發布時間:2023-12-06 11:16:38
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇生物多樣性的研究方法,期待它們能激發您的靈感。
【關鍵詞】生物多樣性;細胞學標記;DNA分子標記
【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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參與生物多樣性管理:一個企業無法回避的新課題
生物多樣性是人類社會賴以生存和發展的基礎,很多國家已經將生物多樣性提升到國家戰略資源的高度,國際社會也將生物多樣性退化與氣候變化一起列為當今世界面臨的重大環境問題。在這種大形勢下,無論是從企業的社會責任,還是從企業自身生存與發展角度,生物多樣性都已經成為現代企業一個無法回避的問題了。
事實上,國際社會很早就意識到了企業與生物多樣性的密切關系,并在近年來紛紛采取行動,推動企業參與生物多樣性的保護與可持續利用。1992年生效的《生物多樣性公約》,在其第十條第五款中規定,所有締約方都應該盡可能鼓勵政府部門和私營部門之間的合作,以探索生物多樣性資源可持續利用的方法。第十六條第四款規定,各締約方應該采取法律、行政與政策措施促進私營部門參與到生物多樣性相關的技術轉讓過程中。《聯合國2020生物多樣性目標》(《愛知目標》)中,將企業在生物多樣性保護中的地位和作用提升到了前所未有的高度,其戰略目標一(通過將生物多樣性主流化到政府和社會中,解決生物多樣性喪失的主要成因)中的四個具體目標都與企業參與直接相關,第四個目標則直接確定為“企業和全社會的參與”。國際標準化組織2010年的社會責任國際標準ISO 26000中,明確將生物多樣性列入了環境責任議題之中,要求各種組織能夠通過采取相關行動而對社會更為負責任,包括評估、保護和可持續利用生物多樣性以及評估、保護和恢復生態系統的服務功能等,具體涉及到野生動物保護、外來入侵物種防控、棲息地恢復等當今生物多樣性的熱點問題。全球報告倡議組織2011年的《可持續發展報告指南(G3.1版)》中,也有多款涉及到生物多樣性的內容,其中的“企業經營方式、產品和服務對生物多樣性的影響”,即使在未來一段時間內也將是企業參與生物多樣性管理的重點。
生物多樣性正在不知不覺地影響所有的企業、行業和領域。一個現代企業,不管表面上是不是利用生物多樣性資源作為生產原料,或者是否對生物多樣性產生直接影響,都無法回避生物多樣性問題。這是因為,首先,生物多樣性已經成為國家的戰略資源,所有企業都會受到戰略資源的影響,同時也有保護它的責任與義務,保護生物多樣性對所有企業來說都責無旁貸。第二,生物多樣性是人類賴以生存的基礎,包括物質與環境,如果人類失去了生存的條件,企業發展也就無從談起了。第三,良好的生態系統是維護一個地區生產、生活環境的基本保障。如果生態系統失去了服務功能,直接依賴這些服務功能的企業將首先受到影響,其他企業也會失去發展的空間。第四,每個企業的日常經營管理都離不開生物多樣性,比如公司使用的紙張、辦公用的桌椅、飲用的水源、員工的食物和服飾都直接來自生物多樣性或生物多樣性的服務。還有一點,那就是涉外企業對生物多樣性的影響,隨著我國在海外投資的增加,生物多樣性問題也越來越突出。如果涉外企業忽視對生物多樣性的影響,小則影響到企業與當地的關系和生存及發展,大則影響到國家的形象。為了加強國際合作、維護中國負責任大國的形象、提升國家軟實力,涉外企業必須將生物多樣性保護提高到國際上認可的高度。
企業參與生物多樣性的現狀
由于生物多樣性概念提出的時間并不長,其進入企業視角的時間更短,所以無論是從企業直接參與生物多樣性實踐來看,還是從國際組織、政府和社團協會等相關方促進和服務企業參與生物多樣性來看,企業參與生物多樣性總體上處于探索和嘗試階段。一些先鋒企業對生物多樣性的參與進行了富有成效的探索。一些國際組織、政府、社團、協會、專家學者等對企業參與生物多樣性也進行了許多有益的嘗試。這些探索和嘗試包括為企業參與提出或制定所需的規劃、指南、方法、工具、倡議、公益活動、環評、管理技術等。這些有益的探索嘗試為進一步推動企業的參與積累了寶貴的經驗。
在國內,國務院2010年的《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃(2011-2030年)》,在其“優先行動6-減少環境污染對生物多樣性的影響”中,將“工礦企業對生物多樣性影響的恢復”列為今后我國生物多樣性保護的優先行動之一。在《社會責任指南》國家標準征求意見稿中,在涉及生物多樣性問題方面,也是基本采納了社會責任國際標準ISO 26000中關于組織對生物多樣性保護和可持續利用方面的表述。中國社會科學院2011年出版的《中國企業社會責任報告編寫指南CASS-CSR2.0》,納入了生物多樣性保護的相關指標,引導企業增強對生物多樣性的保護與關注。2008年出版的《如何編制企業社會責任報告》將生物多樣性作為一個企業社會責任報告重要的內容,探索將生物多樣性納入到企業環境績效評價的指標體系,其中明確提出了一些重要的生物多樣性指標,如棲息地恢復、物種保護、生物多樣性影響等。另外,國內還有一些學者開始探索評估企業經營對生物多樣性的影響和貢獻。
近些年來,我國的一些企業也開展了參與生物多樣性的實際行動。2004年9月,由中國生物多樣性保護基金會植物園委員會、北京植物園聯合發起,北京數家地產界知名企業參與的“保護植物資源公益活動”在北京植物園舉行,開啟了我國房地產企業參與生物多樣性保護的新模式。2014年6月,《WTO經濟導刊》聯合多家企業、專業組織同步發起新的倡議議題,了包括生物多樣性在內的多項“金蜜蜂2020社會責任倡議”。2013年11月,以“企業與生物多樣性”為主題的生物多樣性與綠色發展國際研討會在京舉辦。還有其他一些企業已經或正在積極進行參與生物多樣性保護的嘗試。
