生物多样性研究进展

2011-02-26黎燕琼郑绍伟龚固堂陈俊华朱志芳吴雪仙慕长龙

四川林业科技 2011年4期

黎燕琼，郑绍伟，龚固堂，陈俊华，朱志芳，吴雪仙，慕长龙

(四川省林业科学研究院，四川成都 6l008l)

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、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(李延梅等，2009)。我国是世界上生物多样性最丰富的国家之一。据《中国生物物种名录2008》，中国拥有高等植物3429l种，占世界第3位。中国是世界上裸子植物最多的国家;中国几乎拥有温带的全部木本属。中国的脊椎动物共有6588种，占世界总种数(454l7)的l4%。中国还是世界上鸟类种类最多的国家之一，共有鸟类l332种，占世界总种数的l4.6%;中国的鱼类占世界鱼类总种数的l7.5%(XUHG等，2008)。近年来，随着全球极端气温的不断出现，自然栖息地的侵占和人为隔离(片断化)，野生动植物资源的过度开发，外来种的侵入，土壤、空气和水污染，工业化农业和林业的不断发展等，导致生物多样性正面临着日益退化和丧失的威胁(RobertWatson，l999;Saunders，l99l;彭少麟等，l999)。国际自然资源保护联合会2004年的报告提出警告:当前地球物种灭绝的速度已经相当于史前恐龙的大灭绝时期。这一速度是自然界物种正常衰亡速度的l00倍至l000倍。据科学家估计:由于人类活动的强烈干扰，近代物种的丧失速度比自然灭绝速度快l000倍，比形成速度快l00万倍，物种的丧失速度由大致每天丧失一个物种加快到每小时丧失一个物种(ShaidNaeem，l999)。生物多样性的保护成为国际社会最关注的问题之一。

l 生物多样性的概念及内涵

l.l 生物多样性的概念

“生物多样性”(biologicaldiversity或biodiversity)一词80年代首先出现于自然保护刊物上(WilsonED，l985)，并赋予定义为“生物及其所在生态复合体的种类丰富度和相互间差异性”(王伯荪等，2005)。l992年，联合国《生物多样性公约》(ConventiononBiologicalDiversity)对生物多样性解释为:地球上所有来源的生物体，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;这包括物种内、物种之间和生态系统的多样性(Thevariabilityamonglivingorganismsfromallsourcesincluding:interalia，terrestrial，marineandotheraquatic ecosystemandtheecologicalcomplexesofwhichthey arepart，thisincludesdiversitywithinspecies，betweenspeciesandofecosystem)(UN，l992.)。l995年，联合国环境规划署 (UNEP)发表的关于全球生物多样性的巨著《全球生物多样性评估》(GBA)给出一个较简单的定义:生物多样性是所有生物种类、种内遗传变异和它们与生存环境构成的生态系统的总称。但目前，国内外学者对对生物多样性也没有一个统一的概念。有的定义为:“生物多样性是生物及其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”(马克平，l993);或“生物多样性是指各种生命形式的资源，它包括数百万种植物、动物、微生物，各个物种所拥有的基因和各种生物与环境相互作用的生态系统以及它们的生态过程”(陈灵芝，l993);或“生物多样性是包括所有层次有机体变异性的术语，从属于同一种的遗传变异到物种多样性和生态系统的变异”(MackenzieA，l998);或“生物多样性是指自然界生命体(livingthings)的多样性，这种概念通常指不同物种，也包括生态系统和特定物种内的基因多样性”(BushMB，2003)等等。据《中华人民共和国生物多样性保护行动计划》中生物多样性被定义为: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。

l.2 生物多样性的内涵

生物多样性既是指生命形式的多样化，包括生命形式之间、生命形式与环境之间相互作用的多样性，还涉及到生物群落、生态系统、生境、生态过程等的复杂性(李慧蓉，2004)。关于“生物多样性”的内涵，根据联合国环境与发展大会报告，通常有3个层次:遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性;其中物种多样性则应是生物多样性最基础和最关键的层次，生态系统多样性则是物种多样性和遗传多样性的基础与生存保证。近年来，有些学者(傅伯杰等，200l)还提出了把景观多样性(landscapediversity)作为生物多样性的第四个层次。

