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生物多样性的研究方法精选(五篇)

发布时间:2023-12-06 11:16:38

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇生物多样性的研究方法,期待它们能激发您的灵感。

生物多样性的研究方法

篇1

【关键词】生物多样性;细胞学标记;DNA分子标记

【Abstract】According to the Chinese Biodiversity Conservation Strategy and Action Planning (2010-2030), the continuous loss of genetic resources becomes one of three thorny issues threatening biodiversity conservation in China, which highlights the significance of genetic diversity monitoring plan in the future. After both Standard for the Assessment of Regional Biodiversity (HJ623-2011) and Regulation for the Collection of Genetic Resources (HJ628-2011) come into force, identification and collection of genetic resources becomes essential in biodiversity assessment projects. This review summarizes the front application of both cytological marker and DNA molecular marker techniques to distinguish plant varieties, and consequently the feasibility of large-scale application of DNA marker technique on future biodiversity monitoring and assessment projects is discussed.

【Key words】Biodiversity; Cytological marker; DNA molecular marker

0 Introduction

As one of three layers of biodiversity, which includes ecosystem, species and genetics, genetic diversity is the diversity of genetic factors that determine the traits of organisms and their combinations, so that becomes the basis of species and ecosystem diversity [1]. It is inevitable for a species of poor genetic diversity to move towards the extinction in natural selection process [2].

After a series of environmental policy has been worked out by centre government of China, such as Chinese Biodiversity Conservation Strategy and Action Planning (2010-2030), Standard for the Assessment of Regional Biodiversity (HJ623-2011) and Regulation for the Collection of Genetic Resources (HJ628-2011), it is essential for environmental engineers to include genetic diversity in biodiversity monitoring and assessment projects, and collection and identification of genetic resources in the nature definitely becomes the first step of this work. In present, identification of plant varieties mainly relies on the biological traits of plants[3], which are susceptible to environmental conditions and time-consuming when those biological traits are artificially cultivated and observed in experiment land [4]. However, the development of DNA marker technology provides a quicker and more accurate solution for environmental engineers to distinguish different sub-populations of a plant species in the nature, particularly when identification of economic traits is not essential in biodiversity assessment work. This review summarizes both cytological marker and DNA molecular marker for the differentiation of plant cultivars in recent years.

1 Cytological Marker

Due to its high stability and reproducibility, karyotype becomes one of the unique chromosome information to distinguish different species, populations of the same species and to identify the hybrids. Karyotype parameters, mainly including the absolute length and relative length of chromosome, arm ratio, centromere index, chromosome ploidy and asymmetry index, are frequently analyzed by botanists to study the variation in chromosome number and structure between species, the origin of species and the genetic evolution[4].

1.1 Traditional squash technique

Zhang etc [5] analyzed karyotype of three Fritillari thunbergii cultivars based on traditional squash technique. The karyotype formula of F. thunbergii (Xiaye, Kuanye, Duozi) varied among three varieties, indicating the feasibility of genetic identification of Fritillari thunbergii cultivars. The karyotype of all the varieties were classified into 3B type, and heterozygosity of homologous chromosome were found in both F. thunbergii(Xiaye) and F. thunbergii(Duozi).

The karyotype of three diploid oat species was studied by Liu etc [6] with application of traditional squash technique. Both karyotype formula and asymmetry index of Avena strigosa, Avena hispanica, Avena brevis were calculated for comparison, revealing more advanced evolution in karyotype for A.strigosa, followed by A.a brevis and A.hispanica. Three diploid oat species were effectively distinguished by a combination of both karyotype formula and asymmetry index.

The traditional slice-making method with micrograph technology was adopted by Dai etc[7] to study the cytology basis for cultivar identification of Secale cereale subsp.segetale. Three populations of Secale cereale subsp.segetale(89R4, 89R14, 89R60) and one variety Secale cereale L.(H36) were selected to conduct karyotype analysis. Karyorype formulae, asymmetry index and asymmetrical karyotype coefficient were provided and compared among these varieties in this research, which showed rich diversity in chromosome morphology.

Traditional squashing method was adopted by Liu etc[8] to analyze the karyotype of 7 R.hybrida cultivars and 5 R.rugosa cultivars. According to the results, all the R.hybrida cultivars were tetraloid (2n=4x=28), except that R.hybrida ‘Elmshorn’ was triploid (2n=3x=21), while all the 5 R.rugosa cultivars were diploid (2n=2x=14). A number of karyotype parameters, including karyotype formula, chromosome relative length, ratio of the longest chromosome to the shortest one in length, arm ratio, asymmetry index and centromere index, were interpreted as biomarkers for identification of varieties and correspondingly the genetic distance was analyzed, revealing that distinct differences in both karyotype and ploidy levels existed between R.hybrida and R.rugosa cultivars and R.rugosa cultivars appeared to be more advanced in karyotype evolution.

21 cultivars’ karyotype of ornamental Ginkgo was studied by Gao etc [9] with smear method. The karyotype of all cultivars was reported to be identical, and the relative length of chromosome varied from 4.31% to 15.34% for the female cultivars, as well as 4.37% to 17.12% for the male. For approximately 83.33% of all the varieties in this research, the arm ratio of chromosome was above 2:1, which belonged to asymmetric 3B type. Cluster analysis was conducted on the basis of karyotype calculation, showing that the mean arm ratio or length ratio of ornamental Ginkgo cultivars was significantly different from original Ginkgo Biloba, and consequently the originality, evolution and classification of these cultivars were discussed.

In total 6 varieties of Hippophae Rhamnoides L. were selected by Li etc[10] to analyze karyotype characteristics of chromosomes, including 4 strains from Russia and 2 strains from China. Karyotype formula, asymmetry index, centromere index and ratio of the longest chromosome to the shortest one in length were compared and contrasted between these varieties, providing the basis for the identification and evolutionary analysis of Hippophae Rhamnoides L. varieties. According to the asymmetry index, six of these cultivars were classified into middle centromere or sub-middle centromere, with karyotype types as 2A or 2B.

40 typical and stable varieties of Chinese large-flowered chrysanthemum were chosen to carry out cytological karyotype analysis for investigation of genetic differences[11]. 1-4 satellite chromosome(s) were reported in approximately 35% of the cultivars, with increasing possibility of satellite chromosome when chromosome number increased. The karyotypes of these varieties were summarized as 2A, 2B and 2C, and types 2A and 2C were more likely to appear in the cultivars with higher ploidy. The interrelationship of karyotype parameters including long-/short-arm ratio, asymmetry coefficient of karyotypes, karyotype asymmetry index and relative length of chromosomes were discussed in this research, indicating great values of karyotype parameters for cultivar identification, classification and genetic evolution analysis for chrysanthemums species. The relationship of karyotype parameters towards phenotypic characters was also examined, revealing that the variation of long-/short-arm ratio and asymmetry coefficient of karyotypes led to highest relevance to most phenotypic characters.

Wild Rosa species, which are broadly found in the Xinjiang Uygur autonomous region of China, possess many important unknown economic traits. Yu etc[12] collected karyological data from 13 samples of seven wild Rosa taxa (R. berberifolia, two botanical varieties of R. spinosissima, R. platyacantha, R. beggeriana, R. acicularis, and R. laxa), which were easily distinguished by karyotype parameters of chromosome ploidy, asymmetry index, centromere index, and distribution of relative lengths. The karyological data provided comprehensive cytogenetic resource to analyze the taxonomy, evolution and speciation in the genus Rosa as well as to identify suitable cultivars for breeding programs.