同樣,在國際上也有很多企業參與生物多樣性保護的成功案例。例如,2007年,在德國波茨坦召開的G8+5環境部長會議上,提出了一項關于開展生物多樣性損失經濟學全球研究的提議。為了回應這項提議,德國和歐盟委員會發起了生物多樣性與生態系統經濟學(TEEB)行動倡議。倡議一提出,立即得到了聯合國的支持和國際社會的廣泛響應。目前,TEEB通過其出版的五個方面的報告(D0-D4)向國際社會進展與成果,其中《D3―企業風險、機遇和度量報告》就是專門針對企業參與生物多樣性的報告。
2006年,國際采礦及金屬委員會開發了《采礦與生物多樣性保護操作指南》。2008年,世界自然保護聯盟(IUCN)開發了“生物多樣性:我的酒店在行動指南”。農業企業代表針對生物多樣性方面的新挑戰,向國際商會(ICC)特別工作組提出了他們的觀點,并由該商會提交給聯合國可持續發展委員會第16屆年會(2008),發表了一系列企業參與生物多樣性的論文。2008年,世界可持續發展工商理事會(WBCSD)與美國的世界資源研究所(WRI)聯合了《企業生態系統服務評估》,試圖從經濟上將企業與生物多樣性聯系起來。
歐盟一直在積極推動企業參與生物多樣性的活動。為了保護蜜蜂,歐盟委員會修訂了可尼丁、噻蟲嗪、氟蟲腈和吡蟲啉4種殺蟲劑的使用條件。2014年4月,歐洲企業社會責任協會召開企業與生物多樣性電話會議,討論企業與生物多樣性相關的問題和參會企業在生物多樣性問題上的戰略等。
一些國家在法律和政策方面鼓勵企業參與到生物多樣性的保護中。美國新近修訂的雷斯法案(Lacey Act),為了保護生物多樣性和推進減排,鼓勵國內外木材加工企業嚴格履行環境保護與社會責任。澳大利亞已經將生物多樣性管理列為礦業企業可持續發展最優計劃的主題之一。
除了國際組織和國家層面的行動外,一些中外企業也已經開始了行動。斯道拉?恩索是世界上知名的生產紙和紙板的公司,目前持有或管理著遍及芬蘭、瑞典、巴西、俄羅斯和中國超過百萬公頃的森林。企業正在研究促進管理森林生物多樣性的新方法,以推進生物多樣性保護行動在這些國家得以順利實施。富士施樂為保護生物多樣性,對所有紙張供應商制定了新的采購規定,提高紙張供應商門檻。一些發達國家的醫藥企業對環境的責任中納入了企業在獲取最大化利益的同時必須保護生物多樣性。杜邦公司2008-2011年支持開展“杜邦杯”環保攝影展,其中,2010年主題為“生物多樣性與扶貧”。生物多樣性相關的展覽內容包括“中國行動”、“公眾參與”、“走向和諧”。中國五礦在老撾Sepon礦山社會責任中,重視生物多樣性的保護,從環評到項目運行,都將生物多樣性(棲息地和野生動植物)保護放在重要的位置,不僅為企業贏得了贊譽,也為我國涉外企業參與生物多樣性保護提供了寶貴的經驗。其他諸如南京地鐵規劃為了保護綠化樹種,決定“繞道”而行,河南新鄭一家企業為了保護已經在工地上筑巢的燕子,決定暫緩工期。小磨高速公路在修建時,給古樹“讓路”等等。這些企業在參與生物多樣性保護的行動中,有的是直接影響到企業的經濟效益,有的則增加了額外的投資或給企業帶來損失,但他們仍然選擇了保護生物多樣性。
企業參與生物多樣性面臨的問題
雖然正在有越來越多的企業參與到生物多樣性的保護與可持續利用中,但不可否認的是,企業的生物多樣性知識、保護與可持續利用意識、參與力度和參與方法都還有待進一步加強。全面推動企業參與生物多樣性保護,還存在著諸多問題與制約因素,這些問題主要包括以下一些。
缺少生物多樣性知識。缺少生物多樣性知識是制約企業參與生物多樣性保護的重要原因之一。生物多樣性作為一個跨學科、而且仍然處在發展中的新興領域,對大多人來說還都存在著理解和操作上的困難,甚至包括了部分從事生物生多樣性相關工作的人員。在這種情況下,企業缺少生物多樣性知識也成為企業參與生物多樣性的首要制約因素。
企業的生物多樣性保護意識還有待加強。根據對部分企業社會責任報告的調查分析,只有21%的報告以不同方式提出了生物多樣性議題(名詞)。其中僅有8%的報告將生物多樣性列為了報告議題,甚至有部分企業認為他們和生物多樣性沒有關系。生物多樣性保護意識不強,還突出體現在以下兩個方面。對于一些以生物多樣性資源為原料的企業來說,如生物制藥、化妝品、生物原材料加工等企業,在其企業戰略中很少考慮到生物多樣性的保護與資源的可持續利用。對于一些直接影響生物多樣性的企業,如采礦、水電、土地開發等企業,在工程設計、施工、投產使用過程中,也較少將生物多樣性作為一個主要因素來考慮。
企業參與力度有待加強。目前,總體來說,生物多樣性尚未進入企業的主流。雖然有部分企業已經參與到生物多樣性的保護和可持續利用中,但與國外企業相比,還遠遠不夠。據問卷調查的結果:72%的政府官員反映他們的部門會評估大型項目對生物多樣性的影響,而只有20%的企業員工認為自己的單位會這樣做。值得注意的是,有接近一半的企業員工不知道企業是否有這方面的評估。而只有5%的企業員工認為他們的公司這樣做,而高達47%的企業員工反映他們公司從未宣傳過這方面的信息。
缺少有效的參與方法。筆者在過去幾年中,參加過一些企業與生多樣性方面的會議或相關活動,在這些場合下,往往都會有很多企業直接表達他們已經知道了生物多樣性的重要性,并同時表達了參與生物多樣性保護的愿望,但苦于不知道用什么方法和途徑去參與。造成這種情況的原因固然有很多,但缺少指導和引導應是重要的原因之一。據《WTO經濟導刊》與環保部對外合作中心于2013年共同組織開展的公眾生物多樣性意識的全國調查顯示,大部分企業都披露了生物多樣性保護的相關信息。然而,對于眾多不同的行業領域開展生物多樣性保護實踐、經驗以及標準尚存在明顯的不足。
