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第三讲 生物多样性保护
? 一、什么是 生物多样性
? 生物多样性 ( biological diversity,或缩写为 biodiversity):
是地球上生物圈中所有的生物,即动物、植物、微生物,以
及它们所拥有的基因和生存环境。由生态系统多样性、物
种多样性和遗传多样性三部分组成。我们生活的地球上有
许许多多的动物、植物、微生物 …… 。这些有生命的物质
在不断地变化着,他们构成了丰富多彩的生物多样性。
? 简单说,物种多样性就是各种生命包括动物、植物和微生
物种类的丰富程度。迄今为止,地球上大约 175万个物种
被鉴定,科学家们估计地球上大约有 300万到 1亿个物种。
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? 生态系统多样性 是指不同生态系统的变化和频率。
即 指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化
以及生态系统内生境差异、生态变化的多样性。
? 生态系统是指植物、动物和微生物群落及和它们
的无生命环境作为一个生态单位交互作用形成的
一个动态复合体。物种多样性和生态系统的稳定
与恢复之间有着相关性。某些物种可能是关键种,
其存在与否影响群落的组成,从而进一步影响生
态系统的功能。有些生态系统通常存在于另外一
些生态系统之中。
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? 物种多样性 是指不同物种的出现频率与多样性。 即指
地球表面动物、植物、微生物的物种数量,据科学家估
计全世界约有 500万种至 3000万种。
? 物种多样性可以有很多方法测定,“丰富度
(Richness)”是一种常用的测定方法。另一种更精确的
测定方法是“分类学多样性 (Taxonomic diversity),同
时还考虑物种之间的相互关系。例如,一个小岛有三
种动物:两种鸟类和一种蜥蜴,另一个小岛有三种鸟
类没有蜥蜴,那么,按分类学多样性测定方法,前一
个小岛的物种多样性大于后一小岛。因此,甲壳虫的
种数远高于其他种的总和,但它们不会占物种多样性
很大的比例,因为他们在分类上如此的相近。同样,
海洋生态系统的物种多样性远高于陆地生态系统,虽
然陆地的物种数远远地高于海洋。
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? 遗传多样性 是指不同基因组的变异性。即指地球上
所有生物所携带的遗传基因的总和。基因是遗传多
样性的物质基础,他们可以是同种的显著不同的种
群,也可以是同一种群的遗传变异。例如,人类有
2000多种遗传疾病,即由于基因或染色体缺陷引起
的。
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? 亿万年的进化造就了今天的生命。随着这一进程人
类文化出现了,并且适应了当地的环境,发现、利
用、改变了那里的生物资源。许多现在看起来是自
然的区域,实际上是数千年人类栖居、资源利用和
栽培作物的结果。人类的活动不断的改变着生物多
样性的现状:减少了生物多样性的丰富度 —— 使一
些物种消亡;增加了生物多样性的丰富度 —— 当地
作物和畜牧品种的驯化和杂交。
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二、生物多样性的意义
? 生物多样性对人类生存和发展的价值是巨大的。 它提供人类所有
的食物和许多诸如木材、纤维、油料、橡胶等重要的工业产品。
中医药绝大部分来自生物,它是维持人们健康的重要组成部分。
人类生存与发展,归根结底,依赖于自然界各种各样的生物。生
物多样性是人类赖以生存的各种生命资源的汇集和未来农林业、
医药业发展的基础,为人类提供了食物、能源、材料等基本需求。
? 生物多样性的生态功能价值也是巨大的,它在自然界中维系能量
的流动、净化环境、改良土壤、涵养水源及调节小气候等多方面
发挥着重要的作用。 丰富多彩的生物与它们的物理环境共同构成
了人类所赖以生存的生物支撑系统,为全人类带来了难以估价的
利益。生物多样性的存在,使得人类有可能多方面,多层次地持
续利用,为人类的生存环境提供保障。丧失生物多样性必然引起
人类生存与发展的根本危机。
? 千姿百态的生物给人以美的享受,是艺术创造和科学发明的源泉。
