生物多样进化

1、1 我国的生物多样性现状我国的生物多样性现状 我国的动物资源约占全球种类的10，植物是3余种， 而全世界描述的是27万种。 全世界25个生物多样性热点地区（生物比较丰富或者 比较特有的地区），我国占了2个地区，一个是横断山 脉，另外一个是中国的热带地区海南和西双版纳、云 南和广东广西最南部的这块。 说明我国的生物多样性异常丰富。说明我国的生物多样性异常丰富。 2 生物多样性的三个层次生物多样性的三个层次 物种多样性物种多样性 遗传多样性遗传多样性 生态系统多样性生态系统多样性 3 物种多样性物种多样性 物种多样性物种多样性species diversity 是生物多样性在物种水平上的表是生物多

2、样性在物种水平上的表 现形式，是指一定区域内物种的总和，现形式，是指一定区域内物种的总和， 常用物种丰富度（常用物种丰富度（species richnessspecies richness） 来表示。来表示。 主要是从分类学、系统学和生物主要是从分类学、系统学和生物 地理学角度对一个区域内物种的状况地理学角度对一个区域内物种的状况 进行研究。进行研究。 4 全球物种多样性概况全球物种多样性概况 全世界大约有全世界大约有1300 万至万至1400 万个物种，万个物种， 但科学描述过的仅约有但科学描述过的仅约有175 万种。万种。 5 描述描述 估计估计 病毒病毒 0.4 40 细菌细菌 0.4

3、100 真菌真菌 7.2 150 原生动物原生动物4.0 20 藻类藻类 4.0 40 高等植物高等植物27.0 32 线虫线虫 2.5 40 甲壳动物甲壳动物 4.0 15 蜘蛛类蜘蛛类 7.5 75 昆虫昆虫 95.0 800 软体动物软体动物 7.0 20 脊椎动物脊椎动物 4.5 5 其他其他 11.5 25 总计总计 175.0 1362 全球主要类群的物种数目全球主要类群的物种数目(万种万种) 6 门类门类已知种数已知种数 特有种数特有种数 特有种占总种数特有种占总种数% 哺乳类哺乳类 58111018.93 鸟类鸟类 1244987.88 爬行类爬行类 376256.65 两栖类

4、两栖类 2843010.56 鱼类鱼类 386240410.46 总计总计 634766710.5 被子植物被子植物 31232467.5 裸子植物裸子植物 341029.4 蕨类植物蕨类植物 22462.3 苔藓植物苔藓植物 494132 总计总计 387527510.3 中国动植物主要门类已知种和特有种统计中国动植物主要门类已知种和特有种统计 7 IUCN濒危物种等级濒危物种等级 1Mace-Lande物种濒危等级： 8 (3) 极危极危(criticallyendangered，CE) 分类单元在野外随时灭绝的概率极高，符合分类单元在野外随时灭绝的概率极高，符合IUCN关于关于“极危极危

5、”的标准，即可列的标准，即可列 为极危。为极危。 (4) 濒危濒危(endangered，EN) 分类单元虽未达到极危，但在不久的将来野生灭绝的概率很高，符合分类单元虽未达到极危，但在不久的将来野生灭绝的概率很高，符合IUCN关关 于于“濒危濒危”的标准，即可列为濒危。的标准，即可列为濒危。 (5) 易危易危(vulnerable，VU) 分类单元虽未达到极危或濒危，但在未来的中期内野生灭绝的概率较高，符合分类单元虽未达到极危或濒危，但在未来的中期内野生灭绝的概率较高，符合 IUCN关于关于“易危易危”的标准，即可列为易危。的标准，即可列为易危。 (6) 低危低危(low risk，LR) 分

6、类单元经评估不符合列为极危、濒危或易危任一等级的标准，即可列为低危分类单元经评估不符合列为极危、濒危或易危任一等级的标准，即可列为低危 9 如：如：“极危极危”等级的主要定量标准等级的主要定量标准 1. 种群在过去的种群在过去的10年或年或3个世代内至少已下降个世代内至少已下降80%； 2. 种群在今后的种群在今后的10年或年或3个世代内将至少下降个世代内将至少下降80； 3. 据估计分布范围小于据估计分布范围小于100km2或占有面积小于或占有面积小于10km2 ； 4. 种群中成熟个体估计数小于种群中成熟个体估计数小于250； 5. 10年或年或3个世代内野生灭绝的概率至少达到个世代内野生

7、灭绝的概率至少达到50。 10 生物多样性测量指标生物多样性测量指标 式中S为群落中的物种数目，A为面积，Pi 为第 i 种物 种的比例多度，Pi = ni/ N, ni 为第 i 个物种的个体数， N 为梯度内所有物种的总个体数之和。 11 生物多样性测量指标生物多样性测量指标 式中S为群落中的物种数目，A为面积，Pi 为第 i 种物种 的比例多度，Pi = ni/ N, ni 为第 i 个物种的个体数，N 为 梯度内所有物种的总个体数之和。 群落个体总数甲物种乙物种 群落A1001000 群落B1005050 群落C100991 香农一威纳指数： 群落A: H=(1.0 log 1.0)+

8、 0）=0 群落B: H=0.50（log 0.50）+0.50（log 0.50）=l 群落群落C: H=0.99（log 0.99）+ 0.01（log 0.01）=0.081 辛普森指数： 群落A: =1-1=0 群落B: = 1- （0.25+0.25）=0.5 群落群落C: = 1- （0.9801+0.001）=0.0198 12 遗传多样性遗传多样性 广义的遗传多样性是指地球上生物所携广义的遗传多样性是指地球上生物所携 带的各种遗传信息的总和。带的各种遗传信息的总和。 狭义的遗传多样性主要是指生物种内基狭义的遗传多样性主要是指生物种内基 因的变化，包括种内显著不同的种群之因的变化

