資源科學(xué) 2014第十四章生物資源與生物多樣性學(xué)習(xí)資料

生物資源與生物多樣性主要內(nèi)容：一、生物資源與生物多樣性的關(guān)系二、生物多樣性及研究層次三、生物多樣性的價值四、生物多樣性面臨的威脅及喪失原因五、生物多樣性的保護(hù)對策生命的本質(zhì)特征是什么？什么是生物資源？什么是生物多樣性？一、生物資源與多樣性生物資源對人類具有實際或潛在用途或價值的遺傳資源、生物體或者部分、生物群體，或生態(tài)系統(tǒng)中任何其他生物組成部分。生物資源如何理解1有用性2相對性生物多樣性1992年生物多樣性公約Conventionforbiodiversity內(nèi)容：旨在保護(hù)瀕臨滅絕的植物和動物，最大限度地保護(hù)地球上的多種多樣的生物資源，以造福于當(dāng)代和子孫后代。生物多樣性保護(hù)是全世界環(huán)境

保護(hù)的核心問題，

被列為全球重大環(huán)境問題之一。

生物多樣性

生物多樣性是生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和,包括動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與其生存環(huán)境形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。生物資源與生物多樣性的關(guān)系生物資源：實體，具體生物多樣性：抽象，描述生物資源與生物多樣性的關(guān)系二者是不同層面，不同性質(zhì)的概念另外，多樣性不考慮是否對人類有害生物資源是生物多樣性的子集二、生物多樣性及研究層次生物多樣性的層次（類型）目前地球上生物多樣性通常被認(rèn)為有三個層次：

－－遺傳多樣性－－物種多樣性－－生態(tài)系統(tǒng)多樣性

生物多樣性的三個層次ecosystemdiversityspeciesdiversitygeneticdiversity1.遺傳多樣性廣義的遺傳多樣性：地球上所有生物所攜帶的遺傳信息的總和，稱為生物遺傳多樣性。狹義的遺傳多樣性：是指同一生物物種內(nèi)不同種群之間或同一種群內(nèi)不同個體之間的遺傳變異的總和。主要包括染色體水平的多樣性和DNA水平（基因）的變異性。遺傳多樣性我們?nèi)粘Ｋ姷降氖巧矬w表型phenotype的變異。表型=遺傳型(genotype)+環(huán)境如何理解遺傳多樣性？遺傳多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性和物種多樣性的基礎(chǔ)，是生物多樣性的內(nèi)在形式遺傳多樣性生物體遺傳型的變異來源于基因突變，畸變等染色體變異：染色體重組、交換、缺失、反轉(zhuǎn)、重復(fù)等遺傳多樣性的多層次表現(xiàn)與檢測：

轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)譯DNA→mRNA→蛋白質(zhì)(酶)→

細(xì)胞(組織)→器官(個體)遺傳多樣性研究實例—大熊貓大熊貓概況：數(shù)量稀少（少于1000只）、分布地急劇減小并割裂為小群體、生殖力低下，極度瀕危。以箭竹為食，缺乏食肉齒，但臼齒具明顯的高低不平，為食肉目。隨著地質(zhì)年代中的環(huán)境變遷，體型經(jīng)歷了由小變大、又變小的過程。以遷地保護(hù)為主。1993年，世界上有35個單位飼養(yǎng)著113只大熊貓。同工酶與蛋白質(zhì)多態(tài)性的檢測：以成都動物園人工飼養(yǎng)的12只大熊貓的血液樣品，同時以17只亞洲黑熊作為對照。分析結(jié)果表明大熊貓蛋白多態(tài)的參數(shù)：多態(tài)座位百分比P=0.025（黑熊為0.216），平均雜合度H=0.008（黑熊為0.056，哺乳類平均值為0.02）。顯然大熊貓的遺傳多樣性極低。人類基因組計劃2.物種多樣性

什么是物種？種（Species）或稱物種，生物分類的基本單位，位于生物分類法中最后一級，在屬之下。能夠（或可能）相互配育的自然種群的類群，這些類群與其它這樣的類群在生殖上相互隔離著。