人类文化的多样性很大程度上起源于生物及其环境的多样性。
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三、生物多样性的危机
? 1,物种受威胁等级的划分:两级法和六级法
? 两级法:我国国家重点保护动物划分的标准。
? Ⅰ 级:指我国特产稀有或濒于绝灭的野生动物。
? Ⅱ 级:指数量稀少,分布地区狭窄,有绝灭危险的野生动
物。
? 六级法:是世界自然保护联盟( IUCN) 在其著名的
《红皮书》中对受危物种的分级方法。
? ?灭绝种:一个物种在野外肯定有 50年没有被发现 。
? ?濒危种:随时可灭绝的种类, 包括数量和栖息地面积 的减少都可引起
灭绝 。
? ?易危种:如果致危因素继续存在, 很快可成为濒危种的类群 。
? ?稀有种:指数量很少的物种, 但现在还不属濒危种 。
? ?未定种:可能灭绝, 但是无法确定是否属于灭绝种, 濒危种, 易危种
还是稀有种 。
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2.生物多样性丧失的现状
? 近几百年中, 生物多样性不断下降 。 具体表现在:
? ?生物灭绝的速度不断加快;
? ?大量物种遭受灭绝的威胁;
? ?家养动物和栽培作物的多样性也在下降 ;
? ?生态系统的大量退化和瓦解
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? 世界上的濒危物种数量
? 类 群 濒危物种数量
? 植物 19078
? 无脊椎动物 1355
? 鱼类 343
? 两栖类 50
? 爬行类 170
? 鸟类 1037
? 哺乳类 497
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? 例 2:大量物种遭受灭绝的威胁。
? 世界鸟类区系研究结果表明,在世界上的 9000多
种鸟类中,约 1000种(占 11%)不同程度地受到
灭绝的威胁。而 1978年才只有 290种鸟类受到威胁
(表 6)。
? 例 4:生态系统的大量退化和瓦解。
? 热带雨林仅占地球陆地面积的 7%,估计世界
上 50%的物种分布在其中 。 热带雨林的年平均消
失速度为 1%( 约 1217万公顷 ) 。 由此将造成每年
有 0.2-0.3%的物种消失 。 如果世界上的物种总数估
计为 1000万种, 那么, 每年就有 20000-30000种,
或 者 每 天 68种, 或 者 每 小 时 有 3 种消失
Wilson(1989)。
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四、生物多样性丧失的原因
? 生物多样性丧失的原因是多方面的,主要有以下几方面:
? ( 1)生境的破坏
? 目前我国自然生态环境形势是相当严峻的。如,当今热带
雨林的大面积毁坏已成为一个极具灾难性的因素。森林覆
盖率低(中国森林覆盖率 16.5%,世界平均 26.6%),草
场超载过牧,质量下降,退化、沙化加剧;长江、黄河等
大江大河源头生物多样性丰富地区的自然生态环境呈恶化
趋势,沿江重要湖泊、湿地日趋萎缩;北方地区江河断流、
湖泊干涸、地下水下降现象严重;全国主要江河湖泊水体
受到污染。
? 我国已有15%至20%的动植物受到威胁,高于世界1
0%至15%的平均水平;湿地丧失和功能退化的速度仍
未得到有效遏制。
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( 2)掠夺式的利用生物资源
? 滥捕、滥猎、滥渔是典型的资源过度利用,森林、
鱼类和野生动物资源由于过度开发而灭绝的案例更
是不胜枚举。表面看来,过度开采资源使许多人在
短期间致富,但是像这样的“杀鸡取卵”、“竭泽
而渔”是再愚蠢不过的事!长远看来,它还会降低
生态系保持养分、水分和表土的能力,从而破坏生
态系为人类服务的能力。过度收或往往造成地方性
的灭绝,引起一连串的生态灾难。
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( 3)环境污染
? 这与全球的工业化、城市化的进程以及化学农业的兴起密切相
关。
? 如现代工业所排出的废气使大气中的二氧化碳含量迅速增
高,导致全球性的 温室效应 。气温的升高往往使陆地沙漠
化扩大,生态系统失调,自然环境恶化,从而使一些物种
失去原有的生存条件而灭绝。
? 杀虫剂、杀菌剂、除草剂,工厂的化学废物沉积土壤,使
许多动植物、微生物死亡。殺蟲劑和工廠產生的化學廢物
