馬方舟， 徐海根①， 陳萌萌， 童文君， 王晨彬， 蔡 蕾

(1.環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所/ 國家環(huán)境保護(hù)生物安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京 210042； 2.環(huán)境保護(hù)部自然生態(tài)保護(hù)司， 北京 100035)

生物多樣性是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。然而,隨著人口的迅速增長和人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的不斷加劇,生物多樣性受到了嚴(yán)重的威脅,開展生物多樣性保護(hù)已成為迫切需要[1-2]。生物多樣性觀測(cè)是環(huán)境觀測(cè)的重要組成部分,是客觀了解生物多樣性現(xiàn)狀、科學(xué)開展生物多樣性保護(hù)與管理的基礎(chǔ)工作和重要手段。觀測(cè)不僅為管理者提供環(huán)境變化信息,也可以監(jiān)督、評(píng)估管理機(jī)構(gòu)在推動(dòng)保護(hù)工作時(shí)是否達(dá)到預(yù)期效果,從而為制定保護(hù)計(jì)劃和管理措施提供重要依據(jù)。《中國生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃(2011—2030年)》[3]已將構(gòu)建生物多樣性觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系列為優(yōu)先行動(dòng)。

蝴蝶是無脊椎動(dòng)物中最受關(guān)注的環(huán)境指示生物和關(guān)鍵類群[4]。蝴蝶物種多樣性高、分布范圍廣,對(duì)生境條件具有較強(qiáng)的專一性,蝴蝶種群的時(shí)空動(dòng)態(tài)和群落結(jié)構(gòu)特征演變能夠快速、有效地反映環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)健康程度以及人類活動(dòng)干擾等生態(tài)環(huán)境狀況[4-7],因此,蝴蝶成為國際上應(yīng)用較為廣泛的生物多樣性觀測(cè)對(duì)象,其多樣性觀測(cè)數(shù)據(jù)已作為各類型生態(tài)系統(tǒng)等的評(píng)價(jià)依據(jù),并且在許多國家和地區(qū)為生物多樣性保護(hù)與評(píng)估、國家尺度的生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)科普教育及環(huán)境保護(hù)技術(shù)研發(fā)等提供了強(qiáng)有力的支撐。

然而,蝴蝶種群在全球范圍內(nèi)正以前所未有的速度下降。一方面是由于土地利用方式發(fā)生改變,使蝴蝶幼蟲生長發(fā)育所必需的棲息地和寄主植物遭到破壞,而這一現(xiàn)象不僅發(fā)生在發(fā)達(dá)國家,在發(fā)展中國家更加嚴(yán)重;另一方面則是生態(tài)系統(tǒng)的功能性退化,低地草原的過度放牧、森林生態(tài)系統(tǒng)中人工林高密度種植、大氣污染、水體污染以及極端氣候更加頻繁等多方面因素,使得蝴蝶幼蟲棲息地的多樣性和系統(tǒng)穩(wěn)定性受到威脅[8]。蝴蝶種群的迅速消失已經(jīng)引起世界各國的高度關(guān)注,一系列旨在扭轉(zhuǎn)蝴蝶種群下降趨勢(shì)的保護(hù)措施取得了一定的保護(hù)成效,但同時(shí)政府部門和動(dòng)物保護(hù)組織也付出了極大的代價(jià)[9-11]。