9、，包括种内显著不同的种群之 间以及同一种群内的遗传变异（即等位间以及同一种群内的遗传变异（即等位 基因数量）基因数量） 遗传多样性决定其他两个层次的生物多遗传多样性决定其他两个层次的生物多 样性样性 13 遗传多样性遗传多样性 遗传多样性的表现是多层次的，可遗传多样性的表现是多层次的，可 以表现在外部形态上，如豌豆的花以表现在外部形态上，如豌豆的花 色，果蝇的翅型，表现在生理代谢色，果蝇的翅型，表现在生理代谢 上如植物光合作用的强弱、酶活性上如植物光合作用的强弱、酶活性 的高低等，也可表现在染色体的高低等，也可表现在染色体DNA 分子等水平上；分子等水平上； 14 遗传多样性的起源遗传多样性的

10、起源 1 1、染色体畸变：、染色体畸变： 由于染色体是遗传物质的载体，是由于染色体是遗传物质的载体，是 基因的携带者，所以染色体数目和基因的携带者，所以染色体数目和 结构的改变会引起遗传信息的改变。结构的改变会引起遗传信息的改变。 15 遗传多样性的起源遗传多样性的起源 基图突变基图突变 n碱基替换：一个碱基对被另一碱碱基替换：一个碱基对被另一碱 基对代替；基对代替； n移码突变：一个或几个碱基对的移码突变：一个或几个碱基对的 增加或减少。增加或减少。 16 遗传多样性的起源遗传多样性的起源 重组 重组即通过有性过程将群体中不重组即通过有性过程将群体中不 同个体具有的变异进行重新组合形同个体具

11、有的变异进行重新组合形 成新的变异，在有性生殖的生物中成新的变异，在有性生殖的生物中 由不同合子发育成的个体不可能有由不同合子发育成的个体不可能有 相同的基因型，其根本原因就在于相同的基因型，其根本原因就在于 重组。重组。 17 马达加斯加马达加斯加: : 8000 种种 开花植物开花植物 80% 仅产马岛仅产马岛 这些仅产马岛的植物中可能包含着丰这些仅产马岛的植物中可能包含着丰 富的资源，例如：其中有三种野生咖富的资源，例如：其中有三种野生咖 啡树无咖啡因。啡树无咖啡因。 18 生态系统生态系统 生态系统是生物群落与其环境形成生态系统是生物群落与其环境形成 的生态复合体的生态复合体, ,是生

12、命系统中重要的是生命系统中重要的 组织层次组织层次, ,是自然界的基本单位。是自然界的基本单位。 19 生态系统多样性生态系统多样性 生态系统多样性是指生物圈内生境、生态系统多样性是指生物圈内生境、 生物群落和生态过程的多样化以及生物群落和生态过程的多样化以及 生态系统内生境、生物群落和生态生态系统内生境、生物群落和生态 过程变化的惊人的多样性。过程变化的惊人的多样性。 20 生态系统多样性存在于：生态系统多样性存在于： n生态系统之间：在各地区不同物理背景中形生态系统之间：在各地区不同物理背景中形 成多样的生境，分布着不同的生态系统；成多样的生境，分布着不同的生态系统； n生态系统之内：一个

13、生态系统其群落由不同生态系统之内：一个生态系统其群落由不同 的种类组成，它们的结构关系（包括垂直和的种类组成，它们的结构关系（包括垂直和 水平的空间结构，营养结构中的关系，如捕水平的空间结构，营养结构中的关系，如捕 食者和被食者、草食动物与植物、寄生物与食者和被食者、草食动物与植物、寄生物与 寄主等）多样，它们执行的功能不同，因而寄主等）多样，它们执行的功能不同，因而 在生态过程中的作用也很不一致。在生态过程中的作用也很不一致。 21 中国主要陆地生态系统类型中国主要陆地生态系统类型 森林生态系统森林生态系统248 类类 灌丛生态系统灌丛生态系统126 类类 草原生态系统草原生态系统55 类类

14、 荒漠生态系统荒漠生态系统52 类类 草甸生态系统草甸生态系统77 类类 沼泽生态系统沼泽生态系统37 类类 合计合计595 类类 22 热带雨林（热带雨林（tropical rain foresttropical rain forest） 23 林海雪原中的针叶林 24 温带草原（温带草原（temperate grasslandtemperate grassland） 25 荒漠荒漠（desertdesert） 26 荒漠（desert） 27 苔原（冻原）苔原（冻原） 28 29 二、生物多样性的分布二、生物多样性的分布 就物种数目而言，最丰富的环境是热带雨林、就物种数目而言，最丰富的环境

15、是热带雨林、 珊瑚礁、大型热带湖泊和深海。热带干性生境珊瑚礁、大型热带湖泊和深海。热带干性生境 （如落叶林、灌丛、草地和沙漠等）以及地中海（如落叶林、灌丛、草地和沙漠等）以及地中海 气候型区域的温带灌丛等也有一定的物种多样性。气候型区域的温带灌丛等也有一定的物种多样性。 n热带雨林多样性高主要是因为一个纲热带雨林多样性高主要是因为一个纲昆虫纲的物种昆虫纲的物种 十分丰富。热带雨林容纳了世界物种一半以上。十分丰富。热带雨林容纳了世界物种一半以上。 n珊瑚礁和深海的生物多样性则包含更多的门和纲。就物珊瑚礁和深海的生物多样性则包含更多的门和纲。就物 种丰度和复杂性而言，珊瑚礁生态系统堪称海洋中的热种

16、丰度和复杂性而言，珊瑚礁生态系统堪称海洋中的热 带雨林。带雨林。 n深海的生物多样性可能归功于年代的悠久、面积的宽广深海的生物多样性可能归功于年代的悠久、面积的宽广 和环境的稳定，以及沉积物类型的特化。和环境的稳定，以及沉积物类型的特化。 n大型热带湖泊中鱼类和其它物种的多样性，则与它们在大型热带湖泊中鱼类和其它物种的多样性，则与它们在 一系列相互隔离和多样的生境中的快速进化辐射有关。一系列相互隔离和多样的生境中的快速进化辐射有关。 30 生物多样性的价值生物多样性的价值 生物多样性的利用价值可分为：生物多样性的利用价值可分为： 直接利用价值；直接利用价值； 生态价值生态价值 科学价值科学价值

