生物多样性监测技术手册

“传统上，对于生物多样性的调查和监测多是通过人工在地面进行，范围有限、耗时耗力、周期较长。”全国政协委员、生态环境部卫星环境应用中心（下称“卫星中心”）首席科学家高吉喜告诉记者，“这次[b][color=#ff0000]两会新质生产力是热点词汇[/color][/b]，而我们利用卫星、塔基、无人机、移动走航车和地面定点构建的‘五基’协同遥感技术，能够开展生物多样性调查和监测，效率更高，范围更大，也更可持续，可以被称为生物多样性监测领域的新质生产力。”近年来，我国生物多样性保护取得显著成效，但仍存在自然生态空间被挤占的现象，生物多样性下降趋势仍未得到根本遏制。为了提高生物多样性监测和评估能力，服务生物多样性现代化治理工作，卫星中心专门成立生物多样性遥感监测评估中心（下称“生物多样性遥感中心”），探索如何将遥感技术应用于常态化生物多样性监测和评估之中。通过遥感能看到动植物吗？答案是肯定的。遥感即遥远的感知，是通过非接触的方式获取物体信息的一种技术手段。“但是当前大家熟知的遥感技术主要停留在卫星遥感上。”高吉喜对“五基”遥感不同类型平台进行了介绍，主要包括天基卫星、空基遥感、低空无人机、走航巡护、地面定位观测，其中空基以高塔为搭载平台，走航巡护以车辆为搭载平台，加上地面视频等定位观测，能够直观监测到植物群落，识别并跟踪大型哺乳动物的活动轨迹。“‘五基’遥感技术在生物多样性监测中非常有优势。”其实早在十多年前，生物多样性遥感中心主任万华伟就曾做过相关的尝试。当时，她和团队成员注意到外来入侵物种互花米草在广西扩散的消息后，联合当地团队，通过高分辨率卫星和无人机遥感手段摸清了当地互花米草的分布范围和扩散趋势，为科学治理提供了技术支撑。“卫星遥感本身是一种比较宏观的监测手段，能够展现生态环境因子的分布状况和动态变化，在物种栖息地监测和评估上能发挥更大作用。”卫星中心工程师施佩荣告诉记者，卫星遥感作为远离地面的探测方式，能够进行“不打扰式”监测。几年前，万华伟就曾和北京大学吕植老师团队合作，利用高分辨率卫星遥感数据对雪豹栖息地进行监测，通过获取高精度地表覆盖状况及人类活动情况，结合已有的地面调查雪豹点位，分析出哪些地方更适宜雪豹生活以及这些适宜栖息地之间的连通状况，为进一步开展地面雪豹监测和生态廊道规划等保护措施提供支撑。“总的来说，当前的卫星遥感技术更侧重于对植被、水源等生境要素及其受威胁状况的实时监测。”万华伟告诉记者，[color=#ff0000]“近年来，随着我国高分系列卫星的发射，高分辨率的地表观测数据频次不断增加，高光谱、激光雷达等新型载荷的出现为天空地一体化监测提供了卫星数据保障，数据处理技术的提高也为物种多样性直接监测提供了可能。再加上地面观测、空基遥感和卫星遥感的多尺度融合，借助定位视频、红外相机、无人机高清相机等监测技术与设备，可从物种、群落、景观和生态系统等不同水平对生物多样性进行长时序、多层次的全面监测与系统研究，为更全面掌握生物多样性状况，以及分析典型区域、重要类群的中长期变化态势提供了方法支撑。”[/color]但目前生物多样性遥感监测仍存在短板，我国生物多样性遥感监测仍处于起步阶段，监测方法手段和标准还不统一。同时，物联网、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术在生物多样性的应用尚处于起步阶段，需进一步加快应用，提升智能化监测水平。万华伟举了几个例子，“卫星数据受天气影响、无人机数据获取成本高、多尺度数据的协同高效分析不足等等，这些都是利用遥感技术对生物多样性监测过程中需要进一步攻关的问题。”“当前迫切需要加强基于‘五基’协同的生物多样性系统性监测网络布局，构建全国尺度生物多样性大数据平台，整合利用各级、各类、各区域已有生物多样性地面调查和监测的数据，借助天空地一体化生物多样性立体监测方法，形成常态化生物多样性保护监督监测机制。”高吉喜表示。“这样才能让‘五基’遥感这个生物多样性监测领域的新质生产力发挥最大效用。”[来源：中国环境][align=right][/align]