1.2 Fluorescence in situ hybridization (FISH) technique

Fluorescence binding technology with fluorescent dyes, which are capable of revealing AT or GC DNA sequences on chromosomes, can distinguish different types of heterochromatin on the chromosomes. For example, DAPI (4',6-diamino-2-pheny- lindole dihydrochloride) results in the appearance of AT rich region on chromosomes, whereas CMA (Chromomycin A3) can reveal the GC rich region [13]. Fluorescence in situ hybridization (FISH) technique provides the accurate mapping information of rDNA probes on the chromosome, which becomes the more effective markers to distinguish chromosomes of plants [14]. She etc [15] analyzed the mitotic metaphase chromosomes of Arachis hypogaea L. species by using a combination of DAPI+ banding technology and double fluorescence in situ hybridization (FISH) technique with both 5S and 45S rDNA probes. On the basis of the chromosome measurements, DAPI+ bands and rDNA FISH signals, the chromosomes of Arachis hypogaea L. were accurately paired and arranged, leading to a molecular cytogenetic karyotype in detail.

However, DAPI banding patterns varies between different plant species. Xu etc[16] compared DAPI fluorescent banding patterns among different plant species, indicating that fluorescent bands were obviously observed in maize and peanut species, followed by sesame and loofah whose DAPI bands were relatively weaker. However, no clear DAPI bands could be identified in soybean chromosomes.

2 DNA Molecular Marker

DNA molecular marker technologies for plant variety identification mainly include RFLP, RAPD,ISSR,AFLP,SNP and SSR. However, the ranking of these molecular marker techniques based on comprehensive effectiveness is AFLP>SSR>RAPD>RFLP, which has been internationally recognized in the 92th ASHS conference[17]. This review summarizes the recent development of both SSR and AFLP marker technology for variety differentiation.

2.1 SSR marker

EST-SSR molecular marker technique was conducted by Zhao etc [18] to identify 12 Chinese cabbage cultivars. Based on expressed sequence tags(ESTs)of Chinese cabbage in GenBank, 30 pairs of screened SSR primers were designed and synthesized, resulting in 21 pairs of EST-SSR primers which were effectively amplified, but only 10 pairs of EST-SSR primers were highly polymorphic. According to the identification results and the mapping difference, 10 pairs of primers with high polymorphism were designed as 2 sets of multiplex EST-SSR markers to distinguish these 12 Chinese cabbage varieties, with satisfactory polymorphic rate of 88.9% and 97.0% respectively, as well as high polymorphism information content of 0.910%.

Lai etc[19] selected 26 inbred lines and 54 test varieties for the examination of distinctness, uniformity and stability (DUS) of these varieties by adopting SSR markers. 49 pairs of SSR primers were screened from 952 pairs in total, based on the criteria of richness of polymorphism information content (PIC), the clearness of PCR bands and convenience of different allele identification. 49 pairs of SSR primers led to 57 loci with 311 alleles identified in total. The average number of alleles per locus was 5.5, ranging from 2 to 13, with a mean PIC of 0.53. Cluster analysis showed that all test varieties were clearly distinguished by 49 markers when the genetic similarity coefficient was set as 0.93.

In order to provide robust reference for the identification of barley varieties and avoid counterfeit and inferior varieties, Wang etc [20] selected 29 barley standard varieties and genetic diversity was analyzed by DUS testing. 28 pairs of highly polymorphic SSR primers were chosen, leading to 125 alleles measured in total. Each pair of polymorphic primers detected an average of 4.46 alleles, with polymorphism information content (PIC) varying from 0.81 to 0.25 and an average PIC of 0.62 among 28 pairs.

The specificity and stability of 123 representative rice varieties were analyzed by Tian ect[21] based on SSR fingerprinting profiles, and the value of SSR core markers chosen in this study was examined. 24 pairs of primers detected 138 alleles in total, with 12 loci detected in single cultivar and 21 loci successfully distinguishing japonica and indica rice varieties. On the basis of genetic similarity coefficient set as 0.96 for the classification, all tested varieties showed their unique specificity by cluster analysis, which indicated that 24 pairs of SSR core primers was able to effectively identify 123 varieties of rice.

2.2 AFLP marker

Six pairs of AFLP primers with rich polymorphism were screened by Li etc[22] to conduct fingerprinting analysis on two Chinese cabbage samples (label 587 and 586) as well as a standard sample. Euclidean distances coefficient of each sample was estimated, indicating that distinct difference was found between the sample 587 and standard sample, with the polymorphism band rate of 31.7%. Consequently variety 587 was identified as a different variety from the standard sample. In comparison, variety 586 showed consistent PCR bands with the standard sample, which was consequently identified as the same variety as the standard sample. This research demonstrated that AFLP was capable of providing reliable differentiation technology for plant cultivars.

In total 14 samples of eight varieties and six wild populations of Toxicodendron vernicifluum from Shaanxi were chosen by Wei etc [23] for the development of variety identification technique. Both morphological and AFLP molecular markers were examined with 26 morphological character indexes and 8 AFLP primers (EcoRⅠ+3/MseⅠ+3). Multivariate statistic analysis was conducted on morphological markers, resulting in 3 principle component index (PCI). The fist PCI included the ratio of petal and anther, length to width of the fifth lobular, the length and diameter of filament; the second PCI covered the length of compound leaf and petiole of compound leaf, the numbers of leaflet, the fifth lobular, and the top lobular; and the third PCI were the top lobular and the vertex angle of the fifth lobular, which respectively contributed to 30.383%, 19.321% and 13.777% of variance in morphology of 14 varieties. Further more, molecular markers of 8 AFLP primers (EcoRⅠ+3/MseⅠ+3) also completely distinguish 14 cultivars, in consistence with morphological markers.

Wen etc[24] tried to distinguish 26 jujube cultivars and 1 sour jujube by adopting fluorescent-labeled AFLP markers. 8 AFLP primer pairs were chosen, leading to 886 AFLP markers identified in total. Among these AFLP markers, 112 markers were identified as unique bands for specific varieties, whereas 60 markers were deletion bands for specific varieties, leading to effective identification of jujube cultivars.

Song etc[25] chosen 90 cultivars of Chinese cabbages from 7 different production areas, and developed fingerprinting technique based on AFLP markers for the identification. In total 20 pairs of AFLP primers were designed to examine the genetic polymorphism of these cultivars, and AFLP primers varied broadly in terms of differentiation capacity of Chinese cabbage varieties. The number of polymorphic bands that were detected by AFLP primers differed from 9 to 32. A combination of primers (E-ACA/M-CTG) resulted in 71 amplified bands, including 32 polymorphic bands, which effectively distinguished all of the 90 varieties. In comparison, the genetic polymorphism between individuals of the same variety was also examined by AFLP marker technique. Two hybrid cultivars (Beijingxin 2 and Jingxiawang) of Chinese cabbage were selected and 10 individuals were chosen from each cultivar. The AFLP bands showed consistence between individuals of the same variety, except that one of Beijingxin 2 differed from the others.

2.3 Capillary electrophoresis with fluorescence detection

Compared with polyacrylamide gel electrophoresis and silver staining technique, capillary electrophoresis with fluorescence detection method is more automated and programmed. The system software of capillary electrophoresis with fluorescence detection is able to calibrate the differences between capillary electrophoresis, and reduce the artificial and systematic errors, which consequently improves the stability and repeatability of variety identification tests [26]. Feng etc[3] screened 58 SSR primers to identify 14 Poplar varieties by application of capillary electrophoresis with fluorescence detection, which included 4 varieties of Populus deltoids, 5 varieties of Populus nigra (including 3 transgenic varieties) and 4 hybrid varieties. The results showed that the 4 varieties of P. deltoids, 5 varieties of P. nigra, and 4 hybrid varieties were effectively identified by 4 primers, 5 primers, and 4 primers respectively, with significant difference observed at the SSR loci between P. deltoides and P. nigra. Different SSR genotypes were also identified between the transgenic and non-transgenic varieties.

3 Conclusion and Implication for Biodiversity Monitoring and Assessment

In comparison to the DNA molecular marker, cytological marker techniques result in less polymorphism for the sub-populations’ differentiation of a plant species, but obviously reduce the cost of this work, once biodiversity monitoring and assessment projects are implemented at large scale. Consequently, cytological marker would be more suitable as the main solution for environmental engineers to conduct genetic resource collection work, based on which DNA molecular marker would become a complementary solution. Capillary electrophoresis with fluorescence detection method certainly leads to higher accuracy and stability for identification tests. Nevertheless, the relatively cheaper facilities required by polyacrylamide gel electrophoresis and silver staining technique would be more acceptable in practice, which has been adopted by recent National Standards including Protocol of Purity Identification for Soybean Variety using-SSR Molecular Markers (NY/T 1788-2009), as well as Genuineness and Purity Verification of Potato Seed Tuber - SSR Molecular Marker (GB/T 28660-2012).

