本科研項(xiàng)目屬國(guó)家十二五科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目,研究創(chuàng)新建立了神農(nóng)架金絲猴生境診斷與評(píng)估的關(guān)鍵技術(shù)、退化生境恢復(fù)技術(shù)、生境廊道規(guī)劃和構(gòu)建技術(shù)、川金絲猴飼養(yǎng)管理技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng);創(chuàng)新研發(fā)了動(dòng)物毛發(fā)、糞便等非損傷性樣品的DNA提取技術(shù)、基于轉(zhuǎn)錄組序列的川金絲猴微衛(wèi)星DNA引物和個(gè)體識(shí)別技術(shù)、青夾葉等金絲猴食源植物繁育技術(shù),獲得相應(yīng)的國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)5項(xiàng)。建立了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生境及行為監(jiān)測(cè)平臺(tái),監(jiān)測(cè)范圍達(dá)數(shù)十平方公里;建設(shè)金絲猴生境廊道5處,面積10公頃;對(duì)神農(nóng)架金絲猴部分退化生境進(jìn)行生境改造與恢復(fù)示范,恢復(fù)面積約20公頃;在國(guó)道沿線和金絲猴分布核心區(qū)域神農(nóng)頂公路沿線,修建了上跨式、下涵式、緩坡式3類(lèi)25處野生動(dòng)物通道。共發(fā)表研究論文32篇,獲得國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)5項(xiàng),制定及獲批技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng),出版專著4部,培養(yǎng)博士1人,碩士15人。
本研究成果豐碩,從實(shí)際出發(fā)解決神農(nóng)架川金絲猴面臨的棲息地破碎化、冬季食物缺乏、極端氣候影響等技術(shù)難題,具有全國(guó)代表性和示范性。鑒于以上情況,推薦該研究成果申報(bào)湖北省湖北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
項(xiàng)目簡(jiǎn)介
1、主要科技創(chuàng)新
(1)項(xiàng)目創(chuàng)新構(gòu)建了川金絲猴的生境保護(hù)和恢復(fù)技術(shù)體系,取得了顯著的示范效果,具有極大的推廣應(yīng)用前景
項(xiàng)目研發(fā)和編制實(shí)施了川金絲猴生境退化診斷技術(shù)、退化生境恢復(fù)技術(shù)、生境破碎化診斷技術(shù)和生境廊道規(guī)劃與建造技術(shù)規(guī)程等4項(xiàng)湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,獲得湖北省科技成果登記1項(xiàng)。創(chuàng)新研發(fā)的川金絲猴生境保護(hù)和恢復(fù)技術(shù)體系,在神農(nóng)架?chē)?guó)家公園取得了很好的示范效果,極大的恢復(fù)了神農(nóng)架?chē)?guó)家公園及周邊區(qū)域川金絲猴適宜生境的完整性和種群數(shù)量,支撐了國(guó)家公園的建設(shè)和管理。項(xiàng)目創(chuàng)新研發(fā)的川金絲猴生境保護(hù)和生態(tài)廊道規(guī)劃與建造技術(shù)體系,是落實(shí)黨的十九大報(bào)告提出的“構(gòu)建生態(tài)廊道和生物多樣性保護(hù)網(wǎng)絡(luò)”的具體體現(xiàn),將直接服務(wù)于川金絲猴等靈長(zhǎng)類(lèi)珍稀瀕危動(dòng)物的保護(hù),為《全國(guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃》中自然保護(hù)地建設(shè)及野生動(dòng)植物保護(hù)等國(guó)家重大工程提供科技支撐,具有極大的推廣應(yīng)用前景。
(2)項(xiàng)目創(chuàng)新發(fā)明了動(dòng)物毛發(fā)DNA提取技術(shù)和基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序開(kāi)發(fā)的川金絲猴微衛(wèi)星(SSR)DNA引物及試劑盒,建立了適用于川金絲猴的個(gè)體識(shí)別和遺傳多樣性保護(hù)技術(shù),構(gòu)建了人工繁育種群的遺傳譜系和管理系統(tǒng)。
珍稀瀕危野生動(dòng)物由于種群數(shù)量少、活動(dòng)范圍大、生境特殊等特點(diǎn),如何獲得有效的研究樣品一直是困擾深入研究的難題。項(xiàng)目研究發(fā)明了川金絲猴毛發(fā)DNA的提取方法,首次在PCR緩沖液中添加SDS和蛋白酶K提取毛發(fā)DNA,獲得了純度和完整性高的總DNA,攻克了珍稀瀕危野生動(dòng)物研究取樣的技術(shù)難題;研發(fā)基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序開(kāi)發(fā)的川金絲猴微衛(wèi)星(EST-SSR)DNA引物和試劑盒,這些EST?SSR標(biāo)記在川金絲猴個(gè)體中具有多態(tài)性,已廣泛應(yīng)用于川金絲猴的野外種群監(jiān)測(cè)、遺傳多樣性評(píng)估和繁育種群遺傳譜系的構(gòu)建等研究;項(xiàng)目首次建立了川金絲猴人工繁育種群個(gè)體SNP位點(diǎn)基因數(shù)據(jù)庫(kù),構(gòu)建了人工繁育種群的遺傳譜系和管理系統(tǒng)。