政府缺少相關的引導和鼓勵政策。從國家層面來說,目前尚缺少企業參與生物多樣性保護與可持續利用活動的相關政策、標準、規范、方法以及鼓勵和懲罰措施。雖然在市場經濟條件下,企業的參與屬于商業行為,政府無法對這些行為進行干預,但各級政府的生物多樣性負責部門完全可以從政策和技術方面為企業參與生物多樣性保護提供支持和鼓勵措施。如加強生物多樣性指標在環評中的權重、組織生物多樣性相關的專業知識和技能培訓、出臺激勵措施和機制、制定有利于企業參與的相關政策等。
企業參與生物多樣性的路徑
針對上述存在的問題,企業參與生物多樣性保護與可持續利用或可參考以下途徑、方法以及相關促進措施。
提高企業自身的生物多樣性知識。為了應對新的形勢和要求,企業應首先提升自身的生物多樣性知識水平,這些知識包括生物多樣性的概念、內涵、價值、保護與可持續利用理念、與企業的關系等。具體操作方法包括:企業可以聘請生物多樣性專家為職工開展專題講座、企業組織職工開展生物多樣性知識競賽、征文比賽、生物多樣性攝影比賽、組織以生物多樣性為主題的旅行或參觀等。
參與社會的公益宣傳。企業可以與專業機構合作,參與生物多樣性的宣傳。具體操作方法包括:支持生物多樣性方面的公益廣告(如電視、電臺、廣播、報紙、網絡等)、在企業內部廣泛張貼宣傳海報等。
企業社會責任報告增加生物多樣性內容。無論企業是否直接與生物多樣性相關,都應該在企業社會責任報告中考慮生物多樣性的內容,特別是對生物多樣性依賴較大和影響較大的行業和企業,最好是生物多樣性獨立成章,包括企業與生物多樣性的關系、影響、所開展的工作以及效果等。
建立生物多樣性信息披露制度。企業,尤其是一些依賴生物多樣性資源的企業或對生物多樣性具有較大影響的企業,如一些生物資源加工企業、包括生物制藥、木材與林產品加工、化妝品等企業,以及一些工礦和水電企業等,可以建立生物多樣性監測指標與方法、評估指標等,建立起企業生物多樣性信息披露制度。通過信息披露制度,公示、公開企業有關的生物多樣性的信息,包括對生物資源的消費、保護行動、可持續利用措施、經營狀況等信息和資料,向社會公開或公告,接受社會公眾的監督。
建立生物多樣性技術支撐機構。為了確保企業參與生物多樣性能夠沿正確的軌道前進,企業,尤其是那些與生物多樣性密切相關的企業應該聘請生物多樣性專家,組建生物多樣性專家技術支撐機構,企業一旦遇到生物多樣性相關的技術問題,可邀請該專家組對該問題進行討論并提出合理解決的途徑。
增加生物多樣性相關的績效考核指標。企業可以邀請生物多樣性專家開發生物多樣性相關的績效考核指標,對企業內部各部門和主要相關責任人增加生物多樣性考核指標,對其業績進行考核。
做到生物多樣性保護的“三同時”。我國《環境保護法》第26條規定:“建設項目中防治污染的設施,必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用。防治污染的設施必須經原審批環境影響報告書的環保部門驗收合格后,該建設項目方可投入生產或者使用”。這些要求,同樣適用于企業生物多樣性的保護與可持續利用。
設立生物多樣性保護標識。如果一個企業在生物多樣性保護或可持續利用方面做得比較好,可以為自己的產品貼上生物多樣性保護標識,如“生物多樣性友好產品”、“生物多樣性保護先進企業”等。為了使標識具有法律效力,企業應請求行業協會或政府主管部門開發相關的標準和評估體系。
建立生物多樣性保護示范園區。企業可以在施工現場、總部或者野外建立生物多樣性保護示范區,尤其是一些采礦、水電、大型路橋等設施附近,建立生物多樣性遷地保護區、生物多樣性廊道,在確保生物多樣性恢復的同時,作為企業生物多樣性保護的教育、宣傳基地。
參與生物多樣性補償。企業可以通過加入一些現有的生物多樣性補償基金,參與生物多樣性補償。比如上下游之間的生物多樣性補償、沖突補償、生物多樣性惠益分享、生物多樣性資源有償使用等。企業既可以自己建立補償基金,也可以參與到現有基金中。目前已經有些企業開始了這方面的嘗試。
關鍵詞:發酵食品;微生物多樣性;分子生物科學技術
食品若要發酵就必須要有一個特定的微生物環境,發酵過程中微生物的種類會對發酵食品的口感產生非常大的影響,而加強對發酵食品中微生物多樣性的研究可以十分有效的為相關的研究提供更多的理論依據,在研究的過程中,最為基本的兩個要素就是物種的豐度和物種的均勻程度。而微生物在生長的過程中也有其自身獨到的特點。因為微生物自身的體積小,結構也并不是十分的復雜,所以我國在微生物多樣性的研究方面還處于比較緩慢的狀態,在很長一段時間里都采用非常陳舊的方法去研究微生物的多樣性,而我國有關的技術在不斷的發展,所以在微生物研究方面也有了一些新的跡象。
1 微生物的培養分離方法
在微生物多樣性研究的過程中,培養技術起到了非常關鍵的作用,直到現在,這種技術都廣泛的使用在研究當中,微生物培養主要是按照目標的要求給微生物選擇比較適宜的培養基,然后再按照不同的微生物特性來對其進行更加全面和準確的鑒別,但是這種方法在使用的范圍上還是有著一定的限制,一般情況下它比較適合使用在小范圍的微生物多樣性鑒別中。
微生物培養法在實際的應用中需要首先通過人工的方式對培養基進行適當的處理,雖然不同的微生物在生長環境和自身的特性上都存在著較為明顯的差異,所以研究的結果會和實驗室當中不受任何外界因素影響條件下得出的結果存在著一定的差異,此外,自然界當中,很多種微生物都是沒有辦法通過人工培養的方式得到的,所以在研究的過程中也會造成生物多樣性的流失,這樣就使得實驗室中所得出的結論不是非常的準確,存在著一定的片面性。