Collection and storage of sampling location information as well as photos of plant morphological characters are usually necessary for the genetic resource collection work as indicated by Regulation for the Collection of Genetic Resources (HJ628-2011), and GIS technology provides a supportive tool for the collection and storage of both location information and field sampling photos [27] in this process.

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篇2

参与生物多样性管理:一个企业无法回避的新课题

生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础,很多国家已经将生物多样性提升到国家战略资源的高度,国际社会也将生物多样性退化与气候变化一起列为当今世界面临的重大环境问题。在这种大形势下,无论是从企业的社会责任,还是从企业自身生存与发展角度,生物多样性都已经成为现代企业一个无法回避的问题了。

事实上,国际社会很早就意识到了企业与生物多样性的密切关系,并在近年来纷纷采取行动,推动企业参与生物多样性的保护与可持续利用。1992年生效的《生物多样性公约》,在其第十条第五款中规定,所有缔约方都应该尽可能鼓励政府部门和私营部门之间的合作,以探索生物多样性资源可持续利用的方法。第十六条第四款规定,各缔约方应该采取法律、行政与政策措施促进私营部门参与到生物多样性相关的技术转让过程中。《联合国2020生物多样性目标》(《爱知目标》)中,将企业在生物多样性保护中的地位和作用提升到了前所未有的高度,其战略目标一(通过将生物多样性主流化到政府和社会中,解决生物多样性丧失的主要成因)中的四个具体目标都与企业参与直接相关,第四个目标则直接确定为“企业和全社会的参与”。国际标准化组织2010年的社会责任国际标准ISO 26000中,明确将生物多样性列入了环境责任议题之中,要求各种组织能够通过采取相关行动而对社会更为负责任,包括评估、保护和可持续利用生物多样性以及评估、保护和恢复生态系统的服务功能等,具体涉及到野生动物保护、外来入侵物种防控、栖息地恢复等当今生物多样性的热点问题。全球报告倡议组织2011年的《可持续发展报告指南(G3.1版)》中,也有多款涉及到生物多样性的内容,其中的“企业经营方式、产品和服务对生物多样性的影响”,即使在未来一段时间内也将是企业参与生物多样性管理的重点。

生物多样性正在不知不觉地影响所有的企业、行业和领域。一个现代企业,不管表面上是不是利用生物多样性资源作为生产原料,或者是否对生物多样性产生直接影响,都无法回避生物多样性问题。这是因为,首先,生物多样性已经成为国家的战略资源,所有企业都会受到战略资源的影响,同时也有保护它的责任与义务,保护生物多样性对所有企业来说都责无旁贷。第二,生物多样性是人类赖以生存的基础,包括物质与环境,如果人类失去了生存的条件,企业发展也就无从谈起了。第三,良好的生态系统是维护一个地区生产、生活环境的基本保障。如果生态系统失去了服务功能,直接依赖这些服务功能的企业将首先受到影响,其他企业也会失去发展的空间。第四,每个企业的日常经营管理都离不开生物多样性,比如公司使用的纸张、办公用的桌椅、饮用的水源、员工的食物和服饰都直接来自生物多样性或生物多样性的服务。还有一点,那就是涉外企业对生物多样性的影响,随着我国在海外投资的增加,生物多样性问题也越来越突出。如果涉外企业忽视对生物多样性的影响,小则影响到企业与当地的关系和生存及发展,大则影响到国家的形象。为了加强国际合作、维护中国负责任大国的形象、提升国家软实力,涉外企业必须将生物多样性保护提高到国际上认可的高度。

企业参与生物多样性的现状

由于生物多样性概念提出的时间并不长,其进入企业视角的时间更短,所以无论是从企业直接参与生物多样性实践来看,还是从国际组织、政府和社团协会等相关方促进和服务企业参与生物多样性来看,企业参与生物多样性总体上处于探索和尝试阶段。一些先锋企业对生物多样性的参与进行了富有成效的探索。一些国际组织、政府、社团、协会、专家学者等对企业参与生物多样性也进行了许多有益的尝试。这些探索和尝试包括为企业参与提出或制定所需的规划、指南、方法、工具、倡议、公益活动、环评、管理技术等。这些有益的探索尝试为进一步推动企业的参与积累了宝贵的经验。

在国内,国务院2010年的《中国生物多样性保护战略与行动计划(2011-2030年)》,在其“优先行动6-减少环境污染对生物多样性的影响”中,将“工矿企业对生物多样性影响的恢复”列为今后我国生物多样性保护的优先行动之一。在《社会责任指南》国家标准征求意见稿中,在涉及生物多样性问题方面,也是基本采纳了社会责任国际标准ISO 26000中关于组织对生物多样性保护和可持续利用方面的表述。中国社会科学院2011年出版的《中国企业社会责任报告编写指南CASS-CSR2.0》,纳入了生物多样性保护的相关指标,引导企业增强对生物多样性的保护与关注。2008年出版的《如何编制企业社会责任报告》将生物多样性作为一个企业社会责任报告重要的内容,探索将生物多样性纳入到企业环境绩效评价的指标体系,其中明确提出了一些重要的生物多样性指标,如栖息地恢复、物种保护、生物多样性影响等。另外,国内还有一些学者开始探索评估企业经营对生物多样性的影响和贡献。

近些年来,我国的一些企业也开展了参与生物多样性的实际行动。2004年9月,由中国生物多样性保护基金会植物园委员会、北京植物园联合发起,北京数家地产界知名企业参与的“保护植物资源公益活动”在北京植物园举行,开启了我国房地产企业参与生物多样性保护的新模式。2014年6月,《WTO经济导刊》联合多家企业、专业组织同步发起新的倡议议题,了包括生物多样性在内的多项“金蜜蜂2020社会责任倡议”。2013年11月,以“企业与生物多样性”为主题的生物多样性与绿色发展国际研讨会在京举办。还有其他一些企业已经或正在积极进行参与生物多样性保护的尝试。

同样,在国际上也有很多企业参与生物多样性保护的成功案例。例如,2007年,在德国波茨坦召开的G8+5环境部长会议上,提出了一项关于开展生物多样性损失经济学全球研究的提议。为了回应这项提议,德国和欧盟委员会发起了生物多样性与生态系统经济学(TEEB)行动倡议。倡议一提出,立即得到了联合国的支持和国际社会的广泛响应。目前,TEEB通过其出版的五个方面的报告(D0-D4)向国际社会进展与成果,其中《D3―企业风险、机遇和度量报告》就是专门针对企业参与生物多样性的报告。

2006年,国际采矿及金属委员会开发了《采矿与生物多样性保护操作指南》。2008年,世界自然保护联盟(IUCN)开发了“生物多样性:我的酒店在行动指南”。农业企业代表针对生物多样性方面的新挑战,向国际商会(ICC)特别工作组提出了他们的观点,并由该商会提交给联合国可持续发展委员会第16届年会(2008),发表了一系列企业参与生物多样性的论文。2008年,世界可持续发展工商理事会(WBCSD)与美国的世界资源研究所(WRI)联合了《企业生态系统服务评估》,试图从经济上将企业与生物多样性联系起来。

欧盟一直在积极推动企业参与生物多样性的活动。为了保护蜜蜂,欧盟委员会修订了可尼丁、噻虫嗪、氟虫腈和吡虫啉4种杀虫剂的使用条件。2014年4月,欧洲企业社会责任协会召开企业与生物多样性电话会议,讨论企业与生物多样性相关的问题和参会企业在生物多样性问题上的战略等。

