关于生物多样性的调查范文

时间:2023-12-14 17:51:27

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关于生物多样性的调查

篇1

关键词:湿地;生物多样性;指标;评价

中图分类号:Q958 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)06-0128-03

1 引言

生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和,有基因多样性、物种多样性和生态系统多样性3个层次。湿地是介于陆地与水生系统之间的过渡生态系统,大量动植物生存其中,生态功能不可替代,被誉为“地球之肾”。湿地生物多样性评价是湿地保护基础工作的热点,张铮等评价了天津古海岸与湿地自然保护区的生物多样性,为优化管理提供了科学的依据;朱京海等研究表明辽宁沿海6地市及其4个国家级自然保护区的生物多样性丰富;刘冰调查分析发现莲花湖湿地生物多样性处于优秀水平,并据此提出了恢复和管理的合理建议。

贵定岩下大鲵自然保护区是典型的喀斯特溶洞湿地,并且是国家二级保护动物大鲵(Andrias davidia-nlzs)的栖息地。目前,对该地区的研究仅见于穆彪等的气候生态资源方面,而关于生物多样性的指标评价尚未见到报道。基于此,本文调查了贵定岩下大鲵自然保护区的动植物资源,在评价生物多样性的基础上提出了保护建议。

2 研究区域和方法

2.1 研究区域

贵州省贵定岩下大鲵自然保护区(以下称保护区)位于贵州省贵定县昌明镇,是两州(黔南州和黔东南州)三县市(贵定县、麻江县、都匀市)结合部,总面积6311.0hm2,湿地面积757.3hm2,地理坐标为东经107°15′~107°33′,北纬26°20′~26°25′。境内以低山和中山地为主,地形起伏,沟谷纵横,山峦重叠,地表崎岖破碎,地理环境复杂多样,是典型的喀斯特地貌。保护区属中亚热带湿润季风气候区,垂直气候带明显,四季分明,降雨丰富,年平均气温15.0℃左右。保护区内有众多纵横交错、深浅不一的溶洞和暗河,水质清澈,为大鲵提供了天然的小生境。

2.2 研究方法

2.2.1 动植物资源和人类因素的调查

2015年8~10月,基于保护区的档案数据,依据《中国湿地资源调查与监测技术规程》,调查和统计保护区的动植物种类和分布;通过走访和问卷调查的方法,观察和记录影响生物多样性的人类活动。

2.2.3 生物多样性指标体系与评价方法

本文在参照相关湿地生物多样性评价研究的基础上,参考由环保部的生物多样性评价标准,确定了本保护区湿地生物多样性评价标准(表1)。根据贵定岩下大鲵自然保护区的生物多样性调查结果,对照标准表逐项进行打分,累加所得的分数便可得到生物多样性评价总分(TP):

TP=∑(Ai+Bi+Ci+Di+Ei)

式中,Ai、Bi、Ci、Di、Ei分别对应不同的评价因子得分。根据TP值的大小,将湿地生物多样性水平划分为5个等级:TP值介于86~100之间,表明生物多样性水平很好;TP值介于70~85之间,表明生物多样水平较好;TP值介于50~69之间,表明生物多样性水平一般;TP值介于35~49之间,表明生物多样性水平较差;TP值小于等于35,表明生物多样性水平差。

3 研究结果

3.1 保护区动植物资源和人类因素概况

保护区内主要植被是以常绿落叶阔叶混交林为主的次生林。保护区内湿地植物种类共35科58属70种,主要有:红豆杉(Taxus chinensis Rehd.)、乌桕(Sapium sebiferum Roxb.)、杜鹃(Rhododendron simsiiPlanch.)、黄柏(Platycladus orientalis Franco)、水青冈(Fagus longipetiolata)、箭竹(Fargesia spathaceaFranch)、马褂木(Liriodendron chinense Sarg.)、虎杖(Polygonum cuspidatum)、冷水花(Pilea notata C.H.Wright)、水麻(Debregeasia orientalis)、青蒿(Artemisiacarvifolia)等。主要植物群系类型包括:乌桕群系、杜鹃群系、水青冈群系、虎杖群系、箭竹群系、透茎冷水花群系、水麻群系、青蒿群系等。保护区内湿地脊椎动物分别隶属于5纲39目54科种。其中鱼类48种,隶属于5目11科;两栖类动物23种,隶属于2目7科;爬行类动物45种,隶属于2目7科;鸟类128种,隶属于6目10科;兽类35种,隶属于8目18科,属国家Ⅱ级重点保护动物有穿山甲(Manis)、小灵猫(Viverricula in-dica)、斑林狸(Prionodon pardicolor Hodgson)、红隼(Falco tinnunculus)、草^(Tyro longimembris)大鲵、虎纹蛙(Rana rugulosa)、猕猴(Macaca mulatta)等13种。

保护区内共有6665人,区内村民主要从事农业活动,生产生活过程中产生的污染物直接排入保护区内,且时有进入林区砍伐林木、下网捕捞水生动物的情况发生,人类活动对湿地保护区的动植物存在明显干扰。

3.2 保护区生物多样性评价

依据对保护区动植物情况的调查和本文生物多样性评价指标表,逐项评分得出贵定岩下大鲵自然保护区指标得分,各项指标总分TP=55.5,介于50~69之间,故其生物多样性水平一般。

4 保护区湿地保护建议

4.1 加强湿地水文监测与管理

水源是维持湿地生境稳定的关键因素,加强水量和水质的监测有利于针对性地采取保护措施。保护区内的居民生产和生活产生的废弃物直接排入湿地,会使水体富营养化导致水质改变,影响动植物的生存。为此,建议加强保护区的湿地水文监测与管理,并依此采取相应措施保证保护区内的水质和水量,确保野生动植物有良好的生存基础。

4.2 加大资金投入

由于保护区湿地生物资源的重要性,应加大资金的投入,确保湿地自然环境的保护和研究工作顺利展开。借助3S和计算机技术,依据湿地动植物种群数量、分布状况和生态特性等信息,建立贵定岩下自然保护区生物多样性数据库。完善保护区机构建设,增设现代化实验室和标本室,加大与科研院所的合作提高科研水平。

4.3 调整产业结构

保护区的生物多样性水平一般,且属于脆弱的喀斯特生态系统,不能承受高强度的开发和农业生产活动,必须减少人类活动的影响。应加大宣传和政策支持,鼓励和引导居民发展旅游业,减少农业生产对生态环境的破坏;着力发展较高收入的大鲵养殖业,让村民意识到良好湿地环境的重要性。这样可以有效控制居民对生态环境的破坏,进而防止保护区的湿地生态环境功能退化,保持其稳定性。

篇2

不过,作为对生物多样性问题作出而诞生的现代生物多样性保护国际法的产生与发展,还是20世纪60年代以后的事情了。由于诸多因素综合作用的结果,保护生物多样性领域的国际法的发展,经历了由慢到快、由简单变复杂、由零散到系统的过程。这个发展过程,根据其保护理念来看,大致可分为三个阶段。

一、萌芽阶段:利用价值保护

20世纪50、60年代之前,并不存在现代意义上的国际环境法;相应的,保护生物多样性的国际法也处于萌芽状态。这一阶段的国际法主要是根据个别物种对于人类的利用价值(主要是经济价值)提供保护,而对生物物种的内在价值、生态系统以及生物多样性等方面则很少涉及。历史上,野生生物的利用和保护一直被认为是国内法的事项,反映了各国对其自然资源的永久。不过,尽管国家拥有重要的利益,野生生物很长时间以来便是国际合作的内容。因为野生生物的活动范围并不总是停留在某个国家的政治和地理疆界之内。例如侯鸟等在多个国家间迁徙的物种,其保护就需要进行国际合作。类似的,其栖息地横跨几个国家、或者位于国家管辖范围之外的国际公域的非迁徙物种,其保护也自然需要进行国际合作。由此,生物多样性保护国际法逐渐形成。

19世纪60年代开始,欧洲出现了早期的保护生物物种的国际条约,主要有1867年《英法渔业公约》、1882年《北海过量捕鱼公约》、1886年的《莱茵河流域捕捞大马哈鱼的管理条约》、1902年3月《保护农业益鸟公约》、1911年《保护海豹条约》等[1]。通过这些生物保护条约,缔约国通过谈判分配了各种资源资源(主要是鱼类以及海豹)的开发权,希望能够达到某种可持续捕获的水平。实际上,诸如海豹条约等早期的野生生物保护条约是最早反映可持续发展思想的条约———即最大限度的可持续产出的概念。此后,很多环境主义者不断呼吁要禁止对野生生物的商业性开发。

在此背景下,国际社会通过了一些比较重要的保护生物多样性的国际条约,如1933年《保护天然动植物公约》、1946年《国际捕鲸管制公约》、1950年《国际鸟类保护公约》和1951年《国际植物保护公约》等[2]413。

例如,国际捕鲸委员会,最初是一个在成员国间分配捕鲸量的组织,现在逐渐转变为禁止商业性捕鲸的机构。国际捕鲸委员会充分说明了当时国际野生生物法内的主要焦点,即如何在开发与保护之间进行适当的平衡。早期的条约很少考虑野生生物的保护问题,而是专注于如何在不同利益国之间进行资源的分配。随着环境关注的日益提升,这些野生生物条约开始将其兴趣由在缔约国之间分配资源,转变为实现可持续的开发水平,即“可持续产出”。不过,在很多情况下,实现生物资源可持续产出的努力并无法成功。有时候,国际条约缔结的太晚,错过了将种群保持在能够可持续产出的水平上的时机。另外,关于可持续捕获水平的准确估计,在科学上还缺乏充分的认识。而且,即使科学家发现了确定的数字,关于开发的政治压力也是促使决策者确定不可持续的水平。在这一阶段,保护生物多样性国际法体现出三大特点:首先,除少数条约规定了现代意义上的环境保护手段和措施、具有真正的生态保护含义外,绝大多数公约所表现的是一种短期的功利主义,[2]28即:侧重于保护渔业资源、海豹等经济性的资源,或对某一物种经济利益的保护,忽略了对其维护生态平衡的作用的保护;目的是为了保护相邻国家间的经济利益,而非保护环境。

其次,这一时期的生物多样性保护手段是不充分的,主要采取的方法是简单的禁捕、禁采、禁伐。一般而言,“最通常的做法是禁止捕获属于某个特定物种的个别生物,而不考虑该物种的生存条件是否存在。”[2]235第三,它采用的是一种跨界解决方式,参与这些国际法的主要是与保护对象有直接利益关系的少数边界相邻的国家。

二、初步形成阶段:内在价值保护

二战后,各国忙于战后重建恢复经济,世界经济和国际贸易的发展规模也不断增大,开始出现一些全球性的环境问题;各国对资源能源的不合理开发和利用也带来了严重的危机。此时,环境科学和生物科学得以兴起并迅速发展,其研究成果促使人们不断深化对生物物种的内在价值的认识。所谓内在价值,是指自然界每一个有生命的或者具有潜在生命的物体都具有某种神圣并且应当受到尊重的价值。此时,人们已经认识到,各个物种之间内在价值是平等的;以是否可以为人类服务为标准来判断生物物种资源的价值,本身就是一种物种的偏见。在这种背景下,一系列旨在保护生物资源的国际法律文件应运而生,现代意义上的保护生物多样性国际法也开始正式形成和发展。在这一时期,国际社会依然缔结了一些对物种的利用价值进行保护的公约和协定,但更多的国际文件开始侧重于对生物的内在价值进行保护。例如,1973年通过的《濒危物种国际贸易条约》(CITES公约)形成了一套详细的、但也是比较复杂的管理制度,涵盖数千种动植物。事实证明,这种类型的国际合作也是应对国际经济活动(主要是不断增加的野生动物和植物贸易)对生物带来负面影响所必需的。尽管有旨在控制物种国际贸易的CITES公约以及旨在保护迁徙物种的多项公约,但是野生生物物种在很多地区还是出现了丧失的现象。

有些是商业开发的原因,但更多的是栖息地遭到破坏的原因,特别是对那些迁徙物种。这就促成了1971年《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》和1972年《保护世界文化和自然遗产公约》的出台。这些条约旨在为保护具有特别重要性的生物栖息地提供资源和政治意愿。除了上述国际条约外,比较重要的国际法律文件还有1968年《非洲自然和自然资源保护公约》、1973年《濒危野生动植物物种国际贸易公约》、1979年《野生动物迁徙物种保护公约》、1979年《欧洲野生生物和自然生境保护公约》、1980年的《南极海洋生物资源养护公约》、1982年《联合国海洋法公约》和1986年《南太平洋地区自然资源和环境保护的公约》,等等。这一阶段,保护生物多样性国际法的主要特点有:首先,在国际立法的指导思想上,重新认识了人与自然的关系,开始从最初的功利主义、注重保护对象的经济效用转向注意内在价值和其它非经济价值。如1973年《濒危野生动植物物种国际贸易公约》开宗明义,宣布“许多美丽的、种类繁多的野生动物和植物是地球自然系统中无可替代的一部分,为了我们这一代和今后世世代代,必须加以保护”。其次,保护手段日渐丰富。通常,这些公约不仅保护个别物种,而且会保护其栖息地,并考虑到可能影响该物种和栖息地的所有生态要素;同时,为了保护、保存、展出、恢复和利用各种保护对象,公约通常要求各缔约国综合采取法律、科学、技术、行政和财政措施等多种手段。第三,很多公约开始采用一种全球视角,将保护对象确定为具有人类共同利益的事项,号召所有国家、而不是少数与保护对象有直接利益关系的相邻国家在全球范围内进行保护。

三、迅速发展阶段:生态系统保护

不过,在相当长的一段时间内,保护生物的国际法一直饱受“缺乏广泛的战略或政策”之诟病。在1972年和1992年之间,国际社会针对那些具有较大商业价值的特定物种或品种,制定了300多项专门的国际环境协定曾试图减缓和扭转生物流失的局面。但随着生物多样性的继续流失,人们发现野生生物单行立法的方式不足以保护地球上的生物多样性。而且,生物保护学家发现,过于保护某种珍惜动植物,会使决策者对其它形式动植物的保护。显然,应当采取更加有效的措施。20世纪90年代前后,可持续发展的理念逐渐深入人心。

基于对环境和生态系统的整体性、环境问题的综合性等特点的认识,人们了结到针对个别的物种或栖息地采取的保护措施,并不能从整体上解决生物多样性问题,必须改变传统做法,另辟蹊径。因此,他们呼吁制定一项广泛的框架公约,以涵盖威胁地球上生命形式多样性的各种危险。通过保护生态系统的健康来保护生物多样性,是一项全新的保护方式。尽管1940年《西半球》也承认生态系统保护的重要性,但是几乎没有认真实施过这方面的规定。28年后一项区域公约———《非洲自然和自然资源保护公约》也更加重视生态系统的保护。在全球范围内,最初体现这种思想的是软法文件,如1980年《世界自然保护战略》和1982年《世界自然》。特别是《世界自然》,它是世界自然保护同盟(IUCN)纪念1972年斯德哥尔摩会议召开10周年所发起并促成联合国大会通过的的一项国际法文件,也是是在人与自然关系方面进展最大也是最具创新性的一项国际文件。该措辞严厉,但它只是一项不具有法律约束力的软法文件。尽管如此,该也成为生物多样性保护理念转变的里程碑。最终,《世界自然》所蕴涵的广泛的、整体性的保护理念体现在1992年《生物多样性公约》中。从1984年到1987年,IUCN发起了第二轮的努力,它起草并完善了一系列可以被纳入生物多样性公约的条款。IUCN的建议条款集中草拟了全球为保护遗传、物种和生态系系统层次的生物多样性所需付诸的行动,特别是在保护区内外的就地保护措施,以及关于财务机制的详细建议。但是,各国政府拒绝将IUCN的建议作为进行谈判的基础。尽管如此,IUCN的努力为吸引全球关注以及对生物多样性的支持发挥了重要的作用。

