国际生物多样性研究科学计划与热点述评

　　生物多样性与人类的生活和福利密切相关，它不仅给人类提供了丰富的食物、药物资源，而且在保持水土、调节气候、维持自然平衡等方面起着不可替代的作用，表现为经济效益、生态效益和社会效益三者的高度统一，是人类社会可持续发展的生存支持系统。近年来，不断加剧的人类活动，对生物多样性造成了严重破坏。已有研究表明，人类活动是引起生物多样性变化的首要驱动因子，且造成地球上的物种以前所未有的速度丧失。

　　中国是生物多样性大国，生物多样性居世界第八位，居北半球第一位。中国又是世界上人口最多、人均资源占有量最低的国家，而且85％左右的人口在农村的农业大国，对生物多样性具有很强的依赖性。中国还是近30年来经济发展速度最快的国家之一，这在很大程度上加剧了人口对环境特别是生物多样性的压力。目前，中国在生物多样性的保护和研究方面已做了大量的工作。但与发达国家相比，还存在着一些差距。因此，本文将在简要介绍国际上正在实施和进行的重要生物多样性计划及战略行动的基础上，结合相关的文献资料，分析国际上生物多样性研究领域的热点与问题，以有助于我国的生物多样性研究和保护。

1  国际生物多样性研究计划与战略行动评述

　　2002年召开的《生物多样性公约》第六次缔约方大会，确定了“到2010年大幅度降低生物多样性丧失的速度”这一目标。为了实现在2010年明显遏制生物多样性丧失势头的承诺，目前，许多国际组织和国家对生物多样性及其相关问题进行了研究，并编制了与生物多样性相关的法规、战略计划，也采取了许多保护生物多样性的行动。如国际生物多样性研究计划(DIVERSITAS)对全球生物多样性变化和丧失引起的复杂科学问题进行了研究，并通过将自然科学和社会科学的各学科领域科学家联合起来，对全球关注、跨国家、跨区域的生物多样性问题开展了长期、持续的科学研究，现已进入第Ⅱ阶段研究。世界自然保护联盟(Th。World Conservation Union，IUCN)于2008年10月在西班牙巴塞罗召开的世界自然保护联盟大会上正式发布《塑造可持续的未来：IUCN 2009～2012年计划》(IUCN，2008)。此外，一些国家的基金组织还发起了一些全球性的生物多样性计划，且在当前受到世界各国的重视，如“国际海洋生物普查计划(census of Marine Life．CoML)”、“生命之树计划(Tree 0f Life，TOL)”、“国际生命条码计划(iBOL)”等。这不仅将大大推动整个生物多样性科学的发展，而且将有效地使专门从事这些学科工作的科学工作人员联合起来，构建生物多样性研究综合、交叉的大科学研究框架。

1．1 DIVERSITASⅡ研究计划

　　 DIVERSITAS是国际全球环境变化研究的四大计划之一，是一个国际性的、非政府的科学计划，它始于1991年，其发起组织者是国际生物科学联盟(IUBS)、环境问题科学委员会(SCOPE)和联合国教科文组织(UNESCO)。后来该计划的组织者又增加了国际微生物学联盟(IUMS)、国际科学联合会理事会(ICSU)。DIVERSITAS自成立以来，其研究内容已经过多次修改。

　　DIVERSITAS最初确定的研究内容是：①生物多样性对生态系统功能的影响；②生物多样性的起源、保护和丧失；③生物多样性的编目和分类。1996年，DIVERSITAS又增加了更多的研究内容：①生物多样性监测；②生物多样性的保护、恢复和持续利用；③土壤和沉积物的生物多样性；④海洋生物多样性；⑤微生物生物多样性；⑥内陆水的生物多样性；⑦生物多样性的人类因素。这些新增的研究内容不仅进一步完善了该计划原先的研究内容，而且强调了生物多样性保护与可持续利用问题中的人文因素。