一些国家在法律和政策方面鼓励企业参与到生物多样性的保护中。美国新近修订的雷斯法案(Lacey Act),为了保护生物多样性和推进减排,鼓励国内外木材加工企业严格履行环境保护与社会责任。澳大利亚已经将生物多样性管理列为矿业企业可持续发展最优计划的主题之一。

除了国际组织和国家层面的行动外,一些中外企业也已经开始了行动。斯道拉・恩索是世界上知名的生产纸和纸板的公司,目前持有或管理着遍及芬兰、瑞典、巴西、俄罗斯和中国超过百万公顷的森林。企业正在研究促进管理森林生物多样性的新方法,以推进生物多样性保护行动在这些国家得以顺利实施。富士施乐为保护生物多样性,对所有纸张供应商制定了新的采购规定,提高纸张供应商门槛。一些发达国家的医药企业对环境的责任中纳入了企业在获取最大化利益的同时必须保护生物多样性。杜邦公司2008-2011年支持开展“杜邦杯”环保摄影展,其中,2010年主题为“生物多样性与扶贫”。生物多样性相关的展览内容包括“中国行动”、“公众参与”、“走向和谐”。中国五矿在老挝Sepon矿山社会责任中,重视生物多样性的保护,从环评到项目运行,都将生物多样性(栖息地和野生动植物)保护放在重要的位置,不仅为企业赢得了赞誉,也为我国涉外企业参与生物多样性保护提供了宝贵的经验。其他诸如南京地铁规划为了保护绿化树种,决定“绕道”而行,河南新郑一家企业为了保护已经在工地上筑巢的燕子,决定暂缓工期。小磨高速公路在修建时,给古树“让路”等等。这些企业在参与生物多样性保护的行动中,有的是直接影响到企业的经济效益,有的则增加了额外的投资或给企业带来损失,但他们仍然选择了保护生物多样性。

企业参与生物多样性面临的问题

虽然正在有越来越多的企业参与到生物多样性的保护与可持续利用中,但不可否认的是,企业的生物多样性知识、保护与可持续利用意识、参与力度和参与方法都还有待进一步加强。全面推动企业参与生物多样性保护,还存在着诸多问题与制约因素,这些问题主要包括以下一些。

缺少生物多样性知识。缺少生物多样性知识是制约企业参与生物多样性保护的重要原因之一。生物多样性作为一个跨学科、而且仍然处在发展中的新兴领域,对大多人来说还都存在着理解和操作上的困难,甚至包括了部分从事生物生多样性相关工作的人员。在这种情况下,企业缺少生物多样性知识也成为企业参与生物多样性的首要制约因素。

企业的生物多样性保护意识还有待加强。根据对部分企业社会责任报告的调查分析,只有21%的报告以不同方式提出了生物多样性议题(名词)。其中仅有8%的报告将生物多样性列为了报告议题,甚至有部分企业认为他们和生物多样性没有关系。生物多样性保护意识不强,还突出体现在以下两个方面。对于一些以生物多样性资源为原料的企业来说,如生物制药、化妆品、生物原材料加工等企业,在其企业战略中很少考虑到生物多样性的保护与资源的可持续利用。对于一些直接影响生物多样性的企业,如采矿、水电、土地开发等企业,在工程设计、施工、投产使用过程中,也较少将生物多样性作为一个主要因素来考虑。

企业参与力度有待加强。目前,总体来说,生物多样性尚未进入企业的主流。虽然有部分企业已经参与到生物多样性的保护和可持续利用中,但与国外企业相比,还远远不够。据问卷调查的结果:72%的政府官员反映他们的部门会评估大型项目对生物多样性的影响,而只有20%的企业员工认为自己的单位会这样做。值得注意的是,有接近一半的企业员工不知道企业是否有这方面的评估。而只有5%的企业员工认为他们的公司这样做,而高达47%的企业员工反映他们公司从未宣传过这方面的信息。

缺少有效的参与方法。笔者在过去几年中,参加过一些企业与生多样性方面的会议或相关活动,在这些场合下,往往都会有很多企业直接表达他们已经知道了生物多样性的重要性,并同时表达了参与生物多样性保护的愿望,但苦于不知道用什么方法和途径去参与。造成这种情况的原因固然有很多,但缺少指导和引导应是重要的原因之一。据《WTO经济导刊》与环保部对外合作中心于2013年共同组织开展的公众生物多样性意识的全国调查显示,大部分企业都披露了生物多样性保护的相关信息。然而,对于众多不同的行业领域开展生物多样性保护实践、经验以及标准尚存在明显的不足。

政府缺少相关的引导和鼓励政策。从国家层面来说,目前尚缺少企业参与生物多样性保护与可持续利用活动的相关政策、标准、规范、方法以及鼓励和惩罚措施。虽然在市场经济条件下,企业的参与属于商业行为,政府无法对这些行为进行干预,但各级政府的生物多样性负责部门完全可以从政策和技术方面为企业参与生物多样性保护提供支持和鼓励措施。如加强生物多样性指标在环评中的权重、组织生物多样性相关的专业知识和技能培训、出台激励措施和机制、制定有利于企业参与的相关政策等。

企业参与生物多样性的路径

针对上述存在的问题,企业参与生物多样性保护与可持续利用或可参考以下途径、方法以及相关促进措施。

提高企业自身的生物多样性知识。为了应对新的形势和要求,企业应首先提升自身的生物多样性知识水平,这些知识包括生物多样性的概念、内涵、价值、保护与可持续利用理念、与企业的关系等。具体操作方法包括:企业可以聘请生物多样性专家为职工开展专题讲座、企业组织职工开展生物多样性知识竞赛、征文比赛、生物多样性摄影比赛、组织以生物多样性为主题的旅行或参观等。

参与社会的公益宣传。企业可以与专业机构合作,参与生物多样性的宣传。具体操作方法包括:支持生物多样性方面的公益广告(如电视、电台、广播、报纸、网络等)、在企业内部广泛张贴宣传海报等。

企业社会责任报告增加生物多样性内容。无论企业是否直接与生物多样性相关,都应该在企业社会责任报告中考虑生物多样性的内容,特别是对生物多样性依赖较大和影响较大的行业和企业,最好是生物多样性独立成章,包括企业与生物多样性的关系、影响、所开展的工作以及效果等。

建立生物多样性信息披露制度。企业,尤其是一些依赖生物多样性资源的企业或对生物多样性具有较大影响的企业,如一些生物资源加工企业、包括生物制药、木材与林产品加工、化妆品等企业,以及一些工矿和水电企业等,可以建立生物多样性监测指标与方法、评估指标等,建立起企业生物多样性信息披露制度。通过信息披露制度,公示、公开企业有关的生物多样性的信息,包括对生物资源的消费、保护行动、可持续利用措施、经营状况等信息和资料,向社会公开或公告,接受社会公众的监督。

建立生物多样性技术支撑机构。为了确保企业参与生物多样性能够沿正确的轨道前进,企业,尤其是那些与生物多样性密切相关的企业应该聘请生物多样性专家,组建生物多样性专家技术支撑机构,企业一旦遇到生物多样性相关的技术问题,可邀请该专家组对该问题进行讨论并提出合理解决的途径。

增加生物多样性相关的绩效考核指标。企业可以邀请生物多样性专家开发生物多样性相关的绩效考核指标,对企业内部各部门和主要相关责任人增加生物多样性考核指标,对其业绩进行考核。

做到生物多样性保护的“三同时”。我国《环境保护法》第26条规定:“建设项目中防治污染的设施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。防治污染的设施必须经原审批环境影响报告书的环保部门验收合格后,该建设项目方可投入生产或者使用”。这些要求,同样适用于企业生物多样性的保护与可持续利用。

设立生物多样性保护标识。如果一个企业在生物多样性保护或可持续利用方面做得比较好,可以为自己的产品贴上生物多样性保护标识,如“生物多样性友好产品”、“生物多样性保护先进企业”等。为了使标识具有法律效力,企业应请求行业协会或政府主管部门开发相关的标准和评估体系。

