黎燕瓊，鄭紹偉，龔固堂，陳俊華，朱志芳，吳雪仙，慕長(zhǎng)龍

(四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川成都 6l008l)

生物多樣性是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，它不僅給人類(lèi)提供了豐富的食物、藥物資源，而且在保持土、調(diào)節(jié)氣候、維持自然平衡等方面起著不可替代的作用，是人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的生存支持系統(tǒng)(李延梅等，2009)。我國(guó)是世界上生物多樣性最豐富的國(guó)家之一。據(jù)《中國(guó)生物物種名錄2008》，中國(guó)擁有高等植物3429l種，占世界第3位。中國(guó)是世界上裸子植物最多的國(guó)家;中國(guó)幾乎擁有溫帶的全部木本屬。中國(guó)的脊椎動(dòng)物共有6588種，占世界總種數(shù)(454l7)的l4%。中國(guó)還是世界上鳥(niǎo)類(lèi)種類(lèi)最多的國(guó)家之一，共有鳥(niǎo)類(lèi)l332種，占世界總種數(shù)的l4.6%;中國(guó)的魚(yú)類(lèi)占世界魚(yú)類(lèi)總種數(shù)的l7.5%(XUHG等，2008)。近年來(lái)，隨著全球極端氣溫的不斷出現(xiàn)，自然棲息地的侵占和人為隔離(片斷化)，野生動(dòng)植物資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)，外來(lái)種的侵入，土壤、空氣和水污染，工業(yè)化農(nóng)業(yè)和林業(yè)的不斷發(fā)展等，導(dǎo)致生物多樣性正面臨著日益退化和喪失的威脅(RobertWatson，l999;Saunders，l99l;彭少麟等，l999)。國(guó)際自然資源保護(hù)聯(lián)合會(huì)2004年的報(bào)告提出警告:當(dāng)前地球物種滅絕的速度已經(jīng)相當(dāng)于史前恐龍的大滅絕時(shí)期。這一速度是自然界物種正常衰亡速度的l00倍至l000倍。據(jù)科學(xué)家估計(jì):由于人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)烈干擾，近代物種的喪失速度比自然滅絕速度快l000倍，比形成速度快l00萬(wàn)倍，物種的喪失速度由大致每天喪失一個(gè)物種加快到每小時(shí)喪失一個(gè)物種(ShaidNaeem，l999)。生物多樣性的保護(hù)成為國(guó)際社會(huì)最關(guān)注的問(wèn)題之一。

l 生物多樣性的概念及內(nèi)涵

l.l 生物多樣性的概念

“生物多樣性”(biologicaldiversity或biodiversity)一詞80年代首先出現(xiàn)于自然保護(hù)刊物上(WilsonED，l985)，并賦予定義為“生物及其所在生態(tài)復(fù)合體的種類(lèi)豐富度和相互間差異性”(王伯蓀等，2005)。l992年，聯(lián)合國(guó)《生物多樣性公約》(ConventiononBiologicalDiversity)對(duì)生物多樣性解釋為:地球上所有來(lái)源的生物體，包括陸地、海洋和其他水生生態(tài)系統(tǒng)及其所構(gòu)成的生態(tài)綜合體;這包括物種內(nèi)、物種之間和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性(Thevariabilityamonglivingorganismsfromallsourcesincluding:interalia，terrestrial，marineandotheraquatic ecosystemandtheecologicalcomplexesofwhichthey arepart，thisincludesdiversitywithinspecies，betweenspeciesandofecosystem)(UN，l992.)。l995年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署 (UNEP)發(fā)表的關(guān)于全球生物多樣性的巨著《全球生物多樣性評(píng)估》(GBA)給出一個(gè)較簡(jiǎn)單的定義:生物多樣性是所有生物種類(lèi)、種內(nèi)遺傳變異和它們與生存環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)的總稱(chēng)。但目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)對(duì)生物多樣性也沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的概念。有的定義為:“生物多樣性是生物及其環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體，以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過(guò)程的總和”(馬克平，l993);或“生物多樣性是指各種生命形式的資源，它包括數(shù)百萬(wàn)種植物、動(dòng)物、微生物，各個(gè)物種所擁有的基因和各種生物與環(huán)境相互作用的生態(tài)系統(tǒng)以及它們的生態(tài)過(guò)程”(陳靈芝，l993);或“生物多樣性是包括所有層次有機(jī)體變異性的術(shù)語(yǔ)，從屬于同一種的遺傳變異到物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的變異”(MackenzieA，l998);或“生物多樣性是指自然界生命體(livingthings)的多樣性，這種概念通常指不同物種，也包括生態(tài)系統(tǒng)和特定物種內(nèi)的基因多樣性”(BushMB，2003)等等。據(jù)《中華人民共和國(guó)生物多樣性保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃》中生物多樣性被定義為:地球上所有的生物(植物、動(dòng)物和微生物)及其所構(gòu)成的綜合體。