一直到了1987年,联合国环境署(UnitedNationsEnvironmentProgramme,UNEP)意识到经过多年的努力,生物多样性的消失不但没有减缓,而且每况愈下,保护生物多样性的行动迫在眉睫。于是,UNEP成立了一个特别工作组(adhocWorkingGroup)来调查是否有必要以及有没有可能“制定一项综合性公约的意愿以及可能的形式,以便使该领域的活动合理化,并解决其它可能处于该公约调整范围内的领域的活动”(UNEP,GCRes.14/26.1987)。该项“包容性”(umbrella)公约(01)的最初目的是涵盖当时及未来所有的环境保护与生物保护公约,为各种野生生物以及生物栖息地的国际条约提供协调的框架。

该特别工作组小组在1988年的第一次会议所做的结论是既有各公约只提到生物多样性保护的特定问题,并不能充分满足全球生物多样性保护的全面需求。当时已签订的公约,只涵盖了一些国际重要的自然地点(如《世界自然与文化遗产保护公约》)、濒绝物种的贸易威胁(如《华盛顿公约》)、某类特定的生态系统(如《湿地公约》)和某一种群的物种(如《迁移物种公约》)。当然,除此之外还有一些区域性的自然资源保护公约和相关法律文件。不过,就算所有这些公约加起来,也不足以保障全球的生物多样性。最终,特别工作组达成共识,统一现行的国际条约在政治上、法律上以及技术上都很难行得通,应当建立一或多个具有约束力的全球法律机制,特别是可以在既有公约之上建立一个新的框架性(framework)条约(2),以保护全球生物多样性。在工作组活动期间,很多国家、特别是南方国家不愿意接受一项主要考虑生物多样性保护的公约。发展中国家并不看好新的全球化条约的前景;而且他们普遍担心,推动这样一个“议程”会阻止他们通过利用自然资源,从而影响其社会和经济的发展。相反,他们认为,该公约还应当考虑生物多样性和生物技术的可持续利用问题。经过一个长期的争论,发展中国家利用他们拥有丰富生物资源的事实,从发达国家取得了一系列让步。这些让步包括从发达国家获得财政支持和技术转移(如生物工艺和监测技术);有关管理生物工艺的议定书;承认当地保护生物多样性的社团;规定在某种条件下允许国家公平合理分享由利用其遗传资源所产生的各种利益。这种方法等于是让发达国家的政府和公司承担义务,将利用从发展中国家取得的遗传资源而获得的产品利益与它分享,发展中国家要求他们得到发展的权利,至少是他们的所有权。在草案中内容中,拥有丰富生物资源的发展中国家也成功地获得了法律的认可,承认他们对自己的生物资源完全拥有权利。这些资源不再如同国际社会过去所认为的那样,是全人类的共同遗产。正式谈判开始于1991年,UNEP的工作组被改组为“生物多样性公约政府间谈判委员会”(IntergovernmentalNegotiatingCommitteeforaConventiononBiologicalDiversity,INC)。最终,谈判被纳入到1992年里约联合国环境与发展会议(UNCED)的筹备活动中,被期望能够在该次会议上开放签署。在里约会议之前达成协定的压力具有两个效果。一方面,它促使各国尽快达成妥协并形成协议。

另一方面,谈判的达成很仓促,留下了一个若干条款相互冲突、而且含混不清的文本。最终文本在1992年5月22日,即筹备委员会会议的最后一天完成,供两周后开始的里约会议开放签署。根据《生物多样性公约》第36条之规定,公约在第30个缔约国(蒙古)批准加入书交存之日的90天之后(亦即1993年12月29日)生效。该公约没有为保护生物多样性提供具体的标准或者措施,它也没有为最初设想的所有物种和生物多样性法提供框架。不过,它确实涵盖了地球上所有的生命多样性,并为各国的保护努力提供了重要的指导。此后,保护生物多样性的国际法也经历了一个较为迅速的发展时期。从数量上看,这一阶段,保护生物多样性的国际法增长的并不是很多,但是几乎所有的法律文件都体现了全新的保护理念,主要有1992年《波罗的海海洋环境保护公约》、1992年《生物多样性公约》、1995年《地中海生物多样性特别保护区议定书》、1995年8月在纽约签订的《跨界鱼类种群和高度洄游鱼类种群的养护与管理协定》、1999年《莱茵河保护公约》,2000年《卡塔赫纳生物安全议定书》、2003年《非洲自然与自然资源保护公约》(修订版)等。这一阶段,保护生物多样性国际法的特点主要体现为三个方面:首先,以1992年《生物多样性公约》为典型,各公约都奉行了综合生态系统保护(IntegratedEcosystemProtection)的理念。即承认并重视人和生态系统以及生物多样性之间存在的必然联系,要求全面、综合地理解和对待生态系统和生物多样性及其各个组分、它们的自然特征、人类社会对它们的依赖,以及社会、经济、政治、文化因素对生态系统和生物多样性的影响。其次,这些公约将生物多样性的保育与持续利用、生物资源的获取与惠益分享等看似冲突的问题之间找到了联系的纽带,在保护目标上实现了动态的平衡。而这种保护方法,也更容易达到预期的目标和效果。第三,它们遵循了一种全球解决的思路,要求将地球上的生态系统和生物多样性作为一个整体来进行保护,而无论其政治边界如何;同时,各国都有义务为了全球利益而保护在本国境内的生物多样性。

四、生物多样性保护国际法的发展趋势

综上可见,生物多样性保护国际法是为了适应国际社会应对日益严重的人类环境问题的需要而应运而生的,是现代国际法发展到一定历史阶段的必然产物。生物多样性保护国际法的产生条件至少有以下三个:(1)生物多样性问题日益严重,已经危及到国际社会的共同利益;(2)现行国际法缺乏应对、解决这种问题的有效机制;(3)世界各国对形成了保护全球生物多样性的共同政治意愿,并致力于发展有效的国际法律机制。可以说,没有国际法的存在与发展,也就没有生物多样性保护国际法的产生与发展。不过,生物多样性保护国际法的发展远未达到成熟的地步。美国学者凯尔森曾指出:“一般国际法由于其分散化,具有原始法律的性质”。[3]如果说人类法律的起源与发展大致遵循着如下的轨迹:“原始习惯不成文习惯法成文习惯法(习惯法汇编)国家法”,那么现今的国际法尚处于世界水平的“习惯法编纂”时期———只不过,与文明之初的成文习惯法相比,它增加(或称“吸收”)了更多技术化的成分———要真正达到高级形态的国家法,还有一段十分漫长的路程要走。从某种意义上讲,就现代国际法自身的发展来说,“现今的国际法尚处于世界水平的原始法时期”[4]。国际法尚且如此,作为国际环境法最新分支的生物多样性保护国际法的发展更是显得薄弱,离达到基本满足国际社会可持续发展的要求还有很长的路要走。

生物多样性保护国际法的不足之处,至少体现在以下几个方面:

1.生物多样性保护国际法的法律规范发展不足。首先,构成生物多样性保护国际法基础并代表其发展方向的一些重要原则,如可持续发展原则、共同但有区别的责任原则、代际公平原则等,尚未发展成为国际习惯法规则、而被国际社会采纳具有法律约束力的国际法规范。其次,法律规范尚不完善。目前很多领域(如外来物种入侵防治等)缺乏有效的规则;已有生物多样性保护国际法加以调整的领域,也因为条约形式更多地采用框架公约模式、内容上道德宣示重于法律强制,从而导致其保护力度有重大欠缺。可以说,目前生物多样性保护国际法律规范所调整的生物多样性保护国际法律关系的范围及深度都无法满足国际社会的需要。

2.生物多样性保护国际法虽已初步形成了一个体系,但这个体系本身并不完善,尚未形成一个层次分明、结构合理、内部协调统一的整体。而且,国际社会缺乏一个指导生物多样性保护国际法发展的整体规划,条约的发展仍以零星、分散是形式出现;现有的《21世纪议程》层次不够,国际法委员会也缺乏这方面的相关职责,其关于发展国际法的方案由于只是软法文件而只能对各国其建议作用。

3.实施生物多样性保护国际法的国际组织机构不健全。国际社会缺乏一个具有强制力、可以保证各国平等参与、对国际生物多样性事务予以监督协调的国际机构。目前的联合国环境规划署、《生物多样性公约》秘书处等都不足以承担此重任。

4.国际生物多样性保护的监督、管理、激励和制裁机制没有形成。由于缺乏有权威的超国家机构,作为法律基本特征的生物多样性保护国际法的强制力极其薄弱,甚至可以说可以说是刚刚萌芽,生物多样性保护国际法的实施在很大程度上只能依靠人类的道德机制。

5.各国在生物多样性保护和持续利用问题上的共同政治意愿与各国在政治、经济利益上的巨大差异之间的鸿沟难以弥合,这从根本上制约着国际生物多样性立法与实施朝着更高的方向发展。[5]

面对这种局面,国际社会开始在各个方面进行积极的努力,并取得了一定成果,其中以《21世纪议程》中有关国际环境法的规定及其实施最为重要。《21世纪议程》第39章“国际法律文件和机制”提出了“评价和促进(国际环境法的)效力,以及通过各项考虑到普遍原则和所有国家的特殊不同需要和所关心问题的有效国际协定或文件,来促进环境与发展政策的结合”的总目标,并为此提出了8项目标和4个方面的活动领域。作为国际环境法的一个主要部门,生物多样性国际法的发展自然也要遵循《21世纪议程》确定的目标和实施方案。结合《21世纪议程》所作的行为计划和生物多样性保护国际法发展现状,笔者认为生物多样性保护国际法今后将在以下几个方面得到较大发展:

1.发展中国家参与生物多样性领域国际立法与实施的作用不断加强,生物多样性保护国际法也将会更多的反映发展中国家的特殊情况和不同需要,生物多样性保护国际法成为发展中国家建立新的国际经济秩序的有力武器,这亦是生物多样性保护国际法突破其“瓶颈”、获得新发展的前提;

2.国际组织、特别是非政府组织、跨国公司和个人在生物多样性保护国际法上的地位不断得到确认和提高;

篇3

 例如,在讲授遗传的物质基础时,我没有直接告诉学生主要的遗传物质是什么,而是对细胞有丝分裂、减数分裂和受精过程进行回顾分析,了解染色体活动有一定的规律。在有丝分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂一次,有丝分裂的结果,每个子细胞中具有一套形态和数目完全相同的染色体,保证了每种生物的细胞中都含有一定形态和数目的染色体;进行有性生殖的动植物,其有性生殖细胞是通过减数分裂形成的,其结果使得性细胞染色体数减为正常体细胞的一半,经过受精作用使染色体数恢复到原来的数目。这说明染色体在生物的传种接代过程中,能够保持一定的稳定性和连续性,因此人们认为染色体在遗传上起着主要的作用。从细胞的角度来看,染色体即为遗传的物质基础。接着,再从分子水平上对染色体进行研究,知道染色体主要是由DNA和蛋白质组成的,其中的DNA在染色体里含量稳定,是主要的遗传物质。这样就完成了新旧概念的改造,原来认为的遗传物质---染色体就成了真正意义上的主要遗传物质DNA的载体。

 又如,对生物多样性原因的认识:在高中生物中有三处提及生物多样性原因,其一,第一章中指出,蛋白质结构的多样性决定生物的多样性;其二,第五章中指出,DNA分子结构的多样性决定生物的多样性;其三,第六章中指出,以自然选择为中心的生物进化学说,能够科学的解释生物进化的原因,以及生物的多样性。虽然在这三处均对生物多样性的原因有不同的描述,但实际上书本是从不同侧面和层次上来描述多样性原因的,我们应该让学生认识到生物多样性的直接原因是蛋白质分子的多样性,而DNA分子结构多样性则是生物多样性的根本原因,因为DNA控制蛋白质的生物合成,DNA多样性决定蛋白质多样性。而生物进化学说对生物多样性的解释实际与生物遗传物质结构多样性是一致的。这样,不仅能把DNA的多样性引起生物多样性同化到蛋白质多样性引起的生物多样性中,而且使得我们对生物多样性的原因有了更进一步的认识。

二、在解决问题时,不死套公式,而是融会贯通,善于多渠道,用简捷的方法解决问题。  例如,在讲解自由组合规律时,为了让学生搞清其实质,我围绕等位基因互相分离,非等位基因之间自由组合这个实质,出了多种类型题,根据亲代基因型推出子代基因型和表现型;根据子代同一对相对性状的表现比,直接推出亲代基因型;根据子代基因型组合数推出亲代基因型等一题多解的练习题,用多渠道帮助学生解决问题。但在解决以上问题时,我发现有的同学当题目中出现不同于书本上的遗传比例时,不知所措或解题方法繁琐,我便告诉学生应学生化繁为简,有些遗传练习题看似复杂,但只要把复杂的问题分解为局部,逐一研究局部的问题,最后再把局部问题的结果综合在一起,问题就可以解决了。像两对以上相对性状的遗传看似复杂,但只要两对以上的等位基因是独立分配的,就可以把复杂的遗传现象分解为一对一对的相对性状来研究,即用分离规律来研究。在把每一对相对性状的问题研究清楚后,再把它们综合起来,达到问题的最终解决。 三、在创造活动中,不因循守旧,不墨守成规,不安于现状,有创新意识,有丰富的创造想象力。

 首先,在实验的改造中,培养学生的创造性。例如,高中生物实验,关于《观察植物细胞的有丝分裂》中,需要培养洋葱根尖,以前,都是教师培养出来供学生用,现在我要求洋葱根尖由学生自己培养,希望他们除了按照书本上的要求培养外,也可选用其它的材料或其它的方法培养,并希望他们能找到比教材更好的方法来。一段时间后,我吃惊的发现根尖培养出来了,学生培养的根尖中,有的是用洋葱水养成的;有的是洋葱沙培成的;有更换材料用大蒜采用类似方法培养的;也有少数用蚕豆沙培养出来的。后来又进一步发现沙培的根尖用完后,继续把洋葱等放在湿沙中培养,继续长出的根又可用来做《观察对矿质元素离子的交换吸附现象》实验。如此一来,既培养学生学习生物的兴趣,又发展了学生创造性思维的能力。

篇4

关键词:生物多样性原因可持续利用保护对策

引言

生物多样性是人类社会赖以生存和发展的环境基础,也是当今国际社会环境和发展的研究热点问题之一。中国是全球生物多样性最丰富的家之一,它有的生物物种数量约占全球的十分之一,是全球生物多样性保护的重要地区。但是由于自然、人为及制度方面的原因,中国的生物多样性正遭受着严重的损失和破坏,保护生物多样性已成为摆在人们面前的急中之急、重中之重的事情。本文旨在通过对这些原因的分析,提出建设性意见,以资探讨。

1.生物多样性概述

1.1生物多样性的概念、含义

1992年6月召开的联合国环境与发展大会上各国签署的《生物多样性公约》第二条对生物多样性作如下解释:

所有来源的形形生物体,这些来源除其他外包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体。

1994年我国政府制订并公布的《中华人民共和国生物多样性保护行动计划》对生物多样性作如下概念:

所谓生物多样性就是地球上所有的生物、植物、动物和微生物及其所构成的综合体。

但上述对生物多样性的概念缺乏全面性、准确性和简练性,故本文将生物多样性定义为反映地球上所有生物及其生境和所包含的组成部分的综合体。

生物多样性包含三层含义,即遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。三者之间既有区别又有联系。遗传多样性是指某个物种内个体的变异性;物种多样性是指地球上生命有机体的多样性;生态系统多样性是指生物圈内生境、生态群落和生态过程的多样性以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。三者之中生态系统多样性是基础,而物种多样性是关键,遗传多样性含有的潜在价值最大。

1.2生物多样性的意义

生物多样性与人类的生存和发展有着密切的关系,每个层次生物多样性的都有着重要的实用价值和意义。物种的多样性为人类提供了大量野生和养殖的植物、鱼类及动物产品;遗传多样性则对培育新品种、改良老品种有着重要的作用,如人们可利用一些农作物的原始种群、野生亲远种和地方品种培育高产、优质和抗病的作物。在生态系统中的最重要的作用就是改善生态系统的调节能力,维持生态平衡。因此生物多样性不仅能为人类提供丰富的自然资源,满足人类社会对食品、药物、能源、工业原料、旅游、娱乐、科学研究、教育等的直接需求,而且能维持生态系统的功能、调节气候、保持土壤肥力、净化空气和水,从而支持人类社会的经济活动和其它活动。此外生物多样性直接影响着中国的文化多样性.

