“人与生物圈计划”在中国-百科知识2025年18期
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《百科知识》

“人与生物圈计划”在中国

9月22日至27日,第五届世界生物圈保护区大会将在我国杭州召开。这是该大会首次在我国举办,也是首次在亚太地区举办。大会将回顾总结“人与生物圈计划”过去十年的实施成效,讨论通过足以影响“人与生物圈计划”未来十年发展的全球战略行动计划,并发布以本届大会举办城市命名的全球宣言。

浙江省是习近平生态文明思想重要萌发地、“绿水青山就是金山银山”理念发源地和率先实践地。“人与生物圈计划”所倡导的“从科学的角度促进人与自然和谐共生”的核心理念与习近平生态文明思想高度契合,世界生物圈保护区所秉持的绿色发展思维与“绿水青山就是金山银山”理念一脉相承,这次大会也因此具有了特别的历史意义。

“人与生物圈计划”是如何肇兴的?这一计划在保护地球方面发挥了怎样重要的作用?中国又是如何与该计划结缘的,至今取得了哪些成就?接下来,就让我们做一个初步了解。

已加入世界生物圈保护区网络的印度尼西亚丹戎普丁国家公园里的红毛猩猩
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安博塞利世界生物圈保护区里的大象

“人与生物圈计划”

生物圈是地球上有生命的部分,即动物、植物、微生物以及它们生存的环境。这一概念在19世纪由澳大利亚地质学家休斯率先提出;但在之后的很长一段时间里并没有受到足够的重视,直到1929年,俄国学者弗拉基米尔·维尔纳茨基发表了以“生物圈”为主题的演讲,并首次对“生物圈”给出了科学的定义。生物圈是指地球上有生命活动的领域以及生物居住的环境整体,包括海平面以上约1万米的生物圈和海平面以下1.1万米处——岩石圈上层、整个土壤圈和水圈;绝大多数生物生存于陆上和海下各约100米的范围。

20世纪五六十年代,人类活动范围逐渐扩大,活动强度日益增加,对环境的影响越来越大,与自然界的矛盾不断加剧,环境污染和保护问题逐渐受到人们的重视,人类与生物圈的关系引起各国学者的普遍关注。1968年9月,联合国教科文组织在巴黎主办世界生物圈大会,这次大会使得“生物圈”这一科学用语正式走入联合国范畴的国际科学、环境与发展合作领域。1971年,在联合国教科文组织第16届大会上,正式发起了一项政府间大型科学计划——“人与生物圈计划”(Man and the Biosphere Programme, MAB)。自此,MAB成为国际科学合作中的一项重要计划,并在随后的时光里不断演变和发展。

已加入世界生物圈保护区网络的加拉帕戈斯群岛上生活的棕色鹈鹕
已加入世界生物圈保护区网络的德国黑森林国家公园

作为联合国教科文组织在生物多样性保护、文化多样性保护和自然资源可持续利用方面的首个旗舰项目,“人与生物圈计划”旨在通过跨学科的研究、培训、监测和教育,整合自然科学和社会科学的力量,以合理及可持续的方式保护和利用全球生物圈资源,推动人类与自然的和谐共处。其工作内容涵盖以下四点。一是鉴定和评估生物圈保护区内因人类和自然活动而引起的变化,以及这些变化对人类及其生存环境所产生的影响,特别是在气候变化的大背景下。二是研究和比较自然或近自然的生态系统与社会经济进程之间不断变化的相互关系,特别是在生物多样性和文化多样性加速丧失且相关后果无法预知的大背景下。可以肯定的是,这些后果的产生,将影响生态系统继续为人类提供至关重要的服务的能力。三是在快速城市化及快速能源消耗驱动环境改变的背景下,确保人类的基本福祉和拥有适于居住的环境。四是提升环境知识及环境问题解决方案的交流和互鉴,培育可持续发展环境教育。