l.2 生物多樣性的內(nèi)涵

生物多樣性既是指生命形式的多樣化，包括生命形式之間、生命形式與環(huán)境之間相互作用的多樣性，還涉及到生物群落、生態(tài)系統(tǒng)、生境、生態(tài)過(guò)程等的復(fù)雜性(李慧蓉，2004)。關(guān)于“生物多樣性”的內(nèi)涵，根據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)報(bào)告，通常有3個(gè)層次:遺傳(基因)多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性;其中物種多樣性則應(yīng)是生物多樣性最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的層次，生態(tài)系統(tǒng)多樣性則是物種多樣性和遺傳多樣性的基礎(chǔ)與生存保證。近年來(lái)，有些學(xué)者(傅伯杰等，200l)還提出了把景觀(guān)多樣性(landscapediversity)作為生物多樣性的第四個(gè)層次。

l.2.l 遺傳多樣性

遺傳多樣性是指種內(nèi)基因的變化，包括種內(nèi)顯著不同的種群間和同一種群內(nèi)的遺傳變異，也稱(chēng)為基因多樣性(劉紅梅，200l)，指地球上生物個(gè)體中包含的遺傳信息之總和(宋丁全，2004)。遺傳多樣性主要包括3個(gè)方面，即染色體多態(tài)性、蛋白質(zhì)多態(tài)性和DNA多態(tài)性。染色體多態(tài)性主要是對(duì)染色體數(shù)目、組型及其減數(shù)分裂時(shí)的行為等方面進(jìn)行研究;蛋白質(zhì)多態(tài)性一般通過(guò)氨基酸序列分析和同工酶或等位酶電泳分析方法進(jìn)行研究;DNA多態(tài)性主要通過(guò)RFLP(限制片段長(zhǎng)度多態(tài)性)、DNA指紋(DNAfingerprinting)、RAPD(隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)DNA)和PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))等技術(shù)進(jìn)行分析等(田風(fēng)貴，2005)。

l.2.2 物種多樣性

物種是生物分類(lèi)的基本單位;是生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)及信息傳遞的基本環(huán)節(jié);當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)喪失某些物種時(shí)，就可能導(dǎo)致系統(tǒng)功能的失調(diào)，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。物種多樣性(speciesdiversity)是生物分類(lèi)基本單位，是指地球上動(dòng)物、植物、微生物等生物類(lèi)的豐富程度。物種多樣性包括兩個(gè)方面:一是指一定區(qū)域內(nèi)的物種豐富程度，主要從分類(lèi)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)和生物地理學(xué)角度對(duì)一定區(qū)域內(nèi)物種的狀況進(jìn)行研究;其二是指生態(tài)學(xué)方面的物種分布的均勻程度可稱(chēng)為生態(tài)多樣性或群落物種多樣性(蔣志剛，l997)。物種多樣性也是衡量一定地區(qū)生物資源豐程度的一個(gè)客觀(guān)指標(biāo)。在闡述一個(gè)國(guó)家或地區(qū)生物多樣性豐富程度時(shí)，最常用的指標(biāo)是區(qū)域物種多樣性。區(qū)域物種多樣性的測(cè)量有以下3個(gè)指標(biāo):①物種總數(shù)，即特定區(qū)域內(nèi)所擁有的特定類(lèi)群的物種數(shù)目;②物種密度，指單位面積內(nèi)的特定類(lèi)群的物種數(shù)目;③特有種比例，指在一定區(qū)域內(nèi)某個(gè)特定類(lèi)群特有種占該地區(qū)物種總數(shù)的比例。(高東，20l0)。

l.2.3 生態(tài)系統(tǒng)多樣性

生態(tài)系統(tǒng)由植物群落、動(dòng)物群落、微生物群落及其生境的非生命因子(光、空氣、水、土壤等)所組成。從結(jié)構(gòu)上看，生態(tài)系統(tǒng)主要由生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者所構(gòu)成。生態(tài)系統(tǒng)的功能是對(duì)地球上的各種化學(xué)元素進(jìn)行循環(huán)和維持能量在各組分之間的正常流動(dòng)，即群落內(nèi)部、群落之間以及與生境之間存在著復(fù)雜的相互關(guān)系;其主要過(guò)程包括能量流動(dòng)、水分循環(huán)、養(yǎng)份循環(huán)、生物之間的相互關(guān)系如競(jìng)爭(zhēng)、捕食、共生、寄生等。生態(tài)系統(tǒng)的多樣性主要是指地球上生態(tài)系統(tǒng)組成、功能的多樣性以及各種生態(tài)過(guò)程的多樣性，包括生境的多樣性、生物群落和生態(tài)過(guò)程的多樣化等多個(gè)方面。生境主要是指無(wú)機(jī)環(huán)境，如地貌、氣候、土壤、水文等。生境的多樣性是生物群落多樣性甚至是整個(gè)生物多樣性形成的基本條件。生物群落的多樣化可以反映生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的多樣性，主要指群落的組成、結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)(包括演替和波動(dòng))方面的多樣化。生態(tài)過(guò)程主要是指生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)與功能隨時(shí)間的變化以及生態(tài)系統(tǒng)的生物組分之間及其與環(huán)境之間的相互作用或相互關(guān)系(王英杰，l995)。

