生物多样性和陆地生态系统功能对全球气候变化的响应王清涛1李新蓉2（新疆农业大学1、林学与园艺学院，2、草业与环境科学学院乌鲁木齐830052 ）摘要：生物多样性是人类生存的重要资源，也是人类赖以生存和持续发展的物质基础。
人类活动引起的土地利用、气候变化、大气CO2浓度增高和氮沉降加剧等使得生物有机体的性状、种间关系、分布格局与生物多样性发生改变，进而影响生态系统过程和功能，并最终威胁到人类的生存。
本文系统阐述了国内外生物多样性研究及生物多样性保护的方法和成果，并结合我国在该研究领域已有的研究成果和存在的问题，对我国的生物多样性研究和生物多样性保护进行了展望，以求对生物多样性研究和生物多样性保护有更大的研究进展。
关键词：生物多样性；陆地生态系统；气候变化；生物多样性保护；英文摘要：Biodiversity is the important resources to human survival,also is the material base Of human survival and development. The land use, climate change, atmospheric CO2 concentration increased nitrogen and deposition intensified is caused by human activity,make the organisms character, the kind of relationship between the distribution pattern and biodiversity, change, further influence ecological system process and function, and ultimately threaten the survival of mankind. This paper introduced the biodiversity protection methods and results of the domestic and foreign biodiversity research. and with China's in this field of the existing research results and the existing problems and prospects for China's biodiversity research and biological diversity protection. In order to research on biodiversity and biodiversity protection more research progress. Key words:Biological diversity；terrestrial ecosystem；climate change；Biodiversity Conservation0引言：生物多样性的概念及其价值生物多样性(biological diversity或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.生命系统是一个等级系统(hierarchical system),包括多个层次或水平:基因、细胞、组织、器官、种群、物种、群落、生态系统、景观.每一个层次都具有丰富的变化,即都存在着多样性.但理论与实践上重要,研究较多的主要有基因多样性(或遗传多样性)、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性[1]。
生物多样性包括不同的水平,每个水平的多样性都有各自的特点,很难用统一的方法和标准予以测度.物种丰富度(species richness)可以用于物种水平的多样性,即用一定面积内的物种数目表示.更精确的方法是考虑物种之间的关系,即测度分类学多样性(taxonomic diversity)生物群落多样性测度的方法相对比较成熟,除物种丰富度外,还有物种相对多度(species abundance)、物种多样性指数(species diversity index)和均匀度(evenness)等[2]。
常用的物种多样性指数主要有Shannon-Wiener指数和Simpson指数等.生态系统水平多样性测度的难度较大,主要是生态系统的边界不确定,本身的结构又比较复杂.但是,如果用一系列的标准来定义生态系统,其数量和分布还是可以测定的,也有人从种间关系或营养结构的角度构造生态系统多样性指数[3-4]。
遗传多样性的测度要困难的多.形态上判定的遗传多样性如作物或家养动物的品种可以参照物种水平的方法测度,而染色体、蛋白质和DNA水平的遗传多样性的测度则很困难,目前还没有确定很好的测度公式或指标.但群体遗传学中等位基因频率、遗传一致性和遗传距离等的计算方法是很有参考价值的[5]。
1．国内外生物多样性研究的现状在1992年10月，国际科学联合会(ICUS)所属的国际生物科学联合会(IUBS)和联合国环境问题委员会(SCOPE)、联合国教科文组织(UNESCO)一起召开了―生物多样性编目与监测研讨会‖，同时联合发起了一个全球性的生物多样性合作研究项目，即DIVERSITAS。
