保护生物多样性,中国有个“国字号”团队

中科院之声 2021-10-14 14:21

秋日的春城昆明,滇池宝丰湿地草碧波明,鱼翔浅底,鹭鸟翩飞;北郊的昆明植物园“扶荔宫”里,氤氲白雾中,兰科奇花斗艳争芳;西郊眠山的昆明灵长类研究中心,恒河猴、红面猴、树鼩在枝上嬉闹跳跃……


《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(以下简称COP15)10月11日至15日在这里举行。世界眼光聚焦中国,也由此认识保护生物多样的中国行动。


《生物多样性公约》第十五次缔约方大会在滇池国际会展中心举行。邢路扬 摄


“我们拥有生物多样性研究和保护相关的机构多达40余家,包括在境外建设的研究中心,19个研究所的生物标本保藏和科普展示馆馆藏标本达1870余万份,占我国标本收藏量的一半;建设国家标本资源共享平台,已数字化来自329个标本馆或博物馆的1635万份标本。”中国科学院副院长张亚平院士10日在昆明表示,中国科学院还拥有和参与建设植物园15个,总面积为68319.7公顷,占全国植物园总面积的67%。


近年来,中国科学院持续加强生物多样性研究和保护的基础性建设,在生物多样性领域取得的诸多重要成果。


中国西南野生生物种质资源库


生物多样性监测,有“组合”利器


蚂蟥、蟑螂、螳螂……在云南高黎贡山,这些看起来有点吓人的小动物,有着不为人知的作用——监测环境中的生物多样性。


早在2012年,中国科学院昆明动物研究所俞维理团队等研究发现,通过对一定区域内昆虫样本的混合DNA测序,可以对该区域的生物多样性进行编目和监测。他们在国际领域首次描述的“生物多样性汤”,最近又已“升级”,通过优化多个技术环节,科学家和林农部门利用高通量条形码技术快速监测生物多样性不再是梦。


在生物多样性监测方面,近20年来,中国科学院建设起中国森林生物多样性监测网络,目前共建成24个大型森林动态样地和50多个面积1至5公顷的辅助样地。“样地总面积达到580公顷,标记的木本植物1827种245万株,代表了中国从寒温带到热带的地带性森林类型。”张亚平院士说。


云南丽江森林生物多样性野外科学观测研究站


在此基础上,2013年,这个“国家队”正式启动中国生物多样性监测与研究网络的建设,包括动物、植物和微生物三个方面的10个专项网和1个综合监测管理中心。其中兽类网在全国已经布设红外相机超过5000台,拍摄到红外图像500多万张,涉及兽类110多种,鸟类370多种;鸟类网用卫星追踪器标记140多种4000多只迁徙鸟类,40多亿条数据,据此建立了目前“东亚-澳大利西亚”鸟类迁徙路线上鸟类监测最全的数据库。


中国科学院还在全国率先开展极小种群野生植物保护体系的研究,对61个物种实现了人工繁殖基础上的迁地保护、9个物种开展近地保护示范、20个物种开展回归试验示范。


绿孔雀。杨星 摄


在国家水平摸清主要生物类群和植被类型


绿孔雀,被称为“百鸟之王”,是我国一级重点保护动物,被国际自然保护联盟评定为“全球性濒危”等级。


一个风尘仆仆的身影,近二十年来,奔走在云南澜沧江、怒江、红河流域,只为寻觅和保护“百鸟之王”。他是昆明动物研究所杨晓君研究员。


“当前,生物多样性正以空前的速度减少,严重威胁着人类福祉。如何更有效地开展生物保护,已成为全人类面临的共同课题。解析物种濒危机制,可望为有效保护策略的制定提供科学依据。”杨晓君研究员说,为了搞清这个问题,他们与中山大学等单位合作,组装了首个绿孔雀基因组,并开展了种群基因组重测序。同时,综合使用多种分析方法,揭示自约6000年前的新石器时代中期以来,绿孔雀种群急剧衰退的过程。


他的团队联合林业主管部门、社会组织、动物保育机构等,推进保种增量、人工繁殖、社区共建科学管护。目前,绿孔雀野生种群约555至600只,稳中有升,经过基因组鉴定的纯种人工种群初步形成并成功繁育孵化子一代。


从20世纪50至60年代起,中国科学院先后组织850所大专院校和研究所进行了40多次自然资源综合科学考察,积累了极为丰富的第一手资料,正在开展的第二次青藏高原科学考察和即将启动的第三次新疆自然资源科学考察等将为我国生物多样性的本底和变化提供翔实的资料。