(3)項(xiàng)目學(xué)術(shù)成果顯著
科技查詢報(bào)告表明川金絲猴退化生境診斷和恢復(fù)技術(shù)體系、川金絲猴毛發(fā)DNA提取技術(shù)均屬于國(guó)內(nèi)首次報(bào)道;項(xiàng)目獲得湖北省科技成果登記1項(xiàng),獲得授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利5項(xiàng),頒布地方和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范5項(xiàng),發(fā)表代表性學(xué)術(shù)論文32篇,出版專著4部。
2、與當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究的綜合比較
川金絲猴是中國(guó)特有物種,國(guó)家I級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物,是典型的森林生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性保護(hù)的旗艦物種。目前川金絲猴僅分布在四川北部及甘肅南部?陜西秦嶺和湖北神農(nóng)架地區(qū),現(xiàn)存川金絲猴數(shù)量約22000只。川金絲猴保護(hù)仍然面臨生境退化、遺傳多樣性低和人類(lèi)活動(dòng)影響等挑戰(zhàn),迫切需要開(kāi)展川金絲猴保護(hù)技術(shù)研究攻關(guān)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外發(fā)展起來(lái)的一系列多學(xué)科的新技術(shù)方法日益成熟和完善,并已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于珍稀瀕危動(dòng)物保護(hù)研究中,例如,RS遙感技術(shù)、GIS空間分析技術(shù)、紅外相機(jī)識(shí)別技術(shù)被用于野生動(dòng)物種群及其棲息地的系統(tǒng)監(jiān)測(cè);非損傷性DNA取樣技術(shù)、DNA測(cè)序技術(shù)、基因組學(xué)分析等分子生物學(xué)技術(shù)被用于研究瀕危動(dòng)物的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系、遺傳多樣性、評(píng)估種群基因動(dòng)態(tài)和恢復(fù)潛力等研究。然而,國(guó)內(nèi)外研究人員只是利用某項(xiàng)新技術(shù)開(kāi)展某個(gè)方面的研究,對(duì)于這些新技術(shù)新方法的綜合利用總體上還不成體系,多數(shù)研究成果仍沒(méi)有應(yīng)用到瀕危動(dòng)物的保護(hù)實(shí)踐中,缺乏從理論到應(yīng)用的有效結(jié)合。
本項(xiàng)目針對(duì)川金絲猴保護(hù)面臨的生境退化、遺傳多樣性低、近親繁殖和人類(lèi)活動(dòng)影響等挑戰(zhàn),以湖北神農(nóng)架川金絲猴種群為主要研究對(duì)象,綜合采用保護(hù)生物學(xué)、保護(hù)遺傳學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)和島嶼生物學(xué)等學(xué)科理論和3S等技術(shù),同時(shí)從金絲猴的生境、遺傳多樣性保護(hù)和種群管理技術(shù)等方面,綜合開(kāi)展川金絲猴的保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的理論、基礎(chǔ)研究和示范應(yīng)用。項(xiàng)目創(chuàng)新建立了川金絲猴適宜生境評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)、退化生境診斷和恢復(fù)技術(shù)、生境廊道規(guī)劃設(shè)計(jì)與構(gòu)造技術(shù)體系;創(chuàng)新發(fā)明了基于非損傷性DNA技術(shù)的川金絲猴個(gè)體識(shí)別和遺傳多樣性保護(hù)技術(shù),攻克了川金絲猴野外精準(zhǔn)調(diào)查和研究的取樣難題;創(chuàng)新發(fā)明了貓兒屎等川金絲猴食源植物的離體培養(yǎng)和快速繁育技術(shù),創(chuàng)新建立和規(guī)范了川金絲猴種群管理技術(shù)。