生物分類階元5個界kingdom：原核生物界Monera：細(xì)菌、放線菌等原生生物界Protista：藻類、原生動物、粘菌等真菌界Fungi：酵母、霉菌動物界Animalia：植物界Plantae：五界系統(tǒng)是以細(xì)胞結(jié)構(gòu)分化的等級以及和光合、吸收、攝食這三種主要營養(yǎng)方式有關(guān)的組織類型為基礎(chǔ)的。第六界：病毒界生物分類階元全球主要生物類群的物種數(shù)生物類群 已描述的物種數(shù)（萬種）估計存在的物種數(shù)（萬種） 病毒 0.4 40 細(xì)菌 0.4 100 真菌 7.2 150 原生動物 4.0 20 藻類 4.0 40 高等植物27.0 32 線蟲 2.5 40 甲殼動物 4.0 15 蜘蛛類 7.5 75 昆蟲 95.0 800 軟體動物7.0 50 脊椎動物 4.5 5 其他 11.5 25 總計 175.0 1362

2.物種多樣性（1）物種多樣性的概念物種多樣性是指地球上生命有機(jī)體種類的多樣化，包括動物、植物、微生物物種的豐富性及其變化。物種多樣性是生物多樣性在物種上的表現(xiàn)形式，反映了地球上生物有機(jī)體的復(fù)雜性。

10000米深?！蚣?xì)菌4.5km深的地層中………細(xì)菌74－85km高空………微生物物種多樣性是遺傳多樣性的載體或體現(xiàn)。被認(rèn)為是生物多樣性研究的核心內(nèi)容。中國虎是不是一個種？各種花卉北美紅杉龍血樹捕蠅草人參水葫蘆（鳳眼蓮）微生物過去十年間，科學(xué)家們一共發(fā)現(xiàn)了300種以前從未發(fā)現(xiàn)的哺乳動物直升機(jī)、衛(wèi)星制圖、潛水器、深海照相機(jī)和其他現(xiàn)代化的工具可以幫助科學(xué)家們進(jìn)行系統(tǒng)的實地探測——包括一些因為戰(zhàn)爭爆發(fā)或政治阻礙而無法進(jìn)入的熱點地區(qū)。人類不斷深入到偏遠(yuǎn)地方，可以說，當(dāng)下是新物種發(fā)現(xiàn)的黃金時期。一種細(xì)長蠑螈就在離洛杉磯不到50公里的地方；而另一種可以長到40米高的新喬木離澳大利亞的悉尼也只有兩個小時的車程。有三分之二的新哺乳動物是在博物館的收藏柜里被發(fā)現(xiàn)的。奇龐吉猴（kipunji）Satomi的侏儒海馬（Hippocampussatomiae），印度尼西亞（2）物種多樣性的分布

地球上的物種并不是均勻分布生物多樣性特豐富國家：地處或擁有大面積的熱帶、亞熱帶地區(qū)，占有全世界最高比例物種多樣性的一些國家。12個生物多樣性特豐富國家，包括：巴西、哥倫比亞、厄瓜多爾、秘魯、墨西哥、扎伊爾、馬達(dá)加斯加、澳大利亞、中國、印度、印度尼西亞、馬來西亞。這些國家擁有全世界60%-70%以上的生物多樣性，對全球生物多樣性的生存和保護(hù)起著關(guān)鍵作用。世界范圍或一個國家內(nèi)部的不同區(qū)域，其生物多樣性豐富程度也存在著差別。那些生物物種豐富、物種特有程度較高以及瀕危物種集中的區(qū)域就稱為生物多樣性熱點地區(qū)（hot-spotsarea）或生物多樣性關(guān)鍵地區(qū)（criticalregions）。全球生物多樣性熱點地區(qū)全球特有物種最豐富的10個國家兩棲類鳥類哺乳類3.生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性是指生物圈內(nèi)物種集合的空間多樣性。即生物圈內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)過程的多樣化及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生境差異、生態(tài)過程變化的多樣性。生態(tài)系統(tǒng)多樣性是維持物種多樣性和遺傳多樣性的前提和基礎(chǔ)保證。生態(tài)系統(tǒng)多樣性要點：生境；habitat生物群落；biocenosis

