科研人员在野外采样
一具恐鸟的骨骼标本孤零零地立在北京动物博物馆的玻璃展柜中，看得出它生前高大威猛，而我们却已无法领略它优雅踱步的风采。
恐鸟早已灭绝。然而，这不是孤例。印度亚洲猎豹、爪哇虎、熊氏鹿、叙利亚野驴等生物同遭厄运。曾经，它们穿梭在丛林中，现在我们只能从“墓志铭”中凭空想象这些美丽生物。
地球上，陆地总面积三分之一的干旱、半干旱地区，遍及50多个国家和地区。由于全球环境日益恶化、生物多样性急剧丧失的严峻现实，国际上对生物多样性的研究和保护给予了高度重视，尤其在脆弱的干旱区，由于人类对生物资源的过度开采、捕猎以及大型工程的扰动，使重要野生生物资源受到严重破坏，许多种类已灭绝或濒于灭绝，生物多样性丧失十分严重。
中国科学院新疆生态与地理研究所（以下简称新疆理化所）的干旱区生物地理与生物资源重点实验室（以下简称实验室），致力于研究干旱区生物多样性研究，并服务区域可持续发展。
地缘优势得天独厚
干旱区具有其独特的地域和生物多样性特点，形成了高山、冰川、荒漠、盐湖等极端生态环境，具有极度干旱、高盐碱、高寒、强辐射等特殊胁迫条件，却孕育了丰富的生物资源。这些生物经过长期自然选择，具备稳定的特殊机能和遗传基因，成为特殊基因类型的源泉，在多个领域具有重要的战略意义。
“目前，联合国生物多样性公约缔约国大会将世界干旱地区野生生物资源保育列为生物多样性保育的重点，与热带雨林并列。”实验室主任张元明说。
中亚干旱区处于欧亚大陆腹地，是世界重要的干旱区之一，占世界干旱、半干旱区面积的34%，居各大洲之首，该地区气候为典型大陆性气候。
这里的生物区系既古老又独特，具有世界干旱区最为丰富的种质与基因资源，是世界干旱区生物多样性的关键区域。
同时，中亚干旱区与高纬和赤道地区的气候和环境变化密切联系，敏感地记录了全球重大气候事件和构造事件，中亚干旱环境对全球变化的响应和影响已成为重大地学前沿问题和国际学术界研究全球变化的重点。
该区域在地质、地貌、生物资源、生态系统等方面具有得天独厚的地缘优势和极高的科学研究价值。基于如此考量，2009年实验室正式成立。
实验室副主任张明理介绍道，实验室主要围绕生物地理学、生物多样性研究等热点问题，以亚洲中部干旱区为背景，设置“亚洲中部干旱生态系统样带”，融合生物学和地学的研究手段，在多个领域开展创新性研究工作。
“我们的研究成果不但可以丰富干旱区生物学、地学相关研究领域的理论，同时也可直接服务于区域生物资源的可持续利用与生态环境的改善。”张明理说。
四大方向发力干旱区研究
5年来，实验室一直致力于以亚洲中部干旱区为研究区，通过生物学与地学交叉融合、微观与宏观、野外观测和室内分析相结合，开展生物区系演变与格局、生物多样性及其对环境变化的响应以及分子生物地理学研究，力争将实验室建成干旱区生物地理与生物资源领域的重要研究平台以及多民族专业人才培养基地。
目前，实验室主要从干旱区生物区系与分布格局、干旱区生物对环境变化的响应与适应、干旱区生物多样性保育和干旱区受损环境的生物修复四大方向开展科学研究。
张元明表示，在干旱区生物区系与分布格局研究中，他们主要进行重要类群分子系统发育与地理研究和现代分布格局的生态地理研究。
此外，在干旱区生物对环境变化的响应与适应研究中，实验室主要从事荒漠植物重要类群对逆境胁迫适应的分子机理、植物对水盐胁迫的生理生态响应过程，以及全球气候变化背景下干旱生态系统结构与多样性变化特征等方面的深入研究。
还有，在干旱区生物多样性保育方面，实验室主要致力于干旱区重要物种濒危机制研究、干旱区抗逆（耐旱、耐盐碱）资源的开发与可持续利用、特殊环境微生物资源及其功能产物的研究。
张元明还着重介绍了干旱区受损环境的生物修复研究，包括荒漠化过程中植被受损与恢复研究、干旱区污染环境植物修复技术、干旱区污染环境的微生物修复技术三大类。
他举例说，在荒漠化过程中植被受损与恢复研究中，科研人员主要研究荒漠化过程中环境要素分异重组规律及其对生物的影响，阐明荒漠生态系统的受损过程和物种的适应机理，探索植被稳定性与环境要素变化的关系，从生物学角度阐明荒漠化过程及其防治的生态学机理，筛选出对区域环境适应性强的植物种，提出受损生态系统修复的适宜模式。
创新思路成果累累
在科研平台建设方面，实验室目前拥有我国西北最大的动植物标本馆。该馆采集和收藏了大量珍贵的干旱区动植物标本，为生物区系、生物地理以及生物遗传学研究提供物质保障。
实验室的吐鲁番沙漠植物园是我国最大的荒漠植物活体保存地，也是重要的科学研究和科普教育基地。其中，柽柳专类园是世界最大的柽柳属植物收集圃，已经成为世界柽柳属植物研究和保育中心。
尽管成立只有4年时间，实验室却已取得了一系列成果。张明理介绍，去年一年，实验室共计承担研究任务75项，总经费超过6000万元。其中包括国家科技计划项目7项、国家自然科学基金项目26项、中科院院级项目27项、省级项目4项等；实验室发表SCI论文63篇，另有CSCD论文32篇、出版专著1部、授权专利11项。
“目前，各项目进展顺利。”他说，例如荒漠植物兔唇花属植物谱系分化研究。
实验室通过对内蒙古、宁夏、陕西、甘肃和新疆等地分布的兔唇花植物进行野外采样并对其进行谱系地理学研究，发现荒漠植物的谱系分化是对干旱化的一种响应机制，干旱化促进了物种的分化；荒漠植物对第四纪中国发育的山地冰川的响应与研究较多的高山植物对山地冰川的响应机制不一样，该类植物在冰期一直呈现持续扩张的状态是对当时寒冷、干旱环境的适应；干旱区腾格里—巴丹吉林沙漠的形成扩张可能是造成干旱区东西部间断的原因。
“该项研究为荒漠植物生物地理学的研究提供了一个新的思路。同时，干旱区荒漠植物研究较少以及其特殊的地理分布格局形成机制也为今后的研究提供了更大的空间。”张明理说。
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