我國幅員遼闊,生境類型復(fù)雜多樣,蝴蝶種類十分豐富,從平原到高原、從熱帶到寒溫帶地區(qū)均有蝴蝶分布?，F(xiàn)已查明的蝴蝶有1 916種(統(tǒng)計(jì)至2016年底),蝴蝶多樣性居世界前列,其中特有物種有579種,占我國已知種類的近三分之一。值得一提的是,我國是絹蝶大國,擁有全世界最多的絹蝶種類,特別是青藏高原蘊(yùn)藏了大批世界珍稀絹蝶。其中,云南、海南和臺(tái)灣3省素有“蝴蝶的王國”稱號(hào),僅云南省就有超過700種。但是近幾十年來,由于我國人口膨脹、城鎮(zhèn)化建設(shè)、經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和環(huán)境污染的加劇,蝴蝶物種的生存狀況日益惡化,很多物種已經(jīng)瀕臨滅絕。2004年發(fā)布的《中國物種紅色名錄：第一卷 紅色名錄》[13]對(duì)我國1 223種蝴蝶的評(píng)估結(jié)果顯示,我國蝴蝶受威脅物種有158種,包括瀕危(endangered,EN)9種、易危(vulnerable,VU)149種,占評(píng)估物種總數(shù)的12.92%,近危(near threatened,NT)244種,無危(LC)810種,數(shù)據(jù)缺乏(DD)11種,但對(duì)于我國1 916種已知蝴蝶來說(未發(fā)表數(shù)據(jù)),尚有693種未進(jìn)行評(píng)估;此外,國際自然保護(hù)聯(lián)盟(International Union for Conservation of Nature,IUCN)發(fā)布的紅色名錄也未對(duì)全球蝴蝶物種進(jìn)行評(píng)估。目前,我國蝴蝶多樣性現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)尚不明確,亟需在全國范圍開展蝴蝶多樣性觀測(cè)。而為了保護(hù)我國蝴蝶物種的優(yōu)勢(shì)生物資源,掌握其多樣性的受威脅狀況、種群動(dòng)態(tài)變化及其反映出的環(huán)境問題,從而提出針對(duì)性的保護(hù)對(duì)策,開展蝴蝶多樣性觀測(cè)是一項(xiàng)重要保護(hù)舉措。

1 國外蝴蝶多樣性觀測(cè)概況

近年來,發(fā)達(dá)國家如英國、德國、美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭等把生物多樣性觀測(cè)作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作來抓,制定生物多樣性觀測(cè)指標(biāo)、方法和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施了一系列觀測(cè)項(xiàng)目。

在歐洲和北美一些國家,蝴蝶觀測(cè)實(shí)踐已經(jīng)有許多成功的案例[14-18]。例如,英國從1976年開始啟動(dòng)了“英國蝴蝶監(jiān)測(cè)計(jì)劃”,這個(gè)觀測(cè)項(xiàng)目一直持續(xù)至今,已經(jīng)持續(xù)開展了42 a,目前已形成覆蓋保護(hù)區(qū)、蝴蝶豐富區(qū)和農(nóng)村土地的觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)[19]。美國各州也相繼啟動(dòng)了蝴蝶監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,并由各州的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目組成了北美蝴蝶觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。長期積累的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不僅為氣候變化對(duì)生物多樣性的影響研究提供可靠信息,基于這些數(shù)據(jù)的創(chuàng)新分析對(duì)制定和實(shí)施蝴蝶保護(hù)政策與措施也起到了關(guān)鍵作用。

歐洲委員會(huì)在2004年組織開展了“Assessing Large-scale Environmental Risks for Biodiversity with Tested Methods(ALARM)”項(xiàng)目,該項(xiàng)目旨在通過大尺度的生物多樣性評(píng)估,建立社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的環(huán)境壓力指數(shù),從而為環(huán)境管理政策制定提供有效工具,減少生產(chǎn)生活活動(dòng)對(duì)生物多樣性造成的威脅和影響。ALARM項(xiàng)目有2項(xiàng)主要任務(wù):數(shù)據(jù)集成和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。其中,數(shù)據(jù)集成包括對(duì)基因水平(雜交)、物種水平(例如蝴蝶的種類和數(shù)量)和生態(tài)系統(tǒng)水平(群落組成和功能,例如各類群的占比、食物鏈底層功能團(tuán)動(dòng)物的減少對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅等)的數(shù)據(jù)整合。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面,提供了歐洲陸地和淡水生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,基于物種分布圖集、復(fù)合機(jī)械論模型和專家知識(shí)預(yù)測(cè)歐洲生物多樣性在不同政策措施驅(qū)動(dòng)下的未來情景。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也被用于評(píng)估近期和未來的氣候變化對(duì)蝴蝶和其他生物多樣性的影響。此外，也有助于許多方面政策的實(shí)施,例如針對(duì)更高一級(jí)的環(huán)境監(jiān)管計(jì)劃、指導(dǎo)以恢復(fù)景觀尺度為目的的保護(hù)項(xiàng)目等。