生態(tài)過程；ecologicalprocess生態(tài)系統(tǒng)的分類按系統(tǒng)與外部環(huán)境聯(lián)系程度分：隔離系統(tǒng)（isolatedsystem）封閉系統(tǒng)（closedsystem）開放系統(tǒng)（openedsystem）按人類影響程度分：自然生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng)

生態(tài)系統(tǒng)多樣性類型：

海洋生態(tài)系統(tǒng)淡水生態(tài)系統(tǒng)陸地生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)草地生態(tài)系統(tǒng)濕地生態(tài)系統(tǒng)城市生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的分布規(guī)律：緯向地帶性，自低緯度的赤道向高緯度的兩極依次出現(xiàn)熱帶雨林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、草原、北方針葉林和苔原等。經(jīng)向地帶性，自沿海區(qū)域向大陸腹地依次出現(xiàn)森林、草原和荒漠等生態(tài)系統(tǒng)類型。垂直地帶性，隨著海拔高度的增加，依次出現(xiàn)朝向極地的各種生態(tài)系統(tǒng)類型。熱帶雨林植物區(qū)系豐富、無大型食草動物、缺乏大型食肉動物、靈長類豐富、鳥類豐富且羽毛鮮艷、昆蟲種類豐富多彩、亞熱帶常綠闊葉林溫帶落葉闊葉林主要樹種是落葉喬木。主要分布在北半球氣候溫和的中緯度地區(qū)。林中最大型的食草動物是鹿、最大的食肉動物是黑熊。林中鳥類種類繁多如榛鳥、山雀、林鴉和各種啄木鳥。爬行類、兩棲類和昆蟲也很多。溫帶針葉林主要樹種有紅松、白松、云杉、冷杉和鐵杉。分布在北緯45-57度之間，是世界木材的主要產(chǎn)地。哺乳類動物有駱駝、熊貂、猞猁、狼、雪兔和松鼠。鳥類有雷鳥、榛鳥和各種鳴禽。爬行動物很少。熱帶草原廣泛分布在熱帶地區(qū)溫帶草原分布廣。歐亞大陸、蒙古、我國黃河中游、內(nèi)蒙古和東北大興安嶺以西地帶有大片溫帶草原代表動物：高鼻羚羊、黃羊、駱駝、黃鼠、倉鼠、跳鼠等。草原鳥有云雀、百靈鳥等凍原分布在北緯60度以北典型植物是地衣。動物有馴鹿、旅鼠、北極兔、北極狐、北極熊、雪鳥等?；哪衬械膭游锖芏嗳绶侵藁哪续r鳥、鷹、隼、貓頭鷹、單峰駱駝等。珊瑚礁珊瑚礁只占世界海洋面積的0.2%，但養(yǎng)育著25%的所有海洋生命。問題為什么物種多樣性和遺傳多樣性不能全部涵蓋生物多樣性的全部內(nèi)容？生物之間的關(guān)系競爭捕食互惠共棲傳粉播種小結(jié)遺傳多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性和物種多樣性的基礎(chǔ)，是生物多樣性的內(nèi)在形式物種多樣性是遺傳多樣性的載體或體現(xiàn)。被認(rèn)為是生物多樣性研究的核心內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)多樣性是維持物種多樣性和遺傳多樣性的前提和基礎(chǔ)保證。三、生物多樣性價值與人類可持續(xù)發(fā)展生物多樣性的價值生物多樣性：是包括人類在內(nèi)的地球生命生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。生物多樣性價值一般包括：直接價值、間接價值、備擇價值和存在價值等四種類型。中國生物多樣性國情研究報告的價值分類系統(tǒng)主要價值類型直接使用價值間接價值(體現(xiàn)在環(huán)境和生態(tài)價值)潛在價值或選擇價值存在價值或內(nèi)在價值產(chǎn)品及加工品直接使用價值服務(wù)價值對人們提供效益的典型用途林業(yè)農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)漁業(yè)醫(yī)藥業(yè)工業(yè)等消費(fèi)性利用價值旅游觀光科學(xué)文化畜牧使役價值有機(jī)物生產(chǎn)維持大氣平衡物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定保持水土防風(fēng)固沙調(diào)節(jié)氣候凈化環(huán)境潛在使用價值、潛在保留價值確保自己或別人將來能利用某種資源或某種效益羌塘地區(qū)藏羚羊價值綜合評估10億元每年一級價值類別