[font=宋体]深圳市是华南地区新兴的大都市，人口稠密，工商业、电子制造业发达，交通繁忙，从近年气象要素和污染指数的变化情况看，空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量总体有呈下降的趋势；深圳处于亚热带海洋季风气候带内，空气温湿，有利于空气微生物的生长繁殖，地面上人群呼吸带的微生物已经直接影响到人体健康。因此，监测深圳市区的空气微生物含量，对于提高深圳市区的大气环境质量和保障人体健康是十分必要的。[/font][font=宋体]随着深圳市经济的发展和车辆的增多，城市空气污染也越来越严重。通过对空气微生物含量指标进行监测可以反映出空气的污染程度以及对人群健康造成的威胁。深圳市生态监测中，关于空气微生物的常规监测主要采用传统的平皿沉降法，此方法存在较多误差；我们将先进的荧光显微镜法和变性梯度凝胶电泳法（[/font][font=Times New Roman]DGGE[/font][font=宋体]）引入监测工作中，作为深圳市生态监测体系中空气微生物监测方法的改进和补充。[/font][font=宋体][/font][size=3][b][font=宋体]变性梯度凝胶电泳法[/font][font=宋体][/font][/b][/size][font=宋体]分子生物技术克服了传统微生物培养技术的限制[/font][font=Times New Roman],[/font][font=宋体]可以更精确地揭示环境中微生物种群结构及其遗传的多样性，从而可以更加清楚的了解环境的变化及其与微生物的关系。其中，[/font][font=Times New Roman]PCR-DGGE[/font][font=宋体]技术在遗传多样性等研究方面的应用较为广泛。[/font][font=Times New Roman]DGGE[/font][font=宋体]技术是[/font][font=Times New Roman]rRNA[/font][font=宋体]基因测序中经常用到的一项[/font][font=Times New Roman]DNA[/font][font=宋体]分离技术。由于不同种个体的[/font][font=Times New Roman]rRNA[/font][font=宋体]基因的长度较稳定，[/font][font=Times New Roman]DGGE[/font][font=宋体]能够将大小相似的不同序列[/font][font=Times New Roman]DNA[/font][font=宋体]区分开，得到纯化的单一[/font][font=Times New Roman] rDNA[/font][font=宋体]，以便进行测序，从而可以获得更多有关微生物群落遗传学上的信息，即群落遗传多样性等信息。应用变性梯度凝胶电泳技术，对不同环境样品中的细菌微生物群落的遗传信息进行对比分析，结合环境的理化等指标，可以得到受不同程度污染的环境样品中的微生物遗传多样性的异同、微生物种类的变化等方面的信息，从而通过微生物指标来反映环境受污染的程度。[/font][size=3][b][font=宋体]荧光显微镜法[/font][/b][/size][font=宋体]利用微生物指标监测环境污染与清洁度是一种快速灵敏的生物学检测方法，通过对微生物[/font][font=Times New Roman]DNA[/font][font=宋体]的染色所采用的荧光显微镜方法，能够检测到环境中绝大部分不能够被培养微生物类群，可以较好的降低常规培养皿培养所造成的微生物总量的损失或者过低估计等误差。此外，荧光显微镜检测方法还具有直观，快捷等特点。[/font][font=宋体]目前，国内外将荧光显微镜方法应用于空气和海水中微生物的研究较为成熟可靠，并且得到了很好的研究结果；在土壤和沉积物中的微生物总数的研究上多采用培养皿的方法，我们希望通过前期的实验探索，可以将荧光显微镜的方法应用到土壤微生物总数监测工作中，并且与常规方法进行对比，检测该方法的可行性。[font=Arial]深圳空气环境微生物监测研究的区域为整个深圳市，测点集中在东部和西部区域，有杨梅坑、田心山、莲花山、羊台山和南山生态测站5个站点。