总体而言,“人与生物圈计划”开启了生态学与环境科学新的研究方向,从过去专注学科性研究,专注对物种、生态系统和栖息地这样具体且局部性的研究,转向联合多个学科和相关机构以及部门面向应用和管理政策的综合性研究,推动自然科学、社会科学和管理政策相互融合,更多面向对人与生物圈整体关系的把握。

如今,“人与生物圈计划”在全球得到广泛认同,其影响力逐渐扩大,在很多事关全球环境与可持续发展如《联合国防治沙漠化公约》和《联合国气候变化框架公约》等重大事项的讨论中,都能见到MAB科学家的身影。

与以往涉及资源和环境的计划相比,“人与生物圈计划”对人类在其中所起到的作用的这一认知发生了根本性改变,逐渐认识到人类是生物圈中的重要一员,并且是最积极、最活跃的因素;作为生物圈的重要组成部分,人类应当学会与自然协调相处,而不是凌驾于自然之上。

在“人与生物圈计划”实施的前20年,人们提出了当时生物圈亟待解决的问题,涉及14个领域,包括热带和亚热带森林生态系统,温带和地中海型森林景观,热带稀树草原和草场,干旱与半干旱地区生态系统,山地和冻原生态系统,水域和海岸带生态系统、岛屿生态系统,城市系统生态学,自然区域及遗传种质保护,环境污染等。到20世纪90年代后,联合国教科文组织将工作优先集中到生物圈保护区网络建设,并以此为依托,延续上述14个领域的工作思路,并重点开展针对生物多样性保护和可持续发展的研究。“人与生物圈计划”提出的14个重点研究领域引导了世界生态学的发展潮流,为其他环境组织提供了先进的研究理念和工作方向。

从自然保护区到生物圈保护区

已加入世界生物圈保护区网络的秘鲁马努国家公园中生长的植物
已加入世界生物圈保护区网络的澳大利亚阳光海岸

“人与生物圈计划”最主要的成就之一就是通过研究“自然保留地及其基因物质的保护”这一专题,逐步建立全球最大的保护地网络——世界生物圈保护区网络。生物圈保护区和我们所熟知的自然保护区并不完全相同。为什么要在自然保护区之外建立独立的生物圈保护区呢?

自然保护区是指对具有代表性的自然生态系统、珍稀濒危野生动植物物种的天然集中分布区、有特殊意义的自然遗迹区等,依法划出一定面积予以特殊保护和管理。自然保护区的建设对于保护自然资源和生物多样性、维持生态平衡和促进经济发展有着重要的战略意义。自从1872年世界上第一个自然保护区——美国的黄石国家公园建立以来,仅100多年的时间里,自然保护区如同雨后春笋般在全球各处不断出现。自然保护区的建立及发展标志着人类从过去只知道利用自然资源,不注意保护自然,逐步过渡到在利用自然的同时有意识地进行保护。我国的自然保护区建设始于20世纪50年代,经过多年的发展,取得了瞩目的成果,全国大部分陆地生态系统及其所囊括的动植物资源,特别是国家重点保护的珍稀濒危野生动植物,绝大多数处于自然保护区内并且得到了较好保护。同时,自然保护区在涵养水源、保持水土、防风固沙以及稳定地区小气候等方面也起到了重要作用。

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美国黄石国家公园​

不过,这种保护方式亦有局限性。为了能更好地保护自然资源,传统的自然保护区较为封闭,会尽量杜绝人类进入自然保护区活动,但结果往往事与愿违,保护区内的偷伐偷猎现象屡禁不止,加之保护区自身管理机制存在一定问题,难以做到收支平衡,常常无法维系下去。这种情况在人多地少的发展中国家尤其明显,区域性经济的发展和对资源的需求与资源及环境的保护经常处于激烈的对立状况。在总结以往经验和教训的基础上,联合国教科文组织的“人与生物圈计划”在1979年提出了全新的生物圈保护区概念。

