第七讲 生物多样性及其保护

生物多样性(Biodiversity)保护是全世界环境保护的核心问题， 同时也是当今社会可持续发展所关注的重要问题之一。

主要介绍内容： 一、生物多样性及研究层次 二、生物多样性的价值 三、生物多样性面临的威胁及丧失原因 四、生物多样性的保护对策

一、生物多样性及研究层次

（一）生物多样性的概念 生物多样性：是指地球上所有生命形态和相关生态过程的总和，包括植物、动物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂生态系统和自然景观。

（二）生物多样性的层次（类型） －－物种多样性 －－生态系统多样性 （－－景观多样性） －－遗传多样性 目前地球上生物多样性通常被认为有三个层次： －－遗传多样性 －－物种多样性 －－生态系统多样性 （－－景观多样性）

遗传多样性是生物多样性的基础和内在形式。一个物种的遗传变异越丰富，对环境适应能力越强，进化的潜力越大。 1. 遗传多样性 广义的遗传多样性：地球上所有生物所携带的遗传信息的总和，称为生物遗传多样性。 狭义的遗传多样性：是指同一生物物种内不同种群之间或同一种群内不同个体之间的遗传变异的总和。。 遗传多样性是生物多样性的基础和内在形式。一个物种的遗传变异越丰富，对环境适应能力越强，进化的潜力越大。

形态学水平(表型性状)……符合孟德尔遗传规律的单基因性状，多基因决定的数量性状。 生理生化水平(蛋白质多态性)…同工酶、蛋白质多态性等。 细胞学水平(染色体)……….染色体数目、组型。 分子水平…………………DNA多态性、线粒体DNA序列、核糖体DNA。

生物种内不同群体的生态型、变种、亚种、品系等，都是遗传多样性的表现形式。

从分子水平上遗传多样性研究实例 —大熊猫

材料：12只大熊猫和17只亚洲黑熊的血液样品。 分析36种同工酶及蛋白质,总计40个遗传座位。 结果：多态座位百分比P=0.025（黑熊为0.216）， 平均杂合度H=0.008 （黑熊为0.056，哺乳类平均值为0.02） 大熊猫遗传多样性状况： 遗传多样性十分低下，群体杂合率低 前者表明大熊猫种群适应力差，后者则提示大熊猫种群内可能存在严重的近交，而近亲交配显著降低了群体的生殖力；这些原因导致其衰退致危。

物种多样性是遗传多样性的载体或体现。被认为是生物多样性研究的核心内容。 2. 物种多样性 （1）物种多样性的概念 物种多样性是指地球上生命有机体种类的多样化，包括动物、植物、微生物物种的丰富性及其变化。是生物多样性在物种上的表现形式，反映了地球上生物有机体的复杂性。 物种多样性是遗传多样性的载体或体现。被认为是生物多样性研究的核心内容。

表1 全球主要生物类群的物种数 生物类群 已描述的物种数（万种） 估计存在的物种数（万种） 病毒 0.4 40 细菌 0.4 100 生物类群 已描述的物种数（万种） 估计存在的物种数（万种） 病毒 0.4 40 细菌 0.4 100 真菌 7.2 150 原生动物 4.0 20 藻类 4.0 40 高等植物 27.0 32 线虫 2.5 40 甲壳动物 4.0 15 蜘蛛类 7.5 75 昆虫 95.0 800 软体动物 7.0 50 脊椎动物 4.5 5 其他 11.5 25 总计 175.0 1362

各种花卉

北美红杉 龙脑香

捕蝇草 猪笼草

罂粟 大麻

各色的动物

微生物

（2）物种多样性的分布 ☻地球上的物种分布极其广泛 10000 米深海…………………… 硫细菌 4.5 km 深的地层中………………细菌 ☻地球上的物种并不是均匀分布 生物多样性特丰富国家：地处或拥有大面积的热带、亚热带地区，占有全世界最高比例物种多样性的一些国家。

12个生物多样性特丰富国家，包括：巴西、 哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、墨西哥、扎伊 尔、马达加斯加、澳大利亚、中国、印度、 印度尼西亚、马来西亚。