l.2.4 景觀(guān)多樣性

景觀(guān)多樣性是指由不同類(lèi)型的景觀(guān)要素或生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成的景觀(guān)，在空間結(jié)構(gòu)、功能機(jī)制和時(shí)間動(dòng)態(tài)方面的多樣性或變異性(馬克平，l993)，或反映景觀(guān)的復(fù)雜程度的景觀(guān)單元結(jié)構(gòu)和功能方面的多樣性(肖篤寧等，2004)。景觀(guān)多樣性研究?jī)?nèi)容包含著斑塊多樣性、類(lèi)型多樣性和格局多樣性3個(gè)方面。斑塊多樣性是指景觀(guān)中斑塊的數(shù)量、大小和斑塊形狀的多樣性和復(fù)雜性，斑塊內(nèi)部是均一的，它構(gòu)成景觀(guān)的組成部分，是物種聚集地，景觀(guān)中物質(zhì)和能量遷移與交換的場(chǎng)所，多考慮景觀(guān)中斑塊的總數(shù)、面積的大小和形狀;類(lèi)型多樣性是指景觀(guān)中類(lèi)型的豐富度和復(fù)雜度，多考慮景觀(guān)中不同景觀(guān)類(lèi)型的數(shù)目以及它們所占面積的比例;格局多樣性是指景觀(guān)類(lèi)型空間分布的多樣性及各類(lèi)型之間以及斑塊與斑塊之間的空間關(guān)系和功能關(guān)系，多考慮不同類(lèi)型的空間分布，同一類(lèi)型的連接度和連通性，相鄰斑塊間的聚集與分散程度。簡(jiǎn)言之，景觀(guān)多樣性“主要研究組成景觀(guān)的斑塊在數(shù)量、大小、形狀和景觀(guān)的類(lèi)型分布及其斑塊之間的連接度、連通性等結(jié)構(gòu)和功能上的多樣性。為此，景觀(guān)多樣性也被王伯蓀等(王伯蓀等，2005)稱(chēng)為地理-生態(tài)的綜合概念，屬景觀(guān)生態(tài)學(xué)范疇的另類(lèi)多樣性。

2 生物多樣性研究主要指數(shù)

物種多樣性是一個(gè)區(qū)域或一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)可測(cè)定的生物學(xué)特征，是生物多樣性在物種水平上的表現(xiàn)形式，因此一般用物種多樣性指標(biāo)來(lái)分析生物多樣性。目前采用的物種多樣性測(cè)度指數(shù)為:物種豐富度指數(shù)、物種多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度以及被引入用來(lái)測(cè)度生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性的熱力學(xué)單位熵。

2.l 物種豐富度指數(shù)

物種豐富度指數(shù)指測(cè)定一定時(shí)間或者空間范圍內(nèi)的物種數(shù)目以表達(dá)生物的豐富程度。常用的評(píng)價(jià)指數(shù)主要有Margalef指數(shù)和Gleason指數(shù)。其中，

Margalef指數(shù)D=(S-l)/lnN，

N為個(gè)體總數(shù):S為生態(tài)系統(tǒng)中物種Gleason指數(shù)D=S/lnA，

A為單位面積;S為生態(tài)系統(tǒng)中物種

也有人用物種豐富度:R=物種數(shù)N/面積S、或=物種數(shù)N/樣帶長(zhǎng)度、或=物種數(shù)N/一定時(shí)間的方法來(lái)統(tǒng)計(jì)物種豐富度(MagurranAE，l988)。

2.2 物種多樣性指數(shù)

物種多樣性指數(shù)是將物種豐富度與種的多度結(jié)合起來(lái)的函數(shù)，常用的指數(shù)有Shannon-wiener指數(shù)，Simpson指數(shù)以及種間相遇幾率等。

Pi為種i的相對(duì)重要值種間相遇幾率:

2.3 物種均勻度指數(shù)

均勻度指數(shù)是把物種豐富度與均勻度結(jié)合起來(lái)的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量。應(yīng)用最多的是Pielous均勻度指數(shù)和Alatalo均勻度指數(shù)，其中Pielous均勻度指數(shù)表示群落的實(shí)測(cè)多樣性與最大多樣性之比率，Alatalo均勻度指數(shù)則表示對(duì)樣本大小不敏感的均勻度指數(shù)。

Pielou均勻度指數(shù):

式中 Pi為種i的相對(duì)重要值，S為所計(jì)算樣地中的物種數(shù)目。

Alatalo指數(shù):

2.4 生態(tài)優(yōu)勢(shì)度

生態(tài)優(yōu)勢(shì)度或稱(chēng)集中優(yōu)勢(shì)度，是綜合群落中各個(gè)種的重要性，反映各種群優(yōu)勢(shì)狀況的指標(biāo)，是群落結(jié)構(gòu)及多樣性的一個(gè)度量值。

式中 Pi為種i的相對(duì)重要值。

2.5 DIV多樣性指數(shù)和綜合多樣性指數(shù)修正模型(Dspecies)

為了克服以以物種的相對(duì)多度作為群落多樣性測(cè)度的變量導(dǎo)致其在計(jì)算結(jié)果上的部分不合理性，分別以王永繁和岳天祥等人為代表的相關(guān)工作者在綜合有關(guān)工作的基礎(chǔ)上，提出了DIV多樣性指數(shù)和綜合多樣性指數(shù)修正模型(Dspecies)。其中，