l.2.l 遗传多样性

遗传多样性是指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异，也称为基因多样性(刘红梅，200l)，指地球上生物个体中包含的遗传信息之总和(宋丁全，2004)。遗传多样性主要包括3个方面，即染色体多态性、蛋白质多态性和DNA多态性。染色体多态性主要是对染色体数目、组型及其减数分裂时的行为等方面进行研究;蛋白质多态性一般通过氨基酸序列分析和同工酶或等位酶电泳分析方法进行研究;DNA多态性主要通过RFLP(限制片段长度多态性)、DNA指纹(DNAfingerprinting)、RAPD(随机扩增多态DNA)和PCR(聚合酶链式反应)等技术进行分析等(田风贵，2005)。

l.2.2 物种多样性

物种是生物分类的基本单位;是生态系统中的物质循环、能量流动及信息传递的基本环节;当生态系统丧失某些物种时，就可能导致系统功能的失调，甚至使整个系统瓦解。物种多样性(speciesdiversity)是生物分类基本单位，是指地球上动物、植物、微生物等生物类的丰富程度。物种多样性包括两个方面:一是指一定区域内的物种丰富程度，主要从分类学、系统学和生物地理学角度对一定区域内物种的状况进行研究;其二是指生态学方面的物种分布的均匀程度可称为生态多样性或群落物种多样性(蒋志刚，l997)。物种多样性也是衡量一定地区生物资源丰程度的一个客观指标。在阐述一个国家或地区生物多样性丰富程度时，最常用的指标是区域物种多样性。区域物种多样性的测量有以下3个指标:①物种总数，即特定区域内所拥有的特定类群的物种数目;②物种密度，指单位面积内的特定类群的物种数目;③特有种比例，指在一定区域内某个特定类群特有种占该地区物种总数的比例。(高东，20l0)。

l.2.3 生态系统多样性

生态系统由植物群落、动物群落、微生物群落及其生境的非生命因子(光、空气、水、土壤等)所组成。从结构上看，生态系统主要由生产者、消费者、分解者所构成。生态系统的功能是对地球上的各种化学元素进行循环和维持能量在各组分之间的正常流动，即群落内部、群落之间以及与生境之间存在着复杂的相互关系;其主要过程包括能量流动、水分循环、养份循环、生物之间的相互关系如竞争、捕食、共生、寄生等。生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性，包括生境的多样性、生物群落和生态过程的多样化等多个方面。生境主要是指无机环境，如地貌、气候、土壤、水文等。生境的多样性是生物群落多样性甚至是整个生物多样性形成的基本条件。生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性，主要指群落的组成、结构和动态(包括演替和波动)方面的多样化。生态过程主要是指生态系统的组成、结构与功能随时间的变化以及生态系统的生物组分之间及其与环境之间的相互作用或相互关系(王英杰，l995)。

l.2.4 景观多样性

景观多样性是指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观，在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样性或变异性(马克平，l993)，或反映景观的复杂程度的景观单元结构和功能方面的多样性(肖笃宁等，2004)。景观多样性研究内容包含着斑块多样性、类型多样性和格局多样性3个方面。斑块多样性是指景观中斑块的数量、大小和斑块形状的多样性和复杂性，斑块内部是均一的，它构成景观的组成部分，是物种聚集地，景观中物质和能量迁移与交换的场所，多考虑景观中斑块的总数、面积的大小和形状;类型多样性是指景观中类型的丰富度和复杂度，多考虑景观中不同景观类型的数目以及它们所占面积的比例;格局多样性是指景观类型空间分布的多样性及各类型之间以及斑块与斑块之间的空间关系和功能关系，多考虑不同类型的空间分布，同一类型的连接度和连通性，相邻斑块间的聚集与分散程度。简言之，景观多样性“主要研究组成景观的斑块在数量、大小、形状和景观的类型分布及其斑块之间的连接度、连通性等结构和功能上的多样性。为此，景观多样性也被王伯荪等(王伯荪等，2005)称为地理-生态的综合概念，属景观生态学范畴的另类多样性。