1.3我国生物多样性现状

我国在1987年公布的《中国珍稀濒危保护植物名录》第一期中,公布的濒危种类有121种,受威胁的158种,稀有的110种,共计389种,其中一类保护植物8种、二类的157种、三类的22种。另据中国红皮书的估计显示,超过1/10即500多种脊椎动物物种和15%~20%即400~500种高等植物已经受到威胁。而我国对境内的物种及其数量尚无确切的统计数字,尤其对濒危物种的调查尚不全面。出现的问题是有些国家未列入濒危物种名录的物种面临生存威胁,有的甚至濒临灭绝,而另一些则由于人为的保护、繁育、利用而使种群数量有所增减,因而有必要调整其保护级别或划出、划入保护之列,尤其值得一提的是药用动植物,如黄草,急待保护。

此外,近年来野生生物贸易已经对中国的生物多样性产生了较大影响。由于粮食、中医药、服装等对野生生物的需求日益增加,野生动植物的非法交易也急剧增长,对几种濒危动植物物种以及一些没有列入国家保护名单之内的动植物物种数量已经构成威胁。如:藏羚羊。

2.生物多样性损失的主要原因

生物多样性的丧失,既有自然发生的,也有因自然发生的,但就目前而言,人类活动(特别是近两个世纪以来)无疑是生物多样性的损失的最主要原因。此外制度特别是法律制度的不健全,则是引起损失的另一主要原因。

2.1自然原因

一是物种本身的生物学特性。其一是物种的形成与灭绝是一种自然过程,化石记录表明,多数物种的限定寿命平均为100~1000万年。其二是物种对环境的适应能力或变异性、适应性比较差,在环境发生较大变化时难以适应,因此而面临灭绝的危险。如大熊猫,其濒危的原因除气候变化和人类活动以外,与其本身食性狭窄、生殖能力低等身体特征有关。二是环境突变(天灾),如地震、水灾、火灾、暴风雪、干旱等自然灾害。

2.2人为原因

由于人类对生物多样性对人类的重要性认识不够,同时又过多的重视经济发展,而对生物多样性保护意识淡薄,从而导致生境破坏时有发生;对生物资源开发过度,有些甚至是掠夺式的开发;环境污染严重;对外来物种入侵问题重视不够以及制度的不健全,这些都是导致生物多样性减少的主要原因。

2.2.1生境的丧失、片断化、退化

栖息地破坏和片段化已成为我国一些兽类数量减少、分布区缩小和濒临灭绝的主要原因。伐木和占地是中国生境被破坏的两大主要原因。天然林的大幅度减少直接威胁到从苔藓、地衣到高等物种的生存。此外伐木也是导致森林火灾的一个主要原因,中国在过去25年内因森林火灾共损失了860万公顷的森林。以农业和建设为目的的占用森林、湿地和草原则是生境破坏的另一个原因。据估计,中国目前农田的1/3本来是处女林,这一问题在中国热带地区尤为严重。而在过去的半个世纪里,沿海湿地的一半左右已经发生改变,高原湖泊周围的湿地也损失严重。另外,1950~1980年间中国湖泊面积减少1/10。

生境的片断化是指一个面积大而连续的生境被分割成两个或更多小块残片并逐渐缩小的过程。多种人类活动都可能导致生境的片断化。如铁路、公路、水沟、电话网络、农田以及其他可能限制--生物自由活动的分隔物,和自然保护区内修筑公路等人为设施。特别是由于这些人为设施的建立,使得动物的活动受到限制,从而影响其觅食、迁徙和繁殖,而且植物的花粉和种子的散布也会受到影响。因而引起动植物种群数量下降并引起局部灭绝。同时由于生境的片断化,阳光、温度、湿度及风的变化,也会导致一些物种濒危、甚至灭绝。另外生境的片断化有助于外来物种的入侵,进而威胁到原由物种的生存。

生境退化则是生境部分的失去原有功能,如由于经济发展、过度放牧等原因,使得草场退化严重,引起草原生物生理机能衰退,从而对其生存构成威胁。

草原的退化。

2.2.2掠夺式的过度开发

许多生物资源对人类具有直接的经济价值。随着人口的增加和全球商业化体系的建立和发展,人类对之的需求随之迅速上升,其结果导致对这些资源的过度开发并使生物多样性下降。

而当商业市场对某种野生生物资源有较大需求,通常会导致对该种生物的过度开发。典型的实例是人类对海洋鲸类的猎捕活动与鲸类数量的消长之间的关系。我国许多药用植物,如人参、天麻、砂仁、七叶一枝花、黄草、罗汉果等,野生的植株都已经很有限了,如果仍不加限制必然导致灭绝。其中偷猎、滥挖走私野生动物行为对生物的多样性威胁最严重。

2.2.3环境污染

2.2.3.1水体污染

水体污染能够对水生生物(特别是鱼类)生命周期的任何发展阶段,产生亚致死或致死作用,影响他们的捕食、寻食和繁殖。其中亚致死的水体污染对水体生物多样性的影响更为突出、普遍、久远。在这种环境中的生物繁殖能力下降、生长缓慢或者死于环境胁迫有关的疾病。而水体富营养化能使水体生物多样性显著下降,昆明滇池即是一例。

2.2.3.2土壤污染

土壤污染通常会使当地植被退化,甚至变成不毛之地,同时土壤动物也会变的稀少甚至绝迹,其生物多样性比未受污染区显著下降。如矿区、尾矿堆积地一、矿区废弃地以及垃圾填埋废弃地都少有树木生长。

2.2.3.3空气污染

人类排放到大气中的各种有毒有害物质均能对生物体产生不同程度的损失,并对生态系统构成危害。经各种途径进入空气的二氧化硫、氨、臭氧等能直接杀死生物。来自冶炼厂废气中的有毒金属能直接毒害植物。而由于臭氧空洞、酸雨以及二氧化碳等温室气体的所引发的温室效应等造成的生物多样性损害、减少越来越受到国际社会关注和重视,特别是温室效应引起的全球变暖和酸雨对生物多样性的影响。

2.2.4外来物种入侵

外来物种入侵对生物多样性造成了很大威胁。其入侵方式有三种:一是由于农林牧渔业生产,城市公园和绿化、景观美化、观赏等目的的有意引进或改进,如在滇池泛滥的水葫芦、转基因生物;二是随贸易运输旅游等活动传入的物种,即无意引进,如因船舶压仓水、土等带来得新物种;三是靠自身传播能力或借助自然力而传入,即自然入侵,如在西南地区危害深广的紫茎泽兰、飞机草。在全球濒危物种植物名录中,大约有35%~46%是部分或完全有外来物种入侵引起的。2002年来自南美洲亚马逊河的食人鱼又名食人鲳在我国掀起轩然大波。其一旦流入某一水域达到一定规模时,可能会大量屠杀其他鱼类,给生态平衡和生物多样性带来危机,造成不可估量的损失。

2.3制度原因

虽然我国在保护生物多样性方面取得一定成绩,但由于制度特别是法律制度的不健全,使生物多样性遭受了不必要的损失。主要表现在:虽然国家已把环境保护的成效纳入政绩考核之中,但有些地方政府并未把此真正纳入工作计划;对生物多样性有影响的重要部门(如农业、林业、渔业、科研机构等)对此重视够,缺少相关具体实施细则、行动及专业人员。自然保护区是保护物种及其生境的有效方法,我国已建立数目众多的保护区,但相对与国土总面积而言是不够的,而且部分保护区管理混乱、土地权属不清等也需要完善。在法律制度方面,虽已实施《自然保护区条例》多年,但毕竟在法律效力上位阶较低,调整面窄,处罚力度不够,故需要进行新的立法以保护自然保护区、物种及其生境。而在外来生物入侵问题上,虽有一些法规涉及,如《进出境动物检疫法》但没有专门法规对此做相应调整,法律漏洞较大。

此外,由于经济发展;新的城镇、水坝、水库、矿区的开发、建设;旅游活动以及国际合作不充分也会对生物多样性构成威胁。

3.保护对策

保护生物样多性不仅需要加快治理环境污染,把保护工作纳入国民经济发展计划,更重要的是在生态系统水平上采取保护措施,传统的做法主要是建立自然保护,通过排除或减少人为干扰来保护生态脆弱区,在一般情况下,确是保护某些物种或生态系统的有效途径。但存在许多问题,需要加以完善,有必要通过立法的途径解决,主要是对自然保护区进行立法。鉴于外来物种对生物样多性的影响日益严重,而我国却没有专门立法保护措施,故建议建立外来物种管理法规体系。而且随着人口和用地的不断增长,被动的保护已很难真正达到保护的目的,为此提出可持续利用生物资源。同时生物多样性对全人类都有着深远的意义,需要各国政府和人民的积极参与,故特别强调国际合作和加强国民教育。

3.1建立、完善自然保护区和制定《自然保护区立法》

自然保护区是具有保护自然环境和自然资源的双重性质,并且是一定的空间范围的区域。在我国指对有代表性的自然生态系统、珍惜濒危野生动植物物种的天然集中分布区和具有特殊意义的自然遗迹等保护对象所在地的陆地水域和海域,依法划出一定面积予以特殊保护和管理的区域。

据《世界资源》1997年的统计,全世界已建立较大面积的保护区1.04万个多,其无论在保有物种、遗传、生态系统的多样性还是在保护物种生境上都起了非常重要的作用,但各国也意识到,由于缺法相关法律保护,自然保护区建设、管理混乱,保护区内开发与保护矛盾突出,乱砍、滥挖偷猎行为时有不断,造成一些自然保护区破坏严重。

因此,许多国家对自然保护区和国家公园进行了专门立法。如,英国《国家公园和乡土利用法》,日本的《自然公园法〉澳大利亚的国家公园与野生生物保护法》加拿大的《国家公园法》,韩国的《自然公园法》等。另外,一些国家制定了自然保护区或生物多样性保护方面的综合性法律,并将自然保护区纳入其中。例如,日本的《自然保全法》、新西兰的《自然保护法》、韩国的《自然环境保护法》等。这些法在保护生物多样性上取得很大成效。

所以无论是按国际通行做法还是从我国国情出发,都有必要抓紧制定一部《自然保护区法》,对由于自然保护区的保护、建设、管理、开发和利用而产生和存在的社会关系进行调整。建议在原有法规中法律制度:如审批制度、分级分区制度、管理制度、检查应急制度的基础上,修改和完善相关法律制度,如分类性保护和管理制度、监督管理体制、投入保障制度,借鉴国外相关先进经验,创设新的法律制度,如功能区划制度和社会影响评价制度。

3.2防止外来物种和建立外来物种管理法规体系

外来物种入侵不仅对当地生物构成威胁,同时对经济和人体健康带来不可估量的损失,因此一些国家对此进行了立法。如美国先后颁布或制修订了《野生动物保护法》、《外来物种预防和执行法》、《国家入侵生物法》、《外来有害生物预防和控制法》、《联邦有害杂草法》等;新西兰《生物安全法》等。

我国虽有一些法律法规涉及外来物种管理,如根据《野生动物保护法》(1988)农业和林业局分别建立了水生和陆生野生动物引进审批制度;《野生植物保护条例》(1996)、《进出境动植物检疫法》、《动物防疫法》和《植物检疫条例》。但是目前尚无针对外来物种入侵的专门法规。《中国生物多样性保护行动计划》涉及到外来入侵物种物种,但未制定专门针对外来物种入侵的行动计划,所以中国急待制定相关法律法规以确保生态安全和保护本国生物多样性。如设立引种许可证制度和环境影响评价制度,建立外来物种入侵预警机制。

另外,对外来物种进行普查和有计划清除,也很有必要。

3.3在保护中持续利用生物资源

虽然全世界已建立众多自然保护区、国家公园等多形式保护方法方式,但相对于地球生物圈而言,其保护的生物多样性是有限的。因此人们认识到,有效和长期可信的保护生物多样性的方法是持续利用生物资源。指对生物资源的利用应以使生物多样性在所有层次上得以保护、再生和发展。对保护而言,没有合理利用也就没有保护。利用自然保护和发展旅游业就是一例。不但有经济效益,实际上也是宣传群众、教育群众,从而获得广大人民群众的广泛支持。这本身就是社会效益的体现,也是自然保护的价值体现。

另外建议对生物多样性有影响的重要部门(如农业、林业、渔业、科研机构)制定生物多样性保护规划,并将其纳入他们的生产计划中,鼓励生物的资源利用方式的多样化。包括根据当地资源的实际情况实施传统的农业和林业措施;推进科研与教育;采取必要的办法使保护区免受人类活动的影响和进行迁地保护。

3.4国家合作与行动

在生物多样性问题上,世界各国的共识是生物多样性问题不是局部的、地区的问题,而是全球性的问题。联合国有关组织、世界科学界和各国政府部门认为国际合作是推进生物多样性保护的重要方面。因此我国政府应积极的参与国际合作加入协定,联合打击跨国非法贸易与捕猎。加强科研协作,但要注意与产权问题。

我国已加入的公约协定有《濒危野生动植物国际贸易公约》、《国际捕鲸公约》、《生物多样性公约》、《热带木材协定》、《关于保护特别水禽的重要湿地公约》等等,为了更好的保护我国生物多样性,应积极的开展国际合作,并制定相关的实施计划与细则,在必要的情况下制定相关行政法规或法律。