生物圈保护区不同于自然保护区的最主要一点在于明确保护区不是封闭式的,而是一个开放的资源管理战略地。不过,开放并不意味着可以随便进出并随心所欲获取保护区内的资源。保护区内部会根据管理目的和要求的不同,划分出核心区、缓冲带(又称缓冲区)和过渡区(又称实验区)等若干子区域,它们共同服务于生物圈保护区。由于生物圈保护区采取适度资源开发和生态旅游等创收途径,摆脱了传统保护区被动保护的一面,赋予生物圈保护区以多样化的作用,许多传统的自然保护区通过这一方式得到良性发展,在生态及环境的研究、监测、教育等方面的作用同样得到加强。

目前,世界生物圈保护区是分布于全球136个国家的759个地域实体,总面积约744.2万平方千米,居住着约2.75亿人,是当今世界覆盖生态系统类型最广、总面积最大的自然保护地集合体之一,也是全球实施“人与生物圈计划”最重要的平台,更是落实联合国2030年可持续发展目标(SDGs)的最佳示范体系之一。

为中国生物圈编织保护网

我国于1973年加入“人与生物圈计划”并当选为理事国。1978年,国务院批准成立中华人民共和国人与生物圈国家委员会,并指定中国科学院牵头“人与生物圈计划”在中国的实施。经过50多年的努力,尤其是党的十八大以来,在习近平生态文明思想的科学指引下,我国已成为全球实施该计划最具成效的国家之一,对“人与生物圈计划”的未来走向起着关键作用。

我国部分已加入世界生物圈保护区网络的成员,图片从左到右分别是①长白山世界生物圈保护区;
②珠穆朗玛世界生物圈保护区;
③卧龙世界生物圈保护区

自1976年起,联合国教科文组织开始建设“世界生物圈保护区网络”,将其作为展示和促进人与生物圈之间的平衡关系、探索人与自然和谐共处的示范区域。1995年,联合国教科文组织召开第二届世界生物圈保护区大会,并批准了《世界生物圈保护区网络章程框架》,将支撑和实施《生物多样性公约》作为世界生物圈保护区的主要工作目标之一,强调要实现保护、发展和支撑(科研、监测、教育)三大功能。

20世纪八九十年代,我国自然保护区进入快速发展阶段。借助何种管理理念和模式实现有效保护和协调发展,是当时新成立的自然保护区面临的普遍问题。尤其是我国大多数自然保护区内有世代生活的当地居民,保护区的自然资源是维持其生计的重要支柱,导致保护区的协调发展问题更为突出。联合国教科文组织发起的“人与生物圈计划”在中国实施后,新型的自然保护理念——生物圈保护区传入我国,并逐渐被人们所接受,由此建立起各种新型的科学管理模式,国内的自然保护区逐渐走上一条生态效益、社会效益和经济效益同步的可持续发展道路。与此同时,我国大力推动国内自然保护地申请加入世界生物圈保护区网络。1979年,吉林长白山国家级自然保护区、广东鼎湖山国家级自然保护区和四川卧龙国家级自然保护区成为我国首批跻身这一世界级网络的保护区。目前,我国已有34个自然保护地加入世界生物圈保护区网络,数量位居亚洲第一。

由于世界生物圈保护区的申报要求十分严格,且对申报数量有一定限制,我国仅有少数自然保护地能够加入世界生物圈保护区网络。为充分利用“人与生物圈计划”这一国际交流平台,进一步扩大人与生物圈理念的影响力,我国于1993年成立了中国生物圈保护区网络。同年7月,国内首批45个自然保护地被批准加入这一网络。截至2025年7月,网络成员已经从成立之初的45个增加至214个(含34个已加入世界生物圈保护区网络的成员),几乎涵盖了我国主要的生态系统类型和生物多样性保护区域。

值得一提的是,中国生物圈保护区网络也是全球第一个与世界生物圈保护区相对应的国家网络。

保护与发展并肩而行

“观鸟圣地”百花岭

每年进入12月下旬,云南省保山市隆阳区芒宽乡百花岭村便进入了一年一度的黄金观鸟期和拍鸟季。此时,各个鸟类观测点迎来了大批观鸟人,生活在高黎贡山的“小精灵”们则在枝头上雀跃高歌,在林间嬉戏抢食,呈现出一幅争奇斗艳的和美景致。