2 國內(nèi)蝴蝶多樣性觀測(cè)概況

我國蝴蝶多樣性保護(hù)與觀測(cè)工作起步較晚,隨著我國蝴蝶分類和生物學(xué)研究的日益進(jìn)步,國內(nèi)的蝴蝶多樣性研究者和蝴蝶愛好者的數(shù)量也逐步增加,為我國蝴蝶觀測(cè)工作提供了良好的基礎(chǔ)條件。特別是昆蟲學(xué)泰斗周堯先生于1994年出版的《中國蝶類志》[20],為我國蝴蝶多樣性研究奠定了里程碑。自此,蝴蝶分類及其多樣性保護(hù)研究如雨后春筍在全國范圍內(nèi)得以推廣。以物種資源調(diào)查、群落多樣性以及區(qū)系分布調(diào)查為主的蝴蝶調(diào)查研究在我國蝴蝶物種多樣性豐富的一些省市[21-35]、自然保護(hù)區(qū)[36-53]、國家森林公園[54-58]以及其他生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)[59-73]相繼開展,形成大量研究成果,也為區(qū)域乃至全國尺度的蝴蝶多樣性觀測(cè)工作打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。21世紀(jì)初,隨著英國蝴蝶觀測(cè)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的成功應(yīng)用和歐洲大陸蝴蝶觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的逐步成型,成熟的大尺度蝴蝶觀測(cè)技術(shù)方法被引入我國部分地區(qū)。例如,在中德生物多樣性觀測(cè)專家共同推動(dòng)下,2010年于江蘇省率先建立了區(qū)域尺度的蝴蝶觀測(cè)網(wǎng)絡(luò);安徽省的蝴蝶觀測(cè)也從自然保護(hù)區(qū)蝴蝶多樣性系統(tǒng)觀測(cè)起步;2009—2013年間完成了針對(duì)秦嶺地區(qū)的蝴蝶觀測(cè)體系,這些區(qū)域尺度的觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)為觀測(cè)地區(qū)的蝴蝶多樣性保護(hù)與生態(tài)環(huán)境監(jiān)管提供了有力支撐,也為全國尺度的蝴蝶觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)發(fā)揮了先行示范作用,積累了大量寶貴經(jīng)驗(yàn)。由于有效的環(huán)境管理政策和保護(hù)措施的制定依賴于嚴(yán)格、有效的物種多樣性、種群動(dòng)態(tài)和生境變化觀測(cè)數(shù)據(jù),資源調(diào)查和區(qū)域性的多樣性觀測(cè)尚不能滿足環(huán)境大數(shù)據(jù)的需求。因此,建立全國蝴蝶觀測(cè)網(wǎng)絡(luò),開展長期、系統(tǒng)的蝴蝶多樣性觀測(cè),既是保護(hù)我國豐富的蝴蝶物種資源的需要,也有利于提高我國生物多樣性保護(hù)成效。

3 蝴蝶多樣性觀測(cè)的目標(biāo)、原則和方法

在環(huán)境保護(hù)部和財(cái)政部的支持下,2016年3月,由環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所牽頭,聯(lián)合國內(nèi)53家科研院所、高等院校、保護(hù)機(jī)構(gòu)和民間團(tuán)體開展了蝴蝶多樣性觀測(cè),組建了“全國蝴蝶多樣性觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)” (China Biodiversity Observation Network for Butterflies,簡稱China BON-Butterflies)。

3.1 總體目標(biāo)

建立全國蝴蝶多樣性觀測(cè)網(wǎng)絡(luò),設(shè)置固定樣區(qū)、樣地和樣線,培訓(xùn)觀測(cè)人員,開展蝴蝶多樣性觀測(cè),掌握全國蝴蝶多樣性現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)變化,分析威脅因素,評(píng)估保護(hù)成效,提出生物多樣性保護(hù)對(duì)策建議。

3.2 觀測(cè)原則

生物多樣性觀測(cè)是一項(xiàng)重復(fù)性強(qiáng)的基礎(chǔ)性工作,需要長期堅(jiān)持不懈的努力。應(yīng)在固定的地點(diǎn)、以固定的觀測(cè)人員、使用統(tǒng)一的觀測(cè)方法進(jìn)行長期系統(tǒng)性的觀測(cè)。實(shí)施觀測(cè)工作主要堅(jiān)持以下5項(xiàng)原則。

3.2.1科學(xué)性原則

觀測(cè)樣區(qū)和觀測(cè)對(duì)象應(yīng)具有代表性,能全面反映觀測(cè)區(qū)域蝴蝶群落的整體狀況;應(yīng)采用統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化的觀測(cè)方法,觀測(cè)蝴蝶物種及其種群動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。我國幅員遼闊,生境類型多樣,緯度跨度大、氣候差異明顯。具有多種生境的區(qū)域,樣線設(shè)置應(yīng)盡可能覆蓋不同生境類型。

