海洋生物多样性研究进展

海洋生物多样性研究进展

于雯雯 ，张虎 ，张建明 ，彭建新 ，贲成恺 ，袁健美

（1．江苏省海洋水产研究所，江苏 南通 226007；2．南京大学地理与海洋科学学院，江苏 南京 210023；3．江苏省海洋渔业指挥部，江苏 南通 226000）

在全球变暖和人类干扰活动的共同作用下，海洋生态系统呈现出生物多样性丧失，食物网变化，渔业资源衰竭等危机，不但降低了海洋自我调节能力，而且降低了为人类社会提供服务的潜力。中国是世界上生物多样性最丰富但同时受威胁程度也最严重的国家之一[1]。我国学者虽然已开展大量研究工作，但与国际水平尚有差距，还需加强生物多样性的基础研究，从多个方面认识生物多样性的变化过程及发生机理，以此提出更有效的保护措施。

1 概念

1992年《生物多样性公约》将生物多样性解释为：所有来源的形形色色的生物体，这些来源包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体[2]。

生物多样性通常可以划分为三个层面：生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性。生态系统多样性即生物圈内的生境、生物群落和生态系统之间的多样化以及生态系统内部的生境差异、生态过程演变的多样性[3]。物种多样性即一个区域内物种多样化的状况，一般从分类学、系统学以及生物地理学等角度进行分析[3]。遗传多样性即种内基因变化情况，包括种群间和种群内的遗传变异[4]。近年来，景观多样性渐渐受到社会的重视，成为又一个层面的生物多样性。

2 国际生物多样性主要研究计划

2.1 生物多样性公约（CBD）

1992年6月产生了《保护生物多样性公约》，1993年12月29日该公约正式成为具有法律约束效力的国际法，为世界环境保护领域中生物保护和国际合作等方面的工作提供了法律依据和政策指导。

CBD认为生物多样性指标是概括环境问题、表明生物多样性状态和趋势的重要工具，利用该指标可以评价国家生物多样性保护与可持续利用的状况，指导保护行动和政府决策。历次缔约国大会（Conference of the Parties，COP）也把生物多样性评价作为重要议题，形成了一系列的决议和3次《全球生物多样性展望（Global Biodiversity Outlook，GBO）》评价报告。

2.2 国际生物多样性计划（DIVERSITAS）

DIVERSITAS成立于1991年，是研究国际环境变化的四大计划之一。自成立以来，DIVERSITAS的研究内容经过了多次修改：最初是生物多样性的起源、保护和丧失；生物多样性的编目和分类；对生态系统功能的影响。1996年增加了：生物多样性监测、保护、恢复和可持续利用；土壤和沉积物、海洋、微生物和内陆水的生物多样性以及影响生物多样性的人类因素。内容的增加使生物多样性研究更全面，而且与人类之间的关系也受到了更多的关注[5,6]。2003年DIVERSITAS又确立了“生物发现、生态系统服务、生物可持续性”这3个核心研究计划[7]。监测生物多样性变化；评价全球生物多样性现状；认知和预测生物多样性变化等内容成为研究的焦点。

2.3 国际海洋生物普查计划（Census of Marine Life,CoML）

CoML是一个对海洋生物多样性、分布和丰富程度进行评估和解释的国际性研究计划，实施周期是2000—2010年，在同类国际合作计划中它也是规模最大、调查面积最广、花费最多的一个。CoML从基因、物种和种群三个层面建立了海洋生物多样性的研究体系，记录了全球海洋生物的种类、数量及其分布情况，某些海洋生物过去、现在的栖息地，以及未来可能出现的地方都可以通过图像展示出来。CoML的研究范围很广，研究内容主要现场调查、种群历史以及种群预测等研究[8]。我国于2004年成立CoML中国学术委员会，不但促进了中国海洋生物多样性研究的发展，也加快了与国际水平的接轨。

除了以上几种国际研究计划，还形成了一些多学科交叉的全球性生物多样性计划，比如生命之树（TOL）计划、国际生命条码计划（IBOL）、世界保护联盟（IUCN）等，不同领域的学者在这些平台上，为建立一个综合的、交叉的大科学研究框架共同努力。

3 我国生物多样性调查工作的开展情况

建国以来，我国学者在生物多样性调查方面开展了一系列的工作，出版了《中国植物志》、《中国植被》、《中国植被图》、《中国海藻志》、《中国动物志》、《海洋科学集刊》、西沙群岛、南沙群岛海域综合调查报告专著等近400卷册生物多样性方面的著作；开展了生态环境调查；进行了生物资源的调查，如1995—2003年的全国湿地资源调查、历次全国森林资源清查等。这些工作的开展，都为我国生物多样性研究和评价提供了不可或缺的参考资料。为尽CBD缔约国义务，从2007年开始，我国开展了“省域生物多样性调查与评估”工作，借此清晰展示了我国生物多样性整体分布格局，也为今后相关工作积累了宝贵的基础数据。