2 化學方法
磷脂脂肪酸是生物細胞膜中一個非常重要的成分,而不同的微生物能夠通過生活反應形成不同種類的磷脂脂肪酸,這樣就可以對不同的微生物進行鑒別和檢驗,但是在這一過程中尤其需要注意的一點就是不同類型的磷脂脂肪酸或者是不同生物體上的磷脂脂肪酸有可能會出現完全相同的研究和實驗結果,所以還需要采用其他的輔助方式對其進行進一步的檢驗。
3 生理方法的鑒定系統
BIOLOG微孔平板閥是國外的研究機構在1991年建立起來的一套專門研究土壤微生物多樣性的一種方法,這種方法通常就是按照生物對單一碳源不同的反應而實現對不同種類的微生物進行區分的目的,該鑒定系統當中主要有95反應孔的微孔平板和鑒定的軟件組成的,反應孔當中還設置了碳源底物和對應的指示劑,而當接種樣品溶液的時候,其中的一些營養物質就會被吸收和利用,從而使得孔中的反應物呈現出不同的顏色和狀態,因為不同的微生物對95糖的反應和接受程度具備一定的差異按照反應孔當中顏色的轉變和吸光度的變化就形成了不同的形式,這樣也就使得不同微生物逐漸被判斷出來。經過該系統軟件的處理和判斷,和標準菌種的數據進行詳細的對比之后,這種菌的種類也就被準確的判斷了出來,這種方法實際上已經進入到了微生物食品微生物多樣性的研究當中,但是這種方法在應用的過程中也存在著一定的局限,所以也無法很好的獨立使用,其主要的不足有:由于真菌、放線菌的代謝反應不能分解氯化物.此方法只能檢測微生物群落細菌中快速生長的那部分微生物信息主要為革蘭氏陰性菌:另外由于培養環境的改變可能引起微生物對碳源底物實際利用能力的改變而造成一定的誤差目前所具有的標準菌種的數據庫還不完善。有些種類還不能被準確進行鑒定即使存在以上不足。但由于其不需經過培養分離繁瑣的步驟.仍被用于微生物多樣性的研究。
4 分子生物學方法
分子生物學技術在微生物多樣性研究上的應用主要可以歸納總結為2個方面:一方面是在PCR技術應用前提下所衍生出的一些研究方法.這些方法可以把少部分的DNA進行大量的增加.通過對基因排列順序的對比和分析來對微生物的多樣性進行研究另一方面是在應用分子雜交技術的前提下使用分子標記的方法。
4.1 建立在PCR技術的方法
PCR是1985年由MULUS發明的一種聚合酶鏈式反應技術.主要特點是短時間內在實驗室條件下人為控制并特異擴增目的基因或DN段,以便于對已知DN斷進行分析。PCR技術的發明和不斷完善.不僅為分子生物學的發展作出了巨大的貢獻.而且在微生物生態學的發展和分析技術的建立提供了有利工具。
4.2 基于分子雜交技術的分子標記法
分子雜交技術是基于核酸分子堿基互補配對的原理.用特異性探針與待測樣品的DNA或ETNA形成雜交分子的過程用于微生物多樣性研究常用的探針主要有RNA基因探針、抗性探針和編碼代謝酶基因探針等。特別是近年來發展起來的熒光原位雜交技術是研究環境中不可培養微生物群落多樣性最為常用和有效的手段熒光原位雜交技術是根據已知微生物不同分類級別上種群特異的DNA序列,以熒光標記的特異寡聚核酸片段作為探針與環境基因組中DNA分子雜交,檢測該特異微生物種群的存在與豐度。操作步驟是將微生物樣品固定在載玻片上,用熒光染料標記的基因探針雜交,將未雜交的熒光探針洗去后用普通熒光顯微鏡進行觀察和攝像采用這一技術可以同時對不同類群的細菌在細胞水平上進行原位的定性定量分析和空間位置標示。該方法的特點是可以進行樣品的原位雜交,且特意性和靈敏度高,克服了PCR擴增的偏好性,對生態系統樣品中的種群結構的測度準確性高發酵食品中微生物多樣性研究方法在傳統技術的基礎上有了很大的發展.主要發展出了4種研究方法四種方法在不同的方面有不同的優缺點,只有根據不同的特點選擇不同的研究方法,才能更好地保證研究的準確性,從而促進發酵食品中微生物多樣性研究。
結束語
發酵食品越來越多的走入到人們的生活當中,發酵食品中的生物多樣性是影響其口感的一個非常重要的因素,而在實際的研究工作中,有很多的研究方法,不同的研究方法尤其自身的優勢和使用范圍,所以一定要根據實際的需要選擇適當的方式,只有這樣,才能更加充分的保證發酵食品微生物多樣性研究更加的成熟。
參考文獻
摘要:生物多樣性是人類賴以生存的物質基礎,如何更好地保護生物多樣性,實現人類社會與自然生態環境和諧發展已成為當今社會面臨的重大議題。本文論述了我國生物多樣性保護中存在的主要問題,提出環境善治是生物多樣性破壞區域恢復和保護的有效模式,并進一步指出,生物多樣性保護政策創制、生態系統與生物多樣性經濟學(TEEB)主流化、生物多樣性保護的技術創新和以多元文化為基礎的傳統生態自然觀是環境善治的有效途徑。
關鍵詞 :環境善治;生物多樣性保護;TEEB;傳統生態自然觀
生物多樣性是地球生態系統不斷演化的結果,生物多樣性是人類賴以生存和發展的物質基礎,它不僅給人類提供了豐富的食物、藥物資源,而且在保持土壤、調節氣候、維持自然平衡等方面起著不可替代的作用,是人類社會可持續發展的生存支持系統。近年來,隨著人類活動的不斷增強,地表環境的破壞越來越嚴重,很多動物、植物賴以生存的環境遭到嚴重的破壞,導致大量物種滅絕,生物多樣性的保護刻不容緩。我國生物多樣性現狀