二級價值類別

總價值（萬元/年）比例%

100年的現(xiàn)值(億元）

形象商業(yè)價值

1200

1.19

15.03游憩娛樂價值

1261812.49

158.03維持生物多樣性價值

16000

15.84

200.38教育價值

13181.30

16.51利用價值

科學(xué)研究價值

6000059.39751.44存在價值

5214.75

5.16

65.31選擇價值

3360.613.33

42.09非利用價值遺贈價值

3012.962.9837.73直接經(jīng)濟(jì)損害價值

1478

1.46

18.51

負(fù)價值

生態(tài)損害的經(jīng)濟(jì)價值

217.980.222.73合計

101028.34100.00

1265.27

生物多樣性價值評估

---以森林資源為例直接經(jīng)濟(jì)價值間接經(jīng)濟(jì)價值直接價值當(dāng)?shù)叵M(fèi)使用價值（食物、燒柴、建筑材料、漁業(yè)）生產(chǎn)使用價值（野外收獲進(jìn)入貿(mào)易市場）紙漿、樹脂、松香、橡膠、木柴和木炭等燃料、木材、食品、布料和醫(yī)藥等間接價值間接價值包括：水土保持氣候調(diào)節(jié)控制污染控制生物災(zāi)害種間關(guān)系休閑和生態(tài)旅游可更新能源1水土保持樹冠攔截的雨水量一般高達(dá)15%~40%。灌木與草本植物層攔截并保留的雨水更多?？葜β淙~層是森林海綿效應(yīng)最重要的組成部分，最低有效厚度為0.5~1.0cm，效應(yīng)可達(dá)80%以上。緩解雨水的侵蝕作用；吸收雨水；增加地面的粗糙度，過濾、阻斷和減緩地表徑流；改善土壤結(jié)構(gòu)和肥力，提高持水能力。2

預(yù)防水災(zāi)中國森林面積為159×104

km2。森林的蓄水量每公頃比荒地多14.5×104~18.3×104

m3森林在雨季蓄水量達(dá)到飽和狀態(tài)時可以多吸收2.3×108~2.91×108

m3的雨水。也就是說，現(xiàn)有森林在雨季可以在230×104~291×104

km3范圍內(nèi)吸收1m深的洪水。這個范圍比1998年洪水影響的整個地區(qū)的大10倍。3

土壤肥力的養(yǎng)護(hù)森林枯枝落葉層的腐爛可以使每年每公頃平均3990kg的硝酸鹽返回到土壤中中國森林總面積為159×104km2，因此每年可以將6.36×108t硝酸鹽轉(zhuǎn)化到土壤中。按1999年中國出口尿素的價格（每噸1050元）計算，森林每年固定到土壤里的硝酸鹽價值達(dá)665×108元。4.調(diào)節(jié)氣候和天氣5.防范風(fēng)暴6.固碳作用問題:為什么固碳作用很重要？全球森林每年通過光合作用可固定1000～1200×108t碳，占大氣總碳貯量的13%～16%森林喪失的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人為二氧化碳的排放7.控制污染天然植被，特別是森林，能夠通過吸收污染物而凈化空氣和水。要生產(chǎn)1kg的干物質(zhì)，需要過濾3110m3的空氣能夠從大氣中去掉的有毒氣體有二氧化硫、氟化氫、氯和氨都市森林每年每公頃能吸收3000~6000kg的二氧化硫。每公頃都市闊葉林有400t樹葉，每年能吸收300~2000kg的氟和氟化物，以及3000~5000kg的氯