建立生物多样性保护示范园区。企业可以在施工现场、总部或者野外建立生物多样性保护示范区,尤其是一些采矿、水电、大型路桥等设施附近,建立生物多样性迁地保护区、生物多样性廊道,在确保生物多样性恢复的同时,作为企业生物多样性保护的教育、宣传基地。

参与生物多样性补偿。企业可以通过加入一些现有的生物多样性补偿基金,参与生物多样性补偿。比如上下游之间的生物多样性补偿、冲突补偿、生物多样性惠益分享、生物多样性资源有偿使用等。企业既可以自己建立补偿基金,也可以参与到现有基金中。目前已经有些企业开始了这方面的尝试。

篇3

关键词:发酵食品;微生物多样性;分子生物科学技术

食品若要发酵就必须要有一个特定的微生物环境,发酵过程中微生物的种类会对发酵食品的口感产生非常大的影响,而加强对发酵食品中微生物多样性的研究可以十分有效的为相关的研究提供更多的理论依据,在研究的过程中,最为基本的两个要素就是物种的丰度和物种的均匀程度。而微生物在生长的过程中也有其自身独到的特点。因为微生物自身的体积小,结构也并不是十分的复杂,所以我国在微生物多样性的研究方面还处于比较缓慢的状态,在很长一段时间里都采用非常陈旧的方法去研究微生物的多样性,而我国有关的技术在不断的发展,所以在微生物研究方面也有了一些新的迹象。

1 微生物的培养分离方法

在微生物多样性研究的过程中,培养技术起到了非常关键的作用,直到现在,这种技术都广泛的使用在研究当中,微生物培养主要是按照目标的要求给微生物选择比较适宜的培养基,然后再按照不同的微生物特性来对其进行更加全面和准确的鉴别,但是这种方法在使用的范围上还是有着一定的限制,一般情况下它比较适合使用在小范围的微生物多样性鉴别中。

微生物培养法在实际的应用中需要首先通过人工的方式对培养基进行适当的处理,虽然不同的微生物在生长环境和自身的特性上都存在着较为明显的差异,所以研究的结果会和实验室当中不受任何外界因素影响条件下得出的结果存在着一定的差异,此外,自然界当中,很多种微生物都是没有办法通过人工培养的方式得到的,所以在研究的过程中也会造成生物多样性的流失,这样就使得实验室中所得出的结论不是非常的准确,存在着一定的片面性。

2 化学方法

磷脂脂肪酸是生物细胞膜中一个非常重要的成分,而不同的微生物能够通过生活反应形成不同种类的磷脂脂肪酸,这样就可以对不同的微生物进行鉴别和检验,但是在这一过程中尤其需要注意的一点就是不同类型的磷脂脂肪酸或者是不同生物体上的磷脂脂肪酸有可能会出现完全相同的研究和实验结果,所以还需要采用其他的辅助方式对其进行进一步的检验。

3 生理方法的鉴定系统

BIOLOG微孔平板阀是国外的研究机构在1991年建立起来的一套专门研究土壤微生物多样性的一种方法,这种方法通常就是按照生物对单一碳源不同的反应而实现对不同种类的微生物进行区分的目的,该鉴定系统当中主要有95反应孔的微孔平板和鉴定的软件组成的,反应孔当中还设置了碳源底物和对应的指示剂,而当接种样品溶液的时候,其中的一些营养物质就会被吸收和利用,从而使得孔中的反应物呈现出不同的颜色和状态,因为不同的微生物对95糖的反应和接受程度具备一定的差异按照反应孔当中颜色的转变和吸光度的变化就形成了不同的形式,这样也就使得不同微生物逐渐被判断出来。经过该系统软件的处理和判断,和标准菌种的数据进行详细的对比之后,这种菌的种类也就被准确的判断了出来,这种方法实际上已经进入到了微生物食品微生物多样性的研究当中,但是这种方法在应用的过程中也存在着一定的局限,所以也无法很好的独立使用,其主要的不足有:由于真菌、放线菌的代谢反应不能分解氯化物.此方法只能检测微生物群落细菌中快速生长的那部分微生物信息主要为革兰氏阴性菌:另外由于培养环境的改变可能引起微生物对碳源底物实际利用能力的改变而造成一定的误差目前所具有的标准菌种的数据库还不完善。有些种类还不能被准确进行鉴定即使存在以上不足。但由于其不需经过培养分离繁琐的步骤.仍被用于微生物多样性的研究。

4 分子生物学方法

分子生物学技术在微生物多样性研究上的应用主要可以归纳总结为2个方面:一方面是在PCR技术应用前提下所衍生出的一些研究方法.这些方法可以把少部分的DNA进行大量的增加.通过对基因排列顺序的对比和分析来对微生物的多样性进行研究另一方面是在应用分子杂交技术的前提下使用分子标记的方法。

4.1 建立在PCR技术的方法

PCR是1985年由MULUS发明的一种聚合酶链式反应技术.主要特点是短时间内在实验室条件下人为控制并特异扩增目的基因或DN段,以便于对已知DN断进行分析。PCR技术的发明和不断完善.不仅为分子生物学的发展作出了巨大的贡献.而且在微生物生态学的发展和分析技术的建立提供了有利工具。

4.2 基于分子杂交技术的分子标记法

分子杂交技术是基于核酸分子碱基互补配对的原理.用特异性探针与待测样品的DNA或ETNA形成杂交分子的过程用于微生物多样性研究常用的探针主要有RNA基因探针、抗性探针和编码代谢酶基因探针等。特别是近年来发展起来的荧光原位杂交技术是研究环境中不可培养微生物群落多样性最为常用和有效的手段荧光原位杂交技术是根据已知微生物不同分类级别上种群特异的DNA序列,以荧光标记的特异寡聚核酸片段作为探针与环境基因组中DNA分子杂交,检测该特异微生物种群的存在与丰度。操作步骤是将微生物样品固定在载玻片上,用荧光染料标记的基因探针杂交,将未杂交的荧光探针洗去后用普通荧光显微镜进行观察和摄像采用这一技术可以同时对不同类群的细菌在细胞水平上进行原位的定性定量分析和空间位置标示。该方法的特点是可以进行样品的原位杂交,且特意性和灵敏度高,克服了PCR扩增的偏好性,对生态系统样品中的种群结构的测度准确性高发酵食品中微生物多样性研究方法在传统技术的基础上有了很大的发展.主要发展出了4种研究方法四种方法在不同的方面有不同的优缺点,只有根据不同的特点选择不同的研究方法,才能更好地保证研究的准确性,从而促进发酵食品中微生物多样性研究。

结束语

发酵食品越来越多的走入到人们的生活当中,发酵食品中的生物多样性是影响其口感的一个非常重要的因素,而在实际的研究工作中,有很多的研究方法,不同的研究方法尤其自身的优势和使用范围,所以一定要根据实际的需要选择适当的方式,只有这样,才能更加充分的保证发酵食品微生物多样性研究更加的成熟。

参考文献

篇4

摘要:生物多样性是人类赖以生存的物质基础,如何更好地保护生物多样性,实现人类社会与自然生态环境和谐发展已成为当今社会面临的重大议题。本文论述了我国生物多样性保护中存在的主要问题,提出环境善治是生物多样性破坏区域恢复和保护的有效模式,并进一步指出,生物多样性保护政策创制、生态系统与生物多样性经济学(TEEB)主流化、生物多样性保护的技术创新和以多元文化为基础的传统生态自然观是环境善治的有效途径。

关键词 :环境善治;生物多样性保护;TEEB;传统生态自然观

生物多样性是地球生态系统不断演化的结果,生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础,它不仅给人类提供了丰富的食物、药物资源,而且在保持土壤、调节气候、维持自然平衡等方面起着不可替代的作用,是人类社会可持续发展的生存支持系统。近年来,随着人类活动的不断增强,地表环境的破坏越来越严重,很多动物、植物赖以生存的环境遭到严重的破坏,导致大量物种灭绝,生物多样性的保护刻不容缓。我国生物多样性现状

