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生物多样性研究(6篇)

栏目:报告范文

生物多样性研究篇1

关键词:林业碳汇;生物多样性;法律规制;协调

中图分类号:D9226文献标志码:A文章编号:10085831(2012)03009407

全球气候变化是当今世界各国共同关注的热点问题,各国政府都在寻求减缓气候变化的有效途径。林业碳汇,在应对气候变化、抵消工业碳排放量方面具有重要作用和巨大潜力。但是,如果不对林业碳汇加以合理规制,林业碳汇很可能会对当地的生态系统及生物多样性造成伤害。而生物多样性的持续减少也将削弱为适应气候变化所做的努力[1]。怎样实现林业碳汇和生物多样性保护的协调发展,是环境法学界需要认真思考的问题。

一、林业碳汇与生物多样性保护制度的理论基础

(一)概念阐析

1林业碳汇的概念

《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)将“汇”定义为:从大气中清除温室气体、气溶胶或温室气体前体的任何过程、活动或机制[2]。碳汇指从大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制。林业碳汇则是指通过实施造林再造林和森林管理、减少毁林等活动,吸收大气中的二氧化碳并与碳汇交易结合的过程、活动或机制[3]。

林业碳汇概念的出现有一个过程。1992年6月在里约热内卢召开的地球峰会上,通过了《联合国气候变化框架公约》(UnitedNationsFrameworkConventiononClimateChange,简称《框架公约》,英文缩写UNFCCC)。这是世界上第一个为应对全球气候变暖,就全面控制二氧化碳等温室气体排放进行国际合作的一个国际公约。这次大会提出了“汇”的概念。1997年12月,《联合国气候变化框架公约》第三次缔约方大会通过《京都议定书》,要求41个发达国家在2008-2010年的第一承诺期内温室气体的排放量至少比1990年低52%,并确定了三种机制来帮助发达国家完成温室气体减排任务,其中清洁发展机制是《京都议定书》三种机制中唯一与发展中国家相关的机制。随后的《波恩政治协议》《马拉喀什协定》允许将碳汇项目作为清洁发展机制项目,但限于造林和再造林活动。2003年12月在米兰召开的《联合国气候变化框架公约》第九次缔约方大会,就碳汇项目中的造林、再造林等林业活动达成了一致意见,制定了新的运作规则,为正式启动实施造林、再造林碳汇项目创造了有利条件。2009年12月在哥本哈根召开的联合国气候变化大会第十五次会议上进一步确认,减少滥伐森林和森林退化引起的碳排放至关重要,需要提高森林对温室气体的清除量。

2生物多样性的概念

《生物多样性公约》将生物多样性定义为:所有来源的活的生物体中的变异性,这些来源包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体,包括物种内、物种之间和生态系统的多样性[4]。生物多样性是地球上各种生物赖以生存和发展的基础,它对平衡生态系统有着重要的作用[5]。生物多样性不仅能提高生态系统的生产力[6],还能提高生态系统的稳定性。近年来随着人类对自然系统的过度开发,生物多样性丧失的危险已经越来越紧迫。生物多样性保护已经成为国际社会关注的热点之一与生物多样性保护有关的国际条约,既有针对整体生物多样性进行保护的条约,也有只针对个别生物物种进行保护的条约,例如《生物多样性公约》及其议定书、《保护野生迁徙动物物种公约》《国际濒危物种公约》《联合国海洋法公约》《非洲植物卫生公约》《西半球自然和野生生物保护公约》《国际捕鲸管制公约》等。。

(二)林业碳汇与生物多样性保护的关系

林业碳汇具有的通过吸收大气中的二氧化碳,从而减少温室气体浓度的生态服务功能,是有效应对气候变化问题的途径。如果对生物多样性进行有效保护,亦能有助于缓解全球气候变暖的趋势。事实上,由于每年人类破坏生物多样性的行为,致使这些生物所释放的二氧化碳量占到人类活动产生的二氧化碳释放量的20%。在共同应对全球气候变化问题上,林业碳汇与生物多样性保护是相辅相成的关系。在气候变化国际公约中,《马拉喀什协定》首次明确地阐释了林业碳汇与生物多样性保护的关系,即“实施林业碳汇的土地利用、利用变化以及林业经营活动,应当有助于生物多样性的保护和实现自然资源的可持续利用”。

随着全球气候变暖的推进,许多生态系统被打乱甚至濒临崩溃。目前已有迹象表明生物多样性正在对气候变暖作出反应。林业碳汇作为减缓温室气体的重要手段,其对生物多样性的恢复作用越来越得到人们的认可。但是,如果没有很好地对碳汇项目进行规制,林业碳汇也会对生物多样性产生不良影响。笔者拟通过分析国际法律中的一些相关规定和实施林业碳汇的不同林业行为,来说明林业碳汇可能会对生物多样性保护产生正面或负面的影响。这是人类行为对生物多样性的影响AlejandroCaparro’s,Fre’de’ricJacquemont,Conflictsbetweenbiodiversityandcarbonsequestrationprograms:economicandlegalimplications,EcologicalEconomics46,2003,(143-144)。

生物多样性研究篇2

关键词:茂兰自然保护区;地形部位;喀斯特森林;物种多样性;土壤因子

中图分类号:Q142.3文献标识码:A文章编号:0439-8114(2012)18-3987-04

RelationshipbetweenSpeciesDiversityandSoilFactorsinKarstForestofDifferentTopographySitesinMaolanNaturalReserve

