随着人类社会和经济的发展,人类活动和气候变化已经对生物多样性产生深远的影响。蝙蝠是最重要的生态指示动物之一,同时在生态系统中发挥着重要的作用,是生态保护重点研究对象。蝙蝠最典型的特征是能够发出超声波用于环境探测和捕食,他们广布于世界各地,超过1350种,具有极其丰富的生物多样性。  目前,蝙蝠多样性的调查方法为人工搭设雾网和竖琴网,该方法存在诸多不确定性,主要因为西双版纳地区地处热带、物种分布广且不均一、以往对该地区的调查严重缺乏和物种声波复杂性极高等原因,这种调查方法的不确定性在很大程度上限制了生态系统保护等问题的探讨。  为了从空间和时间尺度上同时提高蝙蝠多样性调查的效率,中国科学院西双版纳热带植物园综合保护中心景观生态研究组和云南大学软件学院合作,开发了一套软件来自动处理大量超声波监测数据。该软件利用人工智能算法(Artifitall intelligencet),对西双版纳、泰国和马来西亚地区的近千份蝙蝠超声波音频数据进行信号特征提取。  其次,利用自主开发的深度学习网络模型进行参数优化,模拟出最适的模型参数,将自动识别的准确率提高到90%以上,该模型是首个基于人工智能算法的热带蝙蝠超声波分析软件。研究人员对该软件进行实地调整优化,大大降低了野外数据识别的错误率,进一步扩大该模型的适用区域,并有助于实现一年四个季节的连续监测。  该研究成果不仅大大提高了蝙蝠多样性调查的效率,而且为未来的野生动物声学调查提供一套标准的数据处理方案,包括鸟类,两栖类等。该数据采集方案和标准数据分析方法可以提高未来保护目标的设定。该研究成果以Automatic standardized processing and identification of tropical bat calls using deep learning approaches 为题在线发表于生态保护期刊Biological Conservation。  西双版纳植物园陈兴和云南大学软件学院赵均为文章的共同第一作者,西双版纳植物园陈艳华为共同作者,西双版纳植物园副研究员Alice C. Hughes和云南大学软件学院教授周维为共同通讯作者。  蝙蝠超声波识别软件Waveman的建模和测试流程图。建模大致分为三个步骤:音频数据库构建、图片转化和训练模型。采用两种数据类型进行测试,包括图片数据和野外采集未经处理音频的数据。

5月22日,是联合国确定的“国际生物多样性日”,今年的主题是“纪念生物多样性行动25周年”。由云南省政府新闻办组织,云南省环境保护厅、中国科学院昆明植物研究所联合召开新闻发布会,在全国率先发布《云南省生态系统名录》,这也是我国发布的首个省级生态系统名录。