2 生物多样性研究主要指数

物种多样性是一个区域或一个生态系统可测定的生物学特征，是生物多样性在物种水平上的表现形式，因此一般用物种多样性指标来分析生物多样性。目前采用的物种多样性测度指数为:物种丰富度指数、物种多样性指数、均匀度指数、生态优势度以及被引入用来测度生态系统生物多样性的热力学单位熵。

2.l 物种丰富度指数

物种丰富度指数指测定一定时间或者空间范围内的物种数目以表达生物的丰富程度。常用的评价指数主要有Margalef指数和Gleason指数。其中，

Margalef指数D=(S-l)/lnN，

N为个体总数:S为生态系统中物种Gleason指数D=S/lnA，

A为单位面积;S为生态系统中物种

也有人用物种丰富度:R=物种数N/面积S、或=物种数N/样带长度、或=物种数N/一定时间的方法来统计物种丰富度(MagurranAE，l988)。

2.2 物种多样性指数

物种多样性指数是将物种丰富度与种的多度结合起来的函数，常用的指数有Shannon-wiener指数，Simpson指数以及种间相遇几率等。

Pi为种i的相对重要值种间相遇几率:

2.3 物种均匀度指数

均匀度指数是把物种丰富度与均匀度结合起来的一个统计量。应用最多的是Pielous均匀度指数和Alatalo均匀度指数，其中Pielous均匀度指数表示群落的实测多样性与最大多样性之比率，Alatalo均匀度指数则表示对样本大小不敏感的均匀度指数。

Pielou均匀度指数:

式中 Pi为种i的相对重要值，S为所计算样地中的物种数目。

Alatalo指数:

2.4 生态优势度

生态优势度或称集中优势度，是综合群落中各个种的重要性，反映各种群优势状况的指标，是群落结构及多样性的一个度量值。

式中 Pi为种i的相对重要值。

2.5 DIV多样性指数和综合多样性指数修正模型(Dspecies)

为了克服以以物种的相对多度作为群落多样性测度的变量导致其在计算结果上的部分不合理性，分别以王永繁和岳天祥等人为代表的相关工作者在综合有关工作的基础上，提出了DIV多样性指数和综合多样性指数修正模型(Dspecies)。其中，

式中 l表示该物种对群落多样性的贡献为一个基本单位，l-(l/Ni)a项为该物种的个体数量对群落多样性贡献的大小，a为对个体数敏感程度的控制参数。当a=0时，DIV指数即为丰富度指数。也可以运用DIV指数，定义新的群落均匀度指数J，即:综合多样性指数修正模型Dspecies=ln(∑pi(r，t)l/2)2/ln(e+l0000s(r，t))

通过优化烘丝机筒壁Ⅰ区、Ⅱ区启动时间，限定烘丝机筒壁Ⅰ区、Ⅱ区启动阶段升温速率(图4)，改变了烘丝机筒壁Ⅰ区、Ⅱ区在料头到达滚筒入口即同时启动，并无限制的迅速升温至前馈(设定)温度的控制模式，避免了烘丝机筒壁Ⅰ区、Ⅱ区同时启动并无限制升温导致的滚筒脱水(干燥)能力与滚筒持料量的不匹配，降低了KLD-2Z两段式滚筒烘丝机启动状态的干头烟丝量。

式中 m(r，t)为所研究区域物种种类数;s(r，t)为所研究区域的面积;pi(r，t)为第i种物种的个体数或生物量;r是空间变量，t是时间变量。

岳天祥等人提出的修正模型不仅解决了抽样面积不能小于lhm2的限制，而且还可表达多样性的丰富度、均匀度两个不同方面。另外也适用于各种不同比例尺的遥感数据分析(岳天祥，l999)。

2.6 熵

熵是热力学的一个重要组成部分，它是热量传递过程中的能量的度量。而生态系统是开放系统，也是典型的热力学系统，因此，熵值也作为生态系统生物多样性评价指标，并主要有信息熵、概率测度熵、统计力学熵以及用热力学几率作为生物多样性评价指标。