3.5加强环保教育

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关键词:生态转型;生态系统;社会系统;生物多样性;有机农业

[中图分类号]F323.22 [文献标识码]A [文章编号]1671-7287(2011)03-0087-06

一、引言

生态恶化是当前全球面临的重大问题。就我国而言,生态恶化已经严重制约了经济、社会的可持续发展。为此,笔者以安徽当涂大公圩的河蟹产业生态转型为素材,对生态产业发展类型进行研究。大公圩是皖南首圩,是在围湖(古丹阳湖)造田基础上形成的,筑圩始于三国时期。圩内水系发达,沟渠纵横,池塘星罗棋布;圩区西濒长江,东临三大通江湖泊之一的石臼湖;圩外有水阳江(黄池河)、青山河、姑溪河等河流环绕,呈现出相对封闭的体系(见图1)。目前,整个圩区共有6个乡镇,22万人口。

20世纪70年代以来,大公圩开始利用丰富的水资源发展河蟹养殖等特色水产经济。80年代以前,大公圩内河网四通八达,水质清澈见底。到了90年代中后期,“大养蟹”导致水域生态环境被严重破坏,水质由Ⅱ类、Ⅲ类恶化为Ⅳ类、Ⅴ类,水草和螺蛳等水生资源被破坏殆尽。在此背景下,绝大多数养殖户亏本,河蟹产业遭受重创。自2002年起,通过“河蟹振兴工程”、“河蟹产业提升工程”等生态项目的实施,河蟹产业再次崛起,并成为渔业经济的支柱。具有特别意义的是,生态养殖水域环境得到显著改善,恶化为Ⅳ类、Ⅴ类的水质重新修复到国家地表水Ⅱ类、Ⅲ类标准。与此同时,水域生物多样性得到修复和保护。农业部已在全国推广这种生态养殖模式。2009年,大公圩河蟹首批通过国家有机论证,标志着河蟹产业发展迈入一个新阶段。目前,大公圩地区已形成河蟹人工繁殖、规模化生态养殖、市场流通和加工出口等完整的产业链,河蟹也已销售到韩国、香港等国家和地区。由此可见,生态养殖产业促进了经济效益与环境效益的双赢,并能为其他区域的生态转型和产业发展提供类型学上的借鉴。

但是,生态产业的发展是一个复杂的系统,对其审视也需要全面而系统的视角。一般系统论认为,自然界和人类社会都存在着由两个或两个以上相互依存的部分、成分或分系统所组成的单位,并能与其环境大系统划分出明确的界线,这些单位就是系统。在系统论中,系统内部的各个要素以及此系统和彼系统之间都存在相互依赖、相互制约的关系。

宏观上看,生态产业发展中存在着内部系统和外部系统:①内部系统。河蟹产业存在于一定的空间。在特定的水域空间范畴,通过生态养殖,其间的物质能量整体上得到了循环利用。②外部系统。它包括生态产业发展所属的生态系统和社会系统。首先,河蟹产业与外部生态系统存在着相互影响、相互制约的关系。其次,河蟹生态产业的发展受制于一定的外部社会系统,工业化浪潮就是对河蟹产业发展的无形压力。目前,这些问题尚未显性化,也未引起政府部门的重视,但长期来看可能会很严重。就学术研究而言,需要具有前瞻性,在问题充分暴露之前予以研究,以便为政府部门规避风险提供政策思路。

二、生态产业发展的自然生态系统:潜在的生物多样性难题

1、生态产业与自然生态系统的相互影响

生态产业发展与外部生态系统具有相互依存、相互制约的关系。一方面,生态产业的发展需要良好的生态系统;另一方面,经济利益导向的生态产业发展也对外部生态系统产生了负面影响。其中,水系破坏已经是显性化的问题,而生物多样性破坏是一项尚未显性化的问题。

首先,生态产业的发展依赖于良好的外部生态系统。大公圩所处的独特位置是河蟹生态产业发展壮大的重要外部环境。大公圩由4条水系环绕,呈现出一个相对封闭的独立体系,如果没有洪水,在闸门不开放的情况下,圩外的水(如上游的工业污水)一般进入不了圩内。此外,大公圩没有太湖流域那样严重的工业污染困扰,这是生态产业得以发展的重要外部条件。但如今,大公圩地区尚没有污水处理设施,生活污水直排河流。农业生产中化肥、农药以及杀虫剂的大量使用,也造成了突出的面源污染问题,这些都直接威胁了生态产业的发展,甚至饮用水源也遭到了污染,并对河蟹生态产业构成了威胁。2009年夏季高温时期,由于强降雨问题,大量污染物随着地表径流流到生态养殖水域,造成水体富营养化,最终暴发蓝藻问题。其中,黄池镇和乌溪镇暴发的蓝藻面积较大。好在大公圩内没有严重的工业污染,否则,一旦有毒有害物质进入养殖水域,造成的危害和损失将不可估计。可见,从系统论的角度来看,如果大系统的环境问题得不到解决,小系统内的生态修复还是有限的。同时,如果生态系统这样的“大环境”得不到保障,“小环境”内的生态产业也将难以为继。

其次,生态产业发展对外部生态系统产生了负面影响。在河蟹生态产业发展中,经济因素始终是核心因素,经济因素以及经济利益的驱使导致内部成本外部化,产生外部不经济性,水系破坏问题就是其中的典型问题。20年前,大公圩内部的河流、河沟等水系之间是相通的,圩区交通方式主要是水运,圩内水网之间也都是相通的。但是,这些流动的水系近年来纷纷被人为地截断了。这里面的原因是综合的,比如道路基础设施建设导致水系被破坏。另外,河蟹养殖这种经济活动也是非常重要的影响因素。为了更好地发包养殖水面,很多天然的大水面被分割成小水面。天然的大水面、流动的水体有利于污染物稀释,水系被人为截断后,活水变成了死水,这不但影响了正常的水体流动与交换,也限制了污染物的稀释,对生态系统造成了很大的影响。

2、潜在的生物多样性难题

“生物多样性”是所有形式、层次和组合的生命种类,包括生态系统的多样性、物种的多样性和基因的多样性,也指在一个特定生态系统内所有存在的植物、动物和微生物物种。其中,物种多样性是生物资源丰富程度的反映,也是生物多样性的关键。20世纪70年代以来,生物多样性的消失成为一项重要的政治和科学议题,人类学家自此开始对其进行研究。生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础,环境社会学家Harper系统地梳理了生物多样性的功能:首先,作为食物、药物以及别的对人类有重要商业价值的物质,生物多样性有很多实际的和潜在的价值;其次,维持包括人类在内的所有生物的生态系统,必须要有处于不同生态位中的生物多样性;最后,作为地球的进化遗产和生物遗产,物种的多样性是不可替代的。

就生物多样性所处的地域范围而言,热带雨林中的生物多样性最为丰富,而其中的生物多样性遭受到了非常严重的破坏。随着人类经济活动的扩大和影响的加深,生物多样性的破坏已经远远超出热带雨林的空间范畴。在河蟹产业发展中,不同的养殖模式会导致不同的生物多样性指数,早期粗放型的养殖模式将水草和螺蛳等丰富的水生动植物资源破坏殆尽,随后实施的生态养殖模式修复了水域生物多样性。近年来,经济利益导向的产业发展思路致使生物多样性面临着新一轮的破坏。目前,这一问题虽然尚未显性化,但也不容忽视。

首先,芦苇荡的过度开发问题。历史上,大公圩是低洼湿地,有很多的芦苇荡。芦苇荡内的生物多样性非常丰富,是多种动植物繁衍栖息之处,广泛分布着各种野生鸟类、鱼类、鳖、昆虫以及多种水生植物。因此,芦苇荡具有十分重要的生态价值,具有保持生态平衡和涵养水源等多重功能。近年来,由于既有的河沟、湖泊、池塘、滩涂等均被开发用于养殖,水面资源十分紧张,供不应求。为了扩大养殖空间,当地居民纷纷开发芦苇荡。2009年8月调查期间,当地养殖户告诉笔者,曾经大面积的芦苇荡现在已经不存在了,都被开发或正被开发用于发展养殖业。芦苇荡的消失,预示着多种野生动植物将失去栖息的家园,芦苇荡保持生态平衡的功能也将不复存在。

其次,经济利益驱动导致的湖泊围网养殖过密化问题亟须引起高度重视。围网养殖有利于水体生态环境,但过密化养殖则会造成严重的生态环境问题,并会破坏水域的生物多样性。目前,圩内虽然没有湖泊围网养殖过密化问题,但公共河道被过度围网养殖的现象很明显,所形成的所谓“霸王养殖”问题亟待解决。此外,紧邻大公圩的石臼湖围网养殖过密化十分突出,使得一望无际的石臼湖由“浪打浪”变成“杆打杆”。而且,湖泊围网养殖整体上属于粗放型养殖模式。2009年夏,博望镇饮用水危机事件就是过密化养殖诱使蓝藻暴发所致。如何解决过密化围网养殖问题,也是破解经济发展与环境保护的二元对立问题。

再次,长期单一的水产养殖具有潜在的生态风险。斯科特的研究发现,作物的单一种植和基因一致性会带来流行病。现在,大公圩地区很多稻田被开挖成水面养殖河蟹,而不是稻田中套养河蟹。这种长年的单一养殖方式,可能会造成养殖水域流行病的产生。当地农业工作者发现,那些长年在稻田中养蟹的效益已有下降趋势。而与此相对应的是:多样性是流行病的天敌。任何在时间或空间上增加生物多样性的实践,比如在农场或区域内的轮作、间作,都会阻止传染病的蔓延。所以,理想的模式是改变单一的长年养蟹模式,实施水稻和河蟹轮年交替经营或者水稻种植中混养河蟹。

最后,冬季清塘活动直接影响了生物多样性。为了保证蟹苗能安全生长,养殖户在投放蟹苗之前会清除“有害”生物。一般先“晒塘”,如果是小水面,则将水抽干,然后用生石灰消毒,并将所有可能吃蟹种的生物尽可能地清除。很明显,这种行为直接危害了其他水生物的生存,甚至可能消灭稀有物种。

三、生态产业发展的社会生态系统:工业化压力及其破解

1、现实压力:工业化浪潮的诱惑

大公圩虽然属于传统的农业区,工业经济基础薄弱,但是仍然受到明显的工业化诱惑与压力。调查发现,圩内各乡镇几乎都在想方设法争取工业项目,都有加速工业化的强烈冲动。这种冲动的直接原因是,虽然河蟹生态产业已经在全国产生很大影响,也创造了相应的经济产出,但在GDP份额贡献方面还不能和工业经济相匹敌。而更大的社会背景则是,中国正处于工业化中期,工业经济在各地的经济结构中均占有很大比重。同时,当涂县地处“皖江城市带承接产业转移示范区”,正在承接沿海地区特别是长三角地区的梯度转移产业。

关于工业化压力,从当地政府官员和老百姓的“辩证法”分析中可见一斑:“我们大公圩确实具有很好的生态优势,但是因为没有强大工业经济的支撑,经济与发达地区的差距还很大”。因此,在各乡镇发展理念中,紧随“生态立镇”的就是“工业强镇”。在追赶GDP的背景下,地方政府还是在为如何发展工业而焦虑,已经被规划为发展现代农业主产区的大公圩仍然面临着发展工业的强大压力。近年来,县乡两级政府都在规划大公圩的工业发展问题,各乡镇土地置换的主要目的之一就是为发展工业和建设工业集中区预留空间。

发展工业本身无可厚非。如果是新能源、新材料等环保型产业,自然是值得肯定的。大公圩地区的服装生产等劳动密集型产业和相应的加工工业也适合当地的实际情况。此外,其他类型的工业,如果能实施清洁生产,自然也没有问题。但是,能不能保证清洁生产则是一个问号。当地政府也提出要实现由“大办工业”向“办大工业”转型,实现“大招商”向“招大商”转型。这种理念很好,关键是如何落实和如何实现。就调查中所了解到的情况而言,这种转型尚未实现,实践中是“大办工业”与“办大工业”相结合,“大招商”与“招大商”相结合。在工业化的压力中,一旦粗放型、污染型工业大量进驻,大公圩地区的生态养殖产业以及整体的生态系统势必会遭到破坏性的影响。

2、应对策略:发展有机农业

虽然发展工业经济的压力很大,但不争的事实是,大公圩地区并没有发展工业的明显优势,甚至还可能在工业化浪潮中将现有的生态优势毁于一旦。任何一个区域都有其优势和劣势,认清优势、规避劣势是发展的基本准则。大公圩地区虽然工业基础薄弱,但是农业基础好,生态资源丰富,山水自然风光和鱼虾蟹等物产资源丰富,这些是工业化地区以及毗邻的长三角地区的稀缺性资源。就发展目标而言,实施经济与环境互利共生的生态现代化战略是必然选择。而整合资源,以有机河蟹为突破口,发展有机农业,则是具有前瞻性和可持续性的发展策略。

有机农业是一项朝阳产业。中国有机产业规模很小,远远低于世界平均水平。国家已出台发展有机农业措施,发展有机农业正大逢其时。而且,大公圩具备发展有机产业的基础条件。①具有地理优势。大公圩由4条水系环绕,圩内没有明显的工业污染,在圩堤不决口和闸门不开放的情况下,外源的工业污染一般不会进入圩内。②资源丰富。大公圩是农副产品集散地,拥有蟹、鳖、虾和各种鱼类等多种水产品,茭白、菱藕、芡实等多种水生蔬菜以及稻米、小麦和棉花等传统农作物。此外,圩内有充足的有机肥料。③具备规模化条件。有机产业只有通过规模化才能发展起来。大公圩有6个乡镇,耕地面积2万公顷,水面积1.6万公顷,相应的加工工业也具有规模基础。简言之,养殖业、种植业和加工业已经形成比较合理的结构,具备发展有机农业的规模经营基础。④生态等级论证方面已经取得初步成效。目前,通过无公害等级论证的农产品面积有1133.3公顷,年产量达1710吨;通过绿色等级论证的农产品面积有5880公顷,年产量达13122.5吨;通过有机论证(转化论证阶段)的农产品面积560.3

公顷(见表1)。⑤具备生产有机农业的经验和基础。有机河蟹生产已经具有较好的本土经验。但是,现有的有机河蟹所占比例比较低,产业化水平不高,缺乏资源整合。因此,以现有的有机大闸蟹为突破口,加强相关水产品和农产品生产的有机论证,可以做大做强第一产业。这比在现有条件下发展工业经济更具优势和可持续性。

3、发展有机农业的政策建议

大公圩地区发展有机农业虽然具备一定的基础条件,但离规模化的有机生产还有很大的距离。根据田野调查实际,笔者提出以下政策建议:

第一,延长有机生产的产业链,克服生产的季节性。单纯农产品生产的季节性较强,经济产出也有限,而延长上下游产业链则会产生新的商机。以河蟹产业为例,不仅要生产有机河蟹,还要加强新鲜河蟹、蟹黄、蟹饺、蟹酱以及蟹罐头等一系列蟹产品的开发,将大公圩发展成为有机河蟹食品的中心集散地。此外,鱼、虾、鳖以及各种水生蔬菜产业,也可以延长上下游产业链,创造附加值。