3.2.2可操作性原則

觀測(cè)計(jì)劃應(yīng)充分考慮現(xiàn)有人力、資金和后勤保障等條件[74]。在選擇觀測(cè)樣地前,首先要對(duì)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)蝴蝶本底情況進(jìn)行摸底。選擇的觀測(cè)樣線應(yīng)具備一定的交通和工作條件。采用高效率、低成本、簡便易行的觀測(cè)方法。

3.2.3“三固定”原則

堅(jiān)持“三固定”原則。在同一個(gè)觀測(cè)樣區(qū)內(nèi),觀測(cè)樣地、觀測(cè)時(shí)間和觀測(cè)人員一經(jīng)確定,應(yīng)長期保持穩(wěn)定。為保證觀測(cè)者能力的一致性,每條樣線至少保證1位觀測(cè)人員長期固定。應(yīng)采用固定的標(biāo)準(zhǔn)化方法,提高數(shù)據(jù)可比性。

3.2.4保護(hù)性原則

觀測(cè)工作要符合國家《野生動(dòng)物保護(hù)法》的規(guī)定,并嚴(yán)格執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)HJ 628—2011《生物遺傳資源采集技術(shù)規(guī)范》的操作規(guī)范。在對(duì)國家重點(diǎn)保護(hù)蝶種進(jìn)行取樣或標(biāo)記時(shí),必須取得相關(guān)主管部門的行政許可。對(duì)于特有、珍稀、瀕危蝶種,應(yīng)采用非損傷性取樣方法。

3.2.5安全性原則

蝴蝶觀測(cè)工作主要為外業(yè)觀測(cè),觀測(cè)者應(yīng)接受相關(guān)專業(yè)培訓(xùn),做好安全防護(hù)措施,保障觀測(cè)人員的人身安全。建議觀測(cè)開始前為觀測(cè)人員購買意外傷害保險(xiǎn)。

3.3 觀測(cè)方法

3.3.1樣線設(shè)置

在所選樣區(qū)內(nèi),沿公路、小徑、步道設(shè)置若干條樣線。樣線應(yīng)覆蓋樣區(qū)內(nèi)所有生境類型(包括海拔梯度),每種生境類型的樣線應(yīng)在1條以上。每個(gè)樣區(qū)設(shè)置5條以上樣線。如果樣區(qū)內(nèi)有自然保護(hù)區(qū),保護(hù)區(qū)內(nèi)外設(shè)置的樣線數(shù)量應(yīng)大致均衡。每條樣線長1～2 km(每個(gè)樣區(qū)內(nèi)樣線總長度不低于10 km),每條樣線分成10個(gè)樣段,每樣段長100～200 m,每個(gè)樣段內(nèi)生境類型或土地利用方式相同。各樣線、樣段應(yīng)設(shè)置明顯標(biāo)識(shí)物并編號(hào)標(biāo)記。

3.3.2樣線法觀測(cè)

蝴蝶觀測(cè)采用樣線法(line transects),記錄蝴蝶的種類、數(shù)量和生境狀況。

觀測(cè)時(shí)沿樣線緩慢勻速前行,速度為1～1.5 km·h-1。記錄樣線左右2.5 m、上方5 m、前方5 m范圍內(nèi)見到的所有蝴蝶的種類和數(shù)量,不重復(fù)計(jì)數(shù)同一只個(gè)體和身后的蝴蝶。在懸崖或水邊,可沿樣線記錄一側(cè)寬度為5 m范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。觀測(cè)范圍之外見到的種類可寫入備注欄中。觀測(cè)時(shí)以2～3人1組為宜,1人調(diào)查觀測(cè),其他人記錄、拍照和網(wǎng)捕(對(duì)于不能確定的種類)。

3.3.3觀測(cè)內(nèi)容與指標(biāo)

物種及種群:種類、數(shù)量、優(yōu)勢(shì)種、常見種及稀有種。

生境信息:樣線經(jīng)緯度、海拔、溫度、濕度、風(fēng)速、水文特征、植被類型、植物物候期、樣段生境描述、樣段優(yōu)勢(shì)植物種類等。

威脅因素:干擾類型、干擾強(qiáng)度等受威脅因素。

3.3.4觀測(cè)頻次與時(shí)間

觀測(cè)頻次:蝴蝶觀測(cè)每年開展4～6次。其中,秦嶺—淮河以南樣區(qū)每年開展至少6次觀測(cè),秦嶺—淮河以北樣區(qū)每年開展至少4次觀測(cè),西部地區(qū)(青藏高原地區(qū))每年開展4次觀測(cè)。其中1次觀測(cè)于6月中下旬在全國同步開展。每次觀測(cè)的時(shí)間間隔在20 d以上。