生物多樣性(Biological diversity/Biodiversity)是生物及其與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的總和,包括數以百萬計的動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與其生存環境形成的復雜的生態系統,是生命系統的基本特征。生物多樣性是一個總的概念,具體包括物種多樣性、生態系統多樣性和遺傳多樣性,有的學者也將景觀多樣性作為生物多樣性的一部分。中國是生物多樣性特別豐富的國家之一。據統計,中國的生物多樣性居世界第八位,北半球第一位。同時,中國又是生物多樣性受到威脅最嚴重的國家之一。中國的原始森林長期受到亂砍濫伐、毀林開荒等人為活動的影響,其面積以每年5000平方千米的速度減少;草原由于超載過牧、毀草開荒的影響,退化面積達870000平方千米。生態系統的大面積破壞和退化,不僅表現在總面積的減少,更為嚴重的是其結構和功能的降低或喪失使生存其中的許多物種已變成瀕危種和受威脅種。高等植物中有4000~5000種受到威脅,占總種數的15%~20%。在《瀕危野生動植物種國際貿易公約》列出的640個世界性瀕危物種中,中國就占156種,約為總數的1/4,形勢十分嚴峻。生物多樣性中最為重要的是物種多樣性,它使每個物種在系統中不至于滅絕,是生物多樣性研究和保護的重點,每個生物都處于一條生物鏈的某一層次,每一種物種的絕跡,都預示著很多物種即將面臨消亡。
我國傳統的保護生物多樣性的方法就是“堡壘式”保護,即在生態環境脆弱地帶建立自然保護區,由政府劃定保護范圍,在保護區內完全禁止人類活動。后來對于保護區的劃定有所發展,劃定了核心區、緩沖區和實驗區,這在一定程度上將保護區對人類開放,但是普通民眾仍然沒有參與到生物多樣性的保護中來。直到20世紀90年代后期,可持續發展思想的注入,以及國際機構(如世界銀行)等開始關注我國的生物多樣性保護問題,在生物多樣性保護與社區發展方面開始了諸多的嘗試,并取得了一些成果。
之后,隨著城市化進程的加快,城市規劃在城市建設中顯得尤為重要,生物多樣性規劃也被提上日程,作為城市規劃的一部分,包括省、市、縣3級保護規劃。同時,景觀生態學被引人生物多樣性的范疇之內,從基質、斑塊、廊道等景觀生態學的觀點出發,提出生物多樣性保護還應考慮它所在的生態系統及有關生態過程,應著眼于區域、大陸尺度的生態網絡,生態網絡的建立將非常有利于物種多樣性的保護,尤其是較為脆弱的物種。
我國生物多樣性保護存在的主要問題
我國生物多樣性保護存在的問題主要可以歸為四個方面:管理體制方面、經濟學方面、生物多樣性保護技術路徑方面和傳統環保文化方面。
管理體制層面:一是我國生物多樣性保護存在.“多龍治水”的問題,“多部門”管理,“多法律”規定,保護行政管理部門與資源經營部門重疊,這種多樣的“雙重”身份造成了行政主權的混亂與錯位,增加了我國生物多樣性保護的難度。二是與生物多樣性保護相關的政策不完善。我國的法律體系采用的是稀缺價值論與生物資源的可再生論,忽略了生態因素的交互作用,存在由于對外部經濟認識不足導致的價值實現方式的設計缺陷。因此,生物多樣性保護的制度設計還有待于進一步完善和細化。三是生計與生態割裂也是造成生物多樣性保護困難的一個主要原因,很多保護區的破壞主要是由于當地社區居民的偷獵、過度使用資源造成的,而當地居民的這種行為最原始的驅動力就是貧困,貧困往往是生物多樣性遭受破壞的外部驅動力,導致“貧困生物多樣性破壞一災害頻發”的惡性循環的加劇。而我國環保部門、扶貧部門及災害管理部門“各司其職”,造成了資源的浪費,很多資源不能整合,使生計改善與生物多樣性保護割裂。自然保護與生計沖突是生物多樣性保護中較為突出的問題。傳統的建立自然保護區的方法,很少考慮當地社區居民的利益和發展要求,社區居民利益的受損將居民和保護區推到了對立面上,導致矛盾激化,其結果往往是保護代價高,而保護的收效甚微。
經濟學層面:主要缺乏對生態系統和生物多樣性經濟價值的科學評估、獨立評估,缺乏系統的評估體系和評估指標,導致決策層、管理部門、企業、媒體和公眾等利益相關群體對生物多樣性的經濟價值缺乏科學認識,進而不能科學分析自然資本、生物多樣性的效益與經濟部門之間的關系,導致生物多樣保護的投資力度與當地經濟發展不協調。
生物多樣性保護技術層面:我國關于生物多樣性保護的研究仍十分欠缺,研究體系單一,其研究的主體仍然是保護區管理部門的技術人員、與生物多樣性相關的研究部門,缺乏社區、企業、NGO的合作與參與,國際合作的領域有限,導致理論研究較強,可操作、可示范的模式少。而一些環境NGO和國際機構通過長期的實踐取得的富有成效的保護技術,因缺乏與政府的協調溝通而得不到生物多樣性保護部門的采納推廣。
傳統環保文化層面:我國是一個多元化、多民族的國家,絕大部分民族都具有豐富的環保文化。南方少數民族的自然崇拜、北方少數民族對自然的敬畏、穆斯林民族的傳統生態自然觀對保護自然生態和生物多樣性均發揮了非常積極,甚至不可替代的作用。傳統環保文化無疑對生物多樣性保護具有舉足輕重的作用。但隨著主流化的進程和傳統環保文化傳承面臨的挑戰,生物多樣性保護受到了日益嚴峻的威脅。
綜上所述,生物多樣性的保護面臨四個層面的挑戰,而要應對這些挑戰,環境善治理念的采納和普及應用是最佳選擇之一。以環境“善治”理念為基礎的生物多樣性保護途徑
環境善治(Good Environment Governance)的提出是建立在對市場和政府角色重新認識的新的治理理念基礎上的。“善治”的本質是政府與公民間積極而有成效的互動與合作。環境善治包括環境制度創新、市場機制運用、科技進步、能力建設、政府與NGO、社區和企業的合作以及全球環境治理各個方面。
要解決我國生物多樣性破壞區域的修復及保護面臨的上述問題需采取如下措施。
生物多樣性保護政策創制