LANGHua-lin,LONGCui-ling

(SchoolofGeographyandEnvironment,GuizhouNormalUniversity,Guiyang550001,China)

Abstract:Threemaintopographysites(valley,funnel,andhillside)ofthekarstforestinMaolannaturalreservewereselectedastheresearchobjects.Theplantspeciesdiversityandthephysicalandchemicalpropertiesofsoilinkarstforestamongdifferenttopographysiteswerestudied,andtherelationshipsbetweenthebiodiversityindicesandsoilfactorswerestudied.Theresultsshowedthatamongthreekindsoftopographysites,speciesdiversityofkarstforestinvalleywasthehighest,thesecondwasfunnelforestandthelowestwashillsideforest.Thesoilnutrientcontentsoffunnelforestwasthehighest,valleyforestwasthesecond,hillsideforestwasthelowest.ThesoilorganicmatterandtotalNcontenthadpositivelyrelationshipwiththerichnessindex,thecontentoftotalNandavailablephosphorusinsoilhadsignificantrelationshipwiththePielouindex.

Keywords:Maolannaturalreserve;topographysites;karstforest;speciesdiversity;soilfactors

植物物种多样性是表征一个群落中的物种数目和各物种的个体数目分配的均匀度。它不仅反映了群落组成中物种的丰富程度,也反映了不同自然地理条件与群落的相互关系以及群落的稳定性与动态,是群落组织结构的重要特征。土壤是植物生长的重要物质基础,土壤物理性质、化学性质和土壤母质的不同,都可能影响生长于其中的植物,从而影响到物种多样性。土壤的性质与植物群落组成结构和植物多样性有着密切的关系,并且多年来一直是生态学家研究的热点[1]。

喀斯特地区地表形态复杂多样,生态环境差异明显,主要以石灰岩、白云岩等碳酸盐类岩石为主,这类岩石成土速度慢,形成的土壤浅薄,并且土被不连续,岩石的率极高,土壤蓄水能力弱,植物生长缓慢,多以旱生、喜钙植物为主[2]。随着人类活动的加剧,喀斯特地区石漠化、生态脆弱、水土流失等生态环境问题已成为地区发展的一大瓶颈。前人对喀斯特地区土壤特征开展了大量的研究工作,主要集中在喀斯特森林中的土壤理化性质演变、土壤微生物区系、土壤生化作用强度、小生境土壤养分的变化和土壤温度变化规律等方面,并取得了大量的研究成果[3-10],对喀斯特森林物种多样性特征及地形格局也有一些研究[11],而对不同地形部位喀斯特森林物种多样性与土壤因子关系的研究甚少。贵州省茂兰自然保护区发育着大片的原生性喀斯特森林,是喀斯特森林生态系统研究的理想场所,对其生境特征及物种多样性格局的研究具有重要的现实意义,可为退化喀斯特生态系统的恢复重建提供参考依据。因此,以茂兰自然保护区中3种主要地形部位的喀斯特森林为研究对象,在调查该区植物物种多样性的基础上,分析该区物种多样性与土壤因子之间的关系,以期为喀斯特地区物种多样性的保护提供科学依据。

1研究区概况及研究方法

生物多样性研究篇3

关键词:不同地区;苹果树;粘木;砧木;微生物

中图分类号:S641.3文献标识码:A

1采样与方法

1.1试验材料与处理

本文通过对不同地区的苹果园区的砧木种子为试验材料,采用盆栽的方法,将各个地区的砧木种子播撒到盆中,连续培养,直至长势基本相同,在试验中,要保证试验的苹果植株是无病虫、健康的植株。于2012年7月,用无菌实验袋采集苹果树的砧木和周边的混合土壤,送到实验室测定。

1.2测定方法

1.2.1土壤微生物数量的测定

取一定重量的土壤,称取1g,置于100mL无菌水中,充分振荡,然后离心,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转移至水中)。然后做梯度稀释,取一定稀释度的溶液,涂平板,培养后数菌落数,然后乘上稀释倍数。

1.2.2土壤中有机质的测量方法

1.2.2.1测试时称取0.5g风干的土样(长期潮湿的土常含有较多的还原性物质,会干扰测定结果,必须充分风干,使它氧化后才能测定)放入试管中,加入2.5mL0.167mol/L重铬酸钾溶液振荡,再迅速加入5mL浓硫酸,振荡一分钟再静置半小时。用滴管吸取5滴上层清液,加入比色瓷板孔穴中,加2滴蒸馏水,搅匀,跟标准溶液制成的标准色阶比色,记下比色读数。

1.2.2.2滴定法称取研细的风干土样0.5g,放入干燥的硬质试管中,加入硫酸银0.1g,用移液管加入5mL0.067mol/L重铬酸钾溶液,再缓慢加入5mL浓硫酸,并不断搅拌。在酒精灯上加热这溶液,使它沸腾。为了防止管内液体飞溅,加热时在试管口上套一支小漏斗,当试管内液体开始冒出白烟时停止加热。冷却后,将试管中的液体全部移入锥形瓶内,稀释到50mL左右。

