用;而傳統知識的惠益分享,也不應該以單純的利益重新分配為目的,而是需要以惠益分享作為手段,通過保護和持續利用傳統知識,實現生物多樣性的保護和持續利用的目標。這必須成為在公約框架內傳統知識相關議題的指導原則?!渡锒鄻有怨s》2001年10月22至26日在德國波恩召開的“獲取和惠益分享問題不限名額特設工作組會議”上達成《關于獲取遺傳資源并公正和公平分享通過其利用所產生的惠益的波恩準則》(BonnGuidelinesonAccesstoGeneticResourcesandFairEquitableSharingBenefitsArisingouttheirUtilization,2001),提供了一個透明的框架來促進遺傳資源的獲取和公平分享其利用所產生的惠益,并且幫助各締約方建立保護土著與地方社區的知識、創新和實踐的機制及獲取與惠益分享(AccessandBenefitSharing,ABS)制度。具體來說,《波恩準則》提出了兩個關鍵程序:“事先知情同意”(PriorInformedConsent,PIC)和“共同商定條件”(MutuallyAgreedTerms,MAT)。自2002年4月的《生物多樣性公約》第6次締約國大會通過的《波恩準則》之后,在《生物多樣性公約》的框架下,經過曠日持久的國際談判過程,力圖建立一個切實可行的實現遺傳資源及相關傳統知識公平與公正地惠益分享的國際制度(薛達元,2007;張麗榮等,2009)。然而,直至2010年10月生物多樣性公約第10次締約國大會的最后一天,各締約國仍然無法就惠益分享達成協議,導致談判破裂,而大會主辦方日本的斡旋起到了力挽狂瀾的作用(薛達元,2011a;Xue,2011b),在規定閉幕日的次日凌晨,終于通過了《生物多樣性公約關于獲取遺傳資源和公正和公平分享其利用所產生惠益的名古屋議定書》(theNagoyaProtocolonAccesstoGeneticResourcesandtheFairandEquitableSharingofBenefitsArisingfromtheirUtilizationtotheConventiononBiologicalDiversity,2010),簡稱《名古屋議定書》(NagoyaProtocol)(薛達元,2011a)。傳統知識是《名古屋議定書》的主要議題之一。《名古屋議定書》的目標可以概括為“惠益分享,從而保護生物多樣性和可持續地利用其組成部分”。說明了惠益分享雖然是《名古屋議定書》的目標,但是惠益分享的終極目標是“生物多樣性的保護和可持續利用”,進而與《生物多樣性公約》一致。從1992年的《生物多樣性公約》,到2001年的《波恩準則》,最后到2010年的《名古屋議定書》,傳統知識議題在生物多樣性公約中的地位不斷上升,一方面反映出傳統知識對于生物多樣性保護和可持續利用的作用得到越來越多的重視,另外一方面說明發展中國家在生物多樣性公約的框架下,為土著和地方社區爭取惠益分享權利的努力成果?!堵摵蠂乐位哪s》于1994年6月17日在法國巴黎通過。中國于1994年10月14日簽署該公約,并于1997年2月18日交存批準書,公約于1997年5月9日對中國生效。在《聯合國防治荒漠化公約》第16、17、18和19條都有大量與傳統知識直接相關的條文。由于《聯合國防治荒漠化公約》主要目標是非洲國家,因此,這個公約中的傳統知識議題并沒有得到國際社會的普遍關注。實際上,在內容上,此公約內的傳統知識議題只是重復了《生物多樣性公約》的相關內容,但是強調了傳統知識在防治荒漠化中的作用和潛力,并且要求采取類似惠益分享的方式回報當地社區。為了與《生物多樣性公約》保持一致,在2001年6月25日至30日,世界糧農組織糧食和農業遺傳資源委員會在羅馬舉行的第6次特別會議上,完成了修訂《糧食和農業植物遺傳資源國際條約》(InternationalTreatyonPlantGeneticResourcesforFoodandAgriculture,ITPGRFA)。該條約于2004年6月29日生效。中國目前還沒有簽署這一國際條約?!都Z食與農業植物遺傳資源國際條約》要求的《材料轉讓協議》(MTA),部分地約束了遺傳資源獲取者在通過多邊途徑獲得材料而提出知識產權的要求,并且將其作為強制性的惠益分享起點,故此初步解決了糧食與農業遺傳資源獲取與惠益分享的問題(薛達元,2011a)。