生物多样性(Biological diversity/Biodiversity)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,包括数以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统,是生命系统的基本特征。生物多样性是一个总的概念,具体包括物种多样性、生态系统多样性和遗传多样性,有的学者也将景观多样性作为生物多样性的一部分。中国是生物多样性特别丰富的国家之一。据统计,中国的生物多样性居世界第八位,北半球第一位。同时,中国又是生物多样性受到威胁最严重的国家之一。中国的原始森林长期受到乱砍滥伐、毁林开荒等人为活动的影响,其面积以每年5000平方千米的速度减少;草原由于超载过牧、毁草开荒的影响,退化面积达870000平方千米。生态系统的大面积破坏和退化,不仅表现在总面积的减少,更为严重的是其结构和功能的降低或丧失使生存其中的许多物种已变成濒危种和受威胁种。高等植物中有4000~5000种受到威胁,占总种数的15%~20%。在《濒危野生动植物种国际贸易公约》列出的640个世界性濒危物种中,中国就占156种,约为总数的1/4,形势十分严峻。生物多样性中最为重要的是物种多样性,它使每个物种在系统中不至于灭绝,是生物多样性研究和保护的重点,每个生物都处于一条生物链的某一层次,每一种物种的绝迹,都预示着很多物种即将面临消亡。

我国传统的保护生物多样性的方法就是“堡垒式”保护,即在生态环境脆弱地带建立自然保护区,由政府划定保护范围,在保护区内完全禁止人类活动。后来对于保护区的划定有所发展,划定了核心区、缓冲区和实验区,这在一定程度上将保护区对人类开放,但是普通民众仍然没有参与到生物多样性的保护中来。直到20世纪90年代后期,可持续发展思想的注入,以及国际机构(如世界银行)等开始关注我国的生物多样性保护问题,在生物多样性保护与社区发展方面开始了诸多的尝试,并取得了一些成果。

之后,随着城市化进程的加快,城市规划在城市建设中显得尤为重要,生物多样性规划也被提上日程,作为城市规划的一部分,包括省、市、县3级保护规划。同时,景观生态学被引人生物多样性的范畴之内,从基质、斑块、廊道等景观生态学的观点出发,提出生物多样性保护还应考虑它所在的生态系统及有关生态过程,应着眼于区域、大陆尺度的生态网络,生态网络的建立将非常有利于物种多样性的保护,尤其是较为脆弱的物种。

我国生物多样性保护存在的主要问题

我国生物多样性保护存在的问题主要可以归为四个方面:管理体制方面、经济学方面、生物多样性保护技术路径方面和传统环保文化方面。

管理体制层面:一是我国生物多样性保护存在.“多龙治水”的问题,“多部门”管理,“多法律”规定,保护行政管理部门与资源经营部门重叠,这种多样的“双重”身份造成了行政主权的混乱与错位,增加了我国生物多样性保护的难度。二是与生物多样性保护相关的政策不完善。我国的法律体系采用的是稀缺价值论与生物资源的可再生论,忽略了生态因素的交互作用,存在由于对外部经济认识不足导致的价值实现方式的设计缺陷。因此,生物多样性保护的制度设计还有待于进一步完善和细化。三是生计与生态割裂也是造成生物多样性保护困难的一个主要原因,很多保护区的破坏主要是由于当地社区居民的偷猎、过度使用资源造成的,而当地居民的这种行为最原始的驱动力就是贫困,贫困往往是生物多样性遭受破坏的外部驱动力,导致“贫困生物多样性破坏一灾害频发”的恶性循环的加剧。而我国环保部门、扶贫部门及灾害管理部门“各司其职”,造成了资源的浪费,很多资源不能整合,使生计改善与生物多样性保护割裂。自然保护与生计冲突是生物多样性保护中较为突出的问题。传统的建立自然保护区的方法,很少考虑当地社区居民的利益和发展要求,社区居民利益的受损将居民和保护区推到了对立面上,导致矛盾激化,其结果往往是保护代价高,而保护的收效甚微。

经济学层面:主要缺乏对生态系统和生物多样性经济价值的科学评估、独立评估,缺乏系统的评估体系和评估指标,导致决策层、管理部门、企业、媒体和公众等利益相关群体对生物多样性的经济价值缺乏科学认识,进而不能科学分析自然资本、生物多样性的效益与经济部门之间的关系,导致生物多样保护的投资力度与当地经济发展不协调。

生物多样性保护技术层面:我国关于生物多样性保护的研究仍十分欠缺,研究体系单一,其研究的主体仍然是保护区管理部门的技术人员、与生物多样性相关的研究部门,缺乏社区、企业、NGO的合作与参与,国际合作的领域有限,导致理论研究较强,可操作、可示范的模式少。而一些环境NGO和国际机构通过长期的实践取得的富有成效的保护技术,因缺乏与政府的协调沟通而得不到生物多样性保护部门的采纳推广。

传统环保文化层面:我国是一个多元化、多民族的国家,绝大部分民族都具有丰富的环保文化。南方少数民族的自然崇拜、北方少数民族对自然的敬畏、穆斯林民族的传统生态自然观对保护自然生态和生物多样性均发挥了非常积极,甚至不可替代的作用。传统环保文化无疑对生物多样性保护具有举足轻重的作用。但随着主流化的进程和传统环保文化传承面临的挑战,生物多样性保护受到了日益严峻的威胁。

综上所述,生物多样性的保护面临四个层面的挑战,而要应对这些挑战,环境善治理念的采纳和普及应用是最佳选择之一。以环境“善治”理念为基础的生物多样性保护途径

环境善治(Good Environment Governance)的提出是建立在对市场和政府角色重新认识的新的治理理念基础上的。“善治”的本质是政府与公民间积极而有成效的互动与合作。环境善治包括环境制度创新、市场机制运用、科技进步、能力建设、政府与NGO、社区和企业的合作以及全球环境治理各个方面。

要解决我国生物多样性破坏区域的修复及保护面临的上述问题需采取如下措施。

生物多样性保护政策创制

政策支持是生物多样性保护的根本保证,联合国《生物多样性保护公约》之后,中国成为国际《生物多样性保护公约》签约国以来,制定通过了《中国生物多样性保护行动计划》、《中国生物多样性国情报告》、《全国生态环境建设规划》、《全国生态功能区规划》和《全国生态脆弱区保护规划纲要》等相关政策文件,并把《生物多样性与优化生态环境的可持续性研究》列为《国家重点基础研究发展规划》。但这些国家层面的政策在省及省级以下行政区域缺乏对政策的细化,许多政策的执行缺乏财政部门的财力支撑。例如,野生动物破坏庄稼的赔偿制度在绝大部分保护区得不到执行。这种缺乏跨部门合作的政策急需创制革新,需要打破管理部门之间的壁垒,统筹管理权限至权威部门,废除“九龙治水”,提高环保部及其直属系统的执法权威和财务运作能力。除了国家重大的法律支撑外,生物多样性保护还应出台具体制度:如自然资源产权制度,自然资源价格制度,生态环境税收制度,公众参与制度,生态补偿制度,跨部门合作制度,传承少数民族传统环保文化制度,政府官员的环境绩效考核制度,政府与社区、环境NGO和企业的合作机制,政府购买环境NGO服务机制,生态移民政策,“生态民”政策,以及符合当地社会经济条件的磋商机制等。这些重大制度的确立及执行需要跨部门合作、利益楣关群体参与,并要避免“精英决策”或领导决策模式,而要充分发挥公众参与的理性决策模式。否则,缺乏操作性的政策其执行力将大大减弱。如尽管生态补偿政策的讨论已经持续了20年左右,但到目前还不能得到有效而全面执行。这说明生物多样性保护机制的确立和有效执行面临的挑战和风险是巨大的,迫切需要政策创制来应对挑战、预防风险。