1.3分析方法

实验结果用Excel2007进行分析,用统计软件SPSS19.0进行相关性分析和聚类分析。聚类分析法先把各个分类对象单独视为一类,然后根据距离最小的原则,依次选出一对分类对象,并成新类。如果其中一个分类对象已归于一类,则把另一个也归入该类;如果一对分类对象正好属于已归的两类,则把这两类并为一类。每一次归并,都划去该对象所在的列与列序相同的行。经过m-1次就可以把全部分类对象归为一类,这样就可以根据归并的先后顺序做出聚类谱系图。

2结果与分析

2.1苹果园中土壤微生物的分布情况

影响当地苹果园中土壤微生物的非人为因素有:环境及其苹果树的栽培管理,这些自然影响因素对微生物的繁殖和生长有重要的影响,这就导致了这些不同苹果树园区中的土壤微生物会存在显著性差异。而反映这些土壤微生物的主要是放线菌,细菌和真菌等。这些微生物反过来也会影响土壤中的肥性。

2.2不同苹果砧木根际土壤微生物数量

土壤微生物是指生活在土壤中的微生物。一般包括细菌、放线菌、真菌、藻类、原生动物、病毒及类病毒。其个体微小,一般以μm或nm来计算,通常1g土壤中有106~109个,其种类和数量随成土环境及其土层深度的不同而变化。它们在土壤中进行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等过程,促进土壤有机质的分解和养分的转化。

2.3土壤中微生物与有机质之间的关系

土壤有机质是土壤中形成的和外部加入的所有动、植物残体不同分解阶段的各种产物和合成产物的总称。土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分,尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分,但它对土壤形成、土壤肥力、环境保护及农林业可持续发展等方面都有着极其重要作用的意义。研究结果表明:在有机质含量高的地区,微生物的生物数越高,也就是活性越高,在有机质含量达到35kg/L的苹果园区中,土壤微生物与有机质的相关性的在0.84~0.92之间;在有机质含量为10kg/L的苹果园区中,土壤微生物与有机质的相关性的在0.64~0.82之间。

2.4苹果园中土壤微生物的聚类分析

苹果是一种多年生植物,容易受到小气候环境的影响,区域内的苹果园受到区域内微生物的影响,因此在苹果园中的土壤类型的微生物有明显的差别。本文中用聚类分析的方法,对6个进行聚类分析,将6个地区分为3类:山东,河南;辽宁,黑龙江;新疆,宁夏。这一研究结果符合我国的气候分布标准。

3结论

3.1不同地区苹果砧木中的土壤微生物数量是不相同的,在苹果树这个生态系统中,苹果树与土壤微生物相互影响,在有机质含量高的土壤中,有机质与土壤微生物的相关性更高的。

3.2聚类分析将地区分为3类:山东,河南;辽宁,黑龙江;新疆,宁夏。

参考文献

生物多样性研究篇4

科学家们一直在研究我们的基因与健康之间的关系。而现在,有一个新兴的科学研究领域,研究的是肠道内的细菌与所有困扰着我们的疾病的关系。

细菌,还有病毒和真菌都是微生物,而我们的体内有很多微生物。你的身体中每有一个细胞就有约10个微生物细胞。身体中到处都有微生物:你的皮肤上,你的嘴里、鼻子里,你的生殖器、尿道和肠道中。

这些微生物一起,形成了你身体殊的微生物群体,叫做微生物组,一部分微生物组的微生物来自于你母亲体内的微生物,还有一部分则取决于你的生活习惯。由于人体内的微生物非常多,毫无疑问,微生物会对你的健康造成一定的影响。但是直到最近,科学家们了解到的信息还十分有限。

肠道中的微生物最多,所以大多数科学研究都是有关肠道微生物的。研究者们通过研究粪便样本中细菌的DNA,想要了解这些微生物是否会导致特定的疾病,而我们又能做些什么来改变这种状况。

你的微生物组很有可能与你能够想到的所有的疾病都有关系:糖尿病、癌症、自闭症。而细菌对肠道的影响是非常大的。

肠道细菌是什么?

寄居在你肠道中的细菌能够帮助你消化食物。在消化的过程中,这些细菌还能合成人体必需的维生素,给免疫系统发送信号,以及合成帮助大脑运转的小分子。

如果没有肠道细菌的话,我们什么都做不了。肠道细菌是人体中至关重要的一部分,对我们的健康也是非常重要的。

正在进行的实验研究显示,患有某种疾病的人的肠道内的细菌群与身体健康的人相比,有很大差别。研究者们正在努力研究健康人肠道细菌的种类都有哪些,还有哪些肠道细菌能导致人们患有特定的疾病,或者是导致患特定疾病的风险高。

一些证据表明,健康的微生物组并不是存在或者是缺少某一种细菌,而是在于细菌的多样性。

如果你的肠道内有很多种细菌的话,就能消化分解不同的食物,产生很多不同的分子,这些分子能够促进你的免疫系统成熟,还能产生大脑正常运转所需要的分子。肠道微生物多样性高是非常有好处的。

肠道不宁,全身都是病

有关微生物组的研究还是初步的,不能证实某种特定的细菌是否会引起疾病,或者是某种疾病是否会滋养特定种类的细菌――或者疾病和细菌之间还有别的关系。现在来看,科学家们仅能证实一个人体内的细菌组成和特定疾病之间是存在相关性的。不论是否发现了这两者间的因果关系,研究肠道细菌都是一种能够让医生更早、更精确地诊断特定疾病的方法。