觀測(cè)時(shí)間:根據(jù)蝴蝶野外發(fā)生特點(diǎn),在4—9月(熱帶樣區(qū)可適當(dāng)調(diào)整),晴朗、微風(fēng)天氣時(shí)開展觀測(cè),每天的觀測(cè)時(shí)間一般為09:00—17:00,避開夏季極熱天氣。各樣區(qū)、樣線觀測(cè)時(shí)間和頻次一經(jīng)確定,保持長期不變。如遇陰雨天氣觀測(cè)日期順延,但原則上要求進(jìn)行“搶晴觀測(cè)”。

3.3.5數(shù)據(jù)記錄要求

進(jìn)行觀測(cè)時(shí),一位觀察者負(fù)責(zé)識(shí)別觀測(cè)蝴蝶物種。如遇到不易識(shí)別的小型蝴蝶或者形態(tài)特征不能明顯區(qū)分種類的蝴蝶(如弄蝶科、灰蝶科、蛺蝶科環(huán)蛺蝶屬的種類等)可以進(jìn)行網(wǎng)捕,在網(wǎng)內(nèi)或者引導(dǎo)蝴蝶進(jìn)入觀察盒內(nèi)進(jìn)行識(shí)別,識(shí)別后放飛;如不能現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別,則少量采集帶回室內(nèi)鑒定。

規(guī)范記錄表格。有時(shí)1條觀測(cè)樣線會(huì)經(jīng)過數(shù)種生境類型,一般按照大尺度的生境類型進(jìn)行記錄,對(duì)占樣線長度比例極少(<5%)的生境類型,可以忽略不計(jì)。統(tǒng)一使用生境代碼表,記錄樣線生境,必須記錄到第2層次的生境類型。

統(tǒng)一使用人為干擾活動(dòng)分類表,記錄人為活動(dòng)干擾。干擾類型分為:A，開發(fā)建設(shè);B，農(nóng)牧漁業(yè)開發(fā);C，環(huán)境污染;D，其他等4個(gè)大類,每個(gè)大類下又細(xì)分出具體的活動(dòng)類型,共計(jì)22個(gè)活動(dòng)類型。干擾強(qiáng)度分為強(qiáng)、中、弱、無4個(gè)等級(jí)。每個(gè)等級(jí)有判斷說明。進(jìn)行樣線觀測(cè)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估填寫干擾類型和干擾強(qiáng)度。

4 全國蝴蝶多樣性觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)展與初步成果

采用分層隨機(jī)抽樣方法,根據(jù)生境類型、氣候、海拔等進(jìn)行分層,截止2016年,共設(shè)置113個(gè)觀測(cè)樣區(qū)、600條觀測(cè)樣線,樣線總長度達(dá)1 108 km,觀測(cè)總行程達(dá)5 800余km,初步形成了覆蓋各生物地理區(qū)域的全國蝴蝶多樣性觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)(China BON-Butterflies)(圖1)。全年累計(jì)參加觀測(cè)人員約9 313人次。

4.1 已觀測(cè)到的蝴蝶物種

截至2016年,共觀測(cè)到蝴蝶5科1 093種,占我國已知蝴蝶物種總數(shù)(1 916種)的57.05%,物種覆蓋率較高。其中,中國特有種263種,占觀測(cè)種類總數(shù)的24.06%。觀測(cè)到的蝴蝶物種涵蓋我國昆蟲綱鱗翅目蝶類全部5個(gè)科:鳳蝶科、蛺蝶科、粉蝶科、弄蝶科和灰蝶科(表1)。

4.2 已觀測(cè)到的蝴蝶多樣性受威脅現(xiàn)狀

參考《中國物種紅色名錄：第一卷 紅色名錄》統(tǒng)計(jì),2016年觀測(cè)到蝴蝶物種1 093種,其中包括:瀕危(EN)物種5種〔錘尾鳳蝶(Losariacoon)、金斑喙鳳蝶(Teinopalpusaureus，國家一級(jí))、二尾鳳蝶(Bhutanitismansfieldi)、玄裳尾鳳蝶(Bhutanitisnigrilima)、阿波羅絹蝶(Paranssiusapollo)〕,易危(VU)物種64種,近危(NT)132種,無危(LC)686種。