2.2經濟與貿易主導
第2類是關注經濟與貿易,主要是世界貿易組織(WTO)、《國際植物新品種保護公約》(TheInternationalUnionfortheProtectionofNewVarietiesofPlants,UPOV)締約國大會和世界知識產權組織等。這些組織被發達國家主導,追求自由貿易和知識產權保護,故此要么回避傳統知識的權利問題,要么試圖將其納入到既有的知識產權體系或者某種特殊的知識產權制度,反對把傳統知識作為土著和地方社區的基本權利,擔心這些權利成為經濟和貿易的壁壘。發達國家利用WTO,通過了《與貿易有關的知識產權協定》(TRIPs)和《多哈部長宣言》這兩個與遺傳資源及傳統知識有關的WTO文本。TRIPs是知識產權法律全球化中最重要的多邊文書。不同于其他知識產權協定的是,TRIPs具備有力的執行機制,各簽署國都受WTO爭議解決機制的約束。在TRIPs中,第27條涉及專利的部分被認為與生物相關,但主要是反對給普通的動植物授予專利權,只授予微生物專利權,植物新品種可以通過專利或其他特殊制度進行保護。這與美國等發達國家反對保護傳統知識和遺傳資源有關。在2001年11月14日通過的《多哈部長宣言》第19條中提及:“特別審查TRIPs協定與《生物多樣性公約》之間的關系、審查對傳統知識和民俗的保護以及成員們根據第71.1款提出的其他相關新進展。在進行這一工作時,TRIPs理事會應以TRIPs協定第7條和第8條所列目標和原則為指導,并應充分考慮發展問題”。由此可見,WTO不希望傳統知識的保護和惠益分享影響既有的世界經濟貿易格局,實際上并不承認傳統知識可以和其他知識產權一樣應該受到排他性的保護,并且默許了對于遺傳資源及相關傳統知識的侵占,這對于擁有大量遺傳資源和傳統知識的發展中國家是不利的?!秶H植物新品種保護公約》于1968年8月10日正式生效,主要保護的是現代育種者的權利。以后該公約在總部日內瓦又經過1972年、1978年和1991年3次修改。我國于1999年4月23日正式加入UPOV的1978年文本,是UPOV公約第39個成員國。《國際植物新品種保護公約》的目標在于促進研發植物新品種,因此規定了一種特權,即“育種人豁免”,也就是育種人培育新品種的行為不受限制。實質上,這種特權可能造成對于遺傳資源及相關傳統知識的冒犯,在未經過事先知情同意和共同商定條件的基礎上,不當地獲取遺傳資源及相關傳統知識,而效益主要不是社會的利益,而是從事開發者或者投資開發者的利益。因此,這種不要求進行惠益分享的育種者特權違背了公平性和公正性。1998–1999年期間,世界知識產權組織(WIPO)向28個國家派遣了調查團,以了解傳統知識持有人與知識產權有關的需要和期望。召開了兩次關于傳統知識保護的圓桌會議,而且就“傳統知識及其革新和創新”進行了多次調查。世界知識產權組織在一份報告中公布了調查的結果,題為《傳統知識持有人與知識產權有關的需要和期望:世界知識產權組織實況調查團報告(1998–1999)》。2000年9月25日–10月3日在日內瓦召開的WIPO成員國大會第26次會議(第12次特別會議)上,成立了一個關于知識產權與遺傳資源、傳統知識和民間文學藝術的政府間委員會。這個委員會關注3個主題:(1)遺傳資源的獲得和惠益分享;(2)傳統知識的保護,無論是否與這些資源相關聯;(3)民間文學藝術表達的保護。