第二,发展出口行业协会或联盟。大公圩地区现有的出口产品有限,主要是新鲜河蟹。而且,河蟹出口加工企业也很有限,限制了国际市场的开拓。因此,要进一步整合资源,创新机制和组织体系,发展河蟹等水产品的出口加工企业联盟和相关行业协会,加强出口市场的开拓,特别是要加强对欧美市场的出口。

第三,加强商标的统一与整合。大公圩地区农产品品牌多,但并没有形成优势,反而影响了竞争力。市场上销售的河蟹虽然是以“石臼湖”牌为统一商标,但是,几乎各乡镇都有自己的销售商标,有的村甚至就有两个商标。而且,几乎所有的河蟹生态养殖公司或企业都有自己的商标,有的公司甚至注册多个商标。这么多的商标不但没有增强市场竞争力,反而对市场产生了一定的困扰。比如阳澄湖大闸蟹是河蟹市场上的老牌商标,一旦品牌树立起来,就是无形资产。大公圩现有这么多商标本身就弱化了该地区乃至全县河蟹品牌的竞争力,也不利于以整体力量参与市场竞争。所以,商标并不是越多越好,这需要政府部门加强对有关利益集团进行重组,对现有商标进行整合。

第四,强化生态旅游资源的整合与深度开发。大公圩现有的旅游资源开发不足,吸引力也有限。因此,既要对有关旅游资源加强深度开发,更需要将圩内的旅游资源(生态休闲旅游、农家乐、水乡文化游,等等)与周边旅游资源(比如采石矶)进行整合。在旅游资源开发过程中,也需要加强对宾馆、餐饮产业的规划与发展,这也是发展生态休闲旅游的基础条件。同时,现有的游客定位应该拓展,除了周边城市居民外,还应该将大学生群体纳入。通过生态资源的深度开发与整合,可将大公圩打造成江南圩区特色明显,融农业观光、美食、休闲、度假、会议为一体的乡村旅游示范基地。

第五,完善区域交通等基础设施建设。目前,大公圩与外界的交通条件建设还很滞后。大公圩地区还没有到上海、南京等大中城市以及芜湖、高淳等周边县市的班车,到市区和县城的班车、班次还比较有限,圩内乡镇之间也没有班车。如果这些最基本的交通条件都解决不了,生态旅游就难以大规模地发展起来。这不仅涉及如何吸引外地游客的问题,也涉及如何将大公圩内的旅游资源和周边县市旅游资源进行整合,进而将三产真正发展起来的问题。根据大公圩的发展条件,可以在圩中心的石桥镇设立大公圩中心车站,加强与大城市和周边城市的交通对接。

四、结语

篇6

关键词:退化草场;封育时间;封育措施;植物特征值;重要值;多样性指数

中图分类号:Q948.15+6;X176 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)19-4619-04

多年来干旱半干旱草场与牲畜之间是一种非平衡的动态反馈关系,通常形成了一种自然或半自然生态系统,这种系统的干扰形式主要是放牧[1]。对于干旱草场的可持续经营,这种关系的维持十分重要[2]。近年来干旱草场已经发生了严重退化,这与快速增长的牲畜数量有关。

人工封育即是把草场划分成若干小区,使围起来的退化草地因牲畜压力的消除而自然恢复[3]。作为恢复退化草场的重要措施之一,人工封育主要有投资少、见效快的优点[4]。关于封育措施国内外已经进行了大量研究,很多国内开展的关于封育措施对草场植被影响的研究表明,通过封育,草场的生产力得到了明显提升,草场生态系统的生物多样性得到了明显增加[5,6],即草场生态系统的恢复是建立在减少或是排除牲畜对其影响并依靠自身弹性基础上的。研究选取的区域是宁夏盐池柳杨堡地区,其地处北方农牧交错带,并且是全国荒漠化定位监测点。因此,结合国家的荒漠化定位监测项目,通过分析该地区多年来的固定样地调查资料,分析不同封育时间与不同封育措施下植被的结构特征,探讨植被恢复中封育围栏的作用、人工封育的最佳时长,从而对全面禁牧与轮牧政策的制定提供科学依据。

1 研究区概况

盐池县地处宁夏回族自治区东部,位于北纬 37°04′-38°10′,东经 106°30′-107°41′。该地区在地理位置上是一个从南向北的过渡性地带,其北与毛乌素沙地相连,南靠黄土高原,即南高北低,海拔为1 295~1 951 m。从而造成了半干旱区向干旱区过渡气候与干旱草原向荒漠化过渡的植被特征。盐池县主要是剥蚀的准平原地形,属于典型的中温带大陆性气候,年平均气温为8.1 ℃,多年平均最高气温是34.9 ℃,多年平均最低气温是-24.2 ℃,年降水量为250~350 mm,年均无霜期为165 d。土壤类型以灰钙土为主,其次是黑垆土和风沙土,此外有黄土,还有少量的盐土、白浆土等。植被类型有灌丛、草原、草甸、沙地植被和荒漠植被,其中灌丛、草原、沙地植被数量较大,分布也广。盐池县内没有天然森林,只有大面积的灌木林和少量的人工乔木林,其中有小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛和北沙柳(Salixpsammophilia)灌丛。草原类型为干旱草原和荒漠草原,因而其常见植物种类以旱生和中旱生类型为主,典型草原植被包括百里香(Thymusserphyllum var. mongolicus)、大针茅(Stipa grandis)、长芒草(Stipa bungeana)等类型,荒漠植被包括盐爪爪(Kalidiu foliatum)、猫头剌(Oxytro pisaciphylla)、西伯利亚白刺(Nitraria sibirica) 和川青锦鸡儿(Caraganatibetica)[7]。

2 研究方法

2.1 样地布设

结合国家荒漠化定位监测项目,依据当地主要土地利用类型和主要荒漠化治理工程种类,采用GPS进行监测定位,选择有代表性地段分别设置固定样地。选取距离盐池县城20 km的柳杨堡人工封育区为研究地点。封育方法为设置核心区(E)、边缘区(E1)和区(E2)。其中核心区作为全国第一批防沙治沙试验示范区,使用了完全排除野生动物与家畜影响的铁丝网围栏的方法;边缘区与区都于2002年采取封育措施,但是区依然会受到放牧等人为干扰。3个封育区相接且按照从东北向西南的方向处于一条直线上,因此自然条件相似。

2.2 野外调查方法

调查方法为设置样方,分别调查样方内的植物名称、种数、株数、盖度、高度、生物量等。从E开始沿着样带随机布设样方,在E、E1、E2内分别均匀布设10个样方。调查时间为2008~2012年。

2.3 数据分析处理

2.3.1 重要值计算 重要值的计算方法如下[8]:

3 结果与分析

3.1 封育时间对植物物种重要值的影响

各封育年度植物物种的重要值变化如表1。从表1可以看出,不同年份主要建群种像丝叶山苦荬的重要值呈现先增加后降低的趋势,在2010年达到最大,为13.91,从2008年到2009年其重要值从6.38增加到8.20,从2011年到2012年其重要值从10.05降低到6.62。有类似变化规律的物种有刺沙蓬、中华隐子草、草木樨状黄芪等,但也有部分物种因受降雨量影响,表现其他趋势。

3.2 封育时间对植物物种多样性的影响

丰富度指数反映了样地植物物种的丰富程度,而样地植物物种丰富程度主要取决于各种生态、非生态因子,如土壤养分状况、土壤含水量、生境梯度、地形地貌、人为活动等。在研究区里植物生长的主要限制因子是土壤水分。如表2所示,随着封育年限的延长,边缘区和区的丰富度指数总体上都出现先增大的情况,边缘区随后降低,而区则呈稳定后继续增大的趋势。边缘区的R从2008年到2011年持续增加,从12增加到最大值18,随后下降,在2012年降为16;区的R从2008年到2010年大幅度增加,由8增加至15,随后稳定至2011年,在2012年增加至18。丰富度指数先升高是因为封育措施减少了放牧等人畜的影响,恢复了草场的植被,增加了草场物种的多样性。边缘区达到最大值后开始降低是因为随着封育年限的延长,封育区的优势种占据了大量的资源空间,使其他物种逐渐丧失生存空间直到消失;区出现平稳后增加的情况则是由于2012年降雨量增多。

综合多样性指数受丰富度指数和均匀度指数双重影响,综合反映了区域植被的特征、植物物种的多样性。从表2可以看出,综合多样性指数的变化不明显,边缘区D、H呈现先增后降再增的趋势,区D呈增加趋势,H呈现先增后降再增的趋势,并都于2012年达到最大值。考虑到2012年降雨增多的因素,这种趋势与丰富度的变化情况基本一致。综合多样性指数的变化总体上说明了封育增加了植物的多样性。

均匀度指数反映了植物空间分布的均匀程度。均匀度指数越大,植物的空间分布越均匀,反之,植物分布越集中。群落均匀度和群落优势度是两个相反的概念,群落优势度越高说明群落优势种明显,优势种的个体数和盖度明显高于一般种而群落均匀度降低[10]。从表2可以看出,各年份的均匀度指数变化不明显。

3.3 封育时间对植被盖度的影响

由表3可知,边缘区与区的植被盖度最大值均出现在2010年,边缘区达到了50.50%,区达到了45.50%,之后的2011年下降,到2012年稍有回升,这主要是因为随着封育年限的增加,地表出现了土壤与生物的结皮,限制了土壤水分的入渗,从而使植被盖度的增加呈现减缓趋势,王晓云等[11]、李新荣等[12]关于毛乌素沙地的研究也有类似的结论。

3.4 封育时间对植被生物量的影响

3.5 不同封育措施对植被生长的影响

3.5.1 不同封育措施对植被盖度的影响 如图1所示,各年份植被盖度除2010与2011年外其余年份均是区最大,其次是边缘区,除了2008、2011年外边缘区植被盖度大于或等于核心区,核心区植被盖度2008与2009年大于新翻区,2010、2011与2012年新翻区大于核心区。总体上植被盖度大小顺序为区、边缘区、新翻区、核心区。出现这种情况主要是因为随着封育时间的延长,核心区和边缘区均出现了地表结皮,对水分的入渗产生了较大影响,而区虽然也产生地表结皮,但由于经常有人畜活动而被破坏,促进了水分入渗,新翻区由于翻动土壤,虽然并未产生地表结皮,但土壤结构被破坏,种子翻到他地,植被盖度并未增加。

3.5.2 不同封育措施对植被生物量的影响 如图2所示,不同的封育措施下,区的植被生物量除2010与2011年外其余年份均最大,而核心区的植被生物量在各年份里均最小,其原因与封育措施对植被盖度影响的原因类似,新翻区的植被生物量要高于核心区,比边缘区低,这主要是因为新翻区土壤结构遭到破坏,保水能力较差,较低的土壤水分含量影响了植物生长。

4 结论与讨论

1)不同封育年限植物优势种的重要值大多呈现先升高再降低的趋势。

2)不同封育年限里,植物的丰富度指数边缘区呈现先增加随后下降的趋势,区呈现先增加后稳定再上升的趋势;边缘区D、H呈现先增后降再增的趋势,区D呈增加趋势,H呈现先增后降再增的趋势;均匀度指数变化不大。说明封育对物种多样性的增加有一定帮助。

3)不同封育措施中,植被的盖度和生物量均是区最大,说明对草场进行有计划的利用有利于提高草场植物的多样性与生产力,一味地长期封育并不可取。

4)虽然封育初期对草场植物的多样性与生产力提高有一定的效果,但随着封育年限的增加,效果并不明显,说明长期的完全封育并不能明显改善半干旱沙地草场植被的生产力及放牧功能。根据草地生态系统的可持续原理,草地围栏封育不应该是无限制的,长期的封育会产生枯草与结皮,抑制了植物的生长与幼苗的形成,对草场植物的正常生长与繁殖更新有害。因此,为了保持草场生态系统能量流动与物质循环良好的状态,进而维持草场的生态系统平衡,草场应该在封育一段时间以后适当利用。封育时间的长短应该根据草地退化与草地恢复情况而定[13-15]。就本研究而言,建议每隔4年或5年允许适当放牧或刈割。在宁夏盐池农牧交错带,对于封育一定年限草场的处理措施,带状翻耕明显是不适合的,不能起到很好的作用。

参考文献:

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[2] OBA G, STENSETH N C, LUSIGI W. New perspectives on sustainable grazing management in arid zones of sub-Saharan Africa[J].Bio-Science,2000,50(1):35-51.

[3] 周华坤,周 立,刘 伟,等.封育措施对退化与未退化矮嵩草草甸的影响[J].中国草地,2003,25(5):15-23.

[4] 王启基,周兴民,沈振西,等.不同调控策略下退化草地恢复与重建的效益分析[A].中国科学院海北高寒草甸生态系统定位研究站.高寒草甸生态系统(第4集)[C].北京:科学出版社,1995. 343-352.

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[7] 张克斌,李 瑞,侯瑞萍,等.宁夏盐池县不同荒漠化治理措施植物多样性研究[J].中国水土保持科学,2004,2(4):66-72.

[8] 郑翠玲,曹子龙,赵廷宁,等.浑善达克沙地南缘农牧交错带弃耕地植被的演替规律[J].中国水土保持科学,2005,3(1):72-76.

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[10] 曹成有,蒋德明,阿拉木萨,等.小叶锦鸡儿人工固沙植被恢复生态过程的研究[J].应用生态学报,2000,11(3):349-354.

[11] 王晓云,霍建林,漆建忠.灌木林放牧利用对沙地水分的缓解作用[J].水土保持通报, 1994,14(7):15-21.

[12] 李新荣,赵雨兴,杨志中,等.毛乌素沙地飞播植被与生境演变的研究[J].植物生态学报,1999,23(2):116-124.

[13] 程积民,邹厚远.封育刈割放牧对草地植被的影响[J].水土保持研究,1998,5(1):36-54.