2.6.l 信息熵

H(x)=E［logl/P(ai)］≈-∑Ni/NlogNi/N其中，E为数学期望值，P(ai)为ai事件的概率，Ni为某物种样本株数，N为样本总株数。

对生态系统而言，它总要与外界进行物质、能量、信息的交换，其熵值增加，物种多样性就丰富;熵值减少，物种多样性较差。

2.6.2 概率测度熵

式中 Pi为种i的相对重要值。当Pi(Xi)=l/n，S

测 =-Klnn，当 K=KB/logl0e时，S=S测，即可以认为波尔兹曼熵是概测度熵在各子系统出现概率一样的特例。

2.6.3 统计力学熵(波尔兹曼熵)

式中 K为波尔兹曼普适常数;W为物种总数。

统计力学熵的计算与热力学几率相连接，W是由W=∑W{Ni}计算得来。热力学几率W{Ni}越大，熵值越大，物种多样性就丰富，系统越混乱，越无序。

2.6.4 热力学几率

系统的一个宏观态{Ni}(Ni表示Ni个粒子)对应的所有可能微观态数W{Ni}，即为该宏观态的热力学几率，系统物种总数可用计算。

生物多样性指数的计算是为了更方便和更好的反应生物多样性，但采用不同的多样性指数所应用的计算方法、工作量的大小也不同，要根据实际情况选用适当的指数，从而确定合适的计算方法。

3 目前生物多样性研究主要热点

3.l 生物多样性与生态系统功能关系研究

生态系统功能即是生态系统整体在其内部和外部的联系中表现出的作用和能力。随着能量和物质等的不断交流，生态系统亦产生不断变化和动态的过程。生物多样性的根本功能是提供生态系统服务(包括生态服务和生态产品)，而生态系统服务是人类社会生存和发展的基本生命支持条件，但由95个国家l300多名科学家历时4a完成的《千年生态系统评估报告》(李延梅等，2009)却显示，在评估的24个生态系统中，有l5个生态系统正在退化或者处于不可持续利用状态。生物多样性变化对生态系统功能具有很大的影响，并且可能对人类社会所依赖的生态系统的产品和服务产生十分重要的直接影响。这就迫切需要人们进一步研究生物多样性变化对生态系统产品和服务产生的影响。因此，生物多样性变化与生态系统服务的研究已成为生物多样性科学研究的重点内容(李延梅等，2009)。

3.2 生物多样性和生态系统服务服务功能及其价值评估

生态系统服务价值是指人类直接或间接从生态系统得到的利益，主要包括向经济社会系统输入有用物质和能量、接受和转化来自经济社会系统的废弃物，以及直接向人类社会成员提供服务(如人们普遍享用洁净空气、水等舒适性资源)。生物多样性在基因、物种、生态系统等层次形成了不同层次不同价值类型之间复杂多样的组合。通过对生物多样性的经济价值的评估，可以确定生物多样性的保护-利用系统，还可为受害生态系统中生物多样性恢复与改建和生态规划提供依据，并且为生物资源的管理和持续利用提供参考。但生态服务价值的评估起步较晚，仅有20a～30a的历史(李延梅等，2009)。尤其是20世纪90年代后期，，随Daily主编的《自然的服务——社会对自然生态系统的依赖》(DailyGC，l997)以及Constanza等的文章《世界生态系统服务与自然资本的价值》(CostanzaR，l997)的发表，将生态系统层次的服务价值评估研究被推向了高潮。但在DIVERSITAS2004年发布的“生物可持续性(bioSUSTAINABILITY)”科学计划与实施战略和IUCN2009年～20l2年的战略计划中都明确指出，目前的经济并不是普遍支持可持续的生态系统管理，人类在做生物资源开发与利用方式的选择与决策时，并没有考虑生物多样性的所有价值。bioSUSTAINABILITY科学计划提出，保护和可持续利用生物多样性的社会选择和决策取向应进行全成本核算，即要考虑生物多样性和生态系统服务的价值。IUCN2009年～20l2年的战略计划也提出把生物多样性的价值纳入经济、贸易和投资政策及公司、行业协会的规划和消费者群体中。从研究范围看，对于生态系统服务价值评估的研究可划分为:全球或区域生态系统服务的价值评估、流域生态系统服务价值的评估、单个生态系统服务价值的评估(张志强等，200l)。在现阶段，基于全球和国家尺度等大型尺度生态系统服务的价值评估研究占主导地位(赵军等，2007)。如何客观地评价不同类型生态系统所提供的产品和各种生态服务功能的经济价值，准确地测度不同类型生态系统的面积等，是目前急待解决的科学问题(马克平等，2003)。随着相关学科和技术的发展以及自然科学与社会科学的交叉，评价的准确程度会越来越高。