生态系统与生物多样性经济学(TEEB)主流化

TEEB是一项由八国集团联盟(G8)和五大发展中经济体发起的全球性研究,研究主要集中于“生物多样性的全球经济效益、失去生物多样性与未能采取任何措施的代价以及有效保护的成本”。TEEB对于决策者、企业都有莫大的影响。TEEB的首要任务是深刻认识生态系统的经济价值,其次,TEEB提出,要妥善衡量,以管理我们的自然资本。而妥善衡量的方法就是完备的指标体系,自然环境为人类社会提供的大部分服务都没有被GDP或其他传统经济指标捕获,现有观念没有将生态系统提供的服务看作是经济发展的一部分,生态系统服务未能得到足够的重视。因此,政府决策部门应实施国家评估,对生物多样性的自然资本进行估值,这种评估将会对分析自然资本、其效益与经济部门之间的关系至关重要,也会对决策者的决策产生很大的影响。最后,TEEB提出改善成本效益分配。这是基于环境损害的社会影响的代偿原则,即“使污染者付款”和“全成本恢复原则”。这种机制出于使负责人看到和感受到生物多样性和生态系统服务受损的经济成本,并可改变影响他们的行为动机,当然,这是基于设计稳健的制度和市场框架的基础上的。

TEEB能够使人们正确认识生物多样性的价值,从而促使人们做出正确的决策,在长期可持续发展的原则下,更好地利用生态系统的服务价值。因此,只有当顶层设计部门和决策部门深刻认识到TEEB的重要性,并将其纳入规划、决策和考核的范畴,才能够从制度层面推动生物多样性的保护。

生物多样性保护的技术创新

政策创制和TEEB是从机制层面应对生物多样性保护面临的诸多问题,但保护需要技术创新的支撑。在技术创新方面,社区共管、替代性生计、耦合模式、PPP (Private Public Partnership:公私伙伴关系)是值得借鉴的一些技术或模式。

推行社区共管。随着人口的增长及人口对资源需要的不断增长,社区在发展经济的同时,存在着对当地资源的过度利用和生态环境破坏,如何能在不破坏或少破坏资源和环境的前提下,帮助当地社区发展社会经济,使生物多样性与社会经济协调发展已成为困扰各界的一道难题。自20世纪90年代以后,一些国家和组织开始从不同角度将这种保护与发展相协调的思想付诸于实践。我国生物多样性与社区可持续发展存在的矛盾较多,但最根本的问题是生物多样性保护的长期利益与当地农民的生存和发展的短期利益之间的冲突,同时,生物多样性的保护还受到生物多样性丰富地区的所有权、国家生物多样性管理水平、自然资源开发政策及其他相关政策、法律和社会因素等诸多方面的影响。因此,基于照顾双方利益的社区发展的生物多样性保护(Communitybased conservation,CBC)策略应运而生。CBC注重社区居民的主动参与,让社区居民参与到生物多样性保护中来,主张“自下而上”的保护模式,打破传统的“堡垒式”、“强制式”保护模式;同时,该模式注重在社区发展的基础上进行保护,通过直接的经济补助,或者提供技术支持和政策优惠,引导社区居民主动参与濒危物种保护工作,逐渐改变原来以消耗资源为代价来换取经济增长的生产方式。之后,YUEP模式对CBC模式进行了深化,主张先利用小额贷款改善村民的生产基础,改善其生计,其次建立社区保护与发展基金,通过村民自助推举实现资源共管、生物多样性保护与生物多样性监测,同时通过对小额贷款利润的运作使项目具有可持续性。

发展替代性生计。替代性生计是指改变生态环境脆弱区民众的生产方式,使其原来粗狂的、以掠夺资源为主的生产方式发生转变。很多生物多样性的破坏,是由于当地民众的贫困所致,贫困驱使他们砍伐树木,开垦林地或草地。因此,保护生物多样性必须首先改善当地人的生计,转变当地人的生产方式。兰州大学与Oxfam及白水江自然保护区曾经成功实施过一个替代性生计项目,即通过“小额信贷”的模式,为林缘区农户创造更多的可供选择性就业机会或创收机遇,极大地减缓了社区与保护区管理局之间的冲突,农户通过小额信贷解决了增收和生计问题,保护区的偷盗砍伐得到遏止,生物多样性得到有效保护。位于内蒙古高原东部的浑善达克沙地在1959年到1999年间,阳坡植被覆盖率下降了20%~30%,阴坡下降了30%~40%,这是由于当地人口的增多,导致牧民的数量急剧上升,牲畜的数量也急剧上升,过度放牧导致了浑善达克沙地的荒漠化。因此,学者们提出了“以地养地”的模式,即在当地建立人工高产饲料基地,将传统的放牧改为圈养,而腾出大量的退化土地进行恢复,并进一步发展成保护区。同时,调整畜牧结构,减少山羊的数量,增加牛的数量,并引进液体奶生产线、生态旅游等适合当地发展的企业,这些措施,使民众由原来单纯的放牧发展为多元化的生产方式。这些案例说明,替代性生计满足了生态脆弱区居民的发展需求,使他们由生态的破坏者变成生态的保护者。

生计改善一生态恢复一灾害管理耦合模式。兰州大学丁文广教授经过10多年的农村社区综合发展项目的实施,在我国首次提出了“生计改善一生态恢复一灾害管理耦合模式”。该模式首次在甘肃省平凉市崆峒区康庄乡的清水岭村实施。清水岭村是一个典型的贫困村,缺乏能源,农民因能源需求破坏了大面积森林和草地,造成水土流失严重,形成了“贫困一生态退化一灾害(旱灾)频发”的恶性循环。为了应对这一问题,丁文广带领项目团队,应用“农村参与式评估”方法,到项目村进行需求评估和项目设计,组建包括村委会成员在内的项目实施小组,通过村民大会公开选举项目分批受益户名单,制定项目管理制度。在完成需求评估之后,依据项目管理制度,组织项目实施。具体思路是,将贫困村中的贫困户按照特困户、贫困户和较好户分组,先对特困户无偿提供良种繁育母牛,生产的(母)牛犊依次滚动到贫困户和较好户。这种滚动发展模式,既保证了让最贫困的人群先受益,又照顾了条件相对好的农户,最后达到整村受益的目标。作为获得项目资助的必要条件之一,项目受益户必须每户种植至少2亩苜蓿和2亩薪炭林。项目资助方对完成项目指标的农户奖励清洁能源设施(太阳灶、沼气池、节能炉等),进一步阻止了农户对生态的破坏。为了规避旱灾风险,项目设计了压缩夏粮、扩大秋粮面积,以充分利用雨水的时空分布规律,同时,牛粪、沼液的使用减少了化肥使用量,改善了土壤结构,增强了作物的抗旱性。该模式推动了清水岭村实现了人与自然和谐发展的目标,并在甘肃省多个贫困社区推广示范。从该模式中提炼的主要理论为:“人类与自然耦合系统”中灾害风险、生态环境退化与经济贫困三者之间具有负向耦合关系,其中,经济贫困是“灾害频发一生态退化一贫困加剧”恶性循环的外部驱动力,环境退化和灾害频发只是经济贫困的外在表现和结果。要打破生态退化、灾害频发及贫困加剧的恶性循环,需要决策部门在生态治理、灾害风险管理及扶贫领域推行“灾害风险管理一生态恢复一生计改善耦合模式”,打破部门壁垒,设计跨领域横向合作项目,推动可持续发展。

PPP(Private Public Partnership:公私伙伴关系)模式。PPP模式是生物多样性保护的一个有效机制,特别是在人口众多、贫困人口比例高、人与自然生态环境交错分布的区域,应对生物多样性的保护就不能缺少PPP模式。所以,我国政府、企业与环境NGO之间在生物多样性保护方面迫切需要建立良好的互动合作模式。环境NGO在反映公众利益诉求、推动公众主动参与和组织协调方面有其独特的优势,它是政府行为的重要补充者和合作者;企业在获取经济利益的同时,要回馈自然和社会,体现企业的社会责任,承担生物多样性保护的义务:而政府在资金、政策、协调等方面具有很强的优势,是资源的主要控制者和分配者,政府的参与对PPP模式发挥的作用至关重要;众多的社区是与自然环境直接接触的群体,他们既是环境资源的索取者,又是生物多样性保护的主体,没有社区的参与和合作,就无法实现保护目标;国际环保机构有许多成功的保护案例和实践,与它们开展合作,会起到事半功倍的作用。可见,PPP模式能够整合生物多样性利益相关群体的优势和资源,无疑是生物多样性保护的理想途径。