百花岭村位于高黎贡山世界生物圈保护区腹地,海拔1400米左右,是当今国内外观鸟、拍鸟圈内人士心目中的“观鸟圣地”。

百花岭村的蜕变始于一场静默的生态觉醒。资料显示,百花岭及高黎贡山区域是目前我国鸟类多样性最为丰富的地区之一,栖息着占全国鸟种数量一半以上的野生鸟类,记录在册的鸟类达520余种,很多都是在其他地方无法见到的鸟类资源,其中不乏国家一级保护鸟类以及上百种国家二级保护鸟类。冬季,高黎贡山高海拔地区因天气寒冷导致鸟类食物来源极度匮乏。为了生存,许多鸟类都会季节性地向低海拔地方“垂直迁移”越冬。依据鸟儿的这一生活习性,每年10月至次年5月,百花岭都会迎来大批“鸟粉”。

为实现生态价值转化、文化活态传承与产业的协同创新,百花岭村自2010年探索修建了该村第一个观鸟塘,随后,采用“微改造”方式建设隐蔽观测点,在不影响鸟类活动的前提下发展观鸟经济。目前,当地的观鸟塘逐步发展到47个;除观鸟门票带来的收益外,还带动了民宿客栈、农家乐等乡村旅游活动。由于这些活动每年为百花岭村带来数百万元经济收入,极大地改善了当地村民的生活水平,周边居民保护生态的自觉性和积极性明显提高。中国科学院昆明分院的研究表明,这种将开发强度控制在8%以下的模式,使区域鸟类种群数量五年间增长了17%。更值得关注的是衍生的产业链条——鸟导培训、摄影器材租赁、特色民宿等13种新业态纷纷涌现,形成了完整的观鸟服务生态圈。

为了推动观鸟活动的可持续发展,当地村民还自发成立了观鸟理事会,统一服务标准,避免恶性竞争;并且,自2016年起,每年组织一次“高黎贡山国际观鸟节”,使之成为高黎贡山的一张“生态cRYyZ+eCWHtiNpJdn28YX8slwd0K5bCY/Nufkia/FsM=名片”。从“猎鸟人”变成“护鸟人”,从“伐木者”变成“护林员”,如今的百花岭村走出了一条不砍树也能致富的成功之路,践行了“人与生物圈计划”所强调的保护与发展相结合的观点,创造了生态保护、文化传承与产业创新的新范式。

自然保护区拥有丰富的自然资源,具有发展旅游业的先决条件。20世纪90年代,生态旅游在我国自然保护区内日渐兴起,不少专家担心游客数量的增加会使保护区的生物多样性和生态环境面临新的威胁,非但无法带动保护区的发展,还会破坏自然资源。针对这一问题,中国生物圈保护区网络通过组织研讨会和培训班,并与国内外高校合作开展生态旅游实例研究,于1998年提出了相关政策和技术指导。受此指引,九寨沟、长白山、梵净山等世界生物圈保护区的生态旅游发展势头良好,支撑了地方经济的可持续发展,在国内外产生了一定的引领示范效应。2011年,中国“人与生物圈计划”及其秘书处又结合新形势提出了生态旅游四大原则:环境和生态保护优先;尊重和保护文化多样性;实施生态教育;鼓励社区参与,保护地方民众利益。这些原则已成为我国生物圈保护区开展生态旅游的指引。

科技助力多样性保护

初夏的清晨,天津古海岸与湿地国家级自然保护区(七里海湿地自然保护区)内,一架无人机正在进行低空巡检,机上搭载的高清摄像头将湿地核心区的实时画面传回指挥控制中心。无人机下方,白鹭在波光粼粼的水面上栖息,觅食的麋鹿成群结队悠闲漫步,大片的苇草随风摇曳……近年来,七里海湿地自然保护区通过融合无人机巡查并与人工智能(AI)识别、物联网联动,构建起“空-天-地”一体化的生物多样性监测系统,让湿地保护拥有了“智慧之眼”。