式中 l表示該物種對(duì)群落多樣性的貢獻(xiàn)為一個(gè)基本單位，l-(l/Ni)a項(xiàng)為該物種的個(gè)體數(shù)量對(duì)群落多樣性貢獻(xiàn)的大小，a為對(duì)個(gè)體數(shù)敏感程度的控制參數(shù)。當(dāng)a=0時(shí)，DIV指數(shù)即為豐富度指數(shù)。也可以運(yùn)用DIV指數(shù)，定義新的群落均勻度指數(shù)J，即:綜合多樣性指數(shù)修正模型Dspecies=ln(∑pi(r，t)l/2)2/ln(e+l0000s(r，t))

通過(guò)優(yōu)化烘絲機(jī)筒壁Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)啟動(dòng)時(shí)間，限定烘絲機(jī)筒壁Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)啟動(dòng)階段升溫速率(圖4)，改變了烘絲機(jī)筒壁Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)在料頭到達(dá)滾筒入口即同時(shí)啟動(dòng)，并無(wú)限制的迅速升溫至前饋(設(shè)定)溫度的控制模式，避免了烘絲機(jī)筒壁Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)同時(shí)啟動(dòng)并無(wú)限制升溫導(dǎo)致的滾筒脫水(干燥)能力與滾筒持料量的不匹配，降低了KLD-2Z兩段式滾筒烘絲機(jī)啟動(dòng)狀態(tài)的干頭煙絲量。

式中 m(r，t)為所研究區(qū)域物種種類(lèi)數(shù);s(r，t)為所研究區(qū)域的面積;pi(r，t)為第i種物種的個(gè)體數(shù)或生物量;r是空間變量，t是時(shí)間變量。

岳天祥等人提出的修正模型不僅解決了抽樣面積不能小于lhm2的限制，而且還可表達(dá)多樣性的豐富度、均勻度兩個(gè)不同方面。另外也適用于各種不同比例尺的遙感數(shù)據(jù)分析(岳天祥，l999)。

2.6 熵

熵是熱力學(xué)的一個(gè)重要組成部分，它是熱量傳遞過(guò)程中的能量的度量。而生態(tài)系統(tǒng)是開(kāi)放系統(tǒng)，也是典型的熱力學(xué)系統(tǒng)，因此，熵值也作為生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)，并主要有信息熵、概率測(cè)度熵、統(tǒng)計(jì)力學(xué)熵以及用熱力學(xué)幾率作為生物多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.6.l 信息熵

H(x)=E［logl/P(ai)］≈-∑Ni/NlogNi/N其中，E為數(shù)學(xué)期望值，P(ai)為ai事件的概率，Ni為某物種樣本株數(shù)，N為樣本總株數(shù)。

對(duì)生態(tài)系統(tǒng)而言，它總要與外界進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換，其熵值增加，物種多樣性就豐富;熵值減少，物種多樣性較差。

2.6.2 概率測(cè)度熵

式中 Pi為種i的相對(duì)重要值。當(dāng)Pi(Xi)=l/n，S

測(cè) =-Klnn，當(dāng) K=KB/logl0e時(shí)，S=S測(cè)，即可以認(rèn)為波爾茲曼熵是概測(cè)度熵在各子系統(tǒng)出現(xiàn)概率一樣的特例。

2.6.3 統(tǒng)計(jì)力學(xué)熵(波爾茲曼熵)

式中 K為波爾茲曼普適常數(shù);W為物種總數(shù)。

統(tǒng)計(jì)力學(xué)熵的計(jì)算與熱力學(xué)幾率相連接，W是由W=∑W{Ni}計(jì)算得來(lái)。熱力學(xué)幾率W{Ni}越大，熵值越大，物種多樣性就豐富，系統(tǒng)越混亂，越無(wú)序。

2.6.4 熱力學(xué)幾率

系統(tǒng)的一個(gè)宏觀(guān)態(tài){Ni}(Ni表示Ni個(gè)粒子)對(duì)應(yīng)的所有可能微觀(guān)態(tài)數(shù)W{Ni}，即為該宏觀(guān)態(tài)的熱力學(xué)幾率，系統(tǒng)物種總數(shù)可用計(jì)算。

生物多樣性指數(shù)的計(jì)算是為了更方便和更好的反應(yīng)生物多樣性，但采用不同的多樣性指數(shù)所應(yīng)用的計(jì)算方法、工作量的大小也不同，要根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)闹笖?shù)，從而確定合適的計(jì)算方法。

3 目前生物多樣性研究主要熱點(diǎn)

3.l 生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能關(guān)系研究

生態(tài)系統(tǒng)功能即是生態(tài)系統(tǒng)整體在其內(nèi)部和外部的聯(lián)系中表現(xiàn)出的作用和能力。隨著能量和物質(zhì)等的不斷交流，生態(tài)系統(tǒng)亦產(chǎn)生不斷變化和動(dòng)態(tài)的過(guò)程。生物多樣性的根本功能是提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(包括生態(tài)服務(wù)和生態(tài)產(chǎn)品)，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類(lèi)社會(huì)生存和發(fā)展的基本生命支持條件，但由95個(gè)國(guó)家l300多名科學(xué)家歷時(shí)4a完成的《千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估報(bào)告》(李延梅等，2009)卻顯示，在評(píng)估的24個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，有l(wèi)5個(gè)生態(tài)系統(tǒng)正在退化或者處于不可持續(xù)利用狀態(tài)。生物多樣性變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能具有很大的影響，并且可能對(duì)人類(lèi)社會(huì)所依賴(lài)的生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品和服務(wù)產(chǎn)生十分重要的直接影響。這就迫切需要人們進(jìn)一步研究生物多樣性變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)產(chǎn)生的影響。因此，生物多樣性變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究已成為生物多樣性科學(xué)研究的重點(diǎn)內(nèi)容(李延梅等，2009)。