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最了解热带雨林的人们 ■本报记者 王晨绯 郑千里严苛的普查密不透光的丛林里,湿滑松软的泥土上,迷彩身影钻进西双版纳勐腊县补蚌村。这里是国家自然保护区的原始森林。迅速定位、谨慎测量、仔细标记,一项特殊的普查正在悄然铺开。2012年元旦刚过,中科院西双版纳热带雨林生态系统研究站的工作人员,按年度计划来到补蚌村的西双版纳热带雨林生物多样性动态监测大样地,开始了扫荡式的样地植物个体复查工作。该样地按美国热带森林研究中心在世界热带雨林地区建立森林动态样地的技术规范,于2007年建成。CTFS资助的样地规定:每隔5年,要对样地中胸径大于1厘米的所有木本植物进行复查。今年是第一次5年复查的开始,样地复查工作将跨过雨季持续8个月。野外工作人员必须抓紧时间拉出总面积为20公顷的样方,采集其中每棵树的信息,并逐个进行编号立户存档。西双版纳地处全球热带的北缘,植被既有亚热带也有沟谷雨林的特点。版纳生态站是我国唯一的热带湿性生态站,也是中国生态系统研究网络野外台站中唯一的热带森林站。CTFS之所以选中版纳生态站的补蚌大样地,很大程度上是基于这一点考虑。2007年,版纳生态站在离主站110公里外的补蚌村大样地进行了第一次本底调查。结果表明,在20公顷的眼底范围内,分布有468个物种以及333个没鉴定到种的个体。而此次复查将有10万多棵树木被编入户,包括每一棵树的坐标位置、生长状况都将被清楚记录,根据户口信息,可快速准确地找到任何植物个体。和人口普查一样,一棵树死了后就把号带走,编号相当于人的身份证。新树长出来就上新户口。补蚌样地工作人员杨小飞生动地比喻道。其间的5年里,热带雨林生态系统研究站连续开展了凋落物收集、幼苗监测等工作。热带植物群落这么复杂,不太容易在短期搞清楚几个冠层。可能5~10年都不足以体现它对气候的响应以及彼此存活死亡原因。杨小飞表示,5年工作还将持续,而他们将成为最了解这片原始热带雨林家底的人。一百年后人家记住的就是这些数据。版纳生态站的邓云感叹。生态站每年获取监测数据上百万条,仅2011年为科研人员提供的监测数据总量就达50多万条,其中包括生物、气象、水文、土壤数据。同年,补蚌20公顷大样地有三篇SCI收录文章。中科院西双版纳热带植物园的研究人员持之以恒,利用热带森林生态系统研究站对热带雨林树木直径生长的长期观察数据,收集了40个热带雨林树种木材解剖性状数据,研究了木质部解剖性状及相关水力结构特征与树木直径生长速率和树种最大生长高度的关联进化关系。2012年1月,相关成果被英国《生态学杂志》收录。契合的定位目前,版纳生态站共有9块不同类型的长期监测样地,且全处在相邻地段上,如此能反映出地区平均状况。一个主站辐射出9块样地并非易事。早在1990年,西双版纳植物园研究员曹敏出于长期科研考虑,对生态站时任业务副站长的邓晓保表示,想找一块没有被人干扰过的原始森林。为确保人身安全,两人到当地人民武装部借了一支枪和若干子弹,开始了探险式的样地选点旅程。蚂蟥在山路的两头狂舞,列队欢迎美餐的到来,抖动的声音令人毛骨悚然。他们只能跑一截,到大板根上站着,再接着跑一截。终于在巴卡小寨附近找到了所需的植被条件。直到2000年,所有设施建设完整,这里成为综合观测场。近几年,西双版纳热带植物园申请的热带雨林研究项目,差不多近三分之二都是在巴卡小寨观测点和补蚌大样地开展。加上热带雨林的生物多样性相对比较高,作为物种最多、结构最复杂的野外台站,站里6名固定工作人员都练就了精瘦干练的模样。2011年7月,版纳生态站联合其他研究组,针对植物园新购的5套攀树器材进行使用培训,为开展林冠生物多样性的相关研究提前进行技能储备。生态站三分之二的工作是野外作业,常务副站长邓晓保的大部分时间,都带领该站的小伙子在茂密的热带雨林中度过。他时时刻刻强调野外安全问题。野外条件相对比较艰苦,蚂蟥袜、蛇药都是必备的;为防止被枯枝砸伤,安全帽也要戴上。2011年,CERN土壤分中心发布了考核结果,在35个陆地生态站2010年的土壤盲样中,版纳生态站的土壤盲样考核数据合格率和优秀率均达到100%,名列CERN森林站第一;并且在陆地生态站上个5年考核评估中,获得第一名。每年科技人员利用版纳生态站这一平台支撑条件发表论文数十篇,其中被SCI收录十篇以上。生态站近几年的发展与最初的定位建成设备精良的高层次人才培养和森林生态系统重要科研成果产出的基地相契合。可期的望天树邓云认为,虽然版纳生态站只是个科研支撑平台,但它支持了多方的工作。他很希望别人来样地做实验。这是交互的过程,他向我申请,我向他学习。我学到数据利用的方法,自身也在提升,出我自己的东西,我们会有共鸣。邓云对数据提供如是理解。邓云2006年从云南大学硕士毕业后到生态站工作,通过和很多研究组合作,他感受到不断有新思想在这里会聚。这几年看到的东西,是好多组、好多年做的。他希望自己能做到融会贯通。和他同年参加工作的李玉武,是从中科院成都生物所毕业的硕士,是西双版纳四个字把他吸引到这里来。站上的工作需要耐得住寂寞。李玉武喜欢把生态站和巴拿马丛林小岛相比,他认为这里也会出伟大的科学家和举世瞩目的科研成果。2011年9月以前,补蚌工作站没有建立,工作条件极为艰苦,常常要走到几里地外去吃顿饭,休息就更谈不上了。除了经常遭遇毒蛇,还有高空落下的碗口粗的藤本植物。他们锻炼了好脚力,更成为了可眼观六路耳听八方的武林高手。相对于辛苦,如果采集回来的数据无人问津,才是小伙子们最心痛的。邓云加入这个团体后很有归属感。他认为在软件上有很多的发挥空间,比如把整个报表做在一张Excel表格里,这样既降低了误差又减少了录入量。在热带森林茂密的林木底下,生长了许多矮小纤细的树苗。这些毫不起眼的小苗是版纳原始森林里的标志树种望天树。热带地区很多树种在林下作为幼苗存在的时间非常长,但当林窗一旦打开,它们将尽情地吸收阳光,迅速长成参天大树。作为热带森林监测研究的新生力量,版纳生态站的年轻人也正默默无闻地汲取养分,悄悄成长。终有一天,他们将成为参天森林。《中国科学报》 (2012-01-30 A4 综合)