已有研究显示了结肠癌、克罗恩病、溃疡性结肠炎、糖尿病、肥胖与肠道细菌有关。虽然这些疾病看起来好像和肠道或者是新陈代谢更有关系,但是肠道细菌与全身的疾病都是有关的。

近期的研究显示,特定的细菌能够加强免疫系统,而有些种类的细菌可能会刺激类风湿性关节炎这种自身免疫疾病的发展。

很多皮肤病、肺部疾病、关节病还有其他组织中的疾病,都可能是由感染引起的。肠道菌群失衡会导致炎症更加严重,这样会刺激病情的发展。

一项近期的研究显示,没有接受过治疗的类风湿性关节炎患者的肠道中,特定的炎性细菌更多,而一种有益的细菌的数量要比健康人少。类风湿性关节炎是一种炎性的自身性免疫疾病。

研究者还发现了肠道细菌和焦虑、抑郁、强迫症、注意力不足过动症(ADD)、自闭症和阿兹海默症之间的联系。有的人认为,这些疾病与肠道菌群之间有关是因为,肠道菌群制造能够到达大脑并影响大脑工作的小分子(即代谢产物)的能力。

如何驾驭肠道微生物?

随着我们发现的与肠道微生物有关的疾病种类的增加,最关键的问题就是:你能改变肠道内细菌的种类吗?能治疗或者除掉某种将你置于危险之中的细菌吗?

如果你做一个长期的饮食调整――比如说从高脂高糖的饮食,调整为低脂高纤维的饮食――那么重塑微生物组,使之更加健康是有可能的。健康的微生物组能改善你的免疫系统功能,降低炎症反应,身体也更加健康。不只是健康的饮食,饮食多样化也是形成健康的、多样性高的微生物组的关键。

另外,一项近期的研究说明,锻炼也能够使微生物组更加多样化,该研究显示了运动员与非运动员相比,肠道微生物更加多样化。

生物多样性研究篇5

摘要:生物多样性保护是一个跨地域、跨学科、跨部门的复杂问题,它的有效保护需要多方利益相关者的参与。虽然中国政府在多方利益相关者参与方而做了不懈的努力,但仍有很大的提升空间。我国目前多方利益相关者参与的主要制约因素包括部门间的职责和利益冲突、缺少协调与配合机制、缺少法律基础、缺少政策与技术的支持及企业和社团的广泛参与等。为了推动各方参与到生物多样性保护的行动中,必须建立健全更有效的多方利益相关者参与机制。在现阶段无法改变政府部门结构和职能的情况下,可采取以现有生物多样性相关政府部门为主线的途径,建立“兼容性”多方利益相关者参与机制,作为在现有条件下保障生物多样性保护多方利益相关方参与的机制。但从长远利益和根本目标出发,在政府层面,必须实行“大部制”的多利益相关方参与机制。大部制多方利益相关者参与机制,是从根本上实现我国生物多样性有效保护与可持续利用的必由之路。

关键词:生物多样性;利益相关方;参与机制:大部制

众所周知,生物多样性具有地域上分布的全球性,内涵上多学科的复杂性,管理上多部门参与的综合性以及效益与服务的社会性等特征。因此,任何一时一地、单一领域和单一利益相关耆的行动都不能满足生物多样性保护的需要,也难以实现生物多样性保护的预期效果和目标。生物多样性的有效保护需要构建多方利益相关者参与的机制,有了这样的机制,才能弥合利益相关者间的分歧与利益冲突,消除部门职责和利益带来的重叠、缺失、冲突甚至矛盾,达到生物多样性保护协同增效、事半功倍的效果。

生物多样性保护需要多方利益相关者参与,早已为国际社会所接受和实践并取得了理想的效果,多方利益相关者参与已经成为国际上生物多样性有效保护的重要途径。在实践中,国际上多方利益相关者参与机制的建立与运行,不仅极大地提升了生物多样性保护成效,同时也积累了宝贵的经验并开发了一些成功的方法与模式。

虽然中国在生物多样性保护方面取得了国际上的广泛认可,但生物多样性整体退化的趋势仍未得到有效遏制,这固然有多方面的因素,但缺少多方利益相关者的广泛参与也是重要原因之一,这是因为生物多样性保护是一个跨地域、跨学科、跨部门的复杂问题,本身涉及众多的利益相关者。为了有效遏制我国生物多样性整体退化的趋势,进一步提升中国《生物多样性公约》履约的效率和效果,建立多方利益相关者参与机制,鼓励多方利益相关者参与到生物多样性保护中已经势在必行。

我国建立生物多样性保护多方利益相关者参与机制,除了需要考虑生物多样性本身的特征外,还要充分考虑中国国情以及我国生物多样性保护中存在的问题和需求,才能建立起具有中国特色的生物多样性保护多方利益相关者参与机制。生物多样性保护对多方利益相关者参与的需求