3.2 生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)服務(wù)功能及其價(jià)值評(píng)估

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是指人類(lèi)直接或間接從生態(tài)系統(tǒng)得到的利益，主要包括向經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)輸入有用物質(zhì)和能量、接受和轉(zhuǎn)化來(lái)自經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)的廢棄物，以及直接向人類(lèi)社會(huì)成員提供服務(wù)(如人們普遍享用潔凈空氣、水等舒適性資源)。生物多樣性在基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)等層次形成了不同層次不同價(jià)值類(lèi)型之間復(fù)雜多樣的組合。通過(guò)對(duì)生物多樣性的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的評(píng)估，可以確定生物多樣性的保護(hù)-利用系統(tǒng)，還可為受害生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性恢復(fù)與改建和生態(tài)規(guī)劃提供依據(jù)，并且為生物資源的管理和持續(xù)利用提供參考。但生態(tài)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估起步較晚，僅有20a～30a的歷史(李延梅等，2009)。尤其是20世紀(jì)90年代后期，，隨Daily主編的《自然的服務(wù)——社會(huì)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的依賴(lài)》(DailyGC，l997)以及Constanza等的文章《世界生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與自然資本的價(jià)值》(CostanzaR，l997)的發(fā)表，將生態(tài)系統(tǒng)層次的服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究被推向了高潮。但在DIVERSITAS2004年發(fā)布的“生物可持續(xù)性(bioSUSTAINABILITY)”科學(xué)計(jì)劃與實(shí)施戰(zhàn)略和IUCN2009年～20l2年的戰(zhàn)略計(jì)劃中都明確指出，目前的經(jīng)濟(jì)并不是普遍支持可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)管理，人類(lèi)在做生物資源開(kāi)發(fā)與利用方式的選擇與決策時(shí)，并沒(méi)有考慮生物多樣性的所有價(jià)值。bioSUSTAINABILITY科學(xué)計(jì)劃提出，保護(hù)和可持續(xù)利用生物多樣性的社會(huì)選擇和決策取向應(yīng)進(jìn)行全成本核算，即要考慮生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值。IUCN2009年～20l2年的戰(zhàn)略計(jì)劃也提出把生物多樣性的價(jià)值納入經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易和投資政策及公司、行業(yè)協(xié)會(huì)的規(guī)劃和消費(fèi)者群體中。從研究范圍看，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的研究可劃分為:全球或區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值評(píng)估、流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估、單個(gè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估(張志強(qiáng)等，200l)。在現(xiàn)階段，基于全球和國(guó)家尺度等大型尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值評(píng)估研究占主導(dǎo)地位(趙軍等，2007)。如何客觀(guān)地評(píng)價(jià)不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)所提供的產(chǎn)品和各種生態(tài)服務(wù)功能的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，準(zhǔn)確地測(cè)度不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)的面積等，是目前急待解決的科學(xué)問(wèn)題(馬克平等，2003)。隨著相關(guān)學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展以及自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的交叉，評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確程度會(huì)越來(lái)越高。

3.3 生物多樣性與氣候變化

生物多樣性和氣候變化之間的聯(lián)系是雙向的。一方面生物多樣性受到氣候變化的威脅，另一，方面生物多樣性也會(huì)對(duì)氣候變化產(chǎn)生影響。生物多樣性在基因與物種水平的改變會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能的改變，及其與水、碳、氮等生物地球化學(xué)循環(huán)相互作用的改變，進(jìn)而進(jìn)一步影響到地區(qū)或全球的氣候。據(jù)意大利帕維亞大學(xué)植物生態(tài)和植物保護(hù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)算，從l950年到現(xiàn)在，阿爾卑斯山脈的植物分布下限向高處退縮了24m，氣候變暖和當(dāng)?shù)卮罅拷ㄔ旎A(chǔ)設(shè)施，為外來(lái)植物入侵高山地區(qū)提供了便利;阿爾卑斯山脈國(guó)際保護(hù)委員會(huì)最近警告，如情況得不到好轉(zhuǎn)，45%的特有植物到2l00年有可能滅絕。美國(guó)奧林匹克國(guó)家公園內(nèi)的喬木已經(jīng)入侵山地草原造成其分布面積的減少;追蹤35種非遷移性的歐洲蝴蝶，發(fā)現(xiàn)63%的蝴蝶分布范圍向北移動(dòng)了35 km～240km;北太平洋的海水變暖正壓縮紅鮭的分布范圍，迫使它們向白令海遷移。氣候變暖造成了生物物候期的變化，這種變化正造成生態(tài)紊亂。全球范圍內(nèi)，大于80%物種的物候期每l0a提前或延后了2.3d～5.ld，仲夏之前開(kāi)花的物種物候期提前，仲夏之后開(kāi)花的物種物候期延遲(祁如英等，20l0)。研究氣候變化對(duì)生物多樣性的影響對(duì)保護(hù)生物多樣性非常重要，政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)和《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》在這方面已做了大量研究。為了應(yīng)對(duì)氣候變化，許多國(guó)家和地區(qū)也已制定相關(guān)的研究計(jì)劃和行動(dòng)。澳大利亞在2004年制定了《國(guó)家生物多樣性和氣候變化行動(dòng)劃(2004～2007)》，提出了更深入了解氣候變化對(duì)生物多樣性影響的一系列目標(biāo);2007年澳大利亞政府和科學(xué)界在召開(kāi)“《國(guó)家生物多樣性和氣候變化行動(dòng)計(jì)劃》關(guān)鍵目標(biāo)實(shí)施的研究需求與信息差距”科學(xué)研討會(huì)的基礎(chǔ)上，又發(fā)布了《變化氣候中的生物多樣性保護(hù)研究》報(bào)告。歐盟在2006年制定了保護(hù)生物多樣性的新戰(zhàn)略，其中把研究生物多樣性與氣候變化作為優(yōu)先行動(dòng)領(lǐng)域之一。由于生物多樣性和氣候變化之間的作用也存在反饋機(jī)制，對(duì)氣候變化如何影響生物多樣性的了解還是有限的，還有待進(jìn)一步深入研究。