值得注意的是,3個主題的第一個是與生物多樣性公約一致的,也說明WIPO承認了生物多樣性公約關于遺傳資源的相關議題,包括惠益分享要求。但是在第二個主題上,WIPO明顯涵蓋了更廣闊的范疇,超出與遺傳資源相關的限制,同時也僅以傳統知識的保護為目標,并未提及惠益分享的要求。在第三個主題上,WIPO列入了其長期考察的民間文學藝術表達,一方面是因為此部分有別于傳統知識,另外一方面是為了更多地將此主題導向傳統的知識產權領域。由于WIPO代表的是工業國家的利益,因此,至今沒有出臺具有約束力的法律文件,以有效地保護發展中國家的傳統知識相關權利不受侵犯。而將傳統知識完全納入到舊有的知識產權體系對于發展中國家是不利的,這很大程度上是因為發展中國家缺乏知識產權意識,而持有傳統知識者,更是難以通過舊有的知識產權體系如專利或者版權來維護自己的權利。
2.3社會與權利主導
第3類政府間國際組織關注社會與權利,主要是國際勞工組織、聯合國貿易與發展大會、聯合國教科文組織、聯合國大會的《土著人民權利宣言》和世界衛生組織等。這些政府間組織追求公平和正義,故此不滿足于僅僅將傳統知識作為知識產權,也不認為傳統知識只是保護與可持續利用生物多樣性的工具,而是將傳統知識視為土著與地方社區傳統文化的重要組成部分,是土著與部落民族身份構建要素,因而主張在尊重傳統的前提下,盡可能在習慣法的范疇內理解傳統知識對于土著與地方社區的意義和價值?!锻林筒柯涿褡骞s(ConventionConcrningIndigenousandTribalPeoplesinIndependentCountries,1989,ILOConvention169)是國際勞工組織(InternationalLaborOrganization,ILO)在1989年6月27日通過的,該公約于1991年9月5日生效,是拉丁美洲國家簽署?!锻林筒柯涿褡骞s》的目標是為了土著和部落民族成員平等享有所在國家的其他成員的權利,以及在尊重傳統的同時,促進這些民族的社會、經濟和文化權利的充分實現。這個公約為土著人民爭取更多的權利,包括土著和地方社區的遺傳資源和傳統知識等相關權利奠定了思想基礎。聯合國貿易和發展會議(簡稱“貿發會議”),是一個成立于1964年12月的聯合國常設機構,它的主要職能是處理有關貿易與經濟發展問題,宗旨是最大限度地促進發展中國家的貿易、投資機會,并幫助它們應對全球化帶來的挑戰和在公平的基礎上融入世界經濟。中國于1972年加入,目前是貿發會議、貿發理事會以及所屬各主要委員會的成員。于1999年9月13日至16日在摩洛哥馬拉喀什舉行的77國集團和中國第九次部長級會議通過了一個《馬拉喀什宣言》(MarrakeshDeclaration),其中第17條聲明中包括:“設法建立機制以均衡地保護生物資源,制定保護傳統知識的紀律”。自2000年2月12日至19日在泰國曼谷舉行的聯合國貿易和發展會議第十屆大會開始,傳統知識就成為一個重要的議題。在其“行動計劃”中第147條提及“考慮到《生物多樣性公約》和《與貿易有關的知識產權協定》的目標和條款,研究保護本地和土著社區的傳統知識、創新和實踐的方法,在研究和開發與可持續利用生物資源相關的技術方面增強合作”。2004年6月13日至18日在巴西圣保羅舉行聯合國貿易和發展會議第十一屆大會。該次大會達成《圣保羅共識》(ConsensusofSaoPaulo),其中第68、88、101和第103條均涉及傳統知識議題。2008年4月20日至25日在加納阿克拉舉行聯合國貿易和發展會議第十二屆大會,有一個“77國集團和中國在貿發十二大召開之際發表的部長宣言”。其中第18、60、86和第105條也涉及傳統知識議題。與世界貿易組織相比,聯合國貿發會議明顯傾向于發展中國家的利益和地方社區的權利。但是貿發會議對于傳統知識本身的接納也是一個逐步的過程,直至2008年的大會,才明確提出惠益分享的要求。