篇7

地球资源是人类赖以生存和发展的基础,随着人口不断的增长和科学技术日新月异,它的开发强度日益增强,不少地区已呈现资源枯竭和生境退化的趋势,难以再承受下去来满足人类的要求,因此,实施生态发展推行可持续发展战略就成为一项急迫的任务[1-3]。众多的国际生态公约就是在这种背景条件下产生的,它们的主要目的在于指导人们实施可持续发展战略的安排和限制急功近利的短期行为,以维护子孙后代的利益。这些被称为是法律旗帜的各种公约都不是单纯由法学家们单独完成的,必需要广泛征询涉及自然保护的专业人士的意见,总结自然保护第一线从事实际工作的人们以及生产战线上广大公众的经验教训,才可能制定这些涉及全社会利益的许多规定。本文就拟简要地探讨一下它们的意义和作用,以期我国能完善和健全有关自然保护和实施可持续发展战略的法律体系,来适应已踏入生态发展文明时代门槛的迫切要求。

1生物多样性公约

生物多样性是一个综合的概念,它既是生物之间以及与其生存环境之间复杂相互关系的体现,也是生物资源丰富多彩的标志。它是对自然界生态平衡基本规律的一个简明科学概括,也是衡量生态发展是否合乎客观规律的主要尺码。一个区域保持得是否完整在很大的程度上要以其生物多样性的保护和持续利用是否合理来决定。因此,它的保护对象是全方位的,要从物种及其遗传资源、生态系统和景观多样性各个方面着手。这个公约不仅阐述了防止物种灭绝和生态系统遭受破坏的问题,也强调要关注人类发展的目标和策略。它提出要把生物多样性的保护、持续利用和利益公平分享三者密切结合来考虑工作,才能达到预期的目标;实践证明,缺乏其中任何一个环节,工作就难以持续下去。它要求各缔约国要根据自己的实际情况制定符合自己要求的生物多样性保护战略和行动计划,对生物多样性的就地保护、迁地保护和离体保存作出全面的安排。“公约”经过多年的讨论和多次的修改,1992年6月在巴西召开的联合国环境与发展会议上签署,于1993年12月29日正式生效。这说明世界人民终于认识了由于人类本身的管理失误所造成的地球生境退化、资源枯竭所带来的灾难,决心采取共同行动制定有约束力的并起综合作用的国际公约。现在,生物资源的保护和合理利用已成为各个国家最重要的任务之一。可以看出,”公约并不是一纸空文,但与其说是一次性产物,不如把它看为一个长期的过程,因为许多问题未能得到很好的解决。例如1.如何做好野生物种种群和被传统农业与本地人民广泛应用的物种及其变异的就地保护和迁地保护问题,2.发达国家如何落实支援发展中国家保护和持续利用生物多样性的责任;3.如何通过技术转让和交流实施生物多样性有效保护和持续利用的战略;4.生物资源利用者如何落实酬报各地从事保护工作者和提供传统利用知识人们的责任。这些问题虽经多次讨论,但不易取得协议。

我国于1993年1月7日作为第7个国家正式批准加入“公约”,由环境保护部牵头组成国家履约协调组,统一规划各项工作,下设办公室负责日常事务,可见国家对生物多样性保护的重视和认真态度。许多学术单位建立了生物多样性委员会、研究机构来规划研究和宣教事宜;还出现了非政府组织“中国生物多样性保护和绿色发展基金会”,它组织社会各界人士和广大公众协助政府有关部门开展工作。10多年来完成了大量工作,除了按“公约”规定完成必需做的基本项目,例如中国生物多样性保护行动计划、中国生物多样性国情研究报告、中国生物多样性数据库外,还出版了系列丛书和许多研究报告。建立了许多生物多样性就地保护、迁地保护和离体保存实体。主要经验有下列三点:1.保护和发展必需密切结合,利益公平分享是关键;2.统一协调分散管理的方针是正确的,但需要进一步完善;3.基础性和综合性研究不断加强,才能不断向前发展。在2010年国际生物多样性年期间,国家颁布了新的“中国生物多样性保护战略和行动计划(2011-2030),”明确今后20年我国生物多样性保护工作的指导思想、基本原则、目标、任务和保障措施,并将之看为是维护生态安全和粮食安全保障的大事。因为,当前资源过度利用、工程建设与全球气候变化的影响问题并未解决,生物多样性受威胁的状态一时难以解除。它要求完善相关政策和法律基本体系,将生物多样性纳入国家和地方计划;开展重点区域生物多样性调查研究,评估、监测、人才培训和能力建设,加强就地保护、迁地保护和离体保存,例如保护区、动物园、植物园和种质基因库的建设和完善,把保护和发展密切结合;重视转基因生物安全管理,防止外来入侵物种的蔓延和完善,完善群众参与和深化国际合作等方面工作[4-8]。

2卡塔赫纳生物安全议定书

卡塔赫纳生物安全议定书是关于改变了遗传性质的活有机体跨境转移的一个协议,它旨在充分确保它们的转移、处理和使用。它的文本由生物多样性缔约国会议来讨论和确定,已有100个以上缔约国批准,于2003年9月11日正式生效。所以,可以说,它是生物多样性公约的一个议定书。文本中详细论述了安全转移、处理和使用凭借现在生物技术所获得的可能对生物多样性保护和持续利用产生不利影响的改变了遗传性质的活有机体的保护措施,同时顾及对人类健康所构成的风险。这意味着,已改变了遗传性质的活有机体从一个国家跨境转移必需符合议定书的规定,出口者必需提供充足资料使进口者能做出知情决定,确保所有货运有议定书要求的文件记录,即使进口者不是缔约国也要按议定书要求办理。我国于2005年4月27日批准了议定书,显示我国在执行国际条约和加强生物安全管理方面的承诺,并大大增强该议定书的份量。同时,制定了中国国家生物安全框架,对国家生物安全管理政策体系、法规体系、转基因活有机体及其产品风险评估和管理技术准则、生物安全管理国家能力建设作了具体规定和说明。

3拉姆萨尔湿地公约

湿地是指内陆和海岸地带水深6m以下的水域、沼泽和草甸地带。这些地区是调节水分循环、维护水禽和水生生物生存的重要栖息地,具有巨大的经济、社会和环境价值,但是长期以来,人们没有真正意识到这一点。随着经济的发展,大片湿地被改变为农地、养殖场甚至城镇,导致许多物种消失,常出现一雨便成灾的可怕事件,威胁着人类的生存和发展。为此,原亚洲湿地局、国际水禽与湿地研究局、美洲湿地局三个湿地组织合并为湿地国际,并在湿地公约的制定和技术支持中发挥了中坚作用,大大促进世界范围主要地区湿地和湿地物种现状的评估和研究,加强与政府和当地社区的合作方面开展了大量卓有成效的工作。湿地公约于1971年2月2日在伊朗的拉姆萨尔签订,所以常称为拉姆萨尔湿地公约。它通过传播信息资料、提高公众意识、开展培训活动和在各地建立湿地管理项目、支持和促进区域和各国湿地保护和湿地资源持续利用和行动计划的制定等发挥了巨大的作用。各国凡是在生态学、生物学、湖沼学和水文学上具有国际意义的湿地都可申请加入湿地公约所建立的国际湿地名录,加入国际湿地名录的湿地应建立保护区,加强对物种和栖息地的管理,管理好者可得到相应的奖励;反之会受到批评。中国加入湿地公约会后,认真履行缔约国的义务和责任,为了适应湿地保护形势发展的需要,调动全社会的力量投入湿地保护,1994年9月由林业部牵头联合17个部委制定一个广泛参与、切实可行、符合国际规范的“中国湿地保护行动计划”,确定了中国湿地保护和合理利用的目标、内容、优先领域和项目,使之走上了规范化、制度化、科学化的轨道,以确保采取协调一致的行动,进一步推动中国湿地保护事业的发展。许多科教部门建立了湿地研究中心,开展了大量的研究,出版了众多的专著和研究论文和报告[10]。迄今,我国已有37个湿地保护区分五批加入了国际湿地名录,并开展大量保护和持续利用的工作。#p#分页标题#e#

4世界遗产公约

世界遗产是指具有世界价值的独一元二的自然和文化区域以及许多非物质的文化和精神遗产,是各个国家精华中的精华。作为具有世界价值的自然和文化区域可从以下列几点来判断:(1)表征地球进化历史的主要阶段的典型代表或独特的地理景观类型;(2)表征具有重要意义的不断进化的生态过程或生物进化和人与环境相互影响的典型事例和杰出的代表;(3)具有极为特殊的自然风光和文化特色的区域;(4)具有世界价值的生物多样性丰富的区域或众多受威胁物种的栖息地。符合四个标准之一的区域可申请列入世界遗产名录(包括自然遗产、文化遗产和自然与文化双遗产三类)。世界遗产公约、生物多样性公约和拉姆萨尔湿地公约三者被认为是国际保护生境(栖息地)的三大公约。世界遗产公约是1972年联合国教科文组织正式通过制定,1978年正式生效。这说明大多数国家都认识到有责任来保护那些具有特殊价值的自然和文化区域,把它们看为是人类遗产的一部分。这是第一个认可和保护文化景点的国际法律条约,它把传统的文化生活方式和自然资源管理体系之间建立了密切的联系,拓宽生物多样性和文化多样性相互关系的思维,并制定协同计划来保护它们[11-14]。

随着我国经济多年的持续增长,人们的生态保护意识也在不断提高,并深深体会到自然与现代化共存、经济建设和生物多样性与文化多样性保护共存的伟大目标是实施可持续战略和建设和谐社会的基础。这样,加入和认真实施世界遗产公约,建立比较完善的世界遗产地系统,就成为政府的一项必不可少的任务。许多省市建立了申报世界遗产办公室,促进自然保护、文化组织和文物系统各方面的专家认真考虑,提出具体的计划和方案。截至2010年底,我国已有自然遗产地8处、文化遗产地25处、自然与文化双遗产4处,还有文化景观3处,总共40处。现在打算申报的区域还有100多处,估计每年只有自然和文化遗产各1处获得批准。但是,人们已认识到这项工作的重要性,不是为申报而申报,而是决心通过完善管理,争取支持,使之更加壮大,以适应社会、文化、经济迅速发展的要求,那时申报将是水到渠成之事。主管自然和文化遗产工作的分别为住房和城乡建设部和国家文物局。

值得指出的是,有悠久历史的全球农业系统,是人类长期生存和发展过程中所创造的,既有自然的成分,也是人类文化多样性的一部分。但是,人们在发掘自然和文化遗产保护时,却忽略了这个方面,以致传统的农业耕作制度及其丰富多彩的传统优良品种的基因多样性在现代化过程中大量流失。联合国粮食与农业组织及时认识到这个问题的严重性,于2003年建立了“世界重要农业文化遗产系统中心”,旨在开展全球重要文化遗产项目的申报工作,以期建立一个全球共识的持续发展的动态系统,弥补了不足之处。我国浙田县的稻鱼共生系统被列为全球第一批五个全球重要农业文化遗产之一。其实,我国还有许多项目符合其标准,需要大力发掘、继承和发扬[15-18]。

5濒危野生动植物物种国际贸易公约

野生动、植物的保护与持续利用是紧密地联系在一起的,只注意保护,不允许任何利用是不科学的,必然是行不通的;当然,过度的利用,不注意保护必然导致破坏。这个公约的目的就在于监测商业开发的主要物种,对一些已陷入受威胁状态的物种,通过贸易限制达到保护与合理利用的要求。这个公约1973年3月于美国华盛顿签订,1975年7月正式生效。它把控制贸易的物种划分为三类作为其附录,附录1是指那些受到和可能受到贸易影响而有灭绝危险的物种。这些物种的对外贸易必需获得出口国科研机构认可,管理机构发放出口许可证,进口国也确认是如此才能进行;进口国将之再出口也照此办理。附录2是指那些目前虽未濒临灭绝,但如对其贸易不严加管理,以防止不利其生存的利用,就可以变成有灭绝危险的物种。这些物种也必需得到出口国家科研机构的认可,管理机构发放出口许可证才能进行出口贸易。附录3是任何一个缔约国认为属其管辖范围内应进行控制开发利用,而需要其它缔约国合作管理贸易的那些物种;它们的出口贸易同样需要出口国管理机构发放出口许可证才能进行。前两类物种需经全体缔约国大会讨论通过,后一类物种只需各缔约国自己认定,报公约秘书处备案即可。附录中所列的物种是重点管理对象,但它们的地位不是永远不变的,而是要随其种群传播和消长而有所调整,所以需要对它们进行长期的研究和监测。这样,每一个缔约国都要建立专门的科学委员会和进出口管理办公室来负责专司其事。前者负责研究确认各个种的基本情况,提出处理的意见;后者即专司具体管理业务,发放出口许可证。可以看出,这个公约不是要禁止野生动植物包括濒危物种及其衍生物的贸易,而是制定各种措施保证可持续贸易,不引起它们走向灭绝;目前,它已建立一个世界性的控制野生濒危物种及其衍生物的国际贸易系统,为物种的保护和发展做出了巨大的贡献。1980年12月25日,我国提交参加“公约”的交存书,1981年4月“公约”对我国正式生效,1982年正式建立了,“中华人民共和国濒危物种进出口管办公室”和“中华人民共和国濒危种科学委员会”,分别挂靠在国家林业局和中国科学院内,开展有效的研究和管理,成果垒垒。看来,大力培养熟悉“公约”的科研和管理人员,进一步弄清和宣传“公约”各条款的实质内容,加强对濒危野生物种的研究,提供其消长规律和具体情况,监测贸易现状,编制控制贸易的物种名录及其识别手册和图谱,制定合理开发利用的指标,提高进出口管理水平,防止过度开拓而造成物种灭绝应是一项长期的任务[19-20]。

6迁徙物种公约

物种的生存和分布不受边界的限制,特别是迁徙物种的生活周期可能遍历多个国家,但各国的保护和管理水平不尽相同,难免会遭受猎杀,因此必需通过国家政府间的共同努力来加以保护,既要保护物种本身,也要保护其栖息地。保护区在这些方面发挥着巨大的作用。这个公约于1979年签订,1983年正式生效,100多个国家参与并共同关注这些独特物种种群的保护,效果明显。我国签署这个公约以后,许多保护区承担了这些迁徙物种的保护,无论在科研监测和合理利用方面都做出了巨大的贡献。例如,山东长岛保护区累计环志各种候鸟128种21万多只,其中猛禽22种6万多只,占全国猛禽环志总量80%以上;回收国内外环志鸟231只,最长回收为8年,为鸟类迁徙规律与科学研究提供了重要的科学依据,成绩明显[21]。由于“公约”所关注的物种独特,没有任何公约能代替其作用,实际上,它成为生物多样性公约必要的补充和起具体的辅助作用。#p#分页标题#e#

7气候变化框架公约

这个公约是全球许多国家的政府为解决地球气候潜在变化可能引起的众多问题而联手进行的一项努力。它的一个重要概念在于集体执行“公约”所制定的各项规定。它于1992年5月9日在纽约联合国大会上获得通过,1994年3月21日正式生效。我国于1993年1月批准了这个公约,是最早的10个缔约方之一。“公约”要求所有缔约方在农业、林业等相关部门注意减少和防止人为引起的温室气体排放的技术开发、应用和推广;开展技术转让等各种合作,促进可持续发展,保护和增强所有温室气体的吸收汇和储存库,例如不同类型的保护区等;在适应气候变化的情况下,制定水资源保护和合理利用、综合农业的发展、关注受干旱、荒漠化和洪涝影响地区的保护和恢复工作;在可行的范围内,将气候变化纳入相应的社会、经济和环境的政策和行动,并采取适当的方法尽可能降低气候变化对经济、公共健康和环境产生不利的影响。在京都议定书中为发达国家规定了有法律约束力的量化减排指标,使其CO2、CH4等6种温室气体排放量较1990年减排至少5%;同时,确定了“共同实施”、“清洁发展机制和”排放贸易“三种境外减排的灵活机制,使发达国家可以通过这三种机制在境外取得减排限排的抵消额,从而以较低成本实现减排限排目标,缓解其国内减排限排压力。对发展中国家来说,国家温室气体排放清单是其义务的核心内容,要求采用由缔约方大会制定的可比方法编制人为引起的各种温室气体的源排放和汇清除的国家清单,发达国家必须为其提供相应的资金。但是,要真正的具体落实十分困难,许多会议都是在讨论这些问题的具体化,但都不能取得共识,需要更耐心地通过深入分拆,实事求是协调和合作共事地去解决。可以看出,制定减排限排温室气体目标是一个重要方面,而确定不同区域生物多样性保护、恢复和人工营造的方法来固碳的目标也是不能忽略的,两者是相互相成的[22]。