17、 美学价值美学价值 31 生物多样性的价值生物多样性的价值 直接利用价值指生物资源可供人类直接利用价值指生物资源可供人类 消费的作用，如作为食物、燃料、消费的作用，如作为食物、燃料、 建材等；建材等； 目前人们仅仅利用了生物界的一部目前人们仅仅利用了生物界的一部 分，许多野生动植物还有待驯化以分，许多野生动植物还有待驯化以 培育新的作物、家畜。培育新的作物、家畜。 32 n是赋予那些从野外收获，且在国内或国外市场上出是赋予那些从野外收获，且在国内或国外市场上出 售的产品的一种直接价值。这些产品通常用标准的售的产品的一种直接价值。这些产品通常用标准的 经济学方法，即用价格来估价。经济学方法，即用

18、价格来估价。 n从森林中获取的非木材产品，包括猎物、水果、胶从森林中获取的非木材产品，包括猎物、水果、胶 和树脂、藤条和药用植物等，也具有巨大的生产使和树脂、藤条和药用植物等，也具有巨大的生产使 用价值。用价值。 n许多物种的最大生产使用价值在于它们具有为工农许多物种的最大生产使用价值在于它们具有为工农 业以及为农作物遗传改良原材料的性能。业以及为农作物遗传改良原材料的性能。 w自然界是新药的重要来源。美国使用最多的自然界是新药的重要来源。美国使用最多的2020种药剂都种药剂都 是以首先在自然产物中分离出来的化合物为基础的，这是以首先在自然产物中分离出来的化合物为基础的，这 些药物的总售价每年

19、达些药物的总售价每年达6060亿美元。亿美元。 生产使用价值生产使用价值 33 生物群落提供了多种在使用过程中不被消耗生物群落提供了多种在使用过程中不被消耗 掉的环境服务。掉的环境服务。 n生态系统生产力生态系统生产力: :所有的动物包括人类都依靠生所有的动物包括人类都依靠生 态系统的生产力维持生存态系统的生产力维持生存 n保护水土资源保护水土资源: :良好的植被，以及土壤生物（它良好的植被，以及土壤生物（它 们使土壤疏松，增加其吸水能力）能有效地保护们使土壤疏松，增加其吸水能力）能有效地保护 水土资源。水土资源。 n气候调节气候调节: :植物群落在调节局部区域、地区以及植物群落在调节局部区域

20、、地区以及 全球气候方面很重要。全球气候方面很重要。 n废物的处理废物的处理: :生物群落能分解和固定污染物，如生物群落能分解和固定污染物，如 重金属、杀虫剂和污水等人类活动产物。在这方重金属、杀虫剂和污水等人类活动产物。在这方 面，真菌和细菌特别重要，面，真菌和细菌特别重要， 且成本低廉（如石且成本低廉（如石 油菌）。油菌）。 生态价值生态价值 34 种间关系：许多物种因有生产使用价值种间关系：许多物种因有生产使用价值 而被人类利用。然而它们的持续生存却而被人类利用。然而它们的持续生存却 依赖于其它野生物种。依赖于其它野生物种。 n一个对人类没有多少直接价值的野生物种的减少，一个对人类没有多

21、少直接价值的野生物种的减少， 可能导致具重要经济意义物种的相应减少。如农可能导致具重要经济意义物种的相应减少。如农 作物受益于捕食害虫的鸟类和肉食性昆虫如螳螂。作物受益于捕食害虫的鸟类和肉食性昆虫如螳螂。 n生物群落中最有经济意义的一个相互关系之一是，生物群落中最有经济意义的一个相互关系之一是， 许多林木和农作物与为之提供必须养分的土壤生许多林木和农作物与为之提供必须养分的土壤生 物之间的相互关系。真菌和细菌分解死亡动植物物之间的相互关系。真菌和细菌分解死亡动植物 作为它们的能源，同时释放矿物营养如氮到土壤作为它们的能源，同时释放矿物营养如氮到土壤 中，利用这些营养植物得以进一步生长。野生昆中

22、，利用这些营养植物得以进一步生长。野生昆 虫给农作物传粉的价值虫给农作物传粉的价值 。 35 生物多样性的价值生物多样性的价值 现有的生物多样性包含着丰富的信息现有的生物多样性包含着丰富的信息 具有科学研究的价值（如仿生学）。具有科学研究的价值（如仿生学）。 生物多样性的美学价值是其环境功效生物多样性的美学价值是其环境功效 的一部分，近年来全球兴起了生态旅的一部分，近年来全球兴起了生态旅 游热据估计全球生态旅游业的产值达游热据估计全球生态旅游业的产值达 120 亿美元。亿美元。 36 休闲和生态旅游：休闲活动的一个主要方面休闲和生态旅游：休闲活动的一个主要方面 是通过如远足、摄影、观鲸、观鸟等

23、活动来是通过如远足、摄影、观鲸、观鸟等活动来 欣赏大自然，这对自然资源而言是非消耗性欣赏大自然，这对自然资源而言是非消耗性 的。有时被称为宜人价值。的。有时被称为宜人价值。 n狩猎和钓鱼这些看上去是消耗性的休闲活动，实狩猎和钓鱼这些看上去是消耗性的休闲活动，实 际上是非消耗性的，因为垂钓者和猎人所得到的际上是非消耗性的，因为垂钓者和猎人所得到的 食物价值较之他们花费在这些活动上的时间和金食物价值较之他们花费在这些活动上的时间和金 钱一般可以忽略。钱一般可以忽略。 n在许多国家，生态旅游是一个正成长的产业。在许多国家，生态旅游是一个正成长的产业。 美学价值 37 n许多为教育和娱乐而制作、发行的