3.4 生物多樣性的保護(hù)

近年來(lái)，物種滅絕的加劇，遺傳多樣性的減少，以及生態(tài)系統(tǒng)特別是森林的大面積破壞，引起了國(guó)際社會(huì)對(duì)生物多樣性問(wèn)題的極大關(guān)注，紛紛采取措施予以保護(hù)。然而，由于投入的人力和財(cái)力的限制以及政策等方面存在的問(wèn)題，生物多樣性喪失的態(tài)勢(shì)并沒(méi)有從根本上得到遏制。從保護(hù)的效率上考慮，保護(hù)行動(dòng)應(yīng)有明確的目標(biāo)或重點(diǎn)的對(duì)象(地區(qū)或類(lèi)群等)。自然保護(hù)國(guó)際(ConservationInternational)一直倡導(dǎo)的熱點(diǎn)地區(qū)途徑受到國(guó)際社會(huì)的重視。Myers(l988)在分析熱帶雨林受威脅程度的基礎(chǔ)上，提出了熱點(diǎn)地區(qū)的概念，并于兩年后主要根據(jù)維管束植物特征將其擴(kuò)大到全球，提出了包括l8個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)的劃分方案。經(jīng)過(guò)近l0a的應(yīng)用，在汲取相關(guān)的研究成果的基礎(chǔ)上，修訂了全球生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)的方案，主要根據(jù)物種特有程度和受威脅程度，其修訂方案包括TropicalAndes、Mesoamerica、Caribbean等共25個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)(馬克平，2003)。Kitching(LauraneeWF，200l)認(rèn)為44%已知的植物多樣性和35%非魚(yú)類(lèi)的脊椎動(dòng)物只被保護(hù)在25個(gè)分隔的熱點(diǎn)地區(qū)，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。哈佛大學(xué)的wilson認(rèn)為:人們通常認(rèn)為生物多樣性的保護(hù)應(yīng)由政府負(fù)責(zé)，但是要保護(hù)地球上70%的物種需要投入280億美元，而且物種多樣性豐富的地區(qū)大多集中在熱帶貧困地區(qū);因此，私人投資保護(hù)生物多樣性也是一種應(yīng)該采納的途徑。Smith(SmithTB，200l)認(rèn)為:雖然劃分多樣性保護(hù)的熱點(diǎn)地區(qū)，但是隨著全球氣候的變化，物種及其依賴(lài)的生境可能會(huì)轉(zhuǎn)移，所以現(xiàn)在的生物多樣性熱點(diǎn)不一定是未來(lái)的熱點(diǎn)。因此，保護(hù)一個(gè)種群在其特有的生境及一段變化的環(huán)境上是十分必要的。在保護(hù)實(shí)踐中，還應(yīng)借鑒其他相關(guān)的研究成果。例如大自然保護(hù)協(xié)會(huì)(TNC)的ConservationbyDesign是很好的途徑。