也會隨著河水流進海裡。這些有毒的物質會讓許多河海生
物生病、發育不良、甚至喪生。工業和氣機車引擎排放的
廢氣在危害人類之前,不知己消滅了多少對空氣污染物敏
感的生物。空氣污染物和雨水結合的酸雨改變了無數的湖
泊和池塘,不僅使淡水生態系生機不再,更破壞了整個歐
洲的森林,生物多樣性也隨之大幅衰退。
? 环境污染包括:大气污染、水体污染、土壤污染 (按环境要
素分 )。
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( 4)物种的引入
? 人类任意引入物种以满足某种需求,已造成局部地区物种灭绝、
农业、林业品种单一化等问题。
? 外来物种入侵
? 据有关专家初步调查,在 IUCN不久前公布的世界上 100种危
害最大的外来入侵物种中约有一半已入侵了中国。我国目前
已成为遭受外来入侵物种危害最严重的国家之一。松材线虫、
湿地松粉蚧、松突园蚧、美国白娥、松干蚧等森林入侵虫害
和稻水象甲、美洲班潜蝇、马玲薯甲虫、非洲大蝎牛等农作
物入侵害虫,每年发生灾害面积约 300万公顷。入侵我国的
豚草、薇甘菊,紫茎泽兰、飞机草,大米草 等,已大肆蔓延,
造成了生物多样性破坏、沿海红树林死亡、堵塞航道等极大
的危害和损失。在我国云南、原产美洲的 紫茎泽兰 入侵成灾
面积就约 2470万公顷。据专家对部分入侵物种造成损失的初
步估算,每年中国遭受外来入侵物种经济损失就达 574亿人
民币。
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福安湾坞乡的红树林群被大米草围困
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( 5)人口增长
? 世界人口从 17世纪的 5亿倍增加到 19世纪 (1804 年 )的 10亿,历
时约 200年;再倍增到 1927年的 20亿,历时约 100年; 1960年
达到 30 亿,到 1974年,又倍增到 40亿,历时约 50年。而到
1999 年 10 月 12 日,世界人口满 60亿。人类经历了数百万年,
才在 1960 年累积到 30 亿人,但达到第二个 30亿却只约 40 年
的时间。这种人口增长的时间与数量的奇特比例关系,形成
了“人口爆炸”,由此而产生了资源危机和粮食危机,从而
构成了人类生存危机。预测到 2022年,世界人口又将倍增到
80亿,人类生存危机的阴影更加灰暗,迫使世界各国转变经
济增长方式,寻求农业的新出路。
? 当 1987 年 7月 11日世界人口达到了 50亿的时候,联合国人口
基金为了引起国际社会对人口问题更深切的关注,决定从
1988年起把每年的 7月 11日定为“世界人口日”。
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( 6)全球气候变化
? 其中既有自然因素,也有人类活动的影响存在。
? 在未来一百年内全球气温将升高 1.5至 6摄氏度、海平面将升
高 15至 95厘米、沙漠将更干燥、气候将更恶劣,厄尔尼诺现
象 将更严重,全球变暖将直接或间接影响数以亿计人们的生
活。
? 联合国环境计划《我们的星球》杂志最新一期发表的一份研
究报告指出,由于全球气候变暖引发的自然灾难正在日益增
加,到 2050年它每年给世界造成的损失将超过 3000亿美元。
全球气候变暖造成的灾害损失包括更为频繁的热带龙卷风、
海平面上升使得土地减少和农业、渔业的经常性减产。
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? 人类活动所造成的生物多样性丧失和物种的濒危引
起了越来越广泛的关注,生物多样性科学已经成为
当代生态学研究的三大热点之一。
? 1986年,美国有关单位主办了一次生物多样性论坛;此后
哈佛大学著名生物学家,也是生物多样性的最早倡导者之
一的 E.O.Wilson( 1988) 将会议论文整理成里程碑式的巨
著, Biodiversity”,从而在全球掀起了生物多样性研究和
保护的又一个高潮。人们越来越深刻地认识到保护生物多
样性的重要性与紧迫性。保护生物多样性,首先必须保护
自然生命系统所赖以存在的基础 --物种多样性。物种多样
性是指一定区域内物种的多样化及其变化,包括一定区域
内生物区系的状况(如受威胁状况和特有性等)、形成、
演化、分布格局及其维持机制等。物种是生态系统的基石,
生物多样性最早的概念实质上就是物种多样性。物种多样