24、书籍、电视节许多为教育和娱乐而制作、发行的书籍、电视节 目和电影都以大自然为主题。这些教育项目每年目和电影都以大自然为主题。这些教育项目每年 的估价可能要以数十亿美元计。的估价可能要以数十亿美元计。 n数目众多的职业科学家和业余爱好者介入生态观数目众多的职业科学家和业余爱好者介入生态观 察。这些活动需要雇佣人员、买物品和服务，也察。这些活动需要雇佣人员、买物品和服务，也 部分体现了生物多样性的非消耗性使用价值。部分体现了生物多样性的非消耗性使用价值。 n虽然这些科学活动也能为野外工作站周边地区提虽然这些科学活动也能为野外工作站周边地区提 供经济效益，但其真正价值还在于增加人类的知供经济效益，但

25、其真正价值还在于增加人类的知 识、强化教育和丰富人类的经历。识、强化教育和丰富人类的经历。 环境监测者环境监测者 n对于化学毒物特别敏感的物种能作为监测环境健对于化学毒物特别敏感的物种能作为监测环境健 康的康的“早期警报系统早期警报系统”。某些物种甚至可以替代。某些物种甚至可以替代 昂贵的探测仪器。昂贵的探测仪器。 教育和科学价值教育和科学价值 38 物种的备择价值是指物种在未来某个时候能物种的备择价值是指物种在未来某个时候能 为人类社会提供经济利益的潜能。为人类社会提供经济利益的潜能。 n昆虫学家寻找能用于生物控制的昆虫昆虫学家寻找能用于生物控制的昆虫 n微生物学家寻找能帮助进行生物化学制造

26、过程的微生物学家寻找能帮助进行生物化学制造过程的 细菌细菌 n动物学家正在识别比现存家养物种更有效地生产动物学家正在识别比现存家养物种更有效地生产 动物蛋白质、对环境损害又较小的物种。动物蛋白质、对环境损害又较小的物种。 n卫生机构和制药公司正致力于收集和筛选野生物卫生机构和制药公司正致力于收集和筛选野生物 种有药用价值的成分。种有药用价值的成分。 n成长中的生物技术工业正在寻找新的途径来减少成长中的生物技术工业正在寻找新的途径来减少 污染、发展新工艺和与威胁人类健康的疾病作斗污染、发展新工艺和与威胁人类健康的疾病作斗 争。争。 备择价值备择价值 39 特殊的物种，即所谓的特殊的物种，即所谓的

27、“有超凡魅力的动有超凡魅力的动 物物”，如大熊猫、狮子、大象和许多鸟类，如大熊猫、狮子、大象和许多鸟类， 能激发人类的强烈反应，愿意让它存在。能激发人类的强烈反应，愿意让它存在。 这样的存在价值也能赋予热带雨林和珊瑚这样的存在价值也能赋予热带雨林和珊瑚 礁等生态群落和风景区。礁等生态群落和风景区。 n存在价值是另一种间接价值。它被赋予某种利存在价值是另一种间接价值。它被赋予某种利 益益如多少人愿意支付费用来保护一个物种如多少人愿意支付费用来保护一个物种 以避免它的灭绝。以避免它的灭绝。 n人民和组织每年捐献大笔的钱来确保这些生境人民和组织每年捐献大笔的钱来确保这些生境 的持续存在。这些钱的数目

28、代表了物种和群落的持续存在。这些钱的数目代表了物种和群落 的存在价值的存在价值人们愿意付出、以避免物种灭人们愿意付出、以避免物种灭 绝和生境被破坏的数额。绝和生境被破坏的数额。 存在价值存在价值 40 经济上的考虑可以被用来支持保护生物经济上的考虑可以被用来支持保护生物 多样性；伦理学上的考虑也同样重要。多样性；伦理学上的考虑也同样重要。 由于社会伦理鼓励个人的责任感和资源由于社会伦理鼓励个人的责任感和资源 的有效利用，许多传统文化已经成功地的有效利用，许多传统文化已经成功地 与它们的环境共存了数千年，保存护然与它们的环境共存了数千年，保存护然 环境和维持生物多样性变成整个社会的环境和维持生物

29、多样性变成整个社会的 基本价值观，成为自然而然的事。基本价值观，成为自然而然的事。 伦理上的考虑伦理上的考虑 41 现有一组伦理学论据可用来保护所有物现有一组伦理学论据可用来保护所有物 种，而不管物种的经济价值如何。它们种，而不管物种的经济价值如何。它们 提供了保护珍稀物种和没有明显经济价提供了保护珍稀物种和没有明显经济价 值的物种的理由值的物种的理由 。 42 n每个物种都有存在的权利每个物种都有存在的权利 n非人物种缺乏与权利和义务相关的自我意非人物种缺乏与权利和义务相关的自我意 识识 n所有物种都是相互依存的所有物种都是相互依存的 n人类必须生活在其它物种相同的生态学限人类必须生活在其它

30、物种相同的生态学限 度内度内 n人类有责任充当地球的管家人类有责任充当地球的管家 n对人类生活和人类多样性的尊重与对生物对人类生活和人类多样性的尊重与对生物 多样性的尊重兼容多样性的尊重兼容 n自然的精神和美学价值胜过它的经济价值自然的精神和美学价值胜过它的经济价值 n确定生物的起源需要生物多样性确定生物的起源需要生物多样性 伦理学八大主张伦理学八大主张 43 n一个健全的环境具有极大的经济、美学和伦理价一个健全的环境具有极大的经济、美学和伦理价 值。保持一个健全的环境意味着使其所有的部分值。保持一个健全的环境意味着使其所有的部分: : 生态系统、群落和物种都保持良好的状态。生态系统、群落和物

31、种都保持良好的状态。 n环境破坏最严重的一面就是物种的灭绝。环境破坏最严重的一面就是物种的灭绝。 n一旦一个物种被消灭，其一旦一个物种被消灭，其DNADNA中所蕴藏的特有的中所蕴藏的特有的 遗传信息和其所拥有的特征组合将永远丢失。一遗传信息和其所拥有的特征组合将永远丢失。一 旦一个物种走向灭亡，它的种群将不可能存在，旦一个物种走向灭亡，它的种群将不可能存在， 它所生活的群落将变得贫乏，且其所具有的对人它所生活的群落将变得贫乏，且其所具有的对人 类的潜在价值将永远不会被认识。类的潜在价值将永远不会被认识。 生物多样性的危机生物多样性的危机 44 n野外灭绝野外灭绝: :如果一个物种仅有的个体在圈

