海洋生物多樣性研究進展

海洋生物多樣性研究進展

于雯雯 ，張虎 ，張建明 ，彭建新 ，賁成愷 ，袁健美

（1．江蘇省海洋水產(chǎn)研究所，江蘇 南通 226007；2．南京大學地理與海洋科學學院，江蘇 南京 210023；3．江蘇省海洋漁業(yè)指揮部，江蘇 南通 226000）

在全球變暖和人類干擾活動的共同作用下，海洋生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)出生物多樣性喪失，食物網(wǎng)變化，漁業(yè)資源衰竭等危機，不但降低了海洋自我調(diào)節(jié)能力，而且降低了為人類社會提供服務(wù)的潛力。中國是世界上生物多樣性最豐富但同時受威脅程度也最嚴重的國家之一[1]。我國學者雖然已開展大量研究工作，但與國際水平尚有差距，還需加強生物多樣性的基礎(chǔ)研究，從多個方面認識生物多樣性的變化過程及發(fā)生機理，以此提出更有效的保護措施。

1 概念

1992年《生物多樣性公約》將生物多樣性解釋為：所有來源的形形色色的生物體，這些來源包括陸地、海洋和其他水生生態(tài)系統(tǒng)及其所構(gòu)成的生態(tài)綜合體[2]。

生物多樣性通?？梢詣澐譃槿齻€層面：生態(tài)系統(tǒng)多樣性、物種多樣性和遺傳多樣性。生態(tài)系統(tǒng)多樣性即生物圈內(nèi)的生境、生物群落和生態(tài)系統(tǒng)之間的多樣化以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的生境差異、生態(tài)過程演變的多樣性[3]。物種多樣性即一個區(qū)域內(nèi)物種多樣化的狀況，一般從分類學、系統(tǒng)學以及生物地理學等角度進行分析[3]。遺傳多樣性即種內(nèi)基因變化情況，包括種群間和種群內(nèi)的遺傳變異[4]。近年來，景觀多樣性漸漸受到社會的重視，成為又一個層面的生物多樣性。

2 國際生物多樣性主要研究計劃

2.1 生物多樣性公約（CBD）

1992年6月產(chǎn)生了《保護生物多樣性公約》，1993年12月29日該公約正式成為具有法律約束效力的國際法，為世界環(huán)境保護領(lǐng)域中生物保護和國際合作等方面的工作提供了法律依據(jù)和政策指導。

CBD認為生物多樣性指標是概括環(huán)境問題、表明生物多樣性狀態(tài)和趨勢的重要工具，利用該指標可以評價國家生物多樣性保護與可持續(xù)利用的狀況，指導保護行動和政府決策。歷次締約國大會（Conference of the Parties，COP）也把生物多樣性評價作為重要議題，形成了一系列的決議和3次《全球生物多樣性展望（Global Biodiversity Outlook，GBO）》評價報告。

2.2 國際生物多樣性計劃（DIVERSITAS）

DIVERSITAS成立于1991年，是研究國際環(huán)境變化的四大計劃之一。自成立以來，DIVERSITAS的研究內(nèi)容經(jīng)過了多次修改：最初是生物多樣性的起源、保護和喪失；生物多樣性的編目和分類；對生態(tài)系統(tǒng)功能的影響。1996年增加了：生物多樣性監(jiān)測、保護、恢復和可持續(xù)利用；土壤和沉積物、海洋、微生物和內(nèi)陸水的生物多樣性以及影響生物多樣性的人類因素。內(nèi)容的增加使生物多樣性研究更全面，而且與人類之間的關(guān)系也受到了更多的關(guān)注[5,6]。2003年DIVERSITAS又確立了“生物發(fā)現(xiàn)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生物可持續(xù)性”這3個核心研究計劃[7]。監(jiān)測生物多樣性變化；評價全球生物多樣性現(xiàn)狀；認知和預測生物多樣性變化等內(nèi)容成為研究的焦點。