3.5 生物入侵與生物安全

生物入侵是指某種生物從外地自然傳入或人為引種后成為野生狀態(tài)，并對(duì)本地生態(tài)系統(tǒng)造成一定危害的現(xiàn)象。這些生物被叫做外來(lái)物種。外來(lái)物種是指那些出現(xiàn)在其過(guò)去或現(xiàn)在的自然分布范圍及擴(kuò)散潛力以外的物種、亞種或以下的分類(lèi)單元，包括其所有可能存活、繼而繁殖的部分、配子或繁殖體。外來(lái)入侵物種具有生態(tài)適應(yīng)能力強(qiáng)，繁殖能力強(qiáng)，傳播能力強(qiáng)等特點(diǎn);被入侵生態(tài)系統(tǒng)具有足夠的可利用資源，缺乏自然控制機(jī)制，人類(lèi)進(jìn)入的頻率高等特點(diǎn)。入侵種尤其是外來(lái)有害生物被引入異地后，由于其新生環(huán)境缺乏能制約其繁殖的自然天敵及其他制約因素，其種群會(huì)迅速繁殖，蔓延，大量擴(kuò)張，形成優(yōu)勢(shì)種群，逐漸發(fā)展成為當(dāng)?shù)匦碌摹皟?yōu)勢(shì)種”，并與當(dāng)?shù)匚锓N競(jìng)爭(zhēng)有限的食物資源和空間資源，直接導(dǎo)致當(dāng)?shù)匚锓N的退化，甚至被滅絕是生物多樣性的勁敵。外來(lái)物種入侵，會(huì)對(duì)植物土壤的水分及其他營(yíng)養(yǎng)成份，以及生物群落的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及遺傳多樣性等方面造成影響，從而破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡。如引自澳大利亞而入侵我國(guó)海南島和雷州半島許多林場(chǎng)的外來(lái)物種薇甘菊，由于這種植物能大量吸收土壤水分從而造成土壤極其干燥，對(duì)水土保持十分不利。此外，薇甘菊還能分泌化學(xué)物質(zhì)抑制其他植物的生長(zhǎng)，曾一度嚴(yán)重影響整個(gè)林場(chǎng)的生產(chǎn)與發(fā)展。外來(lái)物種還會(huì)因其可能攜帶的病原微生物而對(duì)其他生物的生存甚至對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成直接威脅。如起源于東亞的“荷蘭榆樹(shù)病”曾入侵歐洲，并于l9l0年和l970年兩次引起大多數(shù)歐洲國(guó)家的榆樹(shù)死亡。又如40a前傳入我國(guó)的豚草，其花粉導(dǎo)致的“枯草熱”會(huì)對(duì)人體健康造成極大的危害。每到花粉飄散的7月～9月，體質(zhì)過(guò)敏者便會(huì)發(fā)生哮喘，打噴嚏，流鼻涕等癥狀，甚至由于導(dǎo)致其它并發(fā)癥的產(chǎn)生而死亡。

入侵生物學(xué)的主要科學(xué)問(wèn)題包括:什么樣的物種更容易成為入侵種;對(duì)某一個(gè)特定的入侵種來(lái)說(shuō)，什么樣的群落更容易被入侵;入侵發(fā)生時(shí)，入侵種的擴(kuò)散速度;如何評(píng)價(jià)入侵者的生態(tài)學(xué)效應(yīng);什么是控制入侵種的有效對(duì)策，而其中前兩個(gè)問(wèn)題尤其是討論和爭(zhēng)議的熱點(diǎn)和核心(徐汝梅等，2003)。預(yù)測(cè)哪個(gè)物種可能成為入侵種是生態(tài)學(xué)家們長(zhǎng)期的目標(biāo)，但只是最近幾年才使用定量方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。盡管受到物種數(shù)量的限制，這些研究揭示出釋放特性與相關(guān)物種之間，以及成功定居與入侵種擴(kuò)散之間清楚的關(guān)系(KolarCS，200l)。目前，外來(lái)物種入侵作為全球性問(wèn)題已經(jīng)引起世界各國(guó)和國(guó)際組織的廣泛關(guān)注，國(guó)際自然資源保護(hù)聯(lián)盟，國(guó)際海事組織(IMO)等國(guó)際組織已制定了關(guān)于如何引進(jìn)外來(lái)物種、如何預(yù)防、消除、控制外來(lái)物種入侵等各方面的指南等技術(shù)性文件。為防治外來(lái)物種入侵，目前已通過(guò)了40多項(xiàng)國(guó)際公約、協(xié)議和指南，且有許多協(xié)議正在制定中。雖然許多公約在一定程度上還缺乏約束力，雖然各國(guó)在檢疫標(biāo)準(zhǔn)的制定上還存在著一些差距和矛盾，但這些文件仍在一定范圍內(nèi)發(fā)揮著日益重要的作用，而國(guó)際海事組織、世界衛(wèi)生組織、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織也正在更加積極致力于加強(qiáng)防治外來(lái)物種入侵的國(guó)際合作。