生物多样性保护工作的特征决定了生物多样性的有效保护必须在一个多方利益相关者参与的机制下进行。生物多样性保护的特征主要体现在以下几个方面。

首先,生物多样性保护是一项涉及多学科的工作,即使是最简单的生物多样性保护行动,也会涉及诸多学科,如生物学、生态学、生理学、水文学、动物学、植物学、气象(候)学、地理学、土壤学、地貌学、经济学、社会学、法学等等。一方面生物多样性保护需要来自这些学科的理论和技术支撑;另一方面,生物多样性知识的宣传教育和生物多样性保护意识的提升更需要来自这些学科的理论基础。

其次,生物多样性保护是一个涉及多领域的挑战。生物多样性的保护涉及法律法规、政策、管理、环境、林业、农业、水利、海关、质检、社会、文化、科研、教育、宣传、谈判、国际交流与合作领域等。生物多样性的有效保护需要整合这些领域的知识和力量协同行动,任何单一领域的行动都很难做到生物多样性的有效保护与可持续利用。

最后,生物多样性保护是一个涉及多部门的协调过程。上述生物多样性保护的特点以及生物多样性保护所涉及的多学科和多领域,决定了生物多样性的保护与可持续利用是一项涉及多部门的任务。生物多样性保护需要政府部门在法律、政策、战略和宏观规划等方面的框架支持以及地方社区的直接参与,除生物多样性相关的政府部门外,生物多样性保护还需要研究院所、大学等科研教育机构负责技术研发、理论探索、宣传教育和意识提升,国际组织、非政府组织对国际先进理念、技术、经验和方法的引进与推广,企业的资金注入与在发展中的保护等。因此,为了提高保护成效,这些利益相关方之间的协调自然成为生物多样性保护必不可少的工作。

除上述需求外,多方利益相关者参与也是先进的生物多样性保护方法的需求。目前,国际上广泛采纳的生物多样性保护方法是生态系统方法,该方法是将生物多样性保护作为一个系统工程,需要多学科、多领域和多部门的协同努力,才能真正发挥这种方法的潜力,高效的多方利益相者关参与机制是采纳该方法的基本保证。

因此,建立生物多样性保护的多方利益相关者参与机制既是生物多样性保护本身特征的内在需求,也是提高生物多样性保护效果的必然选择。我国多方利益相关者参与的现状与主要问题

我国政府早已认识到生物多样性保护中多方利益相关者参与的必要性和重要性,各级政府多年来从法律、政策、机构设置、规划等领域做了不懈的努力。早在1992年年底成立的由环境保护部(时为国家环保局)牵头的中国履行《生物多样性公约》工作协调组,成员单位最初包括与生物多样性密切相关的13个部门,随着国内外形势的变化和新挑战的不断出现,以及对利益相关者参与认识的提高,协调组成员单位的组成也逐步得到完善,到2015年,成员单位已达到25个部门,包括环保部、、外交部、国家发展改革委、教育部、科技部、公安部、财政部、国土资源部、建设部、水利部、农业部、商务部、海关总署、国家海洋局等。2011年6月,国务院决定成立“中国生物多样性保护国家委员会”,统筹协调全国生物多样性的保护工作,该委员会的成员单位也包括了上述25个部门。这些机构组成成员的多部门构成,是在国家层面对生物多样性保护多方利益相关者参与最好的诠释与具体行动。

除国家层面的行动外,各级地方政府也采取了类似的行动,近年来,各省(市、自治区)陆续了省级《生物多样性保护战略与行动计划》,在编写和完善过程中,都成立了包括所有与生物多样性相关的政府部门,同时也包括科研和教学单位等机构,还广泛吸纳了非政府组织的参与,如世界自然基金会(WWF)、世界自然保护联盟(IUCN)、大自然保护协会(TNC)、野生动植物保护国际(FFI)、国际野生生物保护学会(WCS)等。国际组织和非政府组织、社会团体和地方社区,近年来作为重要的利益相关者,也正在越来越活跃地参与到中国的生物多样性保护行动中。

虽然政府已经开始重视生物多样性保护的多方利益相关者参与并已付诸行动,但生物多样性作为一个新兴的学科,加之目前仍然有来自其他方面的诸多制约因素或存在的问题,我国现有的多利益相关方参与机制已然不能满足需要。这些问题具体表现在以下几个方面。

部门职能重叠或缺失给多方利益相关者参与带来障碍

由于历史原因,中国的每一级政府都有很多部门涉及生物多样性事务。例如,上述25个国家层面的成员单位都与生物多样性保护有着直接的关系。同样,在每一级地方政府层面,也都有很多部门涉及生物多样性的职能,这些部门间有关生物多样性的职责和业务领域存在着重叠甚至矛盾,而另一方面可能还会出现职能空缺。例如,对一个湿地(如湖泊)的保护与管理来说,至少会涉及以下一些部门或利益相关者:湿地中的水资源由水利部门负责,湿地中的水产品由农业部门负责,湿地的水质由环保部门负责、湿地周围与其中的野生动植物由林业部门负责、湿地区域的开发由发展与改革部门或者国土部门负责、湿地保护意识和相关知识的提升与宣传部门有关、湿地专业知识的教育则与教育部门有关、湿地的保护技术开发和理论探索又与科研部门有关。此外尚有无数依赖或影响该湿地的利益相关者,如国际迁徙物种保护机构、当地政府、农(牧、渔)民,当地企业等都是湿地的直接利益相关者。在制定该湿地生物多样性保护相关政策或采取保护行动时,各利益相关者都会从本身的职责和利益出发,必然会给生物多样性保护的统筹规划以及目标制定带来阻碍。再以保护地为例,目前中国各类保护地的规划、建设和管理,归属到十几类利益相关方,这就不可避免地出现保护地重复设置,造成保护地功能的重复、缺失或布局的不合理,进而影响到保护地的管理、保护投入和保护行动的效果。