本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了從理論基礎(chǔ)到技術(shù)應(yīng)用的綜合集成和示范,取得了顯著成效,首次頒布實(shí)施了5項(xiàng)地方(行業(yè))標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,對(duì)技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用進(jìn)行了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化。因此,本項(xiàng)目攻關(guān)了川金絲猴的生境退化、遺傳多樣性保護(hù)和種群管理等關(guān)鍵技術(shù)難題,為實(shí)現(xiàn)川金絲猴種質(zhì)資源的可持續(xù)保育提供了重要科技支撐,直接服務(wù)于川金絲猴等靈長(zhǎng)類(lèi)珍稀瀕危動(dòng)物的保護(hù)和《全國(guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃》中自然保護(hù)地建設(shè)及野生動(dòng)植物保護(hù)等重大工程,為生物多樣性保護(hù)和國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系建設(shè)提供重要科技支撐,產(chǎn)生顯著的生態(tài)和社會(huì)效益。
客觀評(píng)價(jià)
本項(xiàng)目主要針對(duì)金絲猴保護(hù)管理中存在的生境破碎化,補(bǔ)食種群生境退化,冬季食物短缺等關(guān)鍵問(wèn)題,建立神農(nóng)架金絲猴生境及行為監(jiān)測(cè)平臺(tái),實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),在生境調(diào)查基礎(chǔ)上,分析不同群體生境選擇機(jī)制,建立神農(nóng)架金絲猴適宜生境評(píng)價(jià)與診斷技術(shù)體系;分析人為活動(dòng)干擾和氣候變化下的生境適宜性變化,構(gòu)建潛在棲息地改造及生境廊道規(guī)劃設(shè)計(jì)與建造技術(shù),提出適應(yīng)的生境管理和恢復(fù)對(duì)策,在神農(nóng)架金絲猴分布區(qū)進(jìn)行金絲猴棲息地恢復(fù)與改造示范。建立金絲猴人工補(bǔ)食種群生境恢復(fù)和改造技術(shù)規(guī)范,解決金絲猴生境保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本項(xiàng)目的實(shí)施,不僅有利于神農(nóng)架金絲猴野外種群和人工補(bǔ)食種群的生境保護(hù)和管理,同時(shí)也將為其他珍稀瀕危動(dòng)物生境的保護(hù)和管理提供示范。由主持單位神農(nóng)架?chē)?guó)家公園管理局(原湖北神農(nóng)架?chē)?guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局)聯(lián)合中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)等高校共同合作完成,設(shè)置科學(xué)合理。
本研究抓住了川金絲猴生境保護(hù)迫切需要解決的問(wèn)題,制定出了川金絲猴生境診斷、退化生境恢復(fù)與評(píng)價(jià)體系,標(biāo)準(zhǔn)的適時(shí)制定對(duì)改善神農(nóng)架川金絲猴保護(hù)狀況意義重大。目前來(lái)看,項(xiàng)目設(shè)立不僅有科學(xué)性而且極具合理性。標(biāo)準(zhǔn)的提出和制定,不僅能為神農(nóng)架、巴東一帶川金絲猴保護(hù)建立技術(shù)集成和示范體系,還為其它地區(qū)的川金絲猴及其它大型瀕危動(dòng)物物種保護(hù)提供科學(xué)有效的技術(shù)和方法借鑒。
2018年4月,中國(guó)科學(xué)院季維智院士為組長(zhǎng)的項(xiàng)目驗(yàn)收專家組對(duì)該研究相關(guān)的2項(xiàng)國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“神農(nóng)架金絲猴生境保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)研究與示范”(2013BAD03B03)和神農(nóng)架金絲猴遺傳多樣性保護(hù)與管理關(guān)鍵技術(shù)研究(2013BAD03B02)進(jìn)行了評(píng)估驗(yàn)收,專家組一致同意通過(guò)驗(yàn)收。驗(yàn)收專家組認(rèn)為,該項(xiàng)目“首次研發(fā)和編制實(shí)施了川金絲猴生境退化診斷及恢復(fù)等技術(shù)規(guī)程,在神農(nóng)架?chē)?guó)家公園進(jìn)行了典型的示范建設(shè),極大的恢復(fù)了神農(nóng)架?chē)?guó)家公園及周邊區(qū)域川金絲猴適宜生境的完整性和種群數(shù)量,支撐了國(guó)家公園的建設(shè)和管理;項(xiàng)目建立了川金絲猴人工繁育種群個(gè)體SNP位點(diǎn)基因數(shù)據(jù)庫(kù),構(gòu)建了人工繁育種群的遺傳譜系和管理系統(tǒng),直接服務(wù)于川金絲猴等靈長(zhǎng)類(lèi)珍稀瀕危動(dòng)物的保護(hù),具有極大的推廣應(yīng)用前景。”