傳統知識的議題并未在貿發會議中有實質性的突破。聯合國教育、科學與文化組織于2003年11月3日在第32屆大會上通過了《保護非物質文化遺產公約》,于2005年10月20日在第33屆大會上通過了《保護和促進文化表現形式多樣性公約》。中國于2004年8月28日批準《保護非物質文化遺產公約》,于2006年12月29日批準《保護和促進文化表現形式多樣性公約》。這些公約對傳統知識以消極保護為主。聯合國大會在2007年9月13日通過了《土著人民權利宣言》(DeclarationontheRightsofIndigenousPeoples),中國投票支持該宣言。該宣言共46條,內容涉及土著人民享有的公民、政治、經濟、社會、文化等方面的權利,是聯合國歷史上通過的第一個內容全面的保護土著人民權利的人權文書,其對集體人權的強調在國際人權法上達到了前所未有的高度。該宣言的通過清楚地表明了國際社會將致力于保護土著人民的個人權利和集體權利,而這些權利與傳統知識具有一定關系。在《聯合國土著人民權利宣言》的序言中提及“認識到尊重土著知識、文化和傳統習慣,有助于實現可持續和公平的發展,并有助于妥善管理環境”。具體內容在宣言的第11、24、26、27和第31條中都有詳細的規定。這個宣言與國際勞工組織的宣言類似之處在于關注土著和地方社區的個人權利和集體權利,但是并沒有具體的方案或者惠益分享要求。
3中國的處境、對策與建議
篇10
生物教學中探究學習的類型多種多樣。其中,在中學生間開展生物科技創新活動,并將其作為一種探究學習的類型是較為新穎且有效的形式。
以廈門市鳥――白鷺,以及潮間帶底棲生物多樣性的研究課題為例,筆者嘗試探討在中學生中間開展生物科技創新活動的一般程序和具體操作過程。
一、選題
選題是開展探究學習的第一步,也是極其關鍵的一步,要根據課程教學需要和當地的實際條件確定選題。選題應該合理,有較強的可操作性,具有明確的目的和意義,富有特色,并且有較高的新穎性。
在此項研究中,我們選擇《朝間帶底棲生物多樣性測定及白鷺保護探討》作為研究課題。廈門素有“鷺島”之稱,周邊島嶼自古至今均是鷺科禽鳥的活動區域,鷺鳥資源十分豐富。廈門市政府已在鷺類較密集繁殖的大嶼、雞嶼兩島建立自然保護區,主要保護對象是黃嘴白鷺、巖鷺(均為國家二級保護動物)、白鷺、大白鷺、中白鷺、夜鷺、池鷺、蒼鷺、牛背鷺等鷺科鳥類和它們的自然生存環境。課題以廈門白鷺自然保護區的建立和維護為研究核心,通過白鷺覓食的中間環節,將生物多樣性與白鷺保護相結合,探討白鷺與環境的相互關系,繼而提出保護白鷺、保護環境的建議。白鷺在廈門的棲息地主要在雞嶼島和大嶼島兩個島嶼,主要食物來源是棲息地的潮間帶底棲生物。這些生物的生存狀況,直接與白鷺有關,因而確定以潮間帶底棲生物多樣性的測定為研究對象,是研究自鷺與環境相互關系的重要方式,通過這一研究可進一步探究保護白鷺的措施,為有關部門提出建議。
在此項研究中,學生學會了到網上、到圖書館找資料;懂得了應用課堂所學分類知識區分生物類型;并且該課題的研究結果得到有關部門的重視,為其制定多項措施來保護白鷺的棲息地提供了一些參考意見,對生態的保護起了一定作用,具有很強的教學意義和政策意義。
二、制訂研究方案并實施調查
在研究方案的制訂過程中,準備工作、研究的形式、時間、地點、方法、步驟,每一個環節都至關重要。在該項目研究中,我們按下列程序實施研究,得到了預期的結果。
1 查閱資料,做好準備工作。課題確定后,學生先分頭查閱有關資料,了解已經做過的工作和目前白鷺棲息地的自然狀況及白鷺生存狀況;學習有關生態學知識,掌握研究潮間帶底棲生物多樣性的測定方法;了解和掌握潮間帶的分區、潮汐的測算。
2 確定調查的時間、地點。將調查地點選擇在白鷺棲息和覓食較為集中的島嶼――雞嶼島和大嶼島:對照地點選擇在人群活動比較頻繁、很少見到白鷺棲息和覓食的廈門大學白城海邊,安排在退潮時進行觀察和采集。