这里只列举了4种技术,但生物多样性保护的技术创新会随着政府和公众对自然的认知程度不断深化而丰富。

以多元文化为基础的传统生态自然观

文化价值观是人类文化的核心,包括原住民对生物的认知、利用和保护的价值观、伦理观、人与自然和谐观等。我国是一个多民族的国家,民族文化呈现多样性。归类起来,可以分为两种生态自然观:一是原始崇拜,人们往往将一些与自己生活关系密切的动植物作为崇拜的对象并加以保护,这些原始崇拜在历史上都起到了保护动植物物种及其生境的作用。二是以各大宗教为基础的宗教生态自然观。佛教的生态自然观以尊重一切生物为佛家的根本观念。道教中的生态自然观最大的特点便是表现在对生命的关怀上,强调要以仁爱之心来善待生命,所有的生物都处在一个相互平等的过程。伊斯兰教中的生态自然观认为要正确处理好自然资源的开发与利用之间的关系,不能过分索取,否则会遭到大自然的惩罚。无论是宗教生态自然观还是原始崇拜,都强调保护生态系统,主张人与自然和谐发展。但是随着现代商业理念和商业活动的侵入及全球化和主流化的负面影响,我国各民族的传统生态自然观逐渐衰弱,甚至消失。因此将民族传统文化纳入生物多样性保护的范畴,是生物多样性保护和民族传统文化保护的共同需求。中国少数民族生存的地区面临着类似的环境问题、相同的社区结构及文化基础,应用传统的少数民族生态自然观推动环保无疑具有强大的生命力,对于推动人口只占中国人口8. 5%、但国土面积占比高达46%的少数民族区域的环保意义重大。当环保上升到信仰的高度的时候,环保将无需外部力量的推动。正如新制度经济学代表人物、诺贝尔经济学奖得主道格拉斯·诺斯所说的那样,行为是由制度决定,而制度又由正式约束与非正式约束共同构成,其中,正式约束是国家的宪法法律等,而非正式约束是指一个国家的宗教、文化、传统、习俗等方面。尽管正式约束非常重要,但决定制度特征的更主要是非正式约束。可见,在全球化的时代,传统文化及宗教文化在解决生态危机方面仍然具有不可替代的强大生命力。

主要

参考文献

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[2]马克平,钱迎倩.生物多样性保护及其研究进展[J].应用与环境生物学报,1998,4(1):95-99.

[3]马克平,钱迎倩,王晨.生物多样性研究的现状与发展趋势[J].科技导报,1995 (1):27-30.

篇5

(一)教材内容分析

《生物多样性及其保护》是第二册第九章《人与生物圈》的第二节内容,是环境教育极其重要的教学内容。本节内容主要包括生物多样性的基本内容、生物多样性的价值及我国生物多样性的概况和保护知识,其涉及范围广,知识跨度较大。

(二)学习者特征分析

本节课授课对象是高中二年级学生,高二学生已经全部完成了前面对生物基本理论知识的学习,以生物六大基本特征为主线的知识已经掌握得很熟练,而且已经学习过生态学的基本概念和原理及环境保护的基础知识。要从丰富的内容中概括出遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和直接使用价值、间接使用价值等,学生不仅需要扩散思维、概括、综合能力,而且需要信息获取、处理和表达能力。

二、教学目标设计

(一)知识与技能

1.能准确说出生物多样性的概念;解释生物多样性的价值及分析我国生物多样性的概况;阐明生物多样性的保护。

2.培养学生自主学习、自主探索及总结归纳能力。

(二)过程与方法

通过课件演示、学生交流、师生交流等形式,加深学生对生物多样性的认识,提高对生物多样性知识的应用能力及综合分析能力。

(三)情感与价值观

1.让学生在自主解决问题的过程中培养成就感,为今后自主学习打下良好基础。

2.通过课件演示,培养学生研究探索精神,从而调动学生积极性,激发学生对生物课的兴趣。

3.提高学生热爱自然、热爱生物、热爱生活的理念,增强自觉保护生物多样性的观念。

三、教学内容设计

(一)教学重点

1.生物多样性的基本内容及保护生物多样性的具体要求。

2.生物多样性的使用价值。

(二)教学难点

1.生物多样性的保护。

2.我国生物多样性概况。

四、教学策略分析

(一)教学方法

1.任务驱动法(观察分析、对比)

让学生在具体任务驱动下学习,在完成任务的过程中掌握应掌握的知识点。本节课教学中,让学生观察有关录像资料和图片并通过交流、讨论识别五灵脂、蝉蜕等动物药物标本,当归、凤尾草等植物药物标本。

2.讨论交流学习法(讨论、讲述)

通过对动物标本和植物标本的对比,在此基础上多播放、些动植物种类,了解生物多样性,并通过同学之间的讨论解释生物多样性的价值及分析我国生物多样性的概况,在此过程中,同学、老师之间加强交流。

(二)教学手段

多媒体网络教室、相关教学课件。

五、教学过程设计

(一)导入

教师活动:展示幻灯片,黄土高原破坏之前和现在的对比。引出:保护生物资源,生物圈是人类共同的家园。

学生活动:观看图片,思考。

设计意图:展示图片,设计问题,使其产生急需探求的心理,学生学习动机由潜伏期迅速自然进入活跃状态。

(二)生物多样性基本内容

教师活动:1.什么是生物多样性?2.我们应从几个层次对它进行保护?引出:生物多样性及其保护。

学生活动:1.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。2.保护生物多样性就是在基因、物种和生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施。

设计意图:培养学生概括能力。

(三)生物多样性的价值

教师活动:野生生物资源具有很大使用价值,只有全面认识野生生物资源的价值所在,才能增强并树立保护野生生物资源的意识,规范人们的行为方式。引出:1.对于人类来说生物多样性有哪些价值?2.阅读课文,了解什么是直接使用价值,包括哪些方面?

学生活动:1.对人类来说,生物多样性具有直接使用价值、间接使用价值和潜在使用价值。2.直接使用价值指人们能够直接利用的,包括药用价值、科学研究价值、重要的工业原料、美学价值及文学创作素材。

设计意图:培养归纳总结和表达能力。

(四)我国生物多样性概况

教师活动:以上是生物多样性的使用价值,我国地域差异显著,自然条件复杂多样,从而孕育了既丰富多彩又独具特色的生物物种和生态系统,近年来,我国生态环境面临严峻形势,为了保护好我们的生存环境,应了解我国生物多样性的概况。引出:1.谁能说说我国生物多样性有怎样特点?2.为什么说我国是世界上物种最丰富的国家之一?

学生活动:1.第一,物种丰富;第二,特有的和古老的物种多;第三,经济物种丰富;第四,生态系统多样。2.据统计,我国苔藓植物、蕨类植物和种子植物共3万多种,居世界第三位。我国还是世界上裸子植物物种最多的国家,是世界上鸟类种类最多的国家之一。

设计意图:培养学生探究能力。

(五)生物多样性的保护

教师活动:我国生物多样性存在两方面问题,其中,生存环境的改变和破坏是多数野生生物灭绝或濒危的主要原因。引出:我们应该怎么做?

学生活动:保护野生生物。生物多样性的保护包括就地保护、迁地保护及加强教育和法制管理。

设计意图:强化法律法规。

(六)小结

教师活动:1.结合板书,带领学生一起回顾本节课知识框架。2.挑选典型习题,学生相互解答,教师点拨。

学生活动:整理知识体系,做习题。

设计意图:归纳总结,拓展思维,便于记忆。

六、教学反思

本节课的教学设计主要有三个特点:

(一)教学流程设计符合认知规律

采用先导入再引导的顺序,使学生尽快进入学习状态。

(二)鼓励学生自主学习

学生自主学习,整理知识体系,归纳总结,便于记忆。