32、养或其如果一个物种仅有的个体在圈养或其 它人类控制的条件下存活，它被说成是野外灭它人类控制的条件下存活，它被说成是野外灭 绝。绝。 n地方灭绝地方灭绝: :若一个物种在其曾经生活过的某个地若一个物种在其曾经生活过的某个地 方再也没有被发现，但在世界其它地方仍有发方再也没有被发现，但在世界其它地方仍有发 现，其即被认为是地方灭绝。现，其即被认为是地方灭绝。 n生态灭绝生态灭绝: :如果一个物种虽然存在，但其数量已如果一个物种虽然存在，但其数量已 减少到其对同一群落中其它物种的影响可以忽减少到其对同一群落中其它物种的影响可以忽 略不计的地步，则被称为生态灭绝：老虎已处略不计的地步，则被称为生态灭绝

33、：老虎已处 于生态灭绝，因为其野外数量极少，它们对猎于生态灭绝，因为其野外数量极少，它们对猎 物种群的影响已微不足道了。物种群的影响已微不足道了。 灭绝的类型 45 （二）灭绝原因（二）灭绝原因 人类活动对生物多样性造成的主要威胁是人类活动对生物多样性造成的主要威胁是 n生境的破坏生境的破坏 n破碎破碎 n退化（包括污染）退化（包括污染） n人类对物种的过度开发人类对物种的过度开发 n外来种的引入和外来种的引入和 n疾病的加速传播。疾病的加速传播。 绝大多数受威胁物种面临上述两个甚至更多绝大多数受威胁物种面临上述两个甚至更多 问题。问题。 46 生物多样性的主要威胁是生境的消失，而保生物多样性

34、的主要威胁是生境的消失，而保 护生物多样性最重要的手段是生境的保护。护生物多样性最重要的手段是生境的保护。 在世界的许多地方，特别是岛屿和人口密度在世界的许多地方，特别是岛屿和人口密度 高的地区，大多数原始生境已经被破坏了。高的地区，大多数原始生境已经被破坏了。 n受威胁的热带雨林受威胁的热带雨林 n热带干性森林（它较雨林更适于农业和畜牧养热带干性森林（它较雨林更适于农业和畜牧养 殖），湿地和水生境（包括红树林），草原，殖），湿地和水生境（包括红树林），草原， 珊瑚礁等珊瑚礁等 n沙漠化：由于人类活动，季节性干旱气候条件沙漠化：由于人类活动，季节性干旱气候条件 下的许多生物群落退化成了人工沙漠

35、，这就是下的许多生物群落退化成了人工沙漠，这就是 沙漠化过程。沙漠化过程。 生境破坏生境破坏 47 生境破碎是指由于某种原因，一块大的、生境破碎是指由于某种原因，一块大的、 连续的生境不但面积减小，而且被分割成连续的生境不但面积减小，而且被分割成 两个或更多片段的过程。这些片段经常被两个或更多片段的过程。这些片段经常被 高度修饰或退化的景观彼此隔离。高度修饰或退化的景观彼此隔离。 n这些片段就是生境岛屿，周边为人类占据的不这些片段就是生境岛屿，周边为人类占据的不 友好的友好的“海洋海洋”所包围。所包围。 n破碎能够继续发生，就象原有生境被道路、铁破碎能够继续发生，就象原有生境被道路、铁 路、水

36、渠、高压线、篱笆、输油管道、防火通路、水渠、高压线、篱笆、输油管道、防火通 道或其它限制物种自由运动的障碍等分割一样。道或其它限制物种自由运动的障碍等分割一样。 生境破碎生境破碎 48 生境片段与原有生境有两点重要区别生境片段与原有生境有两点重要区别 n单位面积生境中，片段具有更长的边界线；单位面积生境中，片段具有更长的边界线； n对每一生境片段来说，中心到边界的距离对每一生境片段来说，中心到边界的距离 较近。较近。 生境破碎使一些中心种难以生存生境破碎使一些中心种难以生存 n如森林中的鸟类不能保护它们的幼雏免于如森林中的鸟类不能保护它们的幼雏免于 家猫的袭击。家猫的袭击。 n藏羚羊繁殖与越冬

37、。藏羚羊繁殖与越冬。 49 生境破碎还以更微妙的方式威胁物种的生存。生境破碎还以更微妙的方式威胁物种的生存。 破碎可能限制物种潜在的散布和移殖能力。破碎可能限制物种潜在的散布和移殖能力。 n许多森林内部的鸟类、兽类和昆虫，由于有被捕许多森林内部的鸟类、兽类和昆虫，由于有被捕 食的危险，它们不敢穿越即使是很短的一段开阔食的危险，它们不敢穿越即使是很短的一段开阔 地带地带 。 可能降低土著动物觅食的能力可能降低土著动物觅食的能力 n许多动物种类都需要能够在广泛散布或季节性的许多动物种类都需要能够在广泛散布或季节性的 资源如水果、种子、青草或水塘的生境中自由移资源如水果、种子、青草或水塘的生境中自由

38、移 动。或寻取那些稀有资源，如硝塘。动。或寻取那些稀有资源，如硝塘。 把一个广泛分布的种群分割成两个或更多的亚种群，把一个广泛分布的种群分割成两个或更多的亚种群， 每一亚种群局限在一定的区域，从而使种群陷入衰每一亚种群局限在一定的区域，从而使种群陷入衰 落和灭绝的境地。落和灭绝的境地。 n这些更小的种群对近交衰败、遗传漂变和其它小这些更小的种群对近交衰败、遗传漂变和其它小 规模种群相关的问题更加敏感。规模种群相关的问题更加敏感。 50 边缘效应。片段边缘的微环境与森林内部不边缘效应。片段边缘的微环境与森林内部不 一样。边缘效应一些较重要的方面是使光照、一样。边缘效应一些较重要的方面是使光照、