随着全球气候变化的影响及人类活动的加剧,特别是热带经济作物如橡胶等的大面积种植,西双版纳作为我国生物多样性最丰富的地区之一,目前面临严重的威胁。DNA条形码能够利用一小段DNA序列快速进行物种鉴定,为生物多样性保护提供了一个极为有效的可靠途径。

云南省环境保护厅副厅长高正文,中科院昆明植物所所长孙航对云南生物多样性保护,云南省生态系统名录评估背景、评估目的、评估方法,以及云南生态系统名录及其意义进行了详细的介绍。

日前,云南省林业厅在昆明主持召开评审会,省林业调查规划院承担完成的《云南省生物多样性保护工程规划》顺利通过评审验收,并获评审组高度评价:一是云南地处全球生物多样性保护的关键地区,生物物种占全国50%,又是六大国际、国内河流的上游或源头,生态区位和功能极其重要,系统编制生物多样性保护规划,对加强关键生态系统、珍稀濒危和特有动植物物种的保护,提高保护管理成效,促进云南经济和社会的发展具有十分重要的指导意义。二是《规划》指导思想明确,目标切合实际,对全省重要的生态系统和野生动植物物种的就地保护、迁地保护,对极小种群、古树名木、传统药用资源和古茶树资源的保护,以及生物多样性保护的科研和监测体系、宣传教育体系建立,生物多样性可持续利用等内容进行了较为全面的规划。规划内容齐全,结构合理,符合实际。三是《规划》利用了现有的调查成果和科学资料,采用了保护空缺分析、热点地区分析、区域规划法、相关利益群体分析等方法,充分吸纳了各级政府、各职能部门以及专家的意见,规划依据可靠,重点突出,编制规范。四是《规划》妥善处理了生物多样性保护与经济发展的关系,对保障国土生态安全,建设“绿色经济强省”和“生态旅游大省”,实现经济社会可持续发展具有重要的现实意义。省政府办公厅、省发改委、省财政厅、省政府研究室、省委政研室、省农业厅、省水利厅、省国土资源厅、省建设厅、省环境保护局、中科院昆明植物所、中科院昆明动物所、中科院西双版纳热带植物园、云南大学、云南师范大学、西南林学院等单位的领导和专家参加了评审会。

中国科学院西双版纳热带植物园植物系统发育与保护生物学研究组从2008年起,对西双版纳国家级自然保护区内不同植被类型的热带森林开展了区域DNA条形码研究。从隶属于76科、259属、655树种的2052个个体中获得了rbcL、matK、trnH-psbA和ITS四个DNA条形码片段的5583条序列;利用BLAST方法,结合传统形态学观察及专家鉴定,发现并纠正了野外鉴定错误的99个个体。此外,研究发现作为国际植物DNA条形码联盟推荐的标准条形码的rbcL和matK,对西双版纳热带森林乔木树种的鉴别能力有限,而补充条码ITS虽然受到测序成功率不高的限制,但其树种鉴别能力最高,进而建议将其与trnH-psbA联合共同列为西双版纳地区热带森林树种的DNA条形码;与世界其它热带地区相比,西双版纳地区DNA条形码的树种鉴别能力较低,推测可能与物种组成及共存种之间的差异有关。