综述|全球视角下的中国生物多样性科学研究进展


时间: 2021-03-22     来源:国家标本平台    浏览量:566

导读

2021年10月中国将主办联合国《生物多样性公约》第15次缔约方大会(COP15)。这次大会将审议通过2020年后全球生物多样性框架,明确2021—2030年全球生物多样性保护目标和有效的履约机制。此时回顾中国生物多样性科学的研究进展,具有重要意义。中国科学院植物研究所马克平研究员牵头组织多位国内外生态学者撰写了长篇综述文章“全球视角下的中国生物多样性科学研究进展”。

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中国生物多样性领域在国际SCI索引期刊发表的论文数量由2000年的数十篇增长到2019年的1700多篇,中国发表SCI论文占SCI总数比例也快速提升,这些论文很多发表在生态学与生物多样性研究的主流杂志上,也有许多发表在自然科学顶级综合期刊上(图1),标志着中国生物多样性科学研究的快速进步。

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图1. 中国生物多样性研究2000-2019年SCI文章的增长情况


该文从建国初期的大规模综合科学考察调查开始,回顾影响我国生物多样性研究发展的重要事件,点评了生物多样性科学代表性成果,系统地梳理了中国生物多样性科学研究的最新进展,并对中国生物多样性科学研究存在的不足和未来研究的重点领域进行了探讨。梳理了我国生物多样性科学的研究现状,并展望了未来生物多样性科学研究的重点方向。

文章亮点

该文从全球视角出发,围绕生物多样性编目与监测、生物多样性机制与过程、生物多样性致危因素及其对全球变化的响应三个方面的十个主题来展开(图2)。

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图2.  中国生物多样性科学在三个方面十个主题取得进展


在生物多样性编目与监测方面,我国植物志、动物志和孢子植物志已经出版384卷册(图3),《中国生物物种名录》收录超过12万个物种,并对物种濒危状态进行了两次全面评估;国家标本资源共享平台数字化了来自全国329个标本馆和博物馆的馆藏标本1570万份,收集彩色照片1300多万张;出版了《中国植被》、《中国植被图(1:1,000,000)》和《中国植被区划》。

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图3. 中国植物志、动物志和孢子植物志等志书


建立了包括中国生物多样性监测与研究网络(SINO-BON;图4)、中国生态系统研究网络(CERN)和森林资源清查体系等生物多样性监测平台,共建立近200个野外观测台站,大型森林监测样地30个,41.5万个森林清查样地,覆盖了沿我国热量和降水梯度的主要生态系统类型。

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图4. 中国生物多样性监测与研究网络组织框架示意图


在生物多样性机制与过程方面,重构了中国被子植物生命树,证实了我国植物多样性主要受青藏高原隆升和东亚季风形成的影响,同时是植物多样性形成的摇篮和博物馆;提出了解释生物多样性快速演化的“混合-分离-再混合”假说”。与此同时,区域演化历史、古气候变化、现代气候、人类活动等也是影响中国生物多样性分布的重要因素。采用沿纬度梯度的大型森林动态监测样地验证了密度制约假说的普遍性,并拓展了Janzen-Connell假说,即同种个体间互作受竞争和有害病菌影响的同时,有益真菌的作用也可能支配同种间的互作。采用全球生物多样性梯度最大的森林生物多样性-生态系统功能控制实验平台,验证了森林生物多样性对生态系统功能的正作用,并发现这种正作用由营养级间物种相互作用和种间功能性状差异造成;采用长期草地观测实验,发现了生物多样性物种和功能群之间的异步作用对生态系统功能稳定性的正作用;系统评估了国家和区域尺度上的生态系统服务,以及国内重大生态工程对生态系统服务的影响,并将生态系统服务纳入生态保护红线和以国家公园为主体的保护地体系等国家战略。


在生物多样性致危因素及其对全球变化的响应方面,通过基因组学揭示了物种濒危过程和驱动因素,包括不同时期的气候变化和人类活动在物种濒危过程中的作用;全基因组研究也为揭示濒危物种适应策略的机制提供了新的视角。物种可以通过分布区变化、物候变化、行为和生理的可塑性以及快速的适应性演化等应对全球变化。深入研究了生物安全相关的重要问题,包括揭示了生物入侵的机制、后果和调控,并对转基因作物的利弊进行了系统评估。

研究展望

本文列出了我国生物多样性研究的四个优先领域:


1)青藏高原及邻近地区生物多样性数据依然缺乏,仍有很多问题需要探讨;


2)我国亚热带森林拥有丰富的生物多样性,但该区域也是人类活动的密集区域,未来研究需关注人类活动对该区生物多样性的影响;


3)加强海洋生物多样性研究,包括海洋生物标本的搜集、海洋生物多样性的监测、海洋及近海生物多样性变化相关研究;


4)平衡生物多样性保护与社会经济的发展,依靠生物多样性研究成果为生态保护与生态文明建设提供科学支撑。


同时,我国生物多样性科学在理论研究方面还存在较大差距,建议继续加强生物多样性科学与保护和可持续利用实践的结合,加强新技术与新方法在生物多样性研究中的应用,并进一步加强与扩大国际合作等。


该文以The global significance of biodiversity science in China: an overview为题发表在National Science Review. 中国科学院植物研究所米湘成副研究员和内蒙古大学冯刚副教授为共同第一作者,植物研究所马克平为通讯作者,中国科学院动物研究所、华东师范大学、中国科学院西双版纳热带植物园、中山大学、美国杜克大学、瑞典苏黎世大学、丹麦奥胡斯大学的学者共同合作完成。


本文转载至“国家科学评论”公众号。

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