9.娛樂與旅游1994年，中國自然保護(hù)區(qū)的全部旅游收入為300~500萬元1995年，中國森林公園接待了總共6090萬旅客，直接收入為5.21×108元1998年的1030×108元2004外國游客達(dá)到1.09億人次狩獵場觀鳥活動

10可更新能源薪柴和木炭提高發(fā)電效率問題:為什么能夠提高發(fā)電效率？森林可以提高發(fā)電效率河流水流量與發(fā)電效率的關(guān)系圖森林覆蓋至少可使水力發(fā)電的效率提高10%~30%

四、生物多樣性面臨的威脅及喪失的主要原因世界生物多樣性瀕危狀況物種的自然滅絕速率大約是每年1種，而現(xiàn)在由于人類活動所引起的物種滅絕速率至少增加了1000倍六級法：是世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）在其著名的《紅皮書》中對受危物種的分級方法。

絕滅（Ex）[Extinct]：。

野生絕跡（Et）[ExtinctIntheWild]：如麋鹿

瀕危（E）[Endangered]：如朱鹮、華南虎、熊貓。

易危（V）[Vulnerable]：如金貓、云豹。

稀有（R）[Rare]

不足（I）[LeastConcern]

物種受威脅等級的劃分世界上的瀕危物種數(shù)量類群瀕危物種數(shù)量植物19078無脊椎動物1355魚類343兩棲類50爬行類170鳥類1037哺乳類497問題一個或幾個世紀(jì)之后的世界是個什么樣子？在世界上只存在單一化的作物和農(nóng)場，間或有一些萎縮的自然保護(hù)區(qū)（其中半數(shù)要靠灌溉來維持，有一半是城市公園），城市相互包圍著，文化和社會被強(qiáng)制化的管理所控制，所有生命都是普遍相同的且由人為技術(shù)所造就。物種和空間的多樣化和豐富性、山林間的一小塊一小塊的農(nóng)田、仍然神秘的自然保護(hù)區(qū)和廣大美麗的農(nóng)田、星羅棋布的自我維持的城市以及豐富的人與傳統(tǒng)的結(jié)合。

生物多樣性喪失的原因1、生境的破壞（喪失、破碎和退化）2、生物資源的過度開發(fā)3、人工生態(tài)系統(tǒng)取代自然生態(tài)系統(tǒng)4、環(huán)境污染5、外來物種入侵1、生境的破壞（喪失、破碎和退化）據(jù)統(tǒng)計，在中國，每過1.8秒就有一個孩子出生；在全球，人口正以日增25萬人的速度飛速膨脹。地球陸地表面的40%區(qū)域被人類開發(fā)作為農(nóng)業(yè)、城市、公路和水庫。使許多生物的生存空間全球各類生態(tài)系統(tǒng)，特別是許多原始生境，造到嚴(yán)重破壞，使許多生物失去棲息地。擁有全球50%物種的熱帶雨林比原有面積較少一半，大部分國家的森林均呈破碎化。圍湖造地、灘涂和沼澤開墾。草地過度放牧、毀草開荒及鼠害等行為，草原也正在急劇退化與荒漠化。人類的活動，使許多大面積連續(xù)的生境變成小面積的板塊并被退化的生境阻隔－“生境的島嶼化”。昔日的青山2、生物資源的過度開發(fā)森林資源過度采伐：至80年代初，全球41%的熱帶雨林已經(jīng)消失。統(tǒng)計資料表明，人類目前對熱帶雨林的破壞仍以大約每分鐘47ha的速度進(jìn)行著，照此下去，熱帶雨林將在50年內(nèi)消失漁業(yè)資源的過度捕撈。野生經(jīng)濟(jì)動植物的亂捕濫采：許多野生動物因“皮可穿、毛可用、肉可食、器官可入藥”而遭滅頂之災(zāi)。中醫(yī)藥依賴于自然資源