性在生物多样性体系中起着承上启下的联系和枢纽作用。
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? 有限的财力物力与人力使得对所有地区的生物多样性进行保
护是不现实的。
? 为更有效地保护地球上的生物多样性,在现有条件下,必须
首先确定生物多样性保护的优先地区或关键地区。生物多样
性的 热点 (hotspots)地区被认为是本地物种多样性最丰富的地
区或是特有物种集中分布的地区,也是对人为干扰非常敏感
的地区,这些地区的生物多样性具有不可替代性和不可恢复
性,也是生物多样性保护的优先地区。英国著名生态学家
Norman Myers( 1988) 首先在热带林中确定了 10个生物多样
性保护的热点地区;后来,他进一步将其研究结果推广到全
球,提出了全球生物多样性保护的 25个优先的热点地区,其
中包括我国的西南地区。这 25个热点地区只占全球陆地面积
的 1.4%,却包括了地球上 44%的维管束植物和 35%的哺乳类、
鸟类、爬行类和两栖类动物。在 WWF主持的“全球 200”计
划中,打破了行政边界的限制,以生态区为基本单元,提出
了全球 200个优先保护的热点生态区。
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? 中国是世界上生物多样性特别丰富的 12个国家之一。
在 WWF所确定的全球 200个热点地区中,中国有陆生
生态区 10个,海洋、海岸带、淡水生态区 5个。
? 由北京大学城市与环境学系陈昌笃( 1998)先生主持
的“中国生物多样性国情研究报告”提出了中国 17个
具有全球意义的生物多样性保护关键区域,包括 11个
陆地关键区,3个湿地关键区和 3个海洋关键区。
? 中国是生物多样性破坏较严重的国家,高等植物中濒
危或接近濒危的物种达 4000-5000种,约占中国拥有的
物种总数的 15%-20%,高于世界 10%-15%的平均水平。
在联合国《国际濒危物种贸易公约》列出的 640种世
界濒危物种中,中国有 156种,约占总数的 1/4。
? 中国滥捕乱杀野生动物和大量捕食野生动物的现象仍
然十分严重,屡禁不止。
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五、生物多样性的保护
? 思想认识,政府部门和社会各界应当深刻认识生物
多样性的价值。在制定经济发展政策时,确保生物
多样性的可持续利用。
? 生物多样性保护的主要途径包括就地保护( in situ)、
移地保护( ex situ)。 其中,就地保护是生物多样
性保护的最有效的措施。
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1.就地保护:
? 就地保护,是指通过 立法,以保护区和国家公园的 形式,将
有价值的自然生态系统和珍稀濒危野生动植物集中分布的 天
然栖息地保护 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。
? 就地保护在原来生境中对濒危动植物实施保护。由于自然选
择的择优汰劣作用,能保持野生状态下物种的活力,因此,
就地保护是将物种作为生物圈中的一个有生存力的物种进行
保护,是最有效的保护。
? 自然保护区( Nature Reserves),通过立法以达到保护某种
自然资源或具有特殊意义景观环境的特定区域。
? 国家公园( National Park),保护自然景观、野生动物及其
生态环境的区域。区内允许适当的娱乐休闲或旅游活动,但
是禁止狩猎等破坏活动。
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自然保护区的类型:
? 以保护对象为分类依据。
? 1)自然生态系统类自然保护区:
? 以具有一定代表性、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一类自然保
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。
? 2)野生生物类自然保护区:
? 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。
? 3)自然遗迹类自然保护区:
? 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)。