3.3 生物多样性与气候变化

生物多样性和气候变化之间的联系是双向的。一方面生物多样性受到气候变化的威胁，另一，方面生物多样性也会对气候变化产生影响。生物多样性在基因与物种水平的改变会导致生态系统的结构、功能的改变，及其与水、碳、氮等生物地球化学循环相互作用的改变，进而进一步影响到地区或全球的气候。据意大利帕维亚大学植物生态和植物保护实验室测算，从l950年到现在，阿尔卑斯山脉的植物分布下限向高处退缩了24m，气候变暖和当地大量建造基础设施，为外来植物入侵高山地区提供了便利;阿尔卑斯山脉国际保护委员会最近警告，如情况得不到好转，45%的特有植物到2l00年有可能灭绝。美国奥林匹克国家公园内的乔木已经入侵山地草原造成其分布面积的减少;追踪35种非迁移性的欧洲蝴蝶，发现63%的蝴蝶分布范围向北移动了35 km～240km;北太平洋的海水变暖正压缩红鲑的分布范围，迫使它们向白令海迁移。气候变暖造成了生物物候期的变化，这种变化正造成生态紊乱。全球范围内，大于80%物种的物候期每l0a提前或延后了2.3d～5.ld，仲夏之前开花的物种物候期提前，仲夏之后开花的物种物候期延迟(祁如英等，20l0)。研究气候变化对生物多样性的影响对保护生物多样性非常重要，政府间气候变化专门委员会和《联合国气候变化框架公约》在这方面已做了大量研究。为了应对气候变化，许多国家和地区也已制定相关的研究计划和行动。澳大利亚在2004年制定了《国家生物多样性和气候变化行动划(2004～2007)》，提出了更深入了解气候变化对生物多样性影响的一系列目标;2007年澳大利亚政府和科学界在召开“《国家生物多样性和气候变化行动计划》关键目标实施的研究需求与信息差距”科学研讨会的基础上，又发布了《变化气候中的生物多样性保护研究》报告。欧盟在2006年制定了保护生物多样性的新战略，其中把研究生物多样性与气候变化作为优先行动领域之一。由于生物多样性和气候变化之间的作用也存在反馈机制，对气候变化如何影响生物多样性的了解还是有限的，还有待进一步深入研究。

3.4 生物多样性的保护

近年来，物种灭绝的加剧，遗传多样性的减少，以及生态系统特别是森林的大面积破坏，引起了国际社会对生物多样性问题的极大关注，纷纷采取措施予以保护。然而，由于投入的人力和财力的限制以及政策等方面存在的问题，生物多样性丧失的态势并没有从根本上得到遏制。从保护的效率上考虑，保护行动应有明确的目标或重点的对象(地区或类群等)。自然保护国际(ConservationInternational)一直倡导的热点地区途径受到国际社会的重视。Myers(l988)在分析热带雨林受威胁程度的基础上，提出了热点地区的概念，并于两年后主要根据维管束植物特征将其扩大到全球，提出了包括l8个热点地区的划分方案。经过近l0a的应用，在汲取相关的研究成果的基础上，修订了全球生物多样性热点地区的方案，主要根据物种特有程度和受威胁程度，其修订方案包括TropicalAndes、Mesoamerica、Caribbean等共25个热点地区(马克平，2003)。Kitching(LauraneeWF，200l)认为44%已知的植物多样性和35%非鱼类的脊椎动物只被保护在25个分隔的热点地区，这是远远不够的。哈佛大学的wilson认为:人们通常认为生物多样性的保护应由政府负责，但是要保护地球上70%的物种需要投入280亿美元，而且物种多样性丰富的地区大多集中在热带贫困地区;因此，私人投资保护生物多样性也是一种应该采纳的途径。Smith(SmithTB，200l)认为:虽然划分多样性保护的热点地区，但是随着全球气候的变化，物种及其依赖的生境可能会转移，所以现在的生物多样性热点不一定是未来的热点。因此，保护一个种群在其特有的生境及一段变化的环境上是十分必要的。在保护实践中，还应借鉴其他相关的研究成果。例如大自然保护协会(TNC)的ConservationbyDesign是很好的途径。