政策支持是生物多樣性保護的根本保證,聯合國《生物多樣性保護公約》之后,中國成為國際《生物多樣性保護公約》簽約國以來,制定通過了《中國生物多樣性保護行動計劃》、《中國生物多樣性國情報告》、《全國生態環境建設規劃》、《全國生態功能區規劃》和《全國生態脆弱區保護規劃綱要》等相關政策文件,并把《生物多樣性與優化生態環境的可持續性研究》列為《國家重點基礎研究發展規劃》。但這些國家層面的政策在省及省級以下行政區域缺乏對政策的細化,許多政策的執行缺乏財政部門的財力支撐。例如,野生動物破壞莊稼的賠償制度在絕大部分保護區得不到執行。這種缺乏跨部門合作的政策急需創制革新,需要打破管理部門之間的壁壘,統籌管理權限至權威部門,廢除“九龍治水”,提高環保部及其直屬系統的執法權威和財務運作能力。除了國家重大的法律支撐外,生物多樣性保護還應出臺具體制度:如自然資源產權制度,自然資源價格制度,生態環境稅收制度,公眾參與制度,生態補償制度,跨部門合作制度,傳承少數民族傳統環保文化制度,政府官員的環境績效考核制度,政府與社區、環境NGO和企業的合作機制,政府購買環境NGO服務機制,生態移民政策,“生態民”政策,以及符合當地社會經濟條件的磋商機制等。這些重大制度的確立及執行需要跨部門合作、利益楣關群體參與,并要避免“精英決策”或領導決策模式,而要充分發揮公眾參與的理性決策模式。否則,缺乏操作性的政策其執行力將大大減弱。如盡管生態補償政策的討論已經持續了20年左右,但到目前還不能得到有效而全面執行。這說明生物多樣性保護機制的確立和有效執行面臨的挑戰和風險是巨大的,迫切需要政策創制來應對挑戰、預防風險。
生態系統與生物多樣性經濟學(TEEB)主流化
TEEB是一項由八國集團聯盟(G8)和五大發展中經濟體發起的全球性研究,研究主要集中于“生物多樣性的全球經濟效益、失去生物多樣性與未能采取任何措施的代價以及有效保護的成本”。TEEB對于決策者、企業都有莫大的影響。TEEB的首要任務是深刻認識生態系統的經濟價值,其次,TEEB提出,要妥善衡量,以管理我們的自然資本。而妥善衡量的方法就是完備的指標體系,自然環境為人類社會提供的大部分服務都沒有被GDP或其他傳統經濟指標捕獲,現有觀念沒有將生態系統提供的服務看作是經濟發展的一部分,生態系統服務未能得到足夠的重視。因此,政府決策部門應實施國家評估,對生物多樣性的自然資本進行估值,這種評估將會對分析自然資本、其效益與經濟部門之間的關系至關重要,也會對決策者的決策產生很大的影響。最后,TEEB提出改善成本效益分配。這是基于環境損害的社會影響的代償原則,即“使污染者付款”和“全成本恢復原則”。這種機制出于使負責人看到和感受到生物多樣性和生態系統服務受損的經濟成本,并可改變影響他們的行為動機,當然,這是基于設計穩健的制度和市場框架的基礎上的。
TEEB能夠使人們正確認識生物多樣性的價值,從而促使人們做出正確的決策,在長期可持續發展的原則下,更好地利用生態系統的服務價值。因此,只有當頂層設計部門和決策部門深刻認識到TEEB的重要性,并將其納入規劃、決策和考核的范疇,才能夠從制度層面推動生物多樣性的保護。
生物多樣性保護的技術創新
政策創制和TEEB是從機制層面應對生物多樣性保護面臨的諸多問題,但保護需要技術創新的支撐。在技術創新方面,社區共管、替代性生計、耦合模式、PPP (Private Public Partnership:公私伙伴關系)是值得借鑒的一些技術或模式。
推行社區共管。隨著人口的增長及人口對資源需要的不斷增長,社區在發展經濟的同時,存在著對當地資源的過度利用和生態環境破壞,如何能在不破壞或少破壞資源和環境的前提下,幫助當地社區發展社會經濟,使生物多樣性與社會經濟協調發展已成為困擾各界的一道難題。自20世紀90年代以后,一些國家和組織開始從不同角度將這種保護與發展相協調的思想付諸于實踐。我國生物多樣性與社區可持續發展存在的矛盾較多,但最根本的問題是生物多樣性保護的長期利益與當地農民的生存和發展的短期利益之間的沖突,同時,生物多樣性的保護還受到生物多樣性豐富地區的所有權、國家生物多樣性管理水平、自然資源開發政策及其他相關政策、法律和社會因素等諸多方面的影響。因此,基于照顧雙方利益的社區發展的生物多樣性保護(Communitybased conservation,CBC)策略應運而生。CBC注重社區居民的主動參與,讓社區居民參與到生物多樣性保護中來,主張“自下而上”的保護模式,打破傳統的“堡壘式”、“強制式”保護模式;同時,該模式注重在社區發展的基礎上進行保護,通過直接的經濟補助,或者提供技術支持和政策優惠,引導社區居民主動參與瀕危物種保護工作,逐漸改變原來以消耗資源為代價來換取經濟增長的生產方式。之后,YUEP模式對CBC模式進行了深化,主張先利用小額貸款改善村民的生產基礎,改善其生計,其次建立社區保護與發展基金,通過村民自助推舉實現資源共管、生物多樣性保護與生物多樣性監測,同時通過對小額貸款利潤的運作使項目具有可持續性。
發展替代性生計。替代性生計是指改變生態環境脆弱區民眾的生產方式,使其原來粗狂的、以掠奪資源為主的生產方式發生轉變。很多生物多樣性的破壞,是由于當地民眾的貧困所致,貧困驅使他們砍伐樹木,開墾林地或草地。因此,保護生物多樣性必須首先改善當地人的生計,轉變當地人的生產方式。蘭州大學與Oxfam及白水江自然保護區曾經成功實施過一個替代性生計項目,即通過“小額信貸”的模式,為林緣區農戶創造更多的可供選擇性就業機會或創收機遇,極大地減緩了社區與保護區管理局之間的沖突,農戶通過小額信貸解決了增收和生計問題,保護區的偷盜砍伐得到遏止,生物多樣性得到有效保護。位于內蒙古高原東部的渾善達克沙地在1959年到1999年間,陽坡植被覆蓋率下降了20%~30%,陰坡下降了30%~40%,這是由于當地人口的增多,導致牧民的數量急劇上升,牲畜的數量也急劇上升,過度放牧導致了渾善達克沙地的荒漠化。因此,學者們提出了“以地養地”的模式,即在當地建立人工高產飼料基地,將傳統的放牧改為圈養,而騰出大量的退化土地進行恢復,并進一步發展成保護區。同時,調整畜牧結構,減少山羊的數量,增加牛的數量,并引進液體奶生產線、生態旅游等適合當地發展的企業,這些措施,使民眾由原來單純的放牧發展為多元化的生產方式。這些案例說明,替代性生計滿足了生態脆弱區居民的發展需求,使他們由生態的破壞者變成生態的保護者。