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? 功能区类型
? 核心区 ( core zone)
? 被缓冲区所包围,区内主要为原生性生态系统,
或者是珍稀濒危动植物的集中分布地或繁殖区。
? 缓冲区 ( buffer zone)
? 位于核心区的外围,区内由一些可能恢复为原生
性的植被地段所组成。
? 实验区 ( experimental zone)
? 位于缓冲区的外围,可包括次生性植被以及荒山
荒地等。
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? 人类活动限制
除自然规律研究的活动外,严禁人类活动。
在保证不受到破坏的前提下,可进行试验性或生产
性的科研。管理、服务等建筑设施,人工生态系统
建立和生物资源开发。
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2.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。
? 与就地保护相比,迁地保护不是在自然生境中对濒危动植
物实施保护。由于缺乏自然选择的择优汰劣作用,不能完
全保持物种的自然活力。 但是,当物种丧失在野生环境中
生存的能力,在野生状态下即将灭绝时,迁地保护无疑提
供了最后一套保护方案。
? 目前,近 3000种鸟兽类只有在迁地保护下才能生存。这些
物种只有同时维持野生种群和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( Mastela
nigripes,曾分布在美国与加拿大交接地带)等都是迁地保
护成功的实例。
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动物园、水族馆和植物园的迁地保护:
? 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。
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基因资源库和种子库:
? 基因资源库( Genome resource bank), 将生物组
织和细胞、孢粉、动物的精液、卵子和胚胎以冷冻
储存( -196℃ 的液氮环境中)或以培养液长期保存
的场所。
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基因资源库在保存野生生物遗传物质方面的意义:
? ①延长了个体的繁殖寿命,即使个体死亡了,仍可利用其低温
保存的配子进行繁殖;
? ②利用一个个体的精液可以使多个雌体受孕,增加了珍稀物种
的个体繁殖机会;能够减少了饲养个体数量;
? ③当野生种群的遗传多样性部分丧失时,基因资源库仍为就地
保护和迁地保护保存了遗传多样性,因此基因资源库是野生生
物保护战略的有机部分;
? ④野生生物基因资源库为改良家养动物品质和种间杂交提供了
野生种源;
? ⑤野生生物基因资源库为地理隔离种群之间交流基因提供了途
径。
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六、生物多样性保护与可持续发展
? 可持续发展战略的核心 是经济发展与保护资源、保
护生态环境的协调一致,是为了让子孙后代能够享
有充分的资源和良好的自然环境。
? 可持续发展是一个长期的战略目标,需要人类世世
代代的共同奋斗。现在是从传统增长到可持续发展
的转变时期,因而最近几代人的努力是成功的关键。
必须从现在做起,坚定不移地沿着可持续发展的道
路走下去。
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结语:
?
人类无论是从个人或是从物种的角度考虑,
都仅仅是地球上众多生命的一员。人类保护
和合理利用生物多样性,既是保护宝贵的资
源,也是保护自己的生存环境!
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思考题:
? 1、什么是生物多样性?
? 2、生物多样性的现状如何?
? 3、生物多样性丧失的原因是什么?
? 4,如何保护生物多样性?
http://monkey.ioz.ac.cn/ 中国生物多样性信息中心
http://www.brim.ac.cn/index.asp 中国科学院生物多样性委员

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