圖1 全國蝴蝶多樣性觀測(cè)樣區(qū)分布Fig.1 Distribution of the sample regions for butterfly monitoring in China

表12016年觀測(cè)到的蝴蝶物種統(tǒng)計(jì)

Table1Statisticsofbutterflyspeciesrecordedin2016

目類科物種數(shù)鱗翅目蝶類鳳蝶科(Papilionidae)89粉蝶科(Pieridae)96蛺蝶科(Nymphalidae)498弄蝶科(Hesperiidae)227灰蝶科(Lycaenidae)183

此外,觀測(cè)到的蝴蝶物種還有206種沒有開展受威脅狀況評(píng)估,占總觀測(cè)到物種數(shù)的18.8%,觀測(cè)到的受威脅物種201種,占已評(píng)估的受威脅物種總數(shù)的50%;但已知蝴蝶種類中有823種因未觀測(cè)到或者缺乏歷史數(shù)據(jù)而尚未完成受威脅等級(jí)評(píng)估。以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果一方面說明首年度觀測(cè)已經(jīng)覆蓋半數(shù)受威脅的蝴蝶物種,另一方面說明我國蝴蝶保護(hù)狀況評(píng)估還存在較大的空缺。

4.3 已觀測(cè)到的蝴蝶物種空間分布

通過觀測(cè),初步掌握了中國蝴蝶多樣性的空間分布特征。種類最多的是海南陵水吊羅山樣區(qū),最少的是位于新疆南部高寒地區(qū)的塔什庫爾干縣觀測(cè)樣區(qū)(僅9種)。2016年觀測(cè)到的蝴蝶物種數(shù)和個(gè)體數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。物種數(shù)排名前10位的觀測(cè)樣區(qū)分別為海南陵水吊羅山、甘肅徽縣秦嶺、湖南遂寧、江西崇義、貴州赤水、江西龍南九連山、甘肅民樂祁連山、浙江臨安天目山、湖南古丈高望界、浙江仙居,這些觀測(cè)樣區(qū)的物種數(shù)均在153種以上。蝴蝶個(gè)體數(shù)最多的甘肅徽縣秦嶺觀測(cè)樣區(qū)達(dá)31 570 只,數(shù)量超過4 500只的觀測(cè)樣區(qū)還有浙江仙居、云南景東無量山和海南文昌銅鼓嶺。就單一物種而言,以菜粉蝶為例,其個(gè)體數(shù)為4 072只,其中陜西和浙江地區(qū)的個(gè)體數(shù)最多,分別為2 124和1 359 只。

就廣布種而言,2016年共有377條樣線觀測(cè)到菜粉蝶,共觀測(cè)到菜粉蝶4 072只,以陜西、云南和甘肅省等地?cái)?shù)量較多,其中陜西省觀測(cè)到的數(shù)量最多,達(dá)623只,其中陜西洋縣和商洛市商州區(qū)2個(gè)觀測(cè)樣區(qū)所觀測(cè)的數(shù)量較多,均達(dá)100只以上。就稀有種而言,2016年共觀測(cè)到三尾鳳蝶2只,觀測(cè)到的省份有陜西和四川,僅各有1只;國家Ⅰ級(jí)保護(hù)物種金斑喙鳳蝶2016年觀測(cè)到的數(shù)量僅為6只;國家Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物阿波羅絹蝶2016年在新疆天山觀測(cè)樣區(qū)觀測(cè)到的數(shù)量僅為6只。

表22016年觀測(cè)到的蝴蝶物種數(shù)和個(gè)體數(shù)統(tǒng)計(jì)

Table2Richnessandabundanceofbutterflyspeciescountedfromsampleregionsin2016

物種數(shù)個(gè)體數(shù)樣區(qū)8～29 301～2993榆林市榆陽區(qū)、煙臺(tái)市牟平區(qū)、吉木薩爾縣、阜康市、霍城縣、科爾沁左翼后旗、林芝市巴宜區(qū)、大慶市四區(qū)、和靜縣、鹽池縣鹽池灣-哈巴湖、塔什庫爾干縣、前郭爾羅斯蒙古族自治縣、天津市武清區(qū)、錫林郭勒盟、拉薩市城關(guān)區(qū)125～1861666～5706陵水縣、古丈縣、勐臘縣、鳳陽山、綏寧縣、石門縣壺瓶區(qū)、仙居縣、井岡山、徽縣、赤水市、南昆山、天目山、洋縣、桑植縣、龍南縣、印江縣、甘肅民樂縣、黃山市黃山區(qū)、文昌市、玉龍縣、崇義縣