3 探究活動的形式。本活動以觀察、采集、定量和定性分析的方式進行;采集白鷺棲息、覓食地附近島嶼的潮間帶灘涂的,各種生物樣本,進行分析統計,觀察白鷺的生活習性,了解白鷺繁衍地和覓食地的地質地貌。
4 做好采集觀察準備。準備資料登記本,帶齊采集用的水桶、鏟子、標本瓶、解剖盤、采集筐和觀察用具――照相機、望遠鏡,以及水、干糧等野外生活用品。
三、外出觀察與采集的方法
該課題的研究手段是對照實驗法,即采用相同方法,在相關的生態環境中,采集不同區域的多種樣本,進行對照實驗。研究中,通過采集樣本、進行生物類型分類和數據統計得出結論,所以在研究過程設置單一變量,控制無關變量很重要。對此,我們進行了相應處理。
1 時間:選擇天氣晴朗,開始退潮時出海,以保證有足夠的時間采集和整理標本。
2 記錄:記錄當天氣溫、潮時、風向、海水鹽份、海水PH值,記錄行進中觀察到的鷺鳥飛行或棲息狀況,進行拍照。
3 采集灘涂生物標本:攜帶工具,分組,按高、中、底潮帶隨機抽取樣方,用鐵筐限定挖掘范圍,取得相同體積的樣方范圍內所有生物體,裝入桶內,約取10~20個樣方,上岸立即對所有樣本進行清洗,并對各樣方內生物的種類、數量進行統計登記。
4 觀察白鷺覓食地的地質地貌:根據有關書籍介紹,分析白鷺的覓食的地質狀況;在不同潮汐時段,觀察白鷺覓食、停棲的地點,觀察灘涂上是否有紅樹林;對鷺群的遠、近距離的活動進行拍照。
5 采集相關的樣本:白鷺覓食地灘涂的水樣和土樣。
按以上方式,在白鷺棲息地附近覓食場所和非覓食場所的潮間帶灘涂上,分別進行樣方采集和地質地貌勘察及白鷺覓食狀況分析,獲得第一手資料,數據準確可靠,可信度大,說服力強。
四、整理資料,進行統計分析,得出調查結果
最后要對調查所得的數據按照實驗組和對照組的環境狀況和不同生物樣方進行分析、統計,得出結果。此項研究進行下列分析:對在不同島嶼,不同地質灘涂的幾次采樣進行數據統計,對比;將拍攝到的圖片進行分析、篩選;應用香農一威納多樣性指數公式,計算底棲生物多樣性指數,分析結果;根據分析結果,得出白鷺覓食地泥灘的底棲生物種類、數量,以及多樣性指數都遠遠大于沙灘。
在分析、整理所獲得的材料、數據時,應具有完整的資料,使其具有多樣性和代表性。所采用的實驗方法應正確,基本可靠,數據可信,具有說服力。
五、撰寫研究報告
研究報告的撰寫也是研究中很重要的環節,要求學生要有較強的文字功底,在闡述實驗過程和結果的基礎上,得出結論并提出相關的意見和建議,使得研究項目更具價值。此項目研究報告的撰寫包括三個方面。
1 按一般科學研究論文要求寫出摘要、關鍵詞、引言、材料與方法、結果、結論及參考文獻等,附上原始記錄和實地拍攝的照片。
2 根據調查結果,得出結論,提出觀點――如白鷺覓食地的底棲生物多樣性高于非覓食地,白鷺需要足夠的食物才能生存、繁衍,因此保護白鷺覓食地也是保護白鷺所應開展的重要工作。紅樹林能保護底棲生物的多樣性,因而保護紅樹林就是保護底棲生物的多樣性,從而間接起到保護白鷺的作用。
3 分析現狀,提出建議。在此項研究中,我們提出的建議有:①廈門本島原本有多處是鷺類的主要繁殖地,后由于經濟建設的增加和人為活動的頻繁,繁殖地逐漸減少。鷺類生性膽怯、機警、易受干擾。所以,建議有關部門加強對周邊島嶼的管理,適當限制人類活動在該類島嶼的加劇,防止鷺類再次大規模遷移。②大嶼、雞嶼兩島居民較少,有部分灘涂養殖業在此進行,爭奪了鷺類的覓食地,應逐漸將贏利性的養殖業撤離保護區,適當放養鷺類可捕食的貝類。同時應該有計劃地栽種紅樹,恢復紅樹林的生態景觀,間接營造鷺類所適合的生態環境。③由于廈門的地理環境和白鷺的保護措施較好,鷺類的增長速度較快,在保護鷺類的問題上,應具有前瞻性,要擴大保護區,保護好附近有大片紅樹林的東嶼,使其成為白鷺及其它水鳥的另一覓食地。