39、温度、湿度和风力有更大的波动性。这些边温度、湿度和风力有更大的波动性。这些边 缘效应常常可影响至森林内部缘效应常常可影响至森林内部500500米。米。 n生境破碎显著地增加了边缘与内部生境间的相关生境破碎显著地增加了边缘与内部生境间的相关 性。使片段在面临外来物种和当地有害物种侵入性。使片段在面临外来物种和当地有害物种侵入 进的脆弱性增加。进的脆弱性增加。 n使野生种群和家养动植物发生接触。家养物种的使野生种群和家养动植物发生接触。家养物种的 疾病可以较容易地在野生物种中传播，而它们对疾病可以较容易地在野生物种中传播，而它们对 这些疾病常常仅有较低的免疫力。而疾病从野生这些疾病常常仅有较低的免

40、疫力。而疾病从野生 种群向家养动植物甚至人类传播也有同样的可能种群向家养动植物甚至人类传播也有同样的可能 性。性。 51 生境退化和污染生境退化和污染 外在因素使生物群落可能被破坏、物种有可能外在因素使生物群落可能被破坏、物种有可能 被推向灭绝，但它们并不能改变群落中居于支被推向灭绝，但它们并不能改变群落中居于支 配地位的植物的结构，因此这种破坏并不会立配地位的植物的结构，因此这种破坏并不会立 即显现。即显现。 n如在一个温带落叶林中，生境的物理破坏可能由频繁的、如在一个温带落叶林中，生境的物理破坏可能由频繁的、 无法控制的地面大火所造成；这些大火或许不能毁灭成年无法控制的地面大火所造成；这些

41、大火或许不能毁灭成年 树木，但森林底层丰富的、终年开不败的野生花卉群落和树木，但森林底层丰富的、终年开不败的野生花卉群落和 昆虫群落可能会被逐渐地消灭。昆虫群落可能会被逐渐地消灭。 最微妙的环境退化是环境污染最微妙的环境退化是环境污染 n其最普通的原因就是工业和人类居住地释放的杀虫剂、化其最普通的原因就是工业和人类居住地释放的杀虫剂、化 学品和污水，工厂和汽车排出的废气以及由被侵蚀的山坡学品和污水，工厂和汽车排出的废气以及由被侵蚀的山坡 沉积下来的淤泥。污染对水质量、空气质量甚至地区气候沉积下来的淤泥。污染对水质量、空气质量甚至地区气候 的全面影响，不仅威胁到生物多样性，而且影响人类健康。的全

42、面影响，不仅威胁到生物多样性，而且影响人类健康。 52 过度开发过度开发 各种过度开发案例的形式惊人相似。各种过度开发案例的形式惊人相似。 n一种资源被识别，针对这种资源的商业市一种资源被识别，针对这种资源的商业市 场就会得到发展，且当地居民就会动员起场就会得到发展，且当地居民就会动员起 来攫取和销售这种资源。这种资源被攫取来攫取和销售这种资源。这种资源被攫取 得如此彻底以至于变得稀有甚至灭绝，而得如此彻底以至于变得稀有甚至灭绝，而 另一个被识别的物种则会在该地或另一个另一个被识别的物种则会在该地或另一个 地区形成新的市场。地区形成新的市场。 n商业化的林业公司常常有相似的行为，伐商业化的林业

43、公司常常有相似的行为，伐 木者在连续不断的循环砍伐中挑选次一级木者在连续不断的循环砍伐中挑选次一级 的树种或规格较小的树，直至森林中几乎的树种或规格较小的树，直至森林中几乎 没有木材剩下为止。没有木材剩下为止。 53 外来物种的引入（生物入侵）外来物种的引入（生物入侵） 为何一些外来物种能够如此容易地侵入和占领新的为何一些外来物种能够如此容易地侵入和占领新的 生境并取代当地的物种？生境并取代当地的物种？ n一个原因是在新的生境中缺少它们的自然捕食者、有害一个原因是在新的生境中缺少它们的自然捕食者、有害 物和寄生虫。物和寄生虫。 n人类活动能够创造反常的环境条件，如营养波动、不断人类活动能够创造

44、反常的环境条件，如营养波动、不断 增加的火灾或者增强的光照能力，外来物种能够比当地增加的火灾或者增强的光照能力，外来物种能够比当地 物种更稳定地适应这些条件。外来物种最集中的地区是物种更稳定地适应这些条件。外来物种最集中的地区是 那些被人类活动改变最严重的生境中。那些被人类活动改变最严重的生境中。 n外来物种一旦定居，就不可能从群落中消除出去了。通外来物种一旦定居，就不可能从群落中消除出去了。通 过建立巨大的数量和宽广的分布区，并且彻底地融入当过建立巨大的数量和宽广的分布区，并且彻底地融入当 地群落中，以至于清除它们异常困难而且非常昂贵。地群落中，以至于清除它们异常困难而且非常昂贵。 n另外一

45、些特殊的外来物种是那些与当地生物区系有相近另外一些特殊的外来物种是那些与当地生物区系有相近 关系的物种。两者杂交时独特的基因型可能会从当地种关系的物种。两者杂交时独特的基因型可能会从当地种 群中清除掉，且分类界限可能变得模糊。这似乎是土著群中清除掉，且分类界限可能变得模糊。这似乎是土著 鲑鱼物种在与商业鱼类对抗时的命运。鲑鱼物种在与商业鱼类对抗时的命运。 54 疾病的加速扩散传播疾病的加速扩散传播 病源生物对野生和圈养种群的感染都很普遍。病源生物对野生和圈养种群的感染都很普遍。 55 生物多样性有什么重要？生物多样性有什么重要？ 保护野生基因库保护野生基因库 保护农业和药物资源保护农业和药物资