5 全國蝴蝶多樣性觀測(cè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

為加強(qiáng)蝴蝶觀測(cè)數(shù)據(jù)管理,開發(fā)了蝴蝶多樣性觀測(cè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、觀測(cè)數(shù)據(jù)采集、觀測(cè)數(shù)據(jù)查詢、空間分布查詢和觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)5大模塊。

5.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集模塊

包括蝴蝶物種的基本信息、負(fù)責(zé)單位和參與單位基本信息、參與人員基本信息、樣區(qū)覆蓋的自然保護(hù)區(qū)基本信息,及已建立的樣區(qū)、樣線、樣段基本信息等。

5.2 觀測(cè)數(shù)據(jù)采集模塊

包括每次觀測(cè)的編碼、每條樣線的編碼、名稱、樣線起點(diǎn)與終點(diǎn)地理坐標(biāo)、樣線起點(diǎn)與終點(diǎn)海拔、觀測(cè)起始與終止時(shí)間等。在此模塊,還可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫單條數(shù)據(jù)和批量數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與導(dǎo)出。

5.3 數(shù)據(jù)查詢模塊

該模塊可查詢觀測(cè)承擔(dān)單位、觀測(cè)到的蝴蝶名錄及相關(guān)保護(hù)等級(jí)、IUCN瀕危等級(jí)、列入CITES附錄的情況、是否中國特有種等信息,及樣線、樣段、觀測(cè)人員、涉及的自然保護(hù)區(qū)及觀測(cè)頻次具體信息。以上查詢皆可按年份、省份單個(gè)或批量查詢。

5.4 空間分布查詢模塊

可直觀地展示觀測(cè)樣區(qū)、樣線、樣段在地理空間上的分布,及各個(gè)物種在空間上的分布。以上查詢皆可按照省份和年份單個(gè)或批量展示。

5.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊

可統(tǒng)計(jì)不同年份、省份、樣區(qū)、樣線、樣段的物種數(shù)量、個(gè)體數(shù)量及參與觀測(cè)單位人員數(shù)等。

根據(jù)環(huán)境生物觀測(cè)數(shù)據(jù)的要求,為了進(jìn)一步提升蝴蝶觀測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)性和有效性,通過成立專家咨詢組、生物地理大區(qū)指導(dǎo)體制對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行審核和觀測(cè)實(shí)地調(diào)研,并且計(jì)劃在觀測(cè)數(shù)據(jù)庫中繼續(xù)研發(fā)專家支持系統(tǒng)模塊進(jìn)行后臺(tái)審查等,逐步完善數(shù)據(jù)采集、入庫和統(tǒng)計(jì)分析功能。

6 蝴蝶多樣性觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與展望

6.1 為環(huán)境管理和社會(huì)發(fā)展提供決策支持

6.1.1掌握多樣性現(xiàn)狀與變化趨勢(shì)

蝴蝶是重要的物種資源和環(huán)境指示生物。通過國家尺度的蝴蝶多樣性觀測(cè),能夠掌握全國蝴蝶物種多樣性的時(shí)空分布特征及動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì),據(jù)此提出應(yīng)優(yōu)先保護(hù)的蝴蝶物種名錄和優(yōu)先保護(hù)區(qū)域。

6.1.2識(shí)別威脅因素

通過記錄觀測(cè)樣區(qū)內(nèi)人為干擾活動(dòng)、棲息地改變、氣象和物候條件等環(huán)境數(shù)據(jù),結(jié)合蝴蝶多樣性觀測(cè)數(shù)據(jù),可以分析導(dǎo)致蝴蝶多樣性變化的驅(qū)動(dòng)因素,識(shí)別蝴蝶面臨的威脅因素,為消除或減緩這些危害提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

6.1.3評(píng)估生物多樣性保護(hù)成效

通過分析各類保護(hù)區(qū)內(nèi)、外樣線上蝴蝶多樣性的變化,能分析保護(hù)區(qū)的保護(hù)成效,為保護(hù)政策評(píng)估和改進(jìn)提供有效數(shù)據(jù)。

6.1.4推進(jìn)生物多樣性保護(hù)納入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主流目標(biāo)