缺少协调与配合机制

囿于不同利益相关者的利益、职责与权限等,对生物多样性的有效保护仅有各方的广泛参与显然是不够的,还需要这些利益相关者之间有效的协调与配合。如果多方利益相关者缺少配合,尽管各自都有完善的行动计划,但由于缺少协调与沟通,各自为政、各行其是,也会导致生物多样性保护效果不佳甚至使保护行动归于失败。例如我国西部某省,在省政府组织的全省年终工作总结大会上,农业部门将每年设置多少千米铁丝网围栏作为政绩汇报,而林业部门为了保护野生动物,将在同期内拆毁多少千米铁丝网围栏作为政绩。由此可见,生物多样性的有效保护,不仅需要多方利益相关者的参与,更需要有效的协调与配合机制,才能确保统筹规划,统一行动。

缺少有法律基础的多方利益相关者参与机制

任何一个机制的建立和运行都需要坚实的法律基础作为准则框架和行动规范。生物多样性保护多方利益相关者的参与机制不仅对协调与配合有很高的要求,更需要法律基础和依据以及政策的支持,如此才能建立起高效的机制。但到目前为止,我国尚缺少这方面的法律法规和政策。缺少法律基础和政策支持,必然会增加多方利益相关者间协调与配合的困难,也难以实现生物多样性保护全国一盘棋,对生物多样性的保护工作进行统筹规划、统一部署,统一行动。缺少法律基础和依据,还会给多方利益相关者参与带来很多问题,如哪些群体才是生物多样性保护的利益相关者、该由什么部门牵头、各利益相关者的职责与任务是什么、采取什么样的协调与配合方式、各利益相关者之间是什么关系等,也会相应缺失,这必然会造生物多样性保护条块分割、各自为政的局面。这也是我国生物多样性保护多方利益相关者参与难以落实的根本原因之一。

缺少企业的有效参与

企业在生物多样性保护中是重要的利益相关者,他们的参与不仅可以改变保护资金捉襟见肘的状况,也是实现生物多样性资源可持续利用的重要保障,同时也是栖息地保持完整、生态系统维持服务可持续的重要因素。我国生物多样性保护的企业参与虽然已经开始,但远未达到应有的水平。也曾有很多企业表达过参与生物多样性保护的愿望,但苦于不知怎么参与、该做些什么、怎么做等,缺少有效的多方利益相关者参与机制也限制了他们作为主要利益相关者发挥更大的作用。多方利益相关者参与机制的构建

上述多方利益相关者参与方面存在的问题说明,我国现有的生物多样性保护多方利益相关者参与机制已不能满足新形势下生物多样性保护的需要,构建我国生物多样性保护多方利益相关者参与机制已经成为提升我国生物多样性保护成效的优先任务。这种参与机制的构建可以从两个层面着手:一是根据目前的实际情况,即生物多样性分散管理的现状,构建能够最大限度整合现有多方利益相关者参与的机制,即“兼容性”多方利益相关者参与机制。另一个层面是构建能够从根本上推动多方利益相关者参与的机制,即“大部制”多方利益相关者参与机制。虽然后者将面临着更大的挑战,但要从根本上遏制我国生物多样性整体仍在退化的趋势,必须采取第二个层面的机制。无论哪一种机制,政府的相关部门都将是核心的利益相关者,他们不仅制定生物多样性保护的总体框架和战略、也负责相关的法律法规、政策和规划的制定,同时还在很大程度上掌握着资金的投入。

“兼容性”多方利益相关者参与机制

任何生物多样性保护参与方式或者协调与配合机制的创新或改进,都必须充分考虑与现有机制和制度的“兼容性”,完全不考虑现存机制的全新方式参与机制几乎是注定不会成功的。针对现状的“兼容性”多方利益相关者参与机制,是在暂时无法改变现有各利益相关者,尤其是政府生物多样性相关部门职能和主要任务的前提下,针对国情,建立相对有效的多方利益相关者参与机制。这种机制的构建需要在充分考虑这些政府部门各自职责和任务的基础上,建立一种包括所有利益相关方的、以国务院指定的《生物多样性公约》履约牵头部门环保部负责总协调的多方利益相关者参与机制,其他政府生物多样性相关部门协同配合,科研部门提供技术和方法支持以及负责理论研究,宣教部门负责知识教育和保护意识提升,企业负责部分资金和在企业发展中的保护,国际机构和非政府组织负责国际先进技术与经验的引进以及国际交流,地方政府和当地社区负责实施(图1)。

在“兼容性”多方利益相关者参与机制下,吸纳所有的利益相关方,包括各级政府、政府中的相关部门、研究院所、大学、企业、媒体、社团、社区、农户、个体、国际组织、非政府组织等,各方在环保部门的总协调下,分工配合,各司其责。该机制需要建立一个协调机构如协调委员会、宣传机构、网络交流平台等。还需要一个科学和技术支持机构,由各利益相关方和各领域推荐的专家组成,以确保生物多样性保护能够在科学的指导下进行。