3.6 生物多樣性信息管理

伴隨者生物多樣性信息管理而生的是生物多樣性信息學(xué)，指利用信息技術(shù)，對(duì)生物有機(jī)體基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(primarydata)的管理和算法的探究、分析和解釋?zhuān)绕涫窃谖锓N水平上的應(yīng)用(Soberon J，etc，2004;Berendsohn W G，2007;Johnson NF，2007)。它涉及到對(duì)信息的收集、存儲(chǔ)、提交、檢索和分析，主要關(guān)注單個(gè)有機(jī)體、居群和分類(lèi)群以及它們的相互關(guān)系，其內(nèi)容覆蓋了系統(tǒng)學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、居群生物學(xué)、行為科學(xué)，以及從傳粉生物學(xué)到寄生病學(xué)和植物群落學(xué)等領(lǐng)域。信息技術(shù)的發(fā)展給我們很多新的方法來(lái)共享生物多樣性的基礎(chǔ)知識(shí)。一些世界性的研究項(xiàng)目，比如網(wǎng)絡(luò)生命大百科全書(shū)(EOL)、生物條形碼協(xié)會(huì)(CBOL/BOL)、全球生物物種名錄(COL)、生命之樹(shù)(TOL)、全球生物多樣性網(wǎng)絡(luò)(GBIF)在數(shù)字化生物多樣性信息基礎(chǔ)方面已經(jīng)建立了比較好的框架。這些項(xiàng)目在世界范圍的廣泛成功展示出信息化時(shí)代生物多樣性信息采集、共享和利用的新藍(lán)圖，并且將對(duì)科學(xué)研究群體和社會(huì)有深遠(yuǎn)的影響。這些影響包括了新物種的發(fā)現(xiàn)、珍稀瀕危物種保護(hù)策略的制定、新藥用植物的研發(fā)、人類(lèi)在復(fù)雜生命網(wǎng)絡(luò)體系中的重要角色的認(rèn)識(shí)等等。生物多樣性信息學(xué)是一個(gè)快速生長(zhǎng)的領(lǐng)域。它把信息科學(xué)和相關(guān)的技術(shù)帶到了生物學(xué)領(lǐng)域，促進(jìn)了基礎(chǔ)生物多樣性知識(shí)更廣泛應(yīng)用。我們將看到一個(gè)史無(wú)前例的，在全球范圍通過(guò)廣泛的合作實(shí)現(xiàn)對(duì)自然生物多樣性的信息采集、調(diào)查與監(jiān)測(cè)，自由獲取生物在基因、有機(jī)體、物種、居群、生態(tài)過(guò)程、生態(tài)系統(tǒng)以及人類(lèi)在生物多樣性系統(tǒng)中的作用等廣泛的信息的局面。生物多樣性信息學(xué)涉及到的內(nèi)容寬廣而復(fù)雜。從信息學(xué)角度，它覆蓋了從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、整合、管理、發(fā)布和分析等多個(gè)環(huán)節(jié)，還涉及到各種數(shù)據(jù)共享政策和標(biāo)準(zhǔn)的制定。從傳統(tǒng)研究領(lǐng)域，它涉及到分類(lèi)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、保護(hù)生物學(xué)和生物地理學(xué)等多個(gè)學(xué)科和研究領(lǐng)域。從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集整理、輔助性研究工具支持、信息交換和共享到數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)等信息化研究等，也是生物多樣性信息學(xué)研究最值得關(guān)注的幾個(gè)方面。而生物多樣性信息學(xué)研究是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，還有許多未知問(wèn)題值得我們?nèi)ヌ骄亢徒鉀Q。例如:我們需要建立一種長(zhǎng)期機(jī)制，保證從個(gè)人和公共數(shù)據(jù)庫(kù)定期收集和更新數(shù)據(jù);通過(guò)同行評(píng)議(peer review)和自動(dòng)校驗(yàn)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制，建立對(duì)新增加信息的索引、鏈接和自動(dòng)提交的處理流程，向用戶(hù)提供不僅是數(shù)據(jù)瀏覽和查詢(xún)，而且還包括深層次的數(shù)據(jù)操作和分析的界面等(王利松等，20l0)。

4 我國(guó)生物多樣性研究進(jìn)展

自l989年開(kāi)始醞釀成立中國(guó)科學(xué)院生物多樣性工作小組，并在l990年中國(guó)科學(xué)院召開(kāi)第一次生物多樣性學(xué)術(shù)會(huì)議以來(lái)，先后通過(guò)“八五”重大科研項(xiàng)目《生物多樣性保護(hù)及持續(xù)利用的生物學(xué)基礎(chǔ)》、國(guó)家“八五”基礎(chǔ)重大研究項(xiàng)目(“攀登”計(jì)劃):《中國(guó)生物多樣性保護(hù)生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)研究》、國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目:《中國(guó)主要瀕危植物的保護(hù)生物學(xué)研究》、中國(guó)科學(xué)院“九五”重大科研項(xiàng)目:《人文因素對(duì)瀾滄江流域生物多樣性影響機(jī)制的研究》、國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目:《中國(guó)關(guān)鍵地區(qū)生物多樣性保育的研究》等重大項(xiàng)目，推動(dòng)了我國(guó)生物多樣性的研究發(fā)展。在世界銀行貸款項(xiàng)目和國(guó)家有關(guān)項(xiàng)目的支持下，我國(guó)建立了初具規(guī)模的中國(guó)生物多樣性信息系統(tǒng)(CBIS);目前，已經(jīng)建成30多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，其中25個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，約l4萬(wàn)條記錄可以通過(guò)因特網(wǎng)查詢(xún)數(shù)據(jù)。目前，越來(lái)越多的科學(xué)家、有關(guān)部門(mén)和公眾關(guān)注、支持和參與中國(guó)的生物多樣性研究工作，使得該領(lǐng)域呈現(xiàn)出比較繁榮的景象，成為熱點(diǎn)之一。

5 結(jié)語(yǔ)

生物多樣性是全人類(lèi)共有的寶貴財(cái)富，為人類(lèi)的生存與發(fā)展提供了豐富的食物、藥物、燃料等生活必需品以及大量的工業(yè)原料，也維護(hù)了自然界的生態(tài)平衡，并為人類(lèi)的生存提供了良好的環(huán)境條件。同時(shí)，生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的組成部分，人們依靠生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣、水等。自然界的所有生物都是互相依存，互相制約的。每一種物種的絕跡，都預(yù)示著很多物種即將面臨死亡。生物多樣性更是人類(lèi)社會(huì)賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。維持和保護(hù)生物多樣性，特別是保護(hù)瀕危物種，對(duì)于人類(lèi)后代繁衍，對(duì)科學(xué)事業(yè)都具有重大的戰(zhàn)略意義。

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