根據(jù)英國蝴蝶觀測(cè)的經(jīng)驗(yàn),在占所有生物類群物種豐富度一半以上的昆蟲中,蝴蝶可以作為一個(gè)代表物種。歐洲近40 a的觀測(cè)結(jié)果顯示,蝴蝶種群的下降速度顯著高于甲蟲、鳥類、兩棲動(dòng)物等,蝴蝶多樣性的變化在很大程度上可以代表生物多樣性的整體變化。英國已經(jīng)將“政府蝴蝶生物多樣性指數(shù)(Governmental Butterfly Biodiversity Indicators)”作為官方統(tǒng)計(jì)向社會(huì)發(fā)布,并將規(guī)范化的蝴蝶觀測(cè)數(shù)據(jù)列入英國國家統(tǒng)計(jì)局,作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的核心統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)之一。這大大提高了公眾的生物多樣性保護(hù)意識(shí),使各級(jí)政府和廣大公眾在工作中更多地考慮生物多樣性保護(hù)要求,實(shí)現(xiàn)生物多樣性主流化的目標(biāo)。

6.2 編制中國蝴蝶地理圖集

生物多樣性地理圖集的編制和發(fā)布,是歐洲、北美洲蝴蝶觀測(cè)的重要成果。地理圖集能夠?qū)⑷趾途植课锓N多樣性分布和種群現(xiàn)狀實(shí)現(xiàn)可視化的展示,為各級(jí)生物多樣性保護(hù)管理部門提供最新的蝴蝶類群以及各綱或目的豐富度地圖,同時(shí)還可以提供蝴蝶類群中受威脅物種和特有種的分布格局等地圖,為國家層面和地區(qū)層面的生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略部署提供參考。

6.3 生物多樣性觀測(cè)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用

2016年3月17日,《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》發(fā)布,其中第二十七章“實(shí)施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”提出:“把大數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源,全面實(shí)施促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng),加快推動(dòng)數(shù)據(jù)資源共享開放和開發(fā)應(yīng)用,助力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和社會(huì)治理創(chuàng)新;具體包括:加快政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享、促進(jìn)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展”。全國蝴蝶多樣性觀測(cè)工作首年度采集的數(shù)據(jù)量就超過10萬條,通過生物多樣性觀測(cè)數(shù)據(jù)與其他領(lǐng)域數(shù)據(jù)的融合,可開展大數(shù)據(jù)深入挖掘。例如,通過消費(fèi)方式對(duì)生物多樣性的影響分析,制定綠色消費(fèi)方式的相關(guān)倡議和管理措施;通過機(jī)器學(xué)習(xí)和模型計(jì)算,幫助地方政府有關(guān)部門避免在行政管理過程中造成環(huán)境破壞或重大環(huán)境事故。

致謝: 北京農(nóng)學(xué)院、南開大學(xué)、河北大學(xué)、國家林業(yè)局森林病蟲害防治總站、東北師范大學(xué)、東北林業(yè)大學(xué)、大慶師范學(xué)院、內(nèi)蒙古師范大學(xué)、內(nèi)蒙古大學(xué)、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京曉莊學(xué)院、麗水林業(yè)科學(xué)研究院、臺(tái)州學(xué)院、滁州學(xué)院、泉州師范學(xué)院、江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院、江西中醫(yī)藥大學(xué)、江西武夷山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局、安徽師范大學(xué)、南陽師范學(xué)院、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、吉首大學(xué)、廣州市少年宮、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、廣西大學(xué)、河池學(xué)院、海南師范大學(xué)、重慶師范大學(xué)、西南大學(xué)、北京大學(xué)、重慶自然博物館、西南科技大學(xué)、貴州大學(xué)、黔南民族師范學(xué)院、中國科學(xué)院西雙版納植物園、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所、云南省林業(yè)科學(xué)院、云南大學(xué)、西藏高原研究所、西藏農(nóng)牧學(xué)院、陜西省西安植物園、西北農(nóng)林科技大學(xué)、甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、甘肅民族師范學(xué)院、青海師范大學(xué)、寧夏大學(xué)、新疆大學(xué)、石河子大學(xué)和喀什大學(xué)等單位參與觀測(cè)工作，各單位觀測(cè)人員辛勤工作,發(fā)揚(yáng)了不怕苦、不怕累、一絲不茍的敬業(yè)精神,一并向他們表示感謝。

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