[/font][/font][size=3][font=宋体][b]荧光显微镜分析[/b][/font][/size]使用Syber Green I 染色剂染色土壤环境的细菌DNA，蓝光激发后，发亮绿色荧光； 使用Olympus BX41显微镜，在油镜条件下随机选择10-20个视野计数被染色的细菌个体（细菌个数=平均视野中的细菌数量×滤膜的有效过滤面积/视野面积）,进行荧光显微镜计数（10×目镜，100×物镜，1000×倍数）亮绿色荧光的细菌细胞。[b][font=宋体][size=3]分子生物学分析[/size][/font][/b][font=宋体]采用常规[/font][font=''''Times New Roman'''']DNA[/font][font=宋体]提取方法对深圳空气环境细菌样品总[/font][font=''''Times New Roman'''']DNA[/font][font=宋体]进行提取，得到的总[/font][font=''''Times New Roman'''']DNA[/font][font=宋体]电泳结果图谱；[/font][font=宋体]对测站的空气环境细菌样品[/font][font=Times New Roman]DNA[/font][font=宋体]进行降落[/font][font=Times New Roman]PCR[/font][font=宋体]扩增，得到[/font][font=Times New Roman]PCR[/font][font=宋体]产物，作为[/font][font=Times New Roman]DGGE[/font][font=宋体]的上样样品。[font=宋体]对降落[/font][font=''''Times New Roman'''']PCR[/font][font=宋体]扩增获得的产物进行琼脂糖电泳，[font=宋体]进行[/font][font=''''Times New Roman'''']DGGE[/font][font=宋体]实验（[/font][font=''''Times New Roman'''']Touch Down [/font][font=''''Times New Roman'''']PCR[/font][font=宋体]产物）。[/font][/font][/font]

环境保护部公告公告 2014年 第74号关于发布《生物多样性观测技术导则 陆生维管植物》等11项国家环境保护标准的公告　　为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，保护生态环境，现批准《生物多样性观测技术导则 陆生维管植物》等11项标准为国家环境保护标准，并予发布。　　标准名称、编号如下：　　一、生物多样性观测技术导则 陆生维管植物（HJ710.1-2014）；　　二、生物多样性观测技术导则 地衣和苔藓（HJ710.2-2014）；　　三、生物多样性观测技术导则 陆生哺乳动物（HJ 710.3-2014）；　　四、生物多样性观测技术导则 鸟类（HJ710.4-2014）；　　五、生物多样性观测技术导则 爬行动物（HJ710.5-2014）；　　六、生物多样性观测技术导则 两栖动物（HJ710.6-2014）；　　七、生物多样性观测技术导则 内陆水域鱼类（HJ710.7-2014）；　　八、生物多样性观测技术导则 淡水底栖大型无脊椎动物（HJ710.8-2014）；　　九、生物多样性观测技术导则 蝴蝶（HJ710.9-2014）；　　十、生物多样性观测技术导则 大中型土壤动物（HJ710.10-2014）；　　十一、生物多样性观测技术导则 大型真菌（HJ710.11-2014）。　　以上标准自2015年1月1日起实施，由中国环境科学出版社出版，标准内容可在环境保护部网站（bz.mep.gov.cn）查询。　　特此公告。　　环境保护部　　2014年10月31日　　抄送：各省、自治区、直辖市环境保护厅（局），新疆生产建设兵团环境保护局，辽河保护区管理局，环境保护部环境标准研究所。　　环境保护部办公厅2014年11月2日印发