这个参与机制的主要功能是,在充分考虑各利益相关方的职责、权利与利益的前提下,整合所有利益相关方的资源,负责协调各利益相关方的任务和行动。促使各利益相关方参与到生物多样性保护的法律法规和相关规划的制定以及生物多样性保护的相关决策过程中。该机制下还应该出台激励措施,鼓励各利益相关者积极参与到生物多样性的保护行动中。各利益相关方在共同制定的统一框架下,根据各自的职责和特长,分工配合、协同行动、各有侧重,使多方的参与形成一个有机的整体。

“大部制”多方利益相关者参与机制

“大部制”是从根本上解决生物多样性保护问题的多方利益相关者参与机制。上述多利益相关者参与机制是在暂时无法改变政府结构和部门职责的前提下的权且之举,要从根本上实现生物多样性的有效保护,成立包括目前大部分生物多样性相关部门职责的综合部门(即所谓的“大部制”)是必由之路,在政府部门内,整合现有的与生物多样性直接相关的部门,如环保、林业、农业、国土、海洋、水利等部门,将各方的生物多样性相关职能纳入同一个部门,实行统筹规划、统一管理、统一布局,再由这个综合部门牵头,建立多方利益相关者参与机制(图2)。相比上述兼容性的多方利益相关者参与机制,这种机制最大的优点是克服了多方利益相关者参与中最大的障碍,即部门间的权利和利益冲突以及由此导致的各自为政的局面。

生物多样性研究篇6

关键词:土壤微生物;高通量测序;生物多样性

中图分类号:S154.37文献标识码:A文章编号:16749944(2013)08020303

1引言

土壤是一个非常复杂的生态环境体系,土壤微生物学作为微生物学的一个分支,一直在研究之中。土壤微生物是土壤的重要组成部分,是生态系统中重要的消费者和分解者,其群落结构多样性及变化在一定程度上反映了土壤的质量和稳定性。土壤微生物多样性是指微生物生命的丰富性及在遗传、种类、生态系统层次上的变化,同时反映微生物群落的稳定性。许多研究已经证实,通过传统的DNA分离方法测定出来的土壤微生物只占到环境微生物的0.1%~10%[1,2]。传统的土壤微生物研究方法如微生物平板培养法、Biolog鉴定系统法、生物标记法等[3]往往会过低估价土壤微生物的群落结构组成,无法详细描述出土壤微生物的群落结构组成方面的信息,也无法描绘出不同群体的生理差异。随着科学技术的发展,传统的Sanger技术的弊端也日益体现,一方面是因为该方法费时,且一次的反应数有限,另一方面是该技术基于酶法测序,成本较高。随着微生物研究技术的迅速发展尤其是分子生物学技术的发展,土壤微生物学研究专家开发出一系列的研究土壤微生物群落结构的方法[4],高通量测序技术也随之诞生,慢慢应用到科研之中。

2土壤微生物研究方法

2.1微生物平板培养法

传统的土壤生态系统中微生物群落多样性及结构分析大多是将微生物进行分离培养,然后通过一般的生物化学性状,或者特定的表现型来分析,局限于从固体培养基上分离微生物。这种方法只能培养出极少量的微生物类群,大约占0.1%~10%,无法对绝大多数土壤微生物的分类和群落结构进行深入研究。因此这种培养法局限性比较大,只能应用于特殊微生物的研究[5]。

2.2BIOLOG鉴定系统

BIOLOG系统是Garland于1991年建立起来的一套用于研究土壤微生物群落结构和功能多样性方法。细胞的维持和生长需要能量、碳源和多种无机离子,底物利用是群落中微生物存活和竞争的关键。因此可以根据微生物对碳源利用的方式来鉴定微生物的群落结构。碳数利用法通常用BIOLOG盘来实现。BIOLOG测试盘内有96个小孔,除了一个小孔为对照不含碳源外,其余都含不同的碳源。试验中将碳源和指示剂一起放入平板小孔内,然后将稀释后的细胞悬液接种到各个小孔中,由于微生物利用碳源引起指示剂变化,以此来检测和判断不同土壤微生物群落结构[6]。

2.3分子生物学技术测序方法

在过去的20多年里,分子生物学技术尤其16SrDNA技术已经广泛应用于鉴定未知菌类的研究中。20世纪80年代以来,逐步建立起了以分子系统发育分析为基础的现代微生物分子生态学的研究方法,如PCR-RFLP、PCR-RAPD、PCR-SSCP、荧光原位杂交技术(FISH)、基因芯片(Microarry)、磷脂脂肪酸图谱分析(Phospholipidfattyacid,PLFA)、稳定同位素探针(StableIsotopeProbing,SIP)、PCR-DGGE/TGGE等[7],使得研究者能够在分子水平上对土壤微生物多样性进行研究。

但是这些技术只能在科或属水平上分析土壤微生物的群落结构,不能更细致更详细地对土壤微生物进行分析研究。随着科学技术的发展,相继出现了第一代、第二代、第三代高通量测序技术,使得研究人员能在种的水平上对土壤微生物进行研究和分析。

2.4454高通量测序方法

高通量测序技术[8]是传统测序一次革命性的改变,一次可以对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定,在有些文献中也称其为下一代测序技术(nextgenerationsequencing),可见其划时代的改变,同时高通量测序使得对一个物种的转录组和基因组进行细致全貌的分析成为可能,所以又被称为深度测序。