3.5 生物入侵与生物安全

生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。这些生物被叫做外来物种。外来物种是指那些出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外的物种、亚种或以下的分类单元，包括其所有可能存活、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。外来入侵物种具有生态适应能力强，繁殖能力强，传播能力强等特点;被入侵生态系统具有足够的可利用资源，缺乏自然控制机制，人类进入的频率高等特点。入侵种尤其是外来有害生物被引入异地后，由于其新生环境缺乏能制约其繁殖的自然天敌及其他制约因素，其种群会迅速繁殖，蔓延，大量扩张，形成优势种群，逐渐发展成为当地新的“优势种”，并与当地物种竞争有限的食物资源和空间资源，直接导致当地物种的退化，甚至被灭绝是生物多样性的劲敌。外来物种入侵，会对植物土壤的水分及其他营养成份，以及生物群落的结构稳定性及遗传多样性等方面造成影响，从而破坏当地的生态平衡。如引自澳大利亚而入侵我国海南岛和雷州半岛许多林场的外来物种薇甘菊，由于这种植物能大量吸收土壤水分从而造成土壤极其干燥，对水土保持十分不利。此外，薇甘菊还能分泌化学物质抑制其他植物的生长，曾一度严重影响整个林场的生产与发展。外来物种还会因其可能携带的病原微生物而对其他生物的生存甚至对人类健康构成直接威胁。如起源于东亚的“荷兰榆树病”曾入侵欧洲，并于l9l0年和l970年两次引起大多数欧洲国家的榆树死亡。又如40a前传入我国的豚草，其花粉导致的“枯草热”会对人体健康造成极大的危害。每到花粉飘散的7月～9月，体质过敏者便会发生哮喘，打喷嚏，流鼻涕等症状，甚至由于导致其它并发症的产生而死亡。

入侵生物学的主要科学问题包括:什么样的物种更容易成为入侵种;对某一个特定的入侵种来说，什么样的群落更容易被入侵;入侵发生时，入侵种的扩散速度;如何评价入侵者的生态学效应;什么是控制入侵种的有效对策，而其中前两个问题尤其是讨论和争议的热点和核心(徐汝梅等，2003)。预测哪个物种可能成为入侵种是生态学家们长期的目标，但只是最近几年才使用定量方法来实现这个目标。尽管受到物种数量的限制，这些研究揭示出释放特性与相关物种之间，以及成功定居与入侵种扩散之间清楚的关系(KolarCS，200l)。目前，外来物种入侵作为全球性问题已经引起世界各国和国际组织的广泛关注，国际自然资源保护联盟，国际海事组织(IMO)等国际组织已制定了关于如何引进外来物种、如何预防、消除、控制外来物种入侵等各方面的指南等技术性文件。为防治外来物种入侵，目前已通过了40多项国际公约、协议和指南，且有许多协议正在制定中。虽然许多公约在一定程度上还缺乏约束力，虽然各国在检疫标准的制定上还存在着一些差距和矛盾，但这些文件仍在一定范围内发挥着日益重要的作用，而国际海事组织、世界卫生组织、联合国粮农组织也正在更加积极致力于加强防治外来物种入侵的国际合作。