46、源 保护生态平衡保护生态平衡 56 生物多样性的现状生物多样性的现状 30 亿年的进化历程使当代的生物多样亿年的进化历程使当代的生物多样 性高于历史上任何地质年代，但同时性高于历史上任何地质年代，但同时 地球上的生物多样性也正以空前的速地球上的生物多样性也正以空前的速 度消失，不仅野生动植物的遗传物种度消失，不仅野生动植物的遗传物种 和生态系统多样性下降，家养动物和和生态系统多样性下降，家养动物和 栽培作物的多样性也在丧失。栽培作物的多样性也在丧失。 57 生物多样性的现状生物多样性的现状 生物多样性处于动态平衡中生物多样性处于动态平衡中 自然界中物种灭绝：自然界中物种灭绝：9090个个/10

47、0/100年年 人类活动使物种灭绝加快：人类活动使物种灭绝加快：10104 410105 5倍倍 58 生物多样性保护的紧迫性生物多样性保护的紧迫性 从从19451986年，希腊淘汰了年，希腊淘汰了 95的本地小麦品种的本地小麦品种 70年代初法国仅有年代初法国仅有12个苹果品个苹果品 种，而在种，而在100年前有年前有2000多个多个 59 生物多样性的现状生物多样性的现状 在美国在美国97% 的蔬菜品种已经消失；的蔬菜品种已经消失； 高草大草原曾经是北美洲的典型植高草大草原曾经是北美洲的典型植 被，据世界资源研究所被，据世界资源研究所WRI 1991 估计，北美原有的估计，北美原有的150

48、万万km2 大草大草 原现在只剩下不到原现在只剩下不到1%。 60 生物多样性的现状生物多样性的现状 在澳大利亚和北美洲，自从人类定在澳大利亚和北美洲，自从人类定 居以来居以来74-86% 体重在体重在44 千克以千克以 上的大型动物由于人类狩猎而灭绝上的大型动物由于人类狩猎而灭绝 了。了。 61 生物多样性的现状生物多样性的现状 自自1600 年以来所有的生物类群中年以来所有的生物类群中 以哺乳动物和鸟类的灭绝比例最高，以哺乳动物和鸟类的灭绝比例最高， 分别为分别为2.1和和1.3%。 尽管这些数字并不引人注目但是这尽管这些数字并不引人注目但是这 其中大部分鸟兽灭绝发生在最近的其中大部分鸟兽

49、灭绝发生在最近的 150 年内年内。 62 生物多样性的现状生物多样性的现状 公元公元1600-1700 年期间，大约每年期间，大约每 10 年灭绝一个哺乳动物和鸟类物种，年灭绝一个哺乳动物和鸟类物种， 而公元而公元1850-1950 年期间灭绝速年期间灭绝速 率上升到大约每两年灭绝一种哺乳率上升到大约每两年灭绝一种哺乳 动物和鸟类。动物和鸟类。 63 生物多样性的现状生物多样性的现状 在过去的在过去的400 年中全世界共灭绝了年中全世界共灭绝了58 种哺乳动物，平均约每年灭绝种哺乳动物，平均约每年灭绝0.15 种，种， 大约每大约每7 年灭绝一个种，这个速率较年灭绝一个种，这个速率较 化石记

50、录高化石记录高7 至至70 倍；倍； 本世纪内已经灭绝了本世纪内已经灭绝了23 种哺乳动物，种哺乳动物， 每年每年0.27 种，每种，每4 年中就有一种哺乳年中就有一种哺乳 动物从地球上消失了，灭绝速率较正动物从地球上消失了，灭绝速率较正 常化石记录高常化石记录高13到到135 倍。倍。 64 生物多样性的现状生物多样性的现状 人类活动除了造成物种的灭绝外，更严人类活动除了造成物种的灭绝外，更严 重的是造成了物种的局部灭绝，这种局重的是造成了物种的局部灭绝，这种局 部灭绝的后果同样也是严峻的，局部灭部灭绝的后果同样也是严峻的，局部灭 绝可能导致物种的最后灭绝；绝可能导致物种的最后灭绝； 目前野

51、生动物栖息地破碎成斑块，斑块目前野生动物栖息地破碎成斑块，斑块 间的距离大，斑块面积小，一旦物种在间的距离大，斑块面积小，一旦物种在 局部斑块灭绝后，靠个体在斑块间自由局部斑块灭绝后，靠个体在斑块间自由 迁徙很难恢复重建种群。迁徙很难恢复重建种群。 65 生物多样性的现状生物多样性的现状 美国西部的国家公园中自从国家公园建美国西部的国家公园中自从国家公园建 立以来都发生了哺乳动物的灭绝，哺乳立以来都发生了哺乳动物的灭绝，哺乳 动物的灭绝速率高于迁入速率，国家公动物的灭绝速率高于迁入速率，国家公 园的面积越小灭绝率越高；园的面积越小灭绝率越高； 可见，即使在国家公园这样的严格保护可见，即使在国家

52、公园这样的严格保护 状态下，斑块生境中的野生动物也面临状态下，斑块生境中的野生动物也面临 着灭绝的风险，栖息地破碎化对野生动着灭绝的风险，栖息地破碎化对野生动 物造成了灾害。物造成了灾害。 66 生物多样性保护的紧迫性生物多样性保护的紧迫性 目前物种丧失速度比人类干扰前的目前物种丧失速度比人类干扰前的 自然灭绝要快自然灭绝要快100010000倍倍 （Wilson 1988） 目前物种灭绝的速度要比物种形成目前物种灭绝的速度要比物种形成 的速度快的速度快100万倍（万倍（May 1998） 到本世纪中期，将有约到本世纪中期，将有约4万种植物灭万种植物灭 绝绝 67 生物多样性保护的紧迫性生物多

53、样性保护的紧迫性 二十世纪，每年有一种鸟灭绝二十世纪，每年有一种鸟灭绝 在热带雨林，每天灭绝一个物种在热带雨林，每天灭绝一个物种 68 生物多样性保护的紧迫性生物多样性保护的紧迫性 中国高等植物濒危物种中国高等植物濒危物种 40005000种种 中国有中国有398种脊椎动物濒种脊椎动物濒 危危 69 生态系统受到严重威胁生态系统受到严重威胁 海南岛天然林覆盖率海南岛天然林覆盖率 1956年：年：25.7% 1964年：年：18.1% 1983年：年：7.2 1991年：年：4.2% 70 生物多样性的现状生物多样性的现状 如果我们现在不立即采取行动，扭如果我们现在不立即采取行动，扭 转目前地球