我國已知藥用動物超過1500種，其中脊椎動物占60％以上。有5,000多種植物在中國較正規(guī)地用于醫(yī)療中國保護(hù)動物名錄中有40%的動物被認(rèn)為可入藥在被列入《中國植物紅皮書》388種瀕危植物中，有77種是較為典型的中藥材，占總數(shù)的19.86%。Tradeisoneofthegreatestthreatstowildlifeintheworldtoday.如今貿(mào)易對野生動物是最大的威脅Itiscausinglocalandregionalextinctions,andthreateningglobalextinctions.帶來了區(qū)域性的滅絕，也威脅到全球的物種Itinvolvestradeinanimalsformeat,andalsotrophies,pets,andmedicines.野生動物貿(mào)易包括了：肉類、旅游紀(jì)念品、寵物和藥物偷獵和野生動物貿(mào)易3、人工生態(tài)系統(tǒng)取代自然生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng)僅僅由單一或少數(shù)幾個物種組成，如農(nóng)作物種植、人工造林的品種單一化，遺傳多樣性和變異性降低，系統(tǒng)內(nèi)的生物存在著潛在的威脅。在人工生態(tài)系統(tǒng)中，一種新的病菌或捕食者可能導(dǎo)致一個物種的滅絕。4、環(huán)境污染包括工業(yè)的三廢排放、農(nóng)業(yè)農(nóng)藥化肥施用、生活污水等環(huán)境污染?？蓪?dǎo)致生物多樣性各個水平的喪失，其中至少包括：環(huán)境污染物－對生物的直接毒害，導(dǎo)致生物死亡或繁殖能力降低、種群規(guī)模減少等。環(huán)境污染物－通過食物鏈的富集,使高營養(yǎng)級的生物毒害更加嚴(yán)重而難以生存。環(huán)境的污染－導(dǎo)致生境和生態(tài)系統(tǒng)破壞，使許多生物喪失了生存環(huán)境與生存空間。5、外來物種入侵大米草283種外來物種入侵我國

一年“吃掉”1200億（2004.6.4廈門晚報）

據(jù)報道，從2001年12月開始，在國家環(huán)境保護(hù)總局南京環(huán)境科學(xué)研究所的組織協(xié)調(diào)下，在全國開展外來入侵物種調(diào)查工作，經(jīng)過近兩年的努力：入侵種類：本次查明我國有外來入侵物種283種。入侵來源：最大來源美洲，其他依次為歐洲、非洲和大洋洲。經(jīng)濟(jì)損失：每年經(jīng)濟(jì)損失1197.76億元。其中對國民經(jīng)濟(jì)有關(guān)行業(yè)造成直接經(jīng)濟(jì)損失198.59億元。對我國生態(tài)系統(tǒng)、物種及遺傳資源造成的間接經(jīng)濟(jì)損失（評估數(shù)模計算）每年1000.17億元。

其中：美洲斑潛蠅、豚草、褐家鼠、煙粉虱、溫室白粉虱、紫莖澤蘭造成損失均在10億元以上。入侵途徑：有意引進(jìn)占39.6%、無意引進(jìn)占49.3%、自然入侵僅占3.3%。在入侵的植物中，有一半是作為有用植物引進(jìn)。原因分析：缺乏認(rèn)識。引進(jìn)存在很大程度的盲目性和急功近利傾向。熱衷從國外引種，極大增加外來物種入侵風(fēng)險。五、生物多樣性的保護(hù)對策生物多樣性的保護(hù)對策生物多樣性的就地保護(hù)生物多樣性的遷地保護(hù)建立新種群受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)生物多樣性的可持續(xù)利用完善生物多樣性法律體系公眾的作用和積極的參與1、生物多樣性的就地保護(hù)生物多樣性的就地保護(hù)是指，通過立法，以保護(hù)區(qū)和國家公園的形式，將有代表性的自然生態(tài)系統(tǒng)、珍稀瀕危野生動植物物種集中天然分布區(qū)保護(hù)起來，限制人類活動的影響，確保保護(hù)區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)及其物種的演化和繁衍，維持系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動等生態(tài)過程。就地保護(hù)是保護(hù)生物多樣性的最佳方式