全境監測中的黑科技

2020-10-29 中國周刊

雲南生物資源保護與利用國家重點實驗室於黎教授是滇金絲猴基因庫項目的負責人,也是生物資源保護與利用國家重點實驗室的博士生導師、二級研究員,主要研究方向是野生動物保護遺傳學、動物適應性進化遺傳機制和動物進化基因組學。

監測隊員利用紅外相機採集猴群野外影像資料。野外調查小組,由科學家、保護區科研站站長帶領有經驗的巡護員配合進行尋找、觀察和記錄

通過全境監測,構建起全球最完整的滇金絲猴基因庫,是這次監測活動的一個富有深遠意義的成果。於黎教授告訴中國周刊記者:把DNA測序引進全境監測,採集糞便建立基因庫,可以說這是迄今為止全球第一個最完整的滇金絲猴基因庫。

自2017年啟動以來,科研團隊收集到滇金絲猴糞便樣品共計3,051個。雲南大學雲南生物資源保護與利用國家重點實驗室對滇金絲猴遺傳分析分成兩個部分,一是基於線粒體片斷的物種鑑定,二是十對微衛星引物的個體識別。由於樣品數量較大,糞便樣品本身DNA含量較低且新鮮程度不一,提取難度較大,需要對分子生物學實驗工作包括提取和擴增條件進行摸索優化。實驗室針對新鮮程度不同的樣品,採取不同的實驗優化條件。

為了保證數據的準確性,每份樣品的擴增實驗至少重複三次。因而,整個工作量巨大。目前研究團隊已經完成了所有樣品的提取鑑定和個體識別工作,通過對於分子鑑定序列的分析,實驗室發現了63種單倍型,與以往的研究相比,發現了33種新的單倍型。這些新的單倍型的發現意味著這些種群的遺傳多樣性有所提高,具有潛在的保護前景……

這也是一項艱苦的工作。於黎介紹:「那段時間每天都很忙,很多時候連回家和孩子見面的時間都沒有……現在想想,事情做得很好,完成一個大事,吃苦受累都值得……」

為了準確地分辨與界定滇金絲猴種群的地理位置及其種群大小,全境監測隊員採集猴群糞便,利用猴子腸壁細胞作為遺傳分析材料,提供科學家對猴群基因進行分析分辨

「這次全境動態監測調查模式新,有特點有創造,組織形式新,監測方法創新,監測成果創新,監測內容也是新的……總之這是一次新探索,非常值得肯定,而且更可貴的我們提供了一條新路徑,可以成為我國未來珍惜物種調查的一個借鑑。」西南林大滇金絲猴研究專家崔亮偉教授對這次監測活動評價極高。

除了DNA測序和滇金絲猴全球基因庫的首次建立,阿拉善SEE基金會生態資料庫-北京鏡朗生態科技有限公司還將「地理信息」技術也應用到這次全境監測。

通過地理信息技術,這次全境監測確定了滇金絲猴種群分布、種群數量和個體數量,修正了滇金絲猴分布的地理位置;直觀地呈現了猴群地理分布和生境,相當於建立了一個猴群地理信息檔案,通過這個檔案可以清晰地看到猴群的分布,為下一步對每個猴群的分析,促進各機構精細化管理打下了堅實的技術基礎。

地理信息的精準定位,夯實了滇金絲猴歷史文獻基礎,釐清了全境各個種群的變遷歷史,考據並訂正了各個種群命名依據的行政地名和周邊地理小地名。

同時,這次全境監測還開創了科學考察和社會調查相結合的全新模式。

長期以來國家主導的生態保護和社區生存發展一直存在尖銳矛盾。首次滇金絲猴全境動態監測,一開始就將社區是生態保護的基礎理念貫徹始末,將滇金絲猴分布區周邊社區發展的需求和對棲息地的威脅因素調查列入重點監測內容之一,開創了科學考察與社會調查相結合的全新模式。

阿拉善SEE西南項目中心的蕭今博士組織了對滇金絲猴分布區居民的社會和經濟入戶調查。2019年4~6月,執行團隊對滇金絲猴棲息地各個保護區周邊21個村社區91戶進行了入戶調查。監測團隊通過走村入戶,查明了滇金絲猴分布區周邊社區發展的需求和對棲息地的威脅因素。摸清了因農地開墾、商業伐木、道路修建、民居改造等因素導致的滇金絲猴生境喪失和破碎化,生境地理連通性的降低和種群交流受到阻礙,致使種群遺傳多樣性降低的總體狀況。取得了滇金絲猴棲息地周邊社區生產、生活對保護的影響及保護需求數據。梳理了滇金絲猴歷來分布與種群變化及其影響因素;呈現了現存保護區內和保護區外棲息地的變化情況與特點。