生活在七里海湿地自然保护区中的麋鹿
无人机飞越湿地进行生态监测
记录野生动物活动情况的红外相机

随着人类活动范围的不断扩张,地球的生物多样性面临前所未有的威胁。在这样的背景下,准确监测和评估生物多样性成为保护工作的重要一环。

中国“人与生物圈计划”及其秘书处在2015年就启动了中国生物圈保护区野生动物综合监测计划。该计划通过全链条的顶层设计和多学科交叉,结合了智能传感器、“3S”技术、人工智能和网络信息技术等先进的技术和方法。在实践中,人们惊喜地发现,遥感技术、红外相机、鸟类鸣声记录仪、野生动物AI识别监测系统以及鸟类声纹AI识别监测系统等的应用,不仅极大提升了保护工作的效率,更以“智慧之眼”的姿态深刻诠释了人与自然和谐共生的新内涵。

卫星遥感技术能够通过大面积、长时序的监测,提供关于生态系统动态变化的信息基础;但其时空分辨率较低,难以细致刻画生态系统的微观结构和细节信息,限制了研究人员在更精细层面上对生物多样性的理解,尤其是在较小尺度的生态研究中。近地面遥感技术的出现弥补了上述不足,通过无人机、飞艇等低空平台以及地面观测塔、车辆或人员携带高分辨率相机、多光谱成像仪和高光谱成像仪、微波雷达传感器以及激光雷达传感器,实现了对高精度遥感数据的收集,进而更加精准地进行样地一景观尺度的生物多样性监测与评估。目前,遥感技术已成为生物多样性保护中必不可少的工具之一。

开展种群数量调查研究是野生动物保护工作中的一项基础性工作。红外相机作为监测系统的“眼睛”,以其独特的无干扰、自动化、无损和精准等特性,迅速成为野生动物监测与生态研究的“明星设备”。这些相机采用高灵敏度传感器与先进的图像处理技术,能够在不干扰野生动物正常生活的前提下,24小时不间断捕捉高清影像资料,记录下动物的行为习性,并且为研究物种分布、种群数量等提供宝贵的数据。然而,将海量的照片归纳整理并进行物种识别并不容易。AI空拍模型以及AI识别模型可以准确、快速地删除空白镜头,协助研究人员进行海量数据处理,并对拍到的动物进行物种识别。

此外,我国知名互联网公司腾讯还推出了名为“物种之眼”的AI识别模型YOLO—World(以下简称“物种之眼”)。“物种之眼”实现了物种定位与识别功能的一体化,即使是低画质、动态模糊或遮挡的图像,经过处理仍可精准定位动物踪迹。

除了遥感技术和红外相机,声音也可以成为监测生物多样性的利器。大自然的声音包含着丰富的信息,可以揭示动物行为和生态系统动态,利用被动声呐和声音监测站等声音记录设备捕捉和分析这些声音,科学家可以了解动物的行为模式、种群数量、分布情况和健康状况等。这种方法被称为声学监测。

声音等数据也可以通过相关设备进行收集

为什么通过声纹可以识别不同的动物?因为不同物种在进化过程中形成了独特的发声器官,从而使得每种动物都拥有独特的声纹特征。研究人员利用机器学习和深度学习技术来识别和认识这些特征,从而实现对动物的精准辨别。此外,野外声纹监测设备能够全天候、长期实时采集并分析环境声音,并将识别结果迅速反馈至监测系统。该项技术减少了人类活动对自然环境的干扰,大大提高了工作效率,使得生物多样性的调查和监测更加精细和可持续。

生物圈声景是地球所有生态系统生命可感知的听觉景观,蕴含着丰富的生物、环境和人类文明的信息,是地球生态环境变化的晴雨表。“声学监测的终极意义,不是用技术取代人类观察,而是让我们‘听见’那些被忽略的生命叙事。生物多样性保护从来不是物种数量的简单加减,而是守护每一个独特声音的存在权利,让人类终于能以平等的姿态,听懂地球的脉动”。

[责任编辑]赵菲

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