近年来,以16SrRNA/DNA为基础的分子生物学技术已成为普遍接受的方法。研究表明,400~600碱基的序列足以对环境中微生物的多样性和种群分类进行初步的估计[9],因此454高通量测序的方法因其读长(400~500bp)长和准确性高的特点大量用于微生物多样性的研究。

因此通过高通量测序法来确定土壤微生物群落结构,从而可以在种的水平上将土壤微生物的群落结构分析出来,然后就可以对土壤微生物的多样性进行分析。并可以对土壤微生物和盐生植被的相互照应关系进行分析研究。

3454高通量测序在土壤微生物研究中的应用

3.1研究土壤微生物的物种多样性

研究微生物物种多样性主要从微生物类群即细菌、真菌和放线菌这三大类群的数目及其比例来描述某个地区某段深度土壤中微生物的多样性,然后根据此地区土壤微生物物种的多样性来探究全球范围内土壤微生物的物种多样性。通过高通量测序测得土壤中土壤微生物的各种菌类组成,以此来研究某个地区土壤中微生物的物种多样性。

3.2研究土壤微生物的功能多样性

研究土壤微生物功能多样性主要从各种微生物的活性及它们的相互作用产生的功能、底物代谢能力及与N、P、K等营养元素在土壤中相互转化的功能等。通过将高通量测序得到的土壤微生物的群落结构及组成和实验测定土壤的几种理化性质及转化过程来了解土壤微生物的功能。

通过实验测得土壤的碱解氮、有效磷、活性有机质、腐殖质理化性质,可以分析地区土壤微生物的功能多样性,以此来探究全球范围内土壤微生物乃至整个微生物的功能多样性。

3.3研究环境的突然变化对土壤微生物菌群的影响

环境的突然改变会导致微生物群落的结构和功能发生变化。近几年来随着全球变暖,土壤微生物的群落结构可能发生了变化,地震、泥石流等自然灾害也会对土壤微生物的群落构成产生影响。Zachary等以重水稳定同位素探测技术(H218O-SIP)鉴定与土壤增湿相关的细菌。先对土壤增湿前土壤微生物进行测定,得到土壤微生物各种组成,然后将土壤增湿后,对土壤中16SrRNA进行高通量测序,发现Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria和Gammaproteobacteria的相对比例升高,而Chloroflexi和Deltaproteobacteria的比例则降低。作者通过控制土壤湿度的动态变化,对微生物菌群的结构发生变化进行研究,划分生态类群。除此之外,温度的骤变也会对土壤微生物菌群产生巨大的影响。

4454高通量测序技术存在的问题及发

展前景到目前为止,大量的研究者应用454测序技术对多种环境样品的微生物多样性进行了深入研究,这些研究大大增长了人类对微生物的存在和种类的认识。针对不同的研究对象,454测序技术不仅为研究提供了大量数据,证实研究对象所含微生物具有较高的多样性,而且还建立了一种研究复杂生态系统里的微生物多样性方法。但由于该技术刚刚起步,所以存在一些待解决的问题。首先,随着核酸序列数量上的跨越式累积,生物信息学分析将面临巨大的挑战。另外,海量数据的深入挖掘工作会发现用传统生物学理论难以解释的生命规律,对传统理论的颠覆和新理论的提出与建立将成为不可避免的工作。

虽然存在许多不足,但454测序技术仍以其强大的测序能力渗透到生命科学研究的方方面面,包括那些此前无法用测序来解决的领域。在微生物领域,凭借着454测序技术各方面的优势,终究会成为未来研究环境基因组的主导测序技术,同时,随着454技术的不断完善,该技术将为微生物生态学研究注入新的动力,成为微生物生态学研究新的亮点,大大加速微生物生态学的发展,增长人类对微生物生态学的认识,为人类探索广袤的微生物资源提供无限遐想。参考文献:

[1]AmannRI,LudwigW,SchleiferKH.Phylogeneticidentificationandinsitudetectionofindividualmicrobialcellswithoutcultivation[J].Microbiol.Rev.,1995,59(1):143~169.

[2]BrockTD.Thestudyofmicroorganismsinsitu:progressandproblems[J].Symp.Soc.GeneMicrobiol.,1987,41:1~17.

[3]ZhangX,LZJ,ChZH.Soilmicrobialdiversityresearchmethods[J].Journalofanhuiagriculturalsciences,2007,35(32):10373~10375.

[4]LuP,electronicleaching,WHY,etal.Molecularbiotechnologyapplicationinsoilmicrobialdiversitychange[J].Journalofcleancoaltechnology,2009,15(6):106~109.

[5]HuangYanxia.Researchprogressonsoilmicrobialdiversityanalysistechnology[J].Journalofanhuiagriculturalsciences,

[6]FerrisMJ,MuyzerG,WardDM.Denaturinggradientgelelectrophoresisprofilesof16SrRNAdefinedpopulationsinhabitingahotspringmicrobialmatcommunity[J].ApplEnvironMicrobiol,1996,62:340~346

[7]SultanM,SchulzMH,RichardH,etal.Aglobalviewofgeneactivityandalternativesplicingbydeepsequencingofthehumantranscriptome[J].Science,2008,321(5891):956~960.

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