生計改善一生態恢復一災害管理耦合模式。蘭州大學丁文廣教授經過10多年的農村社區綜合發展項目的實施,在我國首次提出了“生計改善一生態恢復一災害管理耦合模式”。該模式首次在甘肅省平涼市崆峒區康莊鄉的清水嶺村實施。清水嶺村是一個典型的貧困村,缺乏能源,農民因能源需求破壞了大面積森林和草地,造成水土流失嚴重,形成了“貧困一生態退化一災害(旱災)頻發”的惡性循環。為了應對這一問題,丁文廣帶領項目團隊,應用“農村參與式評估”方法,到項目村進行需求評估和項目設計,組建包括村委會成員在內的項目實施小組,通過村民大會公開選舉項目分批受益戶名單,制定項目管理制度。在完成需求評估之后,依據項目管理制度,組織項目實施。具體思路是,將貧困村中的貧困戶按照特困戶、貧困戶和較好戶分組,先對特困戶無償提供良種繁育母牛,生產的(母)牛犢依次滾動到貧困戶和較好戶。這種滾動發展模式,既保證了讓最貧困的人群先受益,又照顧了條件相對好的農戶,最后達到整村受益的目標。作為獲得項目資助的必要條件之一,項目受益戶必須每戶種植至少2畝苜蓿和2畝薪炭林。項目資助方對完成項目指標的農戶獎勵清潔能源設施(太陽灶、沼氣池、節能爐等),進一步阻止了農戶對生態的破壞。為了規避旱災風險,項目設計了壓縮夏糧、擴大秋糧面積,以充分利用雨水的時空分布規律,同時,牛糞、沼液的使用減少了化肥使用量,改善了土壤結構,增強了作物的抗旱性。該模式推動了清水嶺村實現了人與自然和諧發展的目標,并在甘肅省多個貧困社區推廣示范。從該模式中提煉的主要理論為:“人類與自然耦合系統”中災害風險、生態環境退化與經濟貧困三者之間具有負向耦合關系,其中,經濟貧困是“災害頻發一生態退化一貧困加劇”惡性循環的外部驅動力,環境退化和災害頻發只是經濟貧困的外在表現和結果。要打破生態退化、災害頻發及貧困加劇的惡性循環,需要決策部門在生態治理、災害風險管理及扶貧領域推行“災害風險管理一生態恢復一生計改善耦合模式”,打破部門壁壘,設計跨領域橫向合作項目,推動可持續發展。
PPP(Private Public Partnership:公私伙伴關系)模式。PPP模式是生物多樣性保護的一個有效機制,特別是在人口眾多、貧困人口比例高、人與自然生態環境交錯分布的區域,應對生物多樣性的保護就不能缺少PPP模式。所以,我國政府、企業與環境NGO之間在生物多樣性保護方面迫切需要建立良好的互動合作模式。環境NGO在反映公眾利益訴求、推動公眾主動參與和組織協調方面有其獨特的優勢,它是政府行為的重要補充者和合作者;企業在獲取經濟利益的同時,要回饋自然和社會,體現企業的社會責任,承擔生物多樣性保護的義務:而政府在資金、政策、協調等方面具有很強的優勢,是資源的主要控制者和分配者,政府的參與對PPP模式發揮的作用至關重要;眾多的社區是與自然環境直接接觸的群體,他們既是環境資源的索取者,又是生物多樣性保護的主體,沒有社區的參與和合作,就無法實現保護目標;國際環保機構有許多成功的保護案例和實踐,與它們開展合作,會起到事半功倍的作用。可見,PPP模式能夠整合生物多樣性利益相關群體的優勢和資源,無疑是生物多樣性保護的理想途徑。
這里只列舉了4種技術,但生物多樣性保護的技術創新會隨著政府和公眾對自然的認知程度不斷深化而豐富。
以多元文化為基礎的傳統生態自然觀
文化價值觀是人類文化的核心,包括原住民對生物的認知、利用和保護的價值觀、倫理觀、人與自然和諧觀等。我國是一個多民族的國家,民族文化呈現多樣性。歸類起來,可以分為兩種生態自然觀:一是原始崇拜,人們往往將一些與自己生活關系密切的動植物作為崇拜的對象并加以保護,這些原始崇拜在歷史上都起到了保護動植物物種及其生境的作用。二是以各大宗教為基礎的宗教生態自然觀。佛教的生態自然觀以尊重一切生物為佛家的根本觀念。道教中的生態自然觀最大的特點便是表現在對生命的關懷上,強調要以仁愛之心來善待生命,所有的生物都處在一個相互平等的過程。伊斯蘭教中的生態自然觀認為要正確處理好自然資源的開發與利用之間的關系,不能過分索取,否則會遭到大自然的懲罰。無論是宗教生態自然觀還是原始崇拜,都強調保護生態系統,主張人與自然和諧發展。但是隨著現代商業理念和商業活動的侵入及全球化和主流化的負面影響,我國各民族的傳統生態自然觀逐漸衰弱,甚至消失。因此將民族傳統文化納入生物多樣性保護的范疇,是生物多樣性保護和民族傳統文化保護的共同需求。中國少數民族生存的地區面臨著類似的環境問題、相同的社區結構及文化基礎,應用傳統的少數民族生態自然觀推動環保無疑具有強大的生命力,對于推動人口只占中國人口8. 5%、但國土面積占比高達46%的少數民族區域的環保意義重大。當環保上升到信仰的高度的時候,環保將無需外部力量的推動。正如新制度經濟學代表人物、諾貝爾經濟學獎得主道格拉斯·諾斯所說的那樣,行為是由制度決定,而制度又由正式約束與非正式約束共同構成,其中,正式約束是國家的憲法法律等,而非正式約束是指一個國家的宗教、文化、傳統、習俗等方面。盡管正式約束非常重要,但決定制度特征的更主要是非正式約束。可見,在全球化的時代,傳統文化及宗教文化在解決生態危機方面仍然具有不可替代的強大生命力。
主要
參考文獻
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[2]馬克平,錢迎倩.生物多樣性保護及其研究進展[J].應用與環境生物學報,1998,4(1):95-99.