54、上物种灭绝的趋势的话，转目前地球上物种灭绝的趋势的话， 在不久的将来不但千千万万目前尚在不久的将来不但千千万万目前尚 不知名的物种会灭绝，而且许多人不知名的物种会灭绝，而且许多人 们喜爱的物种如大熊猫、长颈鹿、们喜爱的物种如大熊猫、长颈鹿、 白鳍豚、犀鸟等都会灭绝。白鳍豚、犀鸟等都会灭绝。 71 生物多样性的现状生物多样性的现状 当代物种灭绝规模大，涉及面广，当代物种灭绝规模大，涉及面广， 历史上从未有这么多的物种在这么历史上从未有这么多的物种在这么 短的时间内面临生存危机，如果这短的时间内面临生存危机，如果这 一趋势继续下去，那么今天我们所一趋势继续下去，那么今天我们所 面临的灭绝规模将不亚

55、于历史上任面临的灭绝规模将不亚于历史上任 何一次物种大灭绝。何一次物种大灭绝。 72 威胁物种的主要原因 生境的破坏生境的破坏 破碎破碎 退化（包括污染）退化（包括污染） 人类对物种的过度开发人类对物种的过度开发 外来种的引入和外来种的引入和 疾病的加速传播。疾病的加速传播。 农业、林业品种的单一化农业、林业品种的单一化 73 转基因与生物多样性转基因与生物多样性 74 南方周末的报道南方周末的报道 2004年年12月月1日，国家农业部组织日，国家农业部组织 “国家农业转基因安全委员会国家农业转基因安全委员会”的的 50余位科学家和农业部的官员，就余位科学家和农业部的官员，就 转基因水稻的商业

56、化种植，进行了转基因水稻的商业化种植，进行了 讨论。讨论。 第二天，一支名为第二天，一支名为“丰乐种业丰乐种业” （被有些股民称为（被有些股民称为“中国转基因水中国转基因水 稻第一股稻第一股”）的股票涨停。）的股票涨停。 75 会上，几个转基因水稻品种被提交讨论，其会上，几个转基因水稻品种被提交讨论，其 中中国农科院生物技术研究所贾士荣研究员中中国农科院生物技术研究所贾士荣研究员 的抗白叶枯病转基因水稻，与其他几种转基的抗白叶枯病转基因水稻，与其他几种转基 因水稻相比，得到了更多人的支持。因水稻相比，得到了更多人的支持。 1999年，中国进行了转基因棉花的商业化年，中国进行了转基因棉花的商业化

57、 种植之后，没有再批准任何一种转基因作物种植之后，没有再批准任何一种转基因作物 进入商业种植。现在，很多科学家相信，中进入商业种植。现在，很多科学家相信，中 国的谨慎态度有所改变。这个会议，可能成国的谨慎态度有所改变。这个会议，可能成 为中国是否种植转基因水稻的转折点。为中国是否种植转基因水稻的转折点。 76 争论激烈争论激烈 “绿色和平绿色和平”中国项目官员施鹏翔一直呼吁公中国项目官员施鹏翔一直呼吁公 众对转基因食品采取更加谨慎的态度。他向那众对转基因食品采取更加谨慎的态度。他向那 些转基因科学家发问：些转基因科学家发问：“你们说转基因食品是你们说转基因食品是 安全的，那么，在你们的实验中，

58、让老鼠吃安全的，那么，在你们的实验中，让老鼠吃3 个月无害，能说明让人吃个月无害，能说明让人吃50年也无害吗？年也无害吗？” 转基因科学家贾士荣回答：转基因科学家贾士荣回答：“列宁说过，一个列宁说过，一个 愚蠢的人提的问题，愚蠢的人提的问题，100个聪明人也回答不个聪明人也回答不 了。了。” 77 争论激烈争论激烈 他反驳说：他反驳说：“我想请教那些反对者，他如何我想请教那些反对者，他如何 回答几十年以后的事情？科学在现有的水平回答几十年以后的事情？科学在现有的水平 上认为是安全的，就是安全的。科学是动态上认为是安全的，就是安全的。科学是动态 的，说不清几十年后的事情。但如果以后出的，说不清几

59、十年后的事情。但如果以后出 现了问题，科学会解决它。现了问题，科学会解决它。” 他举了个例子：这就像汽车刚发明的时候，他举了个例子：这就像汽车刚发明的时候， 欧洲有个国家认为汽车速度太快，不安全，欧洲有个国家认为汽车速度太快，不安全， 于是立法禁止。但汽车照样出现了，而且成于是立法禁止。但汽车照样出现了，而且成 为人们的主要交通工具。回过头来看，那样为人们的主要交通工具。回过头来看，那样 的立法就是愚蠢的。的立法就是愚蠢的。 78 支持者支持者 16位专家（包括中国科学院院士张启发，位专家（包括中国科学院院士张启发， 中国科学院农业政策研究中心研究员黄中国科学院农业政策研究中心研究员黄 季焜季

60、焜 ）起草）起草我国转基因作物研究和产我国转基因作物研究和产 业化发展策略的建议业化发展策略的建议的报告认为，转的报告认为，转 基因水稻已经完成了商品化生产所需的基因水稻已经完成了商品化生产所需的 各种安全评价程序和实验环节，未发现各种安全评价程序和实验环节，未发现 存在安全性风险，具备了区域性商品化存在安全性风险，具备了区域性商品化 生产的条件，应迅速批准商品化生产。生产的条件，应迅速批准商品化生产。 79 支持者支持者 很多转基因科学家一样，喜欢用这样一很多转基因科学家一样，喜欢用这样一 种说法：到目前为止，凡是经过科学评种说法：到目前为止，凡是经过科学评 价和政府部门严格审批获准上市的转