　　2001年，DIVERSITAS计划进入第Ⅱ阶段研究①。在第Ⅱ阶段的研究中，DIVERSITAS有了新的科学研究内容，并不断确定了新的核心研究计划，目前，新的核心研究计划有4个，它们分别是bioDISCOVERY~、ecoSERVICES 、bioSUSTAINABILITY 、bioGENESIS，这4个核心研究计划有十分密切的联系(图1)，且每个计划都有比较具体的研究内容。

　　bioDISCOVERY计划主要是促进研究不同尺度(如基因、物种和生态系统等层次)水平上的生物多样性观测和描述。该计划的研究焦点是：①评估目前的生物多样性；②监测生物多样性的变化；③认知和预测生物多样性的变化。

　　ecoSERVICES计划主要研究生物多样性变化是如何影响生态系统功能及其服务的，该计划的研究焦点是：①生物多样性与生态系统服务功能的连接；②生态系统功能与生态系统服务的关联性；③人类对生态系统服务变化的相应。

　　bioSUSTAINABILITY计划主要是促进生物多样性保护与可持续利用有效措施的发展。其研究焦点是：①评价目前所采取的生物多样性保护和可持续利用措施的有效性；②分析研究生物多样性丧失的社会、政治和经济驱动因子；③研究生物多样性保护和可持续利用的社会选择和决策取向。

　　bioGENESIS计划主要是鼓励开发有助于发现、记录和保护生物多样性的新策略和新手段，增进对生物多样性在不同时空尺度上演变机制的认识。该计划的研究焦点包括：①生物多样性的新策略和新方法；②多样性的原动力；③人类引起的环境变化下的生物进化学。

　　DIVERSITAS第Ⅱ阶段研究还包括建立一些交叉研究网络，建立这些交叉研究网络的主要目的是确保核心研究计划的实施，目前主要的交叉网络有：全球山区生物多样性评估(Global Mountain Biodiversity Assessment，GMBA)、农业生物多样性(Agro-biodiversity)、淡水生物多样性(Freshwater biodiversity)、全球外来物种研究计划(GISP)、生物健康(bioHEALTH)。

1．2世界保护联盟(IUCN)2009～2012年战略计划

　　世界自然保护联盟(IUCN)是首个密切关注生命多样性的保护组织，其重点关注物种生境和生态系统的管理。在2008年10月于西班牙巴塞罗召开的世界自然保护联盟大会上通过了《塑造可持续的未来：IuCN2009～2012年计划》。

　　该计划提出了IUCN在2009～2012的5个优先主题领域：①保护生命多样性：确保从地方到全球尺度生物多样性的可持续和公平管理；②改善气候变化预测：将关于生物多样性的科学认识和机会纳入气候变化的政策和实践中；③自然化改造未来的能源系统：发展生态可持续的、公平的和高效率的能源系统；④为人类福祉管理生态系统：通过生态系统的可持续管理，提高生活质量、减少贫困和脆弱性，并提高环境和人类的安全；⑤绿化世界经济：把生态保护的价值纳入经济政策、资金和市场。这5个优先主题领域不是一种平等的关系，主题①是主题②～⑤的基础。

1．3欧盟至2010年保护生物多样性战略

　　近五年来，欧盟及各成员国已采取了许多措施减少生物多样性损失的速度，但要完成欧盟领导人承诺的在2010年遏止生物多样性丧失及与世界各国领导人一起承诺的在2010年明显地减少全世界生物多样性损失的速度，还有一定的距离。而且如果不加大生物多样性的保护力度，那么在2010年就不会完成这些目标。因此，欧盟委员会在2006年5月22日通过了一项保护生物多样性的战略——《2010年及未来阻止生物多样性丧失：人类福祉的可持续生态服务》。

　　该战略在分析欧盟生物多样性现状、存在的压力和导致生物多样性丧失的原因、已采取的行动及措施的基础上，确定了未来5年欧盟的4个行动领域和10个首要目标及4个扶持措施。4个行动领域是：①欧盟区内的生物多样性；②欧盟与全球的生物多样性；③生物多样性与气候变化；④生物多样性基础研究。10个首要目标是：①确保最重要的生境和物种；②保护和恢复乡村区域的生物多样性及生态系统服务；③保护和恢复海洋环境的生物多样性及生态系统服务；④加强地区发展与自然保护之间的协调；⑤减少外来物种入侵的威胁；⑥加强对生物多样性和生态系统的内部管理的有效性；⑦加强对生物多样性和生态系统服务的外部援助；⑧减少国际交流带来的负面影响；⑨支持生物多样性适应气候变化；⑩加强对生物多样性保护和持续利用的基础研究。该战略还提出了4个具体的扶持措施，它们是：①给予适当的财政支持；②改善欧盟相关领域的决策进程；③建立合作伙伴关系和促进信息交流；④鼓励公众参与。

1．4国际海洋生物普查计划(CoML)