《中国植物志》


“历经数十年,一代代科研人员艰辛编撰,《中国植物志》《中国动物志》《中国孢子植物志》《中国真菌志》《中国迁地栽培植物大全》《中国化石植物志》等一系列志书,以及中国植被图、中国植被志相继问世,我国基本实现了在国家水平摸清主要生物类群和植被类型的目标。”张亚平院士说。


自2008年起,《中国生物物种名录》每年发布年度名录,2021年的版本名录,包括11.5万个生物物种。我国幅员广大、环境多样、生物多样性极为丰富。


据不完全统计,2020年我国发表的新物种超过2400种,占全球新发表物种总数的10%以上,其中高等植物312种、脊椎动物100种、昆虫类1322种、真菌类669种。


中国西南野生生物种质资源库种子墙


保藏收集生物多样性资源,为未来留种


又一次滇南建水之行,张挺博士的运气不错。


他不但采到了竹生羊奶子、天胡荽和金腰等一批珍稀植物的标本和种子,还在“行程之中、运气之外”采到报春和兰科疑似新种标本。


种子,是植物遗传信息的携带者和传递者,是植物繁衍之源,也是一国不可或缺的战略资源。


中国昆明北郊元宝山山顶茂密的树林里,隐着一座为未来留种的“国之重器”——中国西南野生生物种质资源库,也被称为我国野生生物的“诺亚方舟”。


用于研究的种子。科技日报记者 赵汉斌 摄


“截至2020年12月,种质资源库已保存植物种子10601种,占我国种子植物物种数的36%,植物离体培养材料2093种24100份,动物种质资源2203种60262份,微生物菌株2280种22800份。”中国科学院昆明植物研究所所长孙航研究员向记者介绍,有了先进的保藏手段和平台,使我国特有种、珍稀濒危种及具有重要经济、生态和科学研究价值的物种安全得到有力保障,种质资源库也跻身全球生物多样性保护的重要设施行列。


此外,由中国科学院战略生物资源计划支持的《中国科学院生物资源目录》,汇集了中国科学院40个研究所73家生物资源库馆的735万份生物资源数据,包括生物标本、植物资源、生物遗传资源、实验动物资源及生物多样性监测网络资源,形成了完整的数据系统。


滇金丝猴。图片来源:新华社


搭建平台投身研究,服务生物多样性保护


据悉,在生物多样性与生态系统功能与服务方面,近年来中国科学院科学家发表了多个高水平的研究成果,包括大熊猫及其栖息地的生态系统服务价值、生物多样性促进森林生态系统的碳固定、2000-2010年间中国生态系统服务的定量评估、生态系统服务付费补偿等。


张亚平院士介绍,在生物多样性大数据平台建设方面,中国科学院建有生物多样性相关的数据中心7个,包括国家微生物科学数据中心、国家基因组科学数据中心、国家生态科学数据中心、国家青藏高原科学数据中心和三个院级数据中心,即植物科学数据中心、海洋科学数据和地球大数据中心。此外,生物多样性与生态安全数据平台,植物主题数据库、动物主题数据库等整合了海量生物和生态数据可供分享。搭建了全球微生物资源数据共享平台,汇聚了来自51个国家141家合作伙伴的52万株微生物实物资源数据,制定了国际微生物领域的第一个ISO级别的微生物数据标准,形成了全球互联互通的微生物数据信息化合作网络。


张亚平课题组揭示非洲家犬复杂的源流历史


“万犬国际基因组计划”“万种鸟类基因组计划”“万种鱼类基因组计划”……中国科学院主导或联合发起的诸多研究行动,为更好地理解生物多样性起源与演化提供了崭新的视角。对于大尺度生物多样性格局、生物多样性的维持机制、濒危与保护机制、生物多样性的生态系统功能和服务等重大科学问题,来自中国科学院科学家都取得了令人瞩目的进展。“这些研究对制订生物多样性保护规划提供了重要的科学支撑,对我国履行《生物多样性公约》具有重要意义。”张亚平说。


为迎接COP15的召开,中国科学院还围绕2020后全球生物多样性框架等开展了系列研究,组织了一系列高水平论文和专刊与专题,如《国家科学评论》期刊“生态文明—人与自然关系新认知”专题、《科学进展》期刊“2020后生物多样性保护的重大挑战与对策”专题;策划了《中国科学院院刊》“生物多样性保护与生态文明”专题、《生物多样性》期刊“生物多样性公约 COP15”专辑和《人与生物圈》期刊的生物多样性公约专辑等。


来源:科技日报



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