（3）物种多样性规律 就进化时间而言，物种多样性的总趋势是逐渐增加的。 随着纬度的降低，大多数陆生动物和植物物种多样性有明显增加的趋势。但是，也有个别生物类群例外，如企鹅和海豹的种类在极地最多。 随着山体海拔升高，鸟类、微管植物的多样性表现出降低的趋势。 随水体深度的增加，物种多样性而减少。

生态系统多样性是维持物种多样性和遗传多样性的前提和基础保证。 3. 生态系统多样性 生态系统多样性是指生物圈内物种集合的空间多样性。即生物圈内生境、 生物群落和生态过程的多样化及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。 生态系统多样性是维持物种多样性和遗传多样性的前提和基础保证。

生态系统多样性类型：

生态系统的分布规律： 纬向地带性，自低纬度的赤道向高纬度的两极依次出现热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、草原、北方针叶林和苔原等。 经向地带性，自沿海区域向大陆腹地依次出现森林、草原和荒漠等生态系统类型。 垂直地带性，随着海拔高度的增加，依次出现朝向极地的各种生态系统类型。

热带雨林 植物区系丰富、缺乏大型食肉动物、灵长类丰富、鸟类丰富且羽毛鲜艳、昆虫种类丰富多彩

亚热带常绿阔叶林

温带落叶阔叶林 林中最大型的食草动物是鹿、最大的食肉动物是黑熊。林中鸟类种类繁多如榛鸟、山雀、林鸦和各种啄木鸟。爬行类、两栖类和昆虫也很多。 主要树种是落叶乔木。主要分布在北半球气候温和的中纬度地区。

哺乳类动物有骆驼、熊貂、猞猁、狼、雪兔和松鼠。鸟类有雷鸟、榛鸟和各种鸣禽。爬行动物很少。 温带针叶林 主要树种有红松、白松、云杉、冷杉和铁杉。分布在北纬45-57度之间， 是世界木材的主要产地。 哺乳类动物有骆驼、熊貂、猞猁、狼、雪兔和松鼠。鸟类有雷鸟、榛鸟和各种鸣禽。爬行动物很少。

热带草原 广泛分布在热带地区

温带草原 分布广。欧亚大陆、蒙古、我国黄河中游、内蒙古和东北大兴安岭以西地带有大片温带草原 代表动物：高鼻羚羊、黄羊、骆驼、黄鼠、仓鼠、跳鼠等。草原鸟有云雀、百灵鸟等

典型植物是地衣。动物有驯鹿、旅鼠、北极兔、北极狐、北极熊、雪鸟等。 冻原 分布在北纬60度以北 典型植物是地衣。动物有驯鹿、旅鼠、北极兔、北极狐、北极熊、雪鸟等。

红树林湿地

二、生物多样性价值与人类可持续发展

生物多样性的价值 生物多样性：是包括人类在内的地球生命生存和发展的基础。 生物多样性价值一般包括：直接价值、间接价值、备择价值和存在价值等类型。

表2 中国生物多样性国情研究报告的价值分类系统 主要价值类型 直接使用价值 间接价值 (体现在环境和生态价值) 潜在价值 或 选择价值 存在价值 内在价值 产品及加工品直接使用价值 服务 价值 对人们提供效益的典型用途 林业 农业 畜牧业 渔业 医药业 工业 等消费性利用价值 旅游 观光 科学 文化 畜牧使役 有机物生产 维持大气平衡 物质循环 生态系统稳定 保持水土 防风固沙 调节气候 净化环境 潜在 使用 、 保留 确保自 己或别 人将来 能利用 某种资 源或某 种效益

●生物多样性是人类赖以生存和社会可持续发展的保障和物质基础。 ●生物多样性的保护不仅与当代人类生存与发展密切，也在于造福子孙后代。 ●生物多样性是人类赖以生存和社会可持续发展的保障和物质基础。 ●生物多样性的保护不仅与当代人类生存与发展密切，也在于造福子孙后代。