8防治荒漠化公约

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[关键词]遗传资源;惠益分享;模式

[中图分类号]D996.9 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2008)44-0106-02

《生物多样性公约》(CBD)所定义的“遗传资源”是指具有实际或潜在价值的遗传材料;而遗传材料是指来自植物、动物、微生物或其他来源任何含有遗传功能单位的材料,包括动物、植物、微生物的D N A、基因、细胞、组织器官等遗传材料及相关信息。遗传资源与其他自然资源相比具有延续性、可复制性和地域性等独有特征,其中地域性,即在发达国家和发展中国家的不均衡分布性,为遗传资源被不合理掠夺埋下了祸根。

遗传资源具有极大的利用价值,在人类的生产和生活中起着十分重要的作用。从提高粮食产量到开发新能源,从消除污染物到研制新药物,人类在不断享受着遗传资源独有的特点和价值带来的巨大利益,但对其价值的利用也产生了一系列负面影响。一方面,对遗传资源盲目的开发,使得遗传资源的流失空前严重,如胜利油田的石油开采,使得分布在山东地区的万亩野生大豆的生存环境丧失。另一方面,发展中国家往往拥有丰富的遗传资源而缺乏先进的生物技术;反之,发达国家掌握着先进生物技术却面临着资源的匮乏。因而,发达国家的一些跨国公司和科研机构采取“海盗手段”从发展中国家无偿掠夺遗传资源进行利用,再通过技术开发、转让、申请专利等商业化方式获取大量利润。而遗传资源的提供者不但未分享到科技成果带来的益处,相反要为使用这些产品支付巨额费用。这种“生物剽窃”行为阻碍了遗传资源拥有者对遗传资源的使用权和获益权,给广大土著部族和发展中国家带来不可估量的伤害。

1 国际法在遗传资源分享问题上的规制与冲突

1.1 《生物多样性公约》与《与贸易有关的知识产权协议》间的冲突

《生物多样性公约》以“保护生物多样性,持久使用其组成部分以及公平合理分享由利用遗传资源而产生的惠益”为目的,规定了公平合理分享原则,并要求通过包括技术转让在内的手段以求惠益分享的实现。从公约构建的体系来看,它将促进遗传资源的持续保护和利用,有利于保护发展中国家作为提供者的权益。《与贸易有关的知识产权协议》(TRIPS协议)第27条第1款规定了可授予专利的条件,第27条第3款(b)规定了成员可排除专利规则,即世界贸易组织成员可以排除微生物之外的植物和动物,以及除非生物方法和微生物外的生产植物和动物的主要生物方法的可专利性,它更多地考虑了相关知识产权权利人的利益,而漠视了提供原始遗传资源的当地社区人群的潜在利益。由此,两个文件在遗传资源惠益分享的问题上存在一定程度的冲突。那些遗传资源少而生物技术发达的国家关心如何便利获取,势必会将以知识产权保护为主旨的《TR I PS协议》视为护身法宝;而那些拥有丰富遗传资源但技术研发能力较弱的发展中国家则更关心如何分享惠益,必然会倾向于《生物多样性公约》这类保护遗传资源提供者利益的文件。

1.2 《TRIPS协议》影响遗传资源惠益分享的原因分析

由于《TRIPS协议》的规定扩大了遗传资源利用者申请专利的可能性,也不要求专利的拥有者与遗传资源的提供者分享利益,因而使得《T R I P S协议》对遗传资源惠益分享保护形成了不利影响。从表面上看,这种不利影响在于对遗传资源提供者的权利未能以法律形式加以保护;而从本质上说,根源在于遗传资源与知识产权之间的特征不同。遗传资源具有双重的权利属性,它除了拥有一个物质载体,还有一部分是蕴藏在“物”中的遗传信息。遗传资源的提供者往往对物的所有权看得比较重,而对遗传信息没有明确的概念。即使他们依据遗传信息进行了创造性的革新,但革新后的权利仍然停留在新产品物的层面上。知识产权制度则重在保护权利人具有创造性、革新性的智力成果,对于遗传资源的有形载体――物的权利却有所忽略。这样二者就产生了矛盾。简言之,是因为对通过遗传资源利用所取得的成就给予了一定的保护,但是对于遗传资源提供者的利益都没有给予必要的保护,所以,前者就以合法的形式侵犯了后者的利益,因此产生了知识产权侵犯遗传资源惠益分享的不良现象。

2 遗传资源惠益分享的法律模式

根据《波恩准则》,遗传资源惠益分享制度就是指遗传资源被获取后,当事双方基于共同商定的条件将遗传资源经科学研究和商业开发后所产生的惠益的全面共享,而不是对其进行独占的一整套制度。

2.1 遗传资源惠益分享的主体

目前,国际社会已普遍承认国家是遗传资源的当然所有者,因此,遗传资源的来源国(提供国)是遗传资源惠益分享的主体之一。这里,国家作为惠益分享制度中的分享主体,参与到基于其提供的遗传资源产生的后续利益的分配中,一可为国家保护遗传多样性提供资金支持;二可提高国家自身的生物技术实力。

2.2 遗传资源惠益分享的模式和保障

遗传资源的惠益分享存在着“立法机制”和“合同机制”两种模式。“合同机制”指的是有关主体以合同的形式确定惠益分享实现途径的一种方式,侧重“私法”性质,政府不对遗传资源的惠益分享做过多的干涉,该模式的主要推动者是发达国家。在实际谈判中,发展中国家很难表达自己的真实意愿。“立法机制”就是将各方权利义务通过法律的形式加以规定,依照法律分享惠益,侧重“公法”性质。发展中国家是这种模式的积极支持者,他们认为只有“有法可依”才能更好地保障其分享权,使谈判内容不再被发达国家所左右。

遗传资源惠益分享的最终实现,还得依靠强有力的保障措施。《有关获取和惠益分享的未尽事宜的进一步审查:用语、其他方法和履约措施执行秘书的说明》中提了一些建议,如“调查声称的违规行为;为获取关于遗传资源和知识使用者的信息提供便利;通知专利申请部门;协助法庭服务;查明被告所在地;在接受证据的规则上给予灵活性;认可声誉;提供法律援助;提供答证;及考虑采用替代性、低成本的争端解决机制,包括仲裁”。另外,保障遗传资源惠益分享,仅靠提供国单方努力比较困难,需要与使用国共同协作。

参考文献:

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公元16世纪以前,已有关于生态学知识的记载,但没有形成系统、成文的科学。生物一出现就与环境有着紧密的联系,人类在生产和生活实践中注意到了这种关系,积累了有关生物习性和生态特征的生态学知识。

公元前1200年,我国《尔雅》一书中有草、木两章,记载了176种木本植物和50多种草本植物的形态与生态环境。公元前200年的《管子・地员》中叙述了植物分布的生态现象:植物的生长与土壤的性质有关,不同质地的土壤,适宜生长的植物各不相同;植物的分布与地势的高低有关。公元前4世纪希腊学者亚里士多德曾粗略描述动物的不同类型的栖居地,还按动物活动的环境类型将其分为陆栖和水栖两类,按其食性分为肉食、草食、杂食和特殊食性4类。之后出现了介绍农牧渔猎知识的专著,如古罗马公元1世纪老普林尼的《博物志》、6世纪中国农学家贾思勰的《齐民要术》等均记述了朴素的生态学观点。

二、生态学的建立时期

公元18世纪初到19世纪末,生态学开始发展成为一门相对独立的学科,虽然在学科理论、方法和结构上并不成熟。

曾被推举为第一个现代化学家的波义耳在1670年发表了低气压对动物效应的试验,标志着动物生理生态学的开端。1792年德国植物学家魏德诺在《草学基础》一书中,详细讨论了气候、水分与高山深谷对植物分布的影响,这本已表现出近代植物地理学的雏形,说明了近代植物地理学的种属植物地理学、生态植物地理学和历史植物地理学三个部分(李继侗,1958)。1807年德国植物学家洪堡在《植物地理学知识》一书中,提出植物群落、群落外貌等概念,并结合气候和地理因子描述了物种的分布规律。1798年,马尔萨斯《人口论》的发表,促进了达尔文“生存斗争”及“物种形成”理论的形成,并促进了“人口统计学”及“种群生态学”的发展。

进入19世纪之后,生态学得到很快发展并日趋成熟。1859年达尔文的《物种起源》促进了生物与环境关系的研究,使不少生物学家开展了环境诱导生态变异的实验生态学工作。1866年,海克尔提出ecology一词,并首次定义了生态学。1895年丹麦植物学家瓦明的《植物分布学》(1909年经作者本人改写,改名为《植物生态学》),和1898年德国施姆普的《植物地理学》两部划时代著作,全面总结了19世纪末以前生态学的研究成就,标志着生态学已作为一门生物科学的独立分支而诞生。

三、生态学的巩固时期

20世纪初到20世纪50年代,动植物生态学并行发展,出版了大量生态学著作和教科书。20世纪50?60年代,传统生态学开始向现代生态学过渡。

动物生态学方面,主要是关于生理生态学、动物行为学、动物群落学和种群研究,尤其是种群调节和种群增长的数学模型研究。1937年,我国费鸿年的《动物生态学纲要》出版,是我国第一部动物生态学著作;1949年,阿里等合著的《动物生态学原理》标志着动物生态学进入成熟期。植物生态学方面,主要研究生理生态与群落生态。

这一时期,生态学已基本成为具有特定研究对象、研究方法和理论体系的独立学科。生态学由植物群落研究向生态系统研究方向迈进。1935年,坦斯利提出生态系统的概念是生态学发展史上一次理论上的重大突破。生态系统的结构和功能的研究都有了最基本的发展,如埃尔顿的能量金字塔和林德曼的生物营养及十分之一定律。基本的生物生态学学科体系已建立,欧德姆在《生态学基础》中明确提出了个体生态学、种群生态学、群落生态学和生态系统生态学的学科体系。

四、现代生态学时期

20 世纪60 年代以后,生态学蓬勃发展。生态学的定义也由“研究生物体与其周围环境相互关系的科学”,发展为“从生物与环境相互作用的视点,研究生物多样性各种机理的科学”,其研究内容已经从单纯的生物生态学发展到关心人类未来的科W;现代数学、物理学、化学和工程技术的渗透,使生态学从定性走向定量,从部门走向综合与交叉;广泛应用电子计算机、高精度的分析测定技术、高分辨率的遥感仪器和地理信息系统等技术,生态学获得了新的研究条件。现代生态学发展的主要趋势如下:

(1)生态系统生态学

国际生物学计划(IBP,1964-1974)是有97个国家参加,包括陆地生产力、淡水生产力、海洋生产力、资源利用和管理等7个领域的生物科学中空前浩大的计划,其中心是全球主要生态系统的结构、功能和生物生产力研究。近年来,生态系统服务功能是生态学的研究热点。生态系统服务功能指生态系统形成和所维持的人类赖以生存和发展的环境条件与效用,其研究重在认识生态系统服务功能形成、演变、调控的机制及其空间格局、尺度特征、评估方法。目前的研究主要集中在生物多样性与生态系统服务功能、生态系统服务功能的时空尺度特征、生态系统服务功能的时空格局变化及驱动机制等。

(2)系统生态学

系统生态学的发展是系统分析和生态学的结合,它进一步丰富了本学科的方法论,欧德姆甚至称其为生态学发展中的革命。Patten等(1971)的《生态学中的系统分析和模拟》、Smith(1975)的《生态学模型》,Jorgenson(1983,1988)的《生态模型法原理》和H. Odum(1983)的《系统生态学引论》等为这方面的主要专著。

(3)群落生态学

上世纪70年代以来,群落生态学有明显发展,由描述群落结构、发展到数量生态学,包括群落的排序和数量分类,并进而探讨群落结构形成的机理。如 Strong等(1984)的《生态群落》、Gee等(1987)的《群落的组织》和Hastings(1988)的《群落生态学》文集。Tilman(1982,1988)则从植物资源竞争模型研究开始探讨群落结构理论,如《资源竞争与植物群落》和《植物对策与植物群落的结构和动态》,Cohen的《食物网和生态位空间》(1978)、《群落食物网:资料和理论》(1990)和Pimm的《食物网》(1982)等著作,使食物网理论有明显发展,特别是提出一些统计规律和预测模型(如级联模型cascade model)。Schoener(1986)则明确提出《群落生态学的机理性研究:一种新还原论?》。

(4)应用生态学

上世o70年代以来应用生态学迅速发展,涉及多个领域,与其他自然科学和社会科学有很多结合。生态学与环境问题研究相结合,是70年代后期应用生态学最重要的领域。主要著作如:Anderson(1981)的《环境科学用的生态学》,Park(1980)的《生态学与环境管理》、Polunin(1986)的《生态系统的理论与应用》、IUCN(1980)的《世界保护对策:生物资源保护与持续发展》等。

生态学与经济学相结合,产生了经济生态学。虽然这是还未成熟的学科,但国内外都给以相当重视。它研究各类生态系统、种群、群落、生物圈的过程与经济过程相互作用方式、调节机制及其经济价值的体现。

生态工程是根据生态系统中物种共生、物质循环再生等原理设计的分层多级利用的生产工艺。我国在农业生态工程应用上广为群众按受,创造了许多不同形式,已引起国际上重视,虽然其理论发展还落后于实践。Mitsch(1989)等的《生态工程》是世界上第一本生态工程专著。

人类生态学是应用生态学基本原理研究人类及其活动与自然和社会环境之间相互关系的科学。虽然70年代已有人类生态学专著出现,如 Sargent(1974)、Ehrlich(1973)和 Smith(1976),以后有Clapham(1981)的《人类生态系统》,但尚未见公认而比较系统的专著。马世骏(1983)提出的“社会-经济-自然复合生态系统的概念与人类生态系统很接近,而前苏联的《社会生态学》(马尔科夫,1989)大致与人类生态学相一致。人类生态学近年主要研究人体和人群的生理和心理生态健康、不同类型生产和生活活动的物质能量代谢过程的健康、区域自然和人文生态服务功能的健康,从涉及人类和动物公共卫生实践到自然资源保护、生态系统管理、城乡发展统筹规划等各个接点,应用生态系统原则应对人类健康与可持续发展的挑战。

此外,农业生态学、城市生态学、渔业生态学、放射生态学等都是生态学应用的重要领域。

(5)恢复生态学和保护生物学

恢复生态学是研究生态系统退化的过程与原因、退化生态系统恢复的过程与机理、生态恢复与重建的技术与方法的科学。近年在森林、草地、土壤、湿地、矿区、农业、城市等退化生态系统及极端退化生境恢复与重建的理论与技术等研究中取得了一定进展。

保护生物学主要研究如何保护生物物种及其生存环境,从而保护生物多样性。主要研究领域是生物多样性的生态系统功能、起源/维持/丧失、编目与分类、监测/保护/恢复/持续利用,目前进展较快的研究方向是生物多样性现状评估和保护生物地理学、生物多样性的生态系统功能、宏生态学、谱系生物地理学、全球变化对生物多样性的影响、DNA条形码技术和生物多样性调查/编目/监测等。

(6)产业生态学

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关键词:枯草芽孢杆菌X-4;定殖;消长动态;番茄青枯病;防病效果

中图分类号:Q939.96文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)12-2425-03

Effect of Inoculating Bacillus subtilis X-4 on Ralstonia solanacearum in Soil and Controlling Tomato Bacterial Wilt

XIAO Xiang-zheng1,LIU Ke-xing2,LIAO Zong-wen2,DU Jian-jun1

(1. College of Environmental Science and Engineering, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China;

2. New Fertilizer Resources Center, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

Abstract: The effect of inoculating Bacillus subtilis X-4 on Ralstonia solanacearum in soil and controlling tomato bacterial wilt were studied using green fluorescent protein (gfp) marking method. The results indicated that the colonization of X-4 in soil could be tracked successfully by gfp marking, and the colonization curve presented an asymmetric parabola, as the amount increased slowly in the prophase and reached the highest point in the 24th day. The peak values were 2.98×107 CFU/g and 5.03×107 CFU/g dry soils respectively when inoculating X-4 at the dosage of 5.0×105 and 1.0×106 CFU/g fresh soil. Meanwhile, the amount of R. solanacearum showed corresponding dynamics. The amount of R. solanacearum in the inoculated soil showed a decreasing trend at lower level with the increase of X-4 from 12th to 30th day; but it kept on high level and showed an increasing trend in the control soil; and tomato bacterial wilt appeared earlier and more serious. Inoculating X-4 had no adverse effect on the functional diversity of soil microb,and showed obvious effect on controlling tomato bacterial wilt. When the inoculating dosage was 1.0×106 CFU/g fresh soil, the disease-control effect in the 35th, 45th and 55th day was 100%, 83.3% and 57.2% respectively. In addition, inoculating X-4 could also promote tomato growth, and increase fruit numbers. The colonization dynamics data of Bacillus subtilis X-4 in soil could be obtained directly by the method of gfp marking, and the colonization amount and the dynamics of R. solanacearum in soil had important effect on controlling tomato bacterial wilt.