[3]馬克平,錢迎倩,王晨.生物多樣性研究的現狀與發展趨勢[J].科技導報,1995 (1):27-30.
(一)教材內容分析
《生物多樣性及其保護》是第二冊第九章《人與生物圈》的第二節內容,是環境教育極其重要的教學內容。本節內容主要包括生物多樣性的基本內容、生物多樣性的價值及我國生物多樣性的概況和保護知識,其涉及范圍廣,知識跨度較大。
(二)學習者特征分析
本節課授課對象是高中二年級學生,高二學生已經全部完成了前面對生物基本理論知識的學習,以生物六大基本特征為主線的知識已經掌握得很熟練,而且已經學習過生態學的基本概念和原理及環境保護的基礎知識。要從豐富的內容中概括出遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性和直接使用價值、間接使用價值等,學生不僅需要擴散思維、概括、綜合能力,而且需要信息獲取、處理和表達能力。
二、教學目標設計
(一)知識與技能
1.能準確說出生物多樣性的概念;解釋生物多樣性的價值及分析我國生物多樣性的概況;闡明生物多樣性的保護。
2.培養學生自主學習、自主探索及總結歸納能力。
(二)過程與方法
通過課件演示、學生交流、師生交流等形式,加深學生對生物多樣性的認識,提高對生物多樣性知識的應用能力及綜合分析能力。
(三)情感與價值觀
1.讓學生在自主解決問題的過程中培養成就感,為今后自主學習打下良好基礎。
2.通過課件演示,培養學生研究探索精神,從而調動學生積極性,激發學生對生物課的興趣。
3.提高學生熱愛自然、熱愛生物、熱愛生活的理念,增強自覺保護生物多樣性的觀念。
三、教學內容設計
(一)教學重點
1.生物多樣性的基本內容及保護生物多樣性的具體要求。
2.生物多樣性的使用價值。
(二)教學難點
1.生物多樣性的保護。
2.我國生物多樣性概況。
四、教學策略分析
(一)教學方法
1.任務驅動法(觀察分析、對比)
讓學生在具體任務驅動下學習,在完成任務的過程中掌握應掌握的知識點。本節課教學中,讓學生觀察有關錄像資料和圖片并通過交流、討論識別五靈脂、蟬蛻等動物藥物標本,當歸、鳳尾草等植物藥物標本。
2.討論交流學習法(討論、講述)
通過對動物標本和植物標本的對比,在此基礎上多播放、些動植物種類,了解生物多樣性,并通過同學之間的討論解釋生物多樣性的價值及分析我國生物多樣性的概況,在此過程中,同學、老師之間加強交流。
(二)教學手段
多媒體網絡教室、相關教學課件。
五、教學過程設計
(一)導入
教師活動:展示幻燈片,黃土高原破壞之前和現在的對比。引出:保護生物資源,生物圈是人類共同的家園。
學生活動:觀看圖片,思考。
設計意圖:展示圖片,設計問題,使其產生急需探求的心理,學生學習動機由潛伏期迅速自然進入活躍狀態。
(二)生物多樣性基本內容
教師活動:1.什么是生物多樣性?2.我們應從幾個層次對它進行保護?引出:生物多樣性及其保護。
學生活動:1.生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。2.保護生物多樣性就是在基因、物種和生態系統三個層次上采取保護戰略和保護措施。
設計意圖:培養學生概括能力。
(三)生物多樣性的價值
教師活動:野生生物資源具有很大使用價值,只有全面認識野生生物資源的價值所在,才能增強并樹立保護野生生物資源的意識,規范人們的行為方式。引出:1.對于人類來說生物多樣性有哪些價值?2.閱讀課文,了解什么是直接使用價值,包括哪些方面?
學生活動:1.對人類來說,生物多樣性具有直接使用價值、間接使用價值和潛在使用價值。2.直接使用價值指人們能夠直接利用的,包括藥用價值、科學研究價值、重要的工業原料、美學價值及文學創作素材。
設計意圖:培養歸納總結和表達能力。
(四)我國生物多樣性概況
教師活動:以上是生物多樣性的使用價值,我國地域差異顯著,自然條件復雜多樣,從而孕育了既豐富多彩又獨具特色的生物物種和生態系統,近年來,我國生態環境面臨嚴峻形勢,為了保護好我們的生存環境,應了解我國生物多樣性的概況。引出:1.誰能說說我國生物多樣性有怎樣特點?2.為什么說我國是世界上物種最豐富的國家之一?
學生活動:1.第一,物種豐富;第二,特有的和古老的物種多;第三,經濟物種豐富;第四,生態系統多樣。2.據統計,我國苔蘚植物、蕨類植物和種子植物共3萬多種,居世界第三位。我國還是世界上裸子植物物種最多的國家,是世界上鳥類種類最多的國家之一。
設計意圖:培養學生探究能力。
(五)生物多樣性的保護
教師活動:我國生物多樣性存在兩方面問題,其中,生存環境的改變和破壞是多數野生生物滅絕或瀕危的主要原因。引出:我們應該怎么做?
學生活動:保護野生生物。生物多樣性的保護包括就地保護、遷地保護及加強教育和法制管理。
設計意圖:強化法律法規。
(六)小結
教師活動:1.結合板書,帶領學生一起回顧本節課知識框架。2.挑選典型習題,學生相互解答,教師點撥。
學生活動:整理知識體系,做習題。
設計意圖:歸納總結,拓展思維,便于記憶。
六、教學反思
本節課的教學設計主要有三個特點:
(一)教學流程設計符合認知規律
采用先導入再引導的順序,使學生盡快進入學習狀態。
(二)鼓勵學生自主學習
學生自主學習,整理知識體系,歸納總結,便于記憶。