三、生物多样性面临的威胁及丧失的主要原因

（一）生物多样性面临的威胁 1.物种灭绝速度加快和珍稀濒危物种增多。 2.生存环境的丧失与生态系统多样性降低。

例1：哺乳类 正常情况下，每50年灭绝1种哺乳类。 但是，在过去的400年中，全世界的哺乳类共灭绝58种，平均每7年灭绝1种。 而在20世纪内则灭绝23种哺乳类，则平均每4年灭绝1种。

例:2 大熊猫

例3：中国脊椎动物 近半个世纪以来，中国仅脊椎动物已经灭绝 的物种就达数十种，如蒙古野马、高鼻羚羊、 麋鹿（野生种）、豚鹿、凤头麻鸭、湾鳄等。

（二）生物多样性丧失的原因 1、生境的破坏（丧失、破碎和退化） 2、生物资源的过度开发 3、人工生态系统取代自然生态系统 4、环境污染 5、外来物种入侵

1、生境的破坏（丧失、破碎和退化） 据统计，在中国，每过 1.8秒就有一个孩子出生。 地球陆地表面的40%区域被人类开发作为农业、城市、公路和水库。许多生物的生存空间遭到破坏。

2、生物资源的过度开发 森林资源过度采伐：至80年代初，全球41%的热带雨林已经消失。统计资料表明，人类目前对热带雨林的破坏仍以大约每分钟47ha的速度进行着，照此下去，热带雨林将在50年内消失！！！ 渔业资源的过度捕捞。野生经济动植物的乱捕滥采：许多野生动物因 “皮可穿、毛可用、肉可食、器官可入药”而遭灭顶之灾。 昔日的青山

3 、人工生态系统取代自然生态系统 人工生态系统仅仅由单一或少数几个物种组成，如农作物种植、人工造林的品种单一化，遗传多样性和变异性降低，系统内的生物存在着潜在的威胁。在人工生态系统中，一种新的病菌或捕食者可能导致一个物种的灭绝。

4、环 境 污 染 包括工业的三废排放、农业农药化肥施用、生活污水等环境污染。可导致生物多样性各个水平的丧失， 其中至少包括： 环境污染物－对生物的直接毒害，导致生物死亡或繁殖能力降低、种群规模减少等。 环境污染物－通过食物链的富集作用使高营养级的生物毒害更加严重而难以生存。 环境的污染－导致生境和生态系统破坏，使许多生物丧失了生存环境与生存空间。

上述种种被称为外来物种入侵。如入侵我国的植物：紫茎泽兰、大米草、薇甘菊、凤眼莲(水葫芦)等。 5、外来物种入侵 有些外来物种在新的环境中种群迅速蔓延成灾； 有些外来物种可能捕食当地物种，直至灭绝他们，或改变生境致使许多当地物种不能生存； 有的外来物种能够作为病原体使当地物种染病并在种群中传播和流行，最后导致被感染者灭种，严重威胁着本地生态系统的结构和功能，导致生物多样性和生境的丧失。 上述种种被称为外来物种入侵。如入侵我国的植物：紫茎泽兰、大米草、薇甘菊、凤眼莲(水葫芦)等。

凤眼莲(水葫芦)

每年以几公里的速度蔓延，所到之处，寸草不生，不但可使农作物减产百分之三十到四十，而且会使草原退化。牲畜误食紫茎泽兰还会导致死亡。

283种外来物种入侵我国 一年“ 吃 掉”1200亿（2004.6.4厦门晚报） 据报道，从2001年12月开始，在国家环境保护总局等单位的组织和协调下，经过近两年的调查工作： 入侵种类：本次查明我国有外来入侵物种283种。 入侵来源：最大来源美洲，其他依次为欧洲、非洲和大洋洲。 经济损失：每年经济损失1197.76亿元。其中对国民经济有关行业造成直接经济损失198.59 亿元。对我国生态系统、物种及遗传资源造成的间接经济损失（评估数模计算）每年1000.17亿元。 其中：美洲斑潜蝇、豚草、褐家鼠、烟粉虱、温室白粉虱、紫茎泽兰造成损失均在10亿元以上。 入侵途径：有意引进占39.6%、无意引进占49.3%、自然入侵仅占3.3%。在入侵的植物中，有一半是作为有用植物引进。 原因分析：缺乏认识。引进存在很大程度的盲目性和急功近利倾向。热衷从国外引种，极大增加外来物种入侵风险。