Key words: Bacillus subtilis X-4; colonization; population dynamic; tomato bacterial wilt; disease-control effect

微生物接种剂又称生物肥料,是一类含有活体微生物,当应用于作物或土壤时,能够在作物根际或体内定殖,并起到特定肥料效应的微生物制品[1]。目前,微生物肥料在培肥地力,提高化肥利用率,抑制农作物对硝态氮、重金属、农药的吸收,净化和修复土壤,降低农作物病害发生,促进农作物秸秆和城市垃圾的腐熟利用,保护环境,以及提高农作物产品品质和食品安全等方面表现出了不可替代的作用[2-4]。许多关于施用生物有机肥或生物菌剂防病的文献多集中于研究防病效果和对土壤微生物多样性调控指标等方面[5-7]。目前尚未有对防病菌株与病菌动态消长的研究,虽有一些通过对多样性指数变化和防效对有益菌和病菌消长的分析和推测,但未有关于有益菌和病菌消长动态的直接证据。为此,研究采用绿色荧光蛋白基因(gfp)对拮抗菌株X-4进行了标记,研究其接种后在土壤中的动态变化规律,同时研究了对应土壤中番茄青枯病病原菌数量变化,以期为菌株X-4防病效果提供直接的研究数据,为今后的机理研究和推广应用提供科学根据;同时通过研究枯草芽孢杆菌X-4在土壤中的定殖规律,揭示其与青枯病病原菌的动态变化及防病效果之间的关系,为指导该菌在施肥防病中的应用提供科学依据。

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1材料与方法

1.1试验材料

1.1.1枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)X-4华南农业大学新肥料资源研究中心分离并保存,对青枯病病原菌具有拮抗作用。试验所用菌株用含绿色荧光蛋白基因的载体pGFP4412标记,标记菌株携带gfp和耐受浓度为100 μg/mL氨苄青霉素的抗性基因。标记菌株接种液含菌量≥2.0×108CFU/mL。

1.1.2青枯病病原菌(Ralstonia solanacearum)自华南农业大学试验农场发病番茄植株分离,具有致病活性。接种液含菌量≥5.0×108CFU/mL。

1.1.3试验作物番茄品种为益丰4号,为青枯病易感品种,从广州市蔬菜研究所购入。

1.2方法

1.2.1试验设计试验为番茄盆栽,采用聚乙烯塑料盆,每盆装土5 kg,试验用土取自华南农业大学农场菜园土,系茄科作物连作土壤,为青枯病易发地,土壤基本养分状况见表1。试验共设3个处理:①CK.接种无菌水;②T1.接种X-4,5.0×105CFU/(g土);③T2.接种X-4,1.0×106CFU/(g土),每处理6次重复,随机排列。所有处理移苗时均接种青枯菌1.0×105CFU/(g土)。接种剂X-4和青枯菌根据发酵培养液含菌情况用无菌水稀释到所需量,均匀浇到移栽穴中,与土充分混匀。试验过程中各处理氮、磷、钾施入量相等,即N 120 mg/(kg土),P2O5 80 mg/(kg土),K2O 100 mg/(kg土),80%肥料作基肥施用,20%肥料待番茄移栽20 d后作追肥施用。番茄种子育苗前先用2%次氯酸钠消毒2 min,然后用无菌水反复冲洗,播种在小塑料盒中(盒中土壤由栽培基质和细肥土按1∶1比例混合而成),出苗20 d后移至栽种盆中,每盆两株。

1.2.2土壤中X-4及青枯菌数量测定

1)枯草芽孢杆菌X-4。采用含100 μg/mL氨苄青霉素的PDA培养基,并结合荧光显微镜观察计数。

2)青枯菌。采用TTC培养基[8]+0.1%放线菌酮+0.2%硫酸新霉素的方法测定。

1.2.3番茄青枯病防治效果测定番茄移栽后,每天观察植株发病情况。发病率及病情指数调查参照方中达《植病研究方法》的相关内容[9]。番茄青枯病按发病严重程度分为5级,0级为叶片无症状;1级为植株1/4以下的叶片表现萎蔫症状;2级为植株1/4~1/2叶片表现萎蔫症状;3级为植株1/2以上叶片表现萎蔫症状;4级为全株萎蔫死亡。病情指数=[∑(病级株数×代表数值)/(株数总和×发病最重级的代表数值)]×100。防病效果(%)=[(对照病情指数-处理病情指数)/对照病情指数]×100。

1.2.4番茄生物量指标的测定番茄株高采用卷尺测量从茎基部至最顶端的长度;植株鲜重采用直接称量法;干重采用烘干法,先105℃杀青0.5h,然后65℃烘干至恒重。

1.2.5土壤微生物功能多样性分析采用BIOLOG -ECO微平板研究接种微生物菌剂X-4对土壤微生物多样性的影响。分别取移栽0、6、12、18、24、30、36 d的番茄盆栽土壤进行分析,具体方法参照文献[10]。AWCD(Average well color development)计算方法如下:AWCD=[∑(C-R)]/31,其中C指各反应孔在590nm下测定的吸光值(OD590nm),R是对照孔的吸光值。

1.2.6数据分析数据采用SAS 9.0进行统计分析。

2结果与分析

2.1菌株X-4在土壤中的定殖动态

接种微生物菌剂后,分别于不同时间测定盆栽土壤中X-4的数量(图1)。从图1可以看出,不同接种水平时土壤中X-4基本呈现相似的变化规律,表现为先升后降,12 d时达到比较高的定殖水平,数量为1.69×107~1.90×107CFU/(g土),并且一直维持比较高的定殖水平至27 d左右,菌株X-4在土壤中的定殖高峰可维持10~15 d。

2.2接种X-4对土壤中青枯菌数量的影响

分别在接种X-4后0、6、12、18、24、30、36 d测定土壤中的青枯菌数量(图2)。从图2可以看到,青枯菌数量在接种后的几天时间里有短暂的增加,这与番茄苗移栽后引起根际分泌物增加和接种菌剂中含有一定的营养物质有关,但随后很快下降。对照土壤中青枯菌数量基本维持在一个比较稳定的水平,而X-4处理的土壤病菌数量则呈现下降趋势,到30 d时降到最低水平,T1、T2处理分别比对照降低81.1%和90.1%,至36 d后青枯菌数量略有回升,这与此时土壤中拮抗菌数量下降、抑制力减弱有关。从图2还可看出,接种量大的处理T2青枯菌数量下降趋势更明显,方差分析结果表明,自第12天起,接种X-4的处理其青枯菌数量与对照相比差异均达显著水平,接种拮抗菌能有效降低盆栽土壤中病原菌数量。

2.3接种X-4对番茄青枯病的防治效果

从番茄栽培开始至55 d后收获,连续调查其发病率和病情指数,分别统计了35、45、55 d的相关数据(表2),从表2中结果可以看到,35 d时接种清水的处理已经有青枯病发生,而接种拮抗菌X-4的处理其发生青枯病时间要晚于对照;从调查结果看,接种X-4的抑病效果呈降低趋势,到55 d时T1和T2的抑病效果分别为30.6%和57.2%;从病情指数看,与对照相比,接种X-4的处理45、55 d时均达到显著水平。从表2结果还可看到, 加大接种量有利于提高防病效果,T2在45 d和55 d的防效分别为83.3%和57.2%,明显高于T1,可以得出,接种量是影响防病效果的因素之一。结合图1结果,接种24 d枯草芽孢杆菌X-4定殖达到高峰,说明此阶段是抑病力最强点,随着时间的延长,抑病效果会随X-4数量减少而逐渐减弱,接种45 d的防病效果要好于55 d就证明了这一点。

2.4接种X-4对番茄生物量的影响

番茄栽培55 d后收获,分别调查其株高、鲜重、干重等生物量指标。结果发现,接种枯草芽孢杆菌X-4可以促进植株生长,表现为株高、单株鲜重、总鲜重增加,同时单株干重也有一定程度的增加,总干重增加较多,T1、T2分别增加16.00%和11.55%。此外,接种拮抗菌X-4还能促进结果,接种处理其单株结果数量均高于对照,每株分别多1.9和1.5个。试验结果表明,菌株X-4不仅具有对病菌的抑制作用,而且还具有较好的促生效果,其防效明显与抑菌及促生效果有关。

2.5接种X-4对土壤微生物功能多样性的影响

图3显示,接种微生物菌剂X-4后不同处理的土壤AWCD除在12 d比对照有明显的提升和24 d时T2亦高于对照外,其余时段CK与T1、T2差异不大,基本呈现相似的变化规律,即先下降、18 d左右时(T2)、24 d左右时(CK、T1)又开始回升,说明接种X-4对土壤微生物多样性无不利影响。至于试验中不同时间的AWCD表现出先降后升的变化规律,可能与当时试验的环境条件变化有关系,试验过程中经历了一个低温期,而低温影响土壤微生物的代谢活性,导致AWCD下降,研究表明,在一定范围内土壤湿度、温度等是影响土壤微生物活性和多样性的重要因素[11,12]。

3讨论

研究微生物在土壤及作物体内的定殖是揭示其发挥促生或抗病作用的基础,以前曾有过许多相关研究[13-15],这些文献重点研究了引入微生物在作物根际和体内的定殖效果和规律、影响定殖的因素以及对植物病害的防效等方面,而研究接种拮抗菌与致病菌在土壤中的动态变化关系方面鲜有报道。研究通过gfp标记方法跟踪了枯草芽孢杆菌X-4在土壤中的动态变化,并测定了病菌数量相应变化数据,显示了两者此消彼长的密切联系及对番茄青枯病的影响,研究结果表明,接种X-4与病菌数量、病情指数间确实有内在联系。

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3.1菌株X-4与病菌的消长关系对青枯病的影响

研究结果显示,在番茄生长期中枯草芽孢杆菌X-4的定殖曲线为一非对称抛物线,前期缓慢升高,24 d达到高峰后急剧下降,且降幅很大,6 d后跌至低点,中期以24 d为最高点,由于下降快,下降后维持在较高水平的时间估计为3 d,故中期菌量高峰维持时间为12~27 d左右,菌株X-4的这一动态变化与病菌呈现明显的此消彼长关系。由于受到高量X-4的压制,T1、T2处理土壤青枯菌数量在12~30 d时段内处于低水平且呈现下降的趋势,而CK由于没有X-4的压制作用,病菌数量处于高水平并且还有上升趋势。这期间高数量病菌开始侵染番茄植株,35 d开始表现发病症状,而T1、T2处理由于病菌数量低,尚无发病,直至45 d时才表现出较轻的发病症状。这表明X-4与病菌的强弱消长对番茄青枯病发生有密切关系,通过施肥调控拮抗菌X-4与病菌的消长对青枯病防治有重要影响。

3.2菌株X-4动态曲线与施肥防病技术策略

土壤中枯草芽孢杆菌X-4与青枯菌的动态变化显示二者存在密切的消长关系,并影响青枯病发生的迟早与轻重。拮抗菌X-4定殖高峰维持的时间长有利于防病。菌株X-4的动态变化曲线对于如何制定施肥防病的技术策略有重要参考价值。T1、T2处理X-4数量在达到高峰后迅速下降,对病菌的抑制随之减弱,因而30 d后病菌数量回升,番茄感染后于45 d时表现出症状。如果能够在番茄生长期将X-4数量维持在较高水平和较长时期,从而保持对病菌的有效抑制力,将有助于进一步推迟发病及减轻病情指数,甚至不发病。试验中T1、T2处理拮抗菌X-4与病菌消长变化关系对施用策略很有启发,研究显示,T1、T2处理中X-4的变化曲线大致一样,接种量高的处理T2峰值虽然高于T1,但同样急剧下降,在6 d内降至低点,与T1一样,这说明大幅增加菌剂用量,对延长其高峰期或减缓其衰减幅度作用甚少,宜分次施肥。试验表明,拮抗菌X-4缓慢上升期为12 d,经过12 d后才能上升到高峰值,因此需要在X-4菌量下降至低水平(临界水平)前12 d左右再次施用,可维持长时间的定殖高峰,如在20 d左右施第二次,则有可能在30 d时形成第二个抛物线增殖峰,而保持对病菌的有效压制,这样更有利于防病。谭兆赞等[16]研究也表明采用分两次接种处理的堆肥比一次接种防病效果好。

3.3菌株X-4防病效果的综合分析

菌株X-4的防病效果除了对青枯菌的压制作用外,还与其促生作用有关。试验表明,接种X-4对番茄有一定的促进生长效果,其株高、鲜重、干重等生物量指标均优于对照,X-4定殖的防病效果是抑制病菌与促生长两方面作用的总和。提高土壤微生物多样性有利于防治番茄青枯病[16],平均每孔颜色变化值(AWCD)是反映土壤中微生物功能多样性的一个重要指标[17],其大小与微生物功能多样性密切相关,AWCD高有利于维持土壤微生物多样性水平因而有利于防病。试验表明,X-4定殖对土壤微生物AWCD没有不利影响,而且在某一时段还略有提升。因此,从抑制病菌、促进番茄生长和土壤微生物多样性方面来分析,菌株X-4都有作用,其防病效果是这几个因素的综合反映。

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