　　国际海洋生物普查计划(Census 0f Marine Life，CoML)是由美国斯隆基金会(Sloan Foundation)发起的全球性的海洋生物调查计划，为期10年(2000～2010年)，目标是评估和解释海洋物种不断变化的多样性、分布和丰度，从而了解海洋生命的过去和现在，并预测其未来的发展趋势。目前已有80多个国家参与。该计划的研究范围非常广泛，从冰冷的极地到温暖的热带水域，从人类接触最多的潮间带到1l 000 m深的海沟。目标生物包括从微生物到海狮，再到深海沉积物中的蠕虫，也包括生活在海山和其它能够耐受海洋热液的生物。

　　CoML采用的研究策略是：①一个中心：聚焦于可知的未知。CoML将海洋现象分为已知的、未知的和不可知的。区分已知、未知和不可知是CoML的一个基本的筛选标准。②六大领域。CoML按照调查的技术和难度把世界海洋归类为六大领域(表1)，在各领域利用有效的探测方法开展一个或多个项目。③三大任务。CoML科学指导委员会确定该计划的任务是回答三大问题：什么过去生活在海洋中?即进行海洋动物种群的历史(HMAP)研究；什么现在生活在海洋中?即开展海洋领域现场调查项目；什么将来生活在海洋中?即进行海洋动物种群的未来(FMAP)研究。其中海洋领域现场调查项目在所归类的六大领域中又细分为不同的项目。④数据库建设：发展海洋生物地理信息系统(OBIS)。其目标是编绘动态的全球数字地图，解释准确鉴定的海洋物种与其分布位置和数量丰度的关系，通过互联网提供所有与环境数据、地图和模型集成的产品。

1．5生命之树(Tree of Life，TOL)计划

　　生命之树(Tree ofLife，TOL)计划由美国首先启动，目前已成为受到世界各国特别是美欧发达国家重视的一个生物多样性计划。该计划提出用十多年时间，初步完成整个生命大树的框架，将地球上的所有生命逐步标定在这棵生命大树上，最终将整个生命的信息全部输入这棵“生命之树”。TOL将提供地球上生物多样性信息、系统发育关系、图像和文献信息，其数据库由成千上万的web页面组成，主要内容包括叶形页面(Leaf Pages)、分支页面(Branch Pages)，这是生命之树集合的核心成分，其中每个页面都提供某一特定生物群体的最为重要的性状和重要文献。TOL的基本目标是：①提供一个统一的、相互链接的框架，这个框架用于发布所有有关生物进化史和性状的电子信息；②为联接地球上所有生物的进化树提供一个现代科学的支持；③致力于学习和评价生物多样性；④提供(最终)一个有关生物性状的全方位的数据库和检索系统；⑤提供一种在互联网上方便查找具体分类信息的手段，包括分类学和其他方面的信息。TOL目前支持3种检索方式：类群检索(Group Search)、文本检索(Text Search)和图像检索(Image Search)。该计划还有一个叫“条形码”(BAR CODING)项目，这个项目要给所有的物种编制出各自的条形码，作为这个物种的鉴别特征，从而加快地球上未知物种的发现和记载。当前，全球科学家们正在利用系统学、基因组学、发育生物学、生态学、生物信息学等学科手段探索重建生命之树的策略和技术。2007年6月，“生命之树国际学术研讨会”在北京举行，来自美国、英国、德国、日本、加拿大、新西兰、中国等国家的科学家和学者就中国的生命之树研究计划进行了深入的交流与探讨。

1．6国际生命条码计划(iBOL)

　　国际生命条码计划(The International Barcode of Life Project，iBOL)是由加拿大圭尔夫大学教授、加拿大皇家学会会员Paul Herbert于2003年提出DNA条形码概念(即利用一段短的DNA序列作为物种快速鉴定的标记，并希望以此建立起物种名称(条形码)和生物实体之间一一对应的关系)后发起的一个新的、国际性的大科学计划。该计划致力于建立条形码序列参照文库，同时还致力于建立序列文库、信息学工具以及使DNA条形码成为全球性生命科学体系关键构件所需的技术。目前，这一计划虽还未正式启动(正式启动预计在2009年1月)，但它已得到来自25个国家、超过100位的杰出科学家的合作支持。iBOL第1期目标是5年内取得代表着50万个物种的5百万标本的DNA条形码纪录。

[1] [2] 下一页