2.3 國際海洋生物普查計劃（Census of Marine Life,CoML）

CoML是一個對海洋生物多樣性、分布和豐富程度進行評估和解釋的國際性研究計劃，實施周期是2000—2010年，在同類國際合作計劃中它也是規(guī)模最大、調(diào)查面積最廣、花費最多的一個。CoML從基因、物種和種群三個層面建立了海洋生物多樣性的研究體系，記錄了全球海洋生物的種類、數(shù)量及其分布情況，某些海洋生物過去、現(xiàn)在的棲息地，以及未來可能出現(xiàn)的地方都可以通過圖像展示出來。CoML的研究范圍很廣，研究內(nèi)容主要現(xiàn)場調(diào)查、種群歷史以及種群預測等研究[8]。我國于2004年成立CoML中國學術(shù)委員會，不但促進了中國海洋生物多樣性研究的發(fā)展，也加快了與國際水平的接軌。

除了以上幾種國際研究計劃，還形成了一些多學科交叉的全球性生物多樣性計劃，比如生命之樹（TOL）計劃、國際生命條碼計劃（IBOL）、世界保護聯(lián)盟（IUCN）等，不同領(lǐng)域的學者在這些平臺上，為建立一個綜合的、交叉的大科學研究框架共同努力。

3 我國生物多樣性調(diào)查工作的開展情況

建國以來，我國學者在生物多樣性調(diào)查方面開展了一系列的工作，出版了《中國植物志》、《中國植被》、《中國植被圖》、《中國海藻志》、《中國動物志》、《海洋科學集刊》、西沙群島、南沙群島海域綜合調(diào)查報告專著等近400卷冊生物多樣性方面的著作；開展了生態(tài)環(huán)境調(diào)查；進行了生物資源的調(diào)查，如1995—2003年的全國濕地資源調(diào)查、歷次全國森林資源清查等。這些工作的開展，都為我國生物多樣性研究和評價提供了不可或缺的參考資料。為盡CBD締約國義務(wù)，從2007年開始，我國開展了“省域生物多樣性調(diào)查與評估”工作，借此清晰展示了我國生物多樣性整體分布格局，也為今后相關(guān)工作積累了寶貴的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

雖然生物多樣性研究早期主要集中于陸地，但國家一直保持對海洋研究的重視。海洋是一個龐大的、復雜的、動態(tài)變化的生態(tài)系統(tǒng)，原針對陸地的成熟分析方法不能直接應用于海洋研究，為此我國對海洋進行了大量的探索工作：我國第一艘海洋綜合調(diào)查船——金星號，自1957年開始服役后參與了渤海、北黃海西部海洋綜合調(diào)查，全國海洋綜合調(diào)查，南海中部、東北部綜合調(diào)查，全國海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查，南沙群島及其鄰近海區(qū)綜合科學調(diào)查和全國海島資源綜合調(diào)查[9]；近海海洋綜合調(diào)查與評價（908專項），它是二十一世紀以來開展的較全面的調(diào)查活動。除此之外，各省海洋漁業(yè)主管部門每年都會有計劃地對所管轄海域開展海洋生態(tài)環(huán)境和漁業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測工作。以上這些調(diào)查工作都為學者們研究海洋生態(tài)系統(tǒng)和海洋生物多樣性積累了大量的基礎(chǔ)資料。

4 生物多樣性評價

4.1 評價指標

評價指標的確定是開展生物多樣性評價的首要任務(wù)，為了評價生物多樣性狀況和趨勢，Reid（1993）在PSIR模型基礎(chǔ)上提出了由12個指標組成的指標體系[10]。CBD第7次締約國大會（2004年）上，為了評價全球生物多樣性保護工作的實施進展，初步確定了由7個方面18個指標組成的指標體系，該體系中的與海洋生物多樣性價值直接相關(guān)的指標和評價方法——“海洋營養(yǎng)指數(shù)”一直沿用至今。隨后，在CBD相關(guān)指標體系的基礎(chǔ)上，許多國家、組織和學者根據(jù)實際情況，先后提出了適合于當?shù)氐纳锒鄻有栽u價指標體系，并開展了不同尺度（全球、地區(qū)和國家等）的海洋生物多樣性指標和評價方法的研究工作[11-18]。我國對生物多樣性指標的研究起步較晚，張崢等從生態(tài)系統(tǒng)和物種兩個層面評價了濕地生物多樣性現(xiàn)狀，具體選取了物種稀有性、物種多度、物種地區(qū)分布、物種相對豐度、生境類型和人類威脅等6個評價指標[19]。萬本太等[20]用5個指標（植被垂直層譜的完整性、物種豐富度、物種特有性、生態(tài)系統(tǒng)類型多樣性和外來物種入侵度）確立了生物多樣性綜合評價方法。俞煒煒等人[21]在壓力-狀態(tài)-相應（PSR）的評價框架基礎(chǔ)上，分析了在生境物理破壞、外來種入侵、海洋污染和過度捕撈的情況下環(huán)境、社會和經(jīng)濟的響應情況，從生境多樣性、生態(tài)系統(tǒng)完整性、物種多樣性和珍稀瀕危物種4個方面出發(fā)，構(gòu)建了適合于海洋生物多樣性評價的指標體系。