虽然生物多样性研究早期主要集中于陆地，但国家一直保持对海洋研究的重视。海洋是一个庞大的、复杂的、动态变化的生态系统，原针对陆地的成熟分析方法不能直接应用于海洋研究，为此我国对海洋进行了大量的探索工作：我国第一艘海洋综合调查船——金星号，自1957年开始服役后参与了渤海、北黄海西部海洋综合调查，全国海洋综合调查，南海中部、东北部综合调查，全国海岸带和海涂资源综合调查，南沙群岛及其邻近海区综合科学调查和全国海岛资源综合调查[9]；近海海洋综合调查与评价（908专项），它是二十一世纪以来开展的较全面的调查活动。除此之外，各省海洋渔业主管部门每年都会有计划地对所管辖海域开展海洋生态环境和渔业资源调查与监测工作。以上这些调查工作都为学者们研究海洋生态系统和海洋生物多样性积累了大量的基础资料。

4 生物多样性评价

4.1 评价指标

评价指标的确定是开展生物多样性评价的首要任务，为了评价生物多样性状况和趋势，Reid（1993）在PSIR模型基础上提出了由12个指标组成的指标体系[10]。CBD第7次缔约国大会（2004年）上，为了评价全球生物多样性保护工作的实施进展，初步确定了由7个方面18个指标组成的指标体系，该体系中的与海洋生物多样性价值直接相关的指标和评价方法——“海洋营养指数”一直沿用至今。随后，在CBD相关指标体系的基础上，许多国家、组织和学者根据实际情况，先后提出了适合于当地的生物多样性评价指标体系，并开展了不同尺度（全球、地区和国家等）的海洋生物多样性指标和评价方法的研究工作[11-18]。我国对生物多样性指标的研究起步较晚，张峥等从生态系统和物种两个层面评价了湿地生物多样性现状，具体选取了物种稀有性、物种多度、物种地区分布、物种相对丰度、生境类型和人类威胁等6个评价指标[19]。万本太等[20]用5个指标（植被垂直层谱的完整性、物种丰富度、物种特有性、生态系统类型多样性和外来物种入侵度）确立了生物多样性综合评价方法。俞炜炜等人[21]在压力-状态-相应（PSR）的评价框架基础上，分析了在生境物理破坏、外来种入侵、海洋污染和过度捕捞的情况下环境、社会和经济的响应情况，从生境多样性、生态系统完整性、物种多样性和珍稀濒危物种4个方面出发，构建了适合于海洋生物多样性评价的指标体系。

评价指标的选择是整个评价工作的基础，需在现有成果的基础上，结合该地特点，构建更适合于当地特征的指标体系。海洋生物多样性评价则需要考虑海洋生态系统的特殊性（连通性、复杂性、多变性），开发适合于海洋生态系统的评价体系。目前的评价体系采用的主要是物种数、群落多样性指数、海洋营养级指数、分类多样性指数等单个指标[22-25]。由于海洋生态系统特殊性的存在，越来越多的学者尝试使用综合的价值评估方法[26-35]，充分考虑生态系统中的各要素，更全面地进行评估。

4.2 评价方法

目前对生态系统的评价主要分成外在价值和内在价值两类。外在价值强调其能够满足人类某种需要或结果的价值[36]。内在价值是其区别于其他的本质属性[37]，是不以人类需求为参考的，生态系统自身所固有的价值。实际应用中，学者们存在不同见解，有学者认为内在价值不能用于对比表述，而外在价值能够被评估比较，因此更适合环保决策[38]；但是也有学者认为将自然的内在价值货币化是不对的，因为人类对自然的利用是有限的，而自然有无穷的内在价值，这种偏差会造成人类无规范、无限制地掠夺自然资源，使生境发生不可逆转的破坏，因此要想长期保护生态系统关键还是评价其内在价值[39]。《美国濒危物种法案》和美国湿地保护都是基于生物拥有生存的权利，是有内在价值的观点[40]。

不同评价方法的结果展示手段也不同，一般有两种表现形式：货币形式和运用GIS手段。外在价值多以货币形式体现，比如将生态系统的服务价值和经济价值货币化[41-43]；内在价值研究结果多通过GIS手段，绘制一张生物价值基线图，直观地展示生物价值的空间分布情况，帮助海洋行政主管部门对海洋进行合理开发利用，通过空间规划和建立保护区，实现海洋可持续开发利用[26-27,44-45]。两种评价方法各有偏重，实际应用中要根据实际需求合理选择。

5 建议及展望

①借鉴国外生物多样性立法经验，结合中国国情，完善法律环境，依法管理。②统一采样方法，提高数据可比性，建立一套有效的开放共享体系。③进行中小尺度的评估，尤其加强对重要生态系统和脆弱生态系统的探索。④实现随监测数据更新对模型的及时调整，即加强评估模型的灵活性，提高评估可信度。⑤加强学科交叉，从不同领域研究海洋生物多样性，多角度认识海洋生态系统，用多种形式展示生态系统的演变规律，科学评价海洋，合理保护海洋，最终实现海洋的可持续发展。