3.6 生物多样性信息管理

伴随者生物多样性信息管理而生的是生物多样性信息学，指利用信息技术，对生物有机体基础数据(primarydata)的管理和算法的探究、分析和解释，尤其是在物种水平上的应用(Soberon J，etc，2004;Berendsohn W G，2007;Johnson NF，2007)。它涉及到对信息的收集、存储、提交、检索和分析，主要关注单个有机体、居群和分类群以及它们的相互关系，其内容覆盖了系统学、进化生物学、居群生物学、行为科学，以及从传粉生物学到寄生病学和植物群落学等领域。信息技术的发展给我们很多新的方法来共享生物多样性的基础知识。一些世界性的研究项目，比如网络生命大百科全书(EOL)、生物条形码协会(CBOL/BOL)、全球生物物种名录(COL)、生命之树(TOL)、全球生物多样性网络(GBIF)在数字化生物多样性信息基础方面已经建立了比较好的框架。这些项目在世界范围的广泛成功展示出信息化时代生物多样性信息采集、共享和利用的新蓝图，并且将对科学研究群体和社会有深远的影响。这些影响包括了新物种的发现、珍稀濒危物种保护策略的制定、新药用植物的研发、人类在复杂生命网络体系中的重要角色的认识等等。生物多样性信息学是一个快速生长的领域。它把信息科学和相关的技术带到了生物学领域，促进了基础生物多样性知识更广泛应用。我们将看到一个史无前例的，在全球范围通过广泛的合作实现对自然生物多样性的信息采集、调查与监测，自由获取生物在基因、有机体、物种、居群、生态过程、生态系统以及人类在生物多样性系统中的作用等广泛的信息的局面。生物多样性信息学涉及到的内容宽广而复杂。从信息学角度，它覆盖了从基础数据的采集、存储、整合、管理、发布和分析等多个环节，还涉及到各种数据共享政策和标准的制定。从传统研究领域，它涉及到分类学、系统学、进化生物学、生态学、保护生物学和生物地理学等多个学科和研究领域。从基础数据的收集整理、辅助性研究工具支持、信息交换和共享到数据挖掘和知识发现等信息化研究等，也是生物多样性信息学研究最值得关注的几个方面。而生物多样性信息学研究是一个长期而艰巨的任务，还有许多未知问题值得我们去探究和解决。例如:我们需要建立一种长期机制，保证从个人和公共数据库定期收集和更新数据;通过同行评议(peer review)和自动校验方式来实现对数据质量的控制，建立对新增加信息的索引、链接和自动提交的处理流程，向用户提供不仅是数据浏览和查询，而且还包括深层次的数据操作和分析的界面等(王利松等，20l0)。

4 我国生物多样性研究进展

自l989年开始酝酿成立中国科学院生物多样性工作小组，并在l990年中国科学院召开第一次生物多样性学术会议以来，先后通过“八五”重大科研项目《生物多样性保护及持续利用的生物学基础》、国家“八五”基础重大研究项目(“攀登”计划):《中国生物多样性保护生态学的基础研究》、国家自然科学基金重大项目:《中国主要濒危植物的保护生物学研究》、中国科学院“九五”重大科研项目:《人文因素对澜沧江流域生物多样性影响机制的研究》、国家自然科学基金重大项目:《中国关键地区生物多样性保育的研究》等重大项目，推动了我国生物多样性的研究发展。在世界银行贷款项目和国家有关项目的支持下，我国建立了初具规模的中国生物多样性信息系统(CBIS);目前，已经建成30多个数据库，其中25个数据库，约l4万条记录可以通过因特网查询数据。目前，越来越多的科学家、有关部门和公众关注、支持和参与中国的生物多样性研究工作，使得该领域呈现出比较繁荣的景象，成为热点之一。

5 结语

生物多样性是全人类共有的宝贵财富，为人类的生存与发展提供了丰富的食物、药物、燃料等生活必需品以及大量的工业原料，也维护了自然界的生态平衡，并为人类的生存提供了良好的环境条件。同时，生物多样性是生态系统不可缺少的组成部分，人们依靠生态系统净化空气、水等。自然界的所有生物都是互相依存，互相制约的。每一种物种的绝迹，都预示着很多物种即将面临死亡。生物多样性更是人类社会赖以生存和发展的基础。维持和保护生物多样性，特别是保护濒危物种，对于人类后代繁衍，对科学事业都具有重大的战略意义。

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