評價指標的選擇是整個評價工作的基礎(chǔ)，需在現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合該地特點，構(gòu)建更適合于當?shù)靥卣鞯闹笜梭w系。海洋生物多樣性評價則需要考慮海洋生態(tài)系統(tǒng)的特殊性（連通性、復雜性、多變性），開發(fā)適合于海洋生態(tài)系統(tǒng)的評價體系。目前的評價體系采用的主要是物種數(shù)、群落多樣性指數(shù)、海洋營養(yǎng)級指數(shù)、分類多樣性指數(shù)等單個指標[22-25]。由于海洋生態(tài)系統(tǒng)特殊性的存在，越來越多的學者嘗試使用綜合的價值評估方法[26-35]，充分考慮生態(tài)系統(tǒng)中的各要素，更全面地進行評估。

4.2 評價方法

目前對生態(tài)系統(tǒng)的評價主要分成外在價值和內(nèi)在價值兩類。外在價值強調(diào)其能夠滿足人類某種需要或結(jié)果的價值[36]。內(nèi)在價值是其區(qū)別于其他的本質(zhì)屬性[37]，是不以人類需求為參考的，生態(tài)系統(tǒng)自身所固有的價值。實際應用中，學者們存在不同見解，有學者認為內(nèi)在價值不能用于對比表述，而外在價值能夠被評估比較，因此更適合環(huán)保決策[38]；但是也有學者認為將自然的內(nèi)在價值貨幣化是不對的，因為人類對自然的利用是有限的，而自然有無窮的內(nèi)在價值，這種偏差會造成人類無規(guī)范、無限制地掠奪自然資源，使生境發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的破壞，因此要想長期保護生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵還是評價其內(nèi)在價值[39]。《美國瀕危物種法案》和美國濕地保護都是基于生物擁有生存的權(quán)利，是有內(nèi)在價值的觀點[40]。

不同評價方法的結(jié)果展示手段也不同，一般有兩種表現(xiàn)形式：貨幣形式和運用GIS手段。外在價值多以貨幣形式體現(xiàn)，比如將生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值和經(jīng)濟價值貨幣化[41-43]；內(nèi)在價值研究結(jié)果多通過GIS手段，繪制一張生物價值基線圖，直觀地展示生物價值的空間分布情況，幫助海洋行政主管部門對海洋進行合理開發(fā)利用，通過空間規(guī)劃和建立保護區(qū)，實現(xiàn)海洋可持續(xù)開發(fā)利用[26-27,44-45]。兩種評價方法各有偏重，實際應用中要根據(jù)實際需求合理選擇。

5 建議及展望

①借鑒國外生物多樣性立法經(jīng)驗，結(jié)合中國國情，完善法律環(huán)境，依法管理。②統(tǒng)一采樣方法，提高數(shù)據(jù)可比性，建立一套有效的開放共享體系。③進行中小尺度的評估，尤其加強對重要生態(tài)系統(tǒng)和脆弱生態(tài)系統(tǒng)的探索。④實現(xiàn)隨監(jiān)測數(shù)據(jù)更新對模型的及時調(diào)整，即加強評估模型的靈活性，提高評估可信度。⑤加強學科交叉，從不同領(lǐng)域研究海洋生物多樣性，多角度認識海洋生態(tài)系統(tǒng)，用多種形式展示生態(tài)系統(tǒng)的演變規(guī)律，科學評價海洋，合理保護海洋，最終實現(xiàn)海洋的可持續(xù)發(fā)展。