目前，该项目的研究内容包括5个核心领域：(1)生物多样性的生态系统功能；(2)生物多样性的起源、维持和丧失：(3)生物多样性的编目与分类；(4)生物多样性的监测；(5)生物多样性的保护、恢复和持续利用。
5个交叉领域：(1)土壤和沉积物中的生物多样性；(2)海洋生物多样性；(3)微生物多样性；(4)淡水生物多样性；(5)人类对生物多样性的影响。
纵观该领域的研究现状，可以看出以下7个方面已成为当前生物多样性研究的热点：(1)生物多样性的调查、编目及信息系统的建立；(2)人类活动对生物多样性的影响；(3)生物多样性的生态系统功能；(4)生物多样性的长期动态监测；(5)物种濒危机制及保护对策的研究；(6)栽培植物与家养动物及其野生近缘的遗传多样性研究；(7)生物多样性保护技术与对策。
此外，遗传修饰生命体释放对环境和人类健康可能产生的影响以及外来种效应等也受到国际社会的广泛关注。
马克平和刘灿然(1997)等对北京东灵山地区植物群落多样性进行了10多项深入的研究，从样本面积的选择到多样性测度方法的应用，从不同群落物种数目的估测方法到外在条件对多样性的影响等多个细节进行详细说明，并得出一系列重要结论。
研究明确了植物群落的多样性测度方法、不同类型森林群落的种——多度关系、样本大小对多样性测度的影响、尺度变化对多样性的影响、不同类型植物群落临界抽样面积的确定、不同类型植物群落物种数目的估计、群落组成随海拔梯度的变化等问题。
整个研究历时3年多，如此系统、全面的研究，对未来的植物多样性研究及保护工作都具有非常大的指导作用。
2．国内外生物多样性保护研究现状从1972年联合国召开的第一次人类环境会议开始，形成了一系列决议，尤其是1992年通过了《生物多样性公约》，生物多样性的保护受到国际社会的普遍关注，成为当今人类环境与发展领域的中心议题之一。
我国城市绿地系统建设一直是全国生物多样性保护工作的重要组成部分，长期以来承担着艰巨的任务，并且取得重要的成果。
在我国签署《生物多样性公约》并经全国人大批准生效后，建设部派出协调员参加了由国务院有关部、委、局组成的―中国履行《生物多样性公约》工作协调组‖，并参加了《中国生物多样性保护行动计划》和《中国生物多样性国别研究报告》的编制工作。
纵观该领域的研究现状，主要分为以下几个方面：生物多样性信息系统的建立及长期动态监测；人类活动对生物多样性的影响；生物多样性与生态系统功能；物种濒危机制和动植物野生近缘种的遗传多样性研究。
邢韶华(2005)等人在北京山区植物多样性保护区域规划研究中，为能够较好地评价分析北京保护区植物多样性状况，合理地保护北京地区及其周围的森林植被，使其形成北京城区的天然屏障，对北京主要保护区的植物、植被状况进行了较为详实的调查，分析比较了不同自然保护区之间的植物多样性状况，并进行了植物多样性保护区域划分。
鉴于生物多样性面临的严峻局面,有关的国际组织或机构以及许多国家政府都纷纷采取措施,致力于生物多样性的保护与持续利用工作.联合国环境规划署在1987-1988年起草的1990-1995年联合国全系统中期环境方案中提出了保护生物多样性的目标、策略以及实施方案1992年6月在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会(UNCED)通过了1994年至2003年为国际生物多样性十年(International BiodiversityDecade)的决议.同时,通过了《生物多样性公约》. 联合国大会于1994年12月29日通过49/119号决议,决定从1995年起,每年的12月29日为‖国际生物多样性日‖ [9]。
3．生物多样性和陆地生态系统功能对全球气候变化的响应历史发展到今天,人类正以前所未有的速度改变着地球面貌,这一方面为人类生存创造了空前的物质财富;另一方面也极大的改变了其他生物的生存环境,使地球上的生物多样性不断减少,大量物种趋于灭绝, 包括全球变暖、降水格局变化、大气CO2浓度升高、氮沉降增加、大气气溶胶增加、臭氧空洞等[7]。
人类生存的基础正在逐渐瓦解,保护生物多样性已成为当前全世界关注的热点[8]。
其中气候变化是威胁生物多样性的一个主要因素。
它一方面可以引起栖息地环境变迁,另一方面引起植物、动物和微生物生理生态、物候期、生长和繁殖的响应,改变物种之间的关系和相对优势度并最终导致物种的灭绝和生物多样性的丧失[9]。
3.1.大气CO2增加对生物多样性的性和陆地生态系统功能的影响CO2作为植物光合作用的原料,其浓度的高低,对植物光合作用及一系列生理生化过程产生直接影响;同时,CO2作为生态系统呼吸主要产物直接排放到大气中,两者的共同作用将决定生态系统对气候变化的反馈效应。
因此,研究大气CO2浓度升高对植物生长和生态系统碳收支的影响,是当今全球性关注的热门课题之一[10]。
大量的实验表明,大气CO2浓度的升高可以:（1）促进光饱和碳吸收和每日碳同化作用,同时降低比叶面和气孔导度[11]。
（2）促进温带森林生产力增长(23±2)%,热带森林(35.1±0.09)%和北方林(15.1±0.06)%[12]。