四、生物多样性的保护对策

生物多样性的保护对策 生物多样性的就地保护 生物多样性的迁地保护 建立新种群 受损生态系统的恢复 生物多样性的可持续利用 完善生物多样性法律体系 公众的作用和积极的参与

1、生物多样性的就地保护 就地保护是保护生物多样性的最佳方式。 生物多样性的就地保护是指，通过立法，以保护区和国家公园的形式，将有代表性的自然生态系统、珍稀濒危野生动植物物种集中天然分布区保护起来，限制人类活动的影响，确保保护区内生态系统及其物种的演化和繁衍，维持系统内的物质循环和能量流动等生态过程。 就地保护是保护生物多样性的最佳方式。

中国自然保护区在类型上分三类 自然生态系统类自然保护区是指具有一定代表性、典型性和完整性的生物群落和非生物环境共同组成的生态系统作为主要保护对象的自然保护区。如武夷山国家级自然保护区、梅花山国家级自然保护区。 野生生物类自然保护区是指以野生生物物种，尤其是珍稀濒危物种种群及其自然环境为主要保护对象的一类自然保护区。如厦门海洋珍稀物种国家级自然保护区。(白海豚、文昌鱼、白鹭、红树林) 自然遗迹类自然保护区是指以特殊意义的地质遗迹和古生物遗迹等作为主要保护对象的一类自然保护区。如深沪湾海底古森林遗迹国家级自然保护区（晋江市，古海床植被）

自然保护区的分区 自然保护区内部可分为核心区、缓冲区和实验区三个部分。

2、生物多样性的迁地保护 迁地保护是指将濒危动植物迁移到人工环境中或易地实施保护，这种策略就是迁地保护。 目前，近3000种鸟兽类只有在迁地保护下才能生存。这些物种只有在维持野生种群的同时维持一个人工保护的迁地种群，才能保证物种不会灭绝。如麋鹿、加州秃鹫、黑足鼬，曾分布在美国与加拿大交接。

动物园、水族馆和植物园都是展示、保存、繁育动植物的场所。既是物种迁地保护的地方，又是对公众进行生物多样性和自然保护教育的基地。

3、建立新种群 建立新种群是通过繁育珍稀、濒危物种新的野外种群和半野外种群、或者增加现有种群数量的方法拯救濒危物种。 再引种是在原生的环境中重建种群，典型的有美国黄石公园狼的再引种恢复，中国的麋鹿、野马再引种恢复等。 扩大种群是释放野生或圈养繁殖的个体进入现有种群，扩大现有种群规模和基因库。 迁建种群是再引种已不可能时，将现有种群迁到新的地点重建种群，新地点选择要考虑该物种的引入不会破坏当地的生态系统和濒危物种。

4、受损生态系统的恢复 受损失生态系统的恢复是通过人类有意识地改造、重建或恢复原有的生态系统。主要措施可有复原、重建和替换三种。 复原是指通过重新引入原有生物的方法恢复受损地点原有的物种组成和群落结构。 重建是指使受损生态系统部分功能和部分原物种得到恢复。 替换是指用另一种生产力旺盛的生态系统代替严重受损或退化的生态系统。

5、生物多样性的可持续利用 生物多样性的可持续利用: 在政府个部门之间，特别是生物资源利用和管理部门（林业、渔业、农业、药药和旅游等）之间，建立起协调和制约机制，综合利用法律、管理、经济、技术、宣传等手段保障生物资源的可持续利用，最大限度地保护生物多样性。

6、完善生物多样性保护的法律

7、公众的作用和积极的参与

思考题（其中2、3为作业题）： 什么是生物多样性？生物多样性一般可分为几个层次？ 为什么说生物多样性是人类赖以生存和社会可持续发展的物质基础？ 分析论述导致生物多样性丧失的主要因素（原因）？ 简述生物多样性保护的对策与途径有哪些主要方面？

本讲结束，谢谢！