監測人員尋找滇金絲猴活動留下的蹤跡,觀察猴群生活的範圍與生活習性,利用高科技手段對其進行記錄。北京鏡朗生態科技有限公司負責滇金絲猴空間地理信息數據的匯總、整理與分析

經過社區調查發現:「社區生計與保護的矛盾比較突出。雲南省是我國貧困縣和貧困人口最多的省份之一。2019年國家有個統計數據,全國的584個國家級貧困縣,雲南省就佔了67個。然而,這些地處偏遠的貧困縣往往是生物多樣性豐富的地方。可是,越貧困人類就越依賴自然資源,例如我們調查的玉龍縣利苴村,發現該村村民的生產和生活來源,90%以上要依賴山林自然資源。村民種植、放牧、採集、撿柴、木料砍伐等活動都給滇金絲猴造成了幹擾。鄉村生態旅遊、野外探險,也成為威脅滇金絲猴棲息地安全的新隱患。」

調查組成員李惠介紹,社區調查還間接評估了國家對滇金絲猴保護的成效:過去20年來保護區內天然林保護和生態扶貧政策執行有效,日常巡護與保護工作落實到位,保護區內有新種群出現並且種群數量增加等向好數據,這些是以往科考中從未涉足的內容。

和鑫明長期工作在基層,在保護局裡大家都稱他「土專家」,他介紹:「保護區缺乏專業管理人才的問題比較嚴重,工作人員學歷普遍偏低,以高中、大專為主,大專以上學歷者連1/3也不到,相關專業本科以上學歷者很少。同時巡護隊伍缺乏系統的技術提升培訓,素質普遍不盡人意,普遍缺乏生態生物專業知識及保護與管理的專業技能;特別是新員工的野外保護經驗普遍不足,而且人員缺乏,基層保護工作壓力很大。」

「我們保護與研究的協調機制不健全,還存在各自為政的問題,你們想想,滇金絲猴分布在雲南省和西藏自治區5個地州6個縣,面積很大,交通不便利,這樣各保護機構難免會缺乏制度上的橫向合作與交流。雲南省內的大專院校和科研院所、研究機構和研究人員也顯得相對不足,科研機構、林業保護部門與保護區之間也缺乏溝通。」

大理大學的黃志旁教授也是這次全境監測的科學顧問之一。

「保護資金還是投入不足,現在滇金絲猴保護資金的投入主要來源於國家林草局和省、市、縣的財政撥款以及一些社會組織資助。十幾年來,國家林草局對雲南國家級的保護區的基建、宣傳、保護都有大量的經費投入,但是由於我們雲南省是生物多樣性的大省,需要保護的物種太多,滇金絲猴保護獲取的經費遠遠低於實際需求。加上雲南省級財政收入低,投入到滇金絲猴保護活動的經費比例也就低了。這次調查我們了解到野外保護工作經費缺口大,巡護人員工資低,裝備不完善……」

也因為這兩種調查手段的結合,這一次滇金絲猴全境動態監測有了一些結論性的研究。比如提出今後十年總體保護目標:保護滇金絲猴棲息地及同域動植物所在地的森林生態健康與生態服務功能;擴大滇金絲猴活動的範圍和基因交流的通道;加強對同域動植物的保護,建成安全的、生物多樣性得到全面保護的森林生態系統;推廣居民對自然資源的可持續的利用,提高他們的生活生存方式的可持續性……

雲南生物資源保護與利用國家重點實驗室博士生導師餘黎帶領團隊對收集到的滇金絲猴糞便進行DNA提取、序列測定,首次建立了滇金絲猴全球DNA遺傳資源庫,通過基因數據分析進行滇金絲猴遺傳多樣性評估

基於滇金絲猴保護現狀,著眼未來的相應對策和建議也浮出水面:

明確滇金絲猴保護與生物多樣性的明確目標,建立長期規劃,形成功能性協作機制;加強保護區與基層的能力建設,提高管理與野外保護的科學化;強化棲息地管理,進行人工科學幹預,消除棲息地喪失和減緩破碎化;加強生物科學技術的應用,摸索可持續利用自然資源,讓社區在保護中受益。建議政府牽頭,建立多方參與的委員會協作制度。拓寬各界融資渠道,整合社會資源,增加針對性的保護資金投入;提升公共保護意識,形成社區與公眾參與網絡結構。

社區調查融合到科考中,是一種全新的工作模式。通過詳實數據採樣和科學分析發現加強周邊社區對保護區和棲息地邊緣土地和資源的利用和管理,對未來滇金絲猴分布區域生物多樣性保護具有關鍵作用,也是滇金絲猴棲息地周圍環境能否形成健康生態系統和完整服務功能的關鍵所在。

《中國周刊》2020年9期

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