生态学教学ppt

1、第五章生 物 群 落 1 生物群落是生态系统中比生物种群更高一级的组织水平层次。生物群落是一个结构单元，它具有自身独立的结构、动态变化、内部关系及其分类分布规律，并影响到生态系统中能量转化、物质循环的方向、速度和效率的高低，最终影响到生态系统的生产力及其稳定性。 2第一节 群落的特征及组成一、群落的概念二、群落的基本特征三、群落的性质四、群落的组成五、群落的数量特征3群落生态学的中心问题是回答群落的整体结构是如何形成的。在生态学发展史中，生物群落概念的提出是很早的。但对于生物群落的两种对立观点个体论学派和机体论学派的争论至今未休。群落中为什么有那么多的动、植物种类？它们为什么像现在这样分布着？

2、它们之间是怎样发生着相互作用的？这些是群落生态学最令人感兴趣的问题。4一、群落的概念生物群落(biotic community)：是指生存于特定区域或生境内的各种生物种群的集合体。即群落是由不同种类的生物组成的生物复合体。群落是一个泛指的名词。1、生物群落是由多种生物种群集合而成的，生物群落是生态系统的核心。2、在生物群落内，各种生物种群之间有着各种正的或负的相互作用，形成了一种相互协调的关系，使得群落成为具有一定结构、功能、外貌和演替特征的有机整体。53、在长期的历史发展过程中，群居在一起的各种生物组成了群落。一方面群落受着环境的影响，同时群落又作为一个整体影响并改造着环境，形成了生物群落与

3、环境的统一体。因此，群落中各生物种群是有规律的组合，而不是任意的散布。常把生物群落按物种分为植物群落、动物群落、微生物群落。群落生态主要研究群落的结构、动态变化、内部关系及其分类分布规律等。61、具有一定的种类组成 2、具有一定的外貌 3、具有一定的结构 4、具有一定的动态特征 5、形成一定的群落环境 6、具有一定的分布范围 7、具有特定的群落边界特征 8、具有一定物质生产力二、群落的基本特征71、群落的地段(范围)多大？2、怎么划分？3、是客观还是主观？4、是固定还是随机？三、群落的性质81、机体论认为生物群落是客观存在的实体，是一个有组织、有层次、有次序的生命系统，就像生物有机体和种群那样

4、，是一个有机整体。而且可以重复出现，其出现是必然的，它有特定的组成、结构和特征。机体论认为生物群落是自然单位。910112、个体论个体论认为生物群落并非自然界的实体，而是生态学家为了便于研究，从一个连续变化着的植被连续体中，人为确定的一组物种的集合。个体论认为生物群落是人为确定的一定范围内的物种的集合。12131415四、群落的组成1、群落的组成种类生物群落的组成是指组成群落的生物种类，以及它们在群落中的地位与作用。物种组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征。161)、生态优势种（dominant species）：对群落的结构和环境的性质有明显控制作用的物种称为生态优

5、势种。在一个群落中存在着成百成千的生物种类，但常常只有少数几个种或类群，它们以其数量多、生产力高、影响大成为生态优势种。生态优势种还通常可作为群落命名的依据。 172)、亚优势种（subdominant）：指个体数量和作用都次于优势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的物种。 3)、伴生种（companion species）：伴生种为群落中的常见种类，它与优势种相伴存在，但对群落性质和环境不起主要作用。4)、偶见种或稀有种（rare species）：偶见种是那些在群落中出现频率很低的种类，种群数量稀少。偶见种可能是偶然地由人们带入或伴随某种条件的改变而侵入群落中的，也可能是

6、衰退中的残遗种。有些偶见种的出现具有生态指示意义，有的还可以作为地方性特征种来对待。 18不同的群落有着不同的种群组成。自然群落：种群多，每个种群的个体数少，结构复杂，群落较稳定。人工群落：种群少，每个种群的个体数多，结构简单，群落不稳定。生物群落中种群的多样性，决定着群落的稳定性。19自然群落20212223人工群落2425262728293031323334352、群落的命名群落命名的原则：依据生态优势种命名；如：红松群落、马尾松群落等。当群落中优势种较多时，依据主要的生活型命名；如：热带雨林群落、寒温带针叶林群落等。当群落中缺少大型植物时，以群落所占据的生境命名。如：沙漠生物群落、海洋生

7、物群落等。36依据生态优势种命名红松群落373839马尾松群落40热带雨林依据主要的生活型命名41亚热带常绿阔叶林42温带落叶阔叶林43寒温带针叶林代表动物44热带草原依据生境命名45温带草原46冻 原代表动物47荒 漠代表植物4849505152海洋群落535455农田群落56山区群落5758径流水群落59五、群落的数量特征在了解群落中的物种组成的同时，还必须研究不同物种的数量关系，对种类组成进行数量分析。60（一）物种的个体数量指标 1、多度(abundance)：是指生物群落中生物个体数目的多少。一般用记名计数法和目测估计法进行测定。记名计数法：是在一定面积的样地中，直接点数各种群的个体

8、数目，然后计算出某种生物与同一生活型的全部生物个体数目的比例。目测法：在群落中，当生物种类多，个体数目大而体形小时，其个体数目难以准确计量，常用目测法。即按预先确定的多度等级来估计单位面积上种群个体的多少。 612、密度(density)：指单位面积上的植株数或生物个体数目。用公式表示为： D（密度） N（样地内某种植物的个体数目） /S（样地面积）RD（相对密度） N（某种植物的个体数目） 100 /N（全部植物的个体数目）62基部盖度投影盖度3、盖度(coverage) ：盖度一般有两种表示方法，即投影盖度和基部盖度。投影盖度：指植物地上部分的垂直投影面积。它表明了植物所占有的水平空间面积

9、，在一定程度上反映了植物同化面积的大小。基部盖度：指植物基部着生面积，也称真盖度。 634、频度(frequency) ：指群落中某种植物出现的百分率，用公式表示为： 某一物种出现的数目频度(%) 100 全部植物数目 645、高度(height)：是测量植物体长的一个指标，可取自然高度或绝对高度。某种植物高度占最高物种高度的百分比称为高度比。 6、体积(volume)：是植物所占空间大小的量度，它在计算林木蓄积量时非常有用。单株乔木的体积，由胸高断面积乘树高而求得。即：M（林地蓄积量）G（为树木断面积总和）H（林样均高度）f（树干体积与等高同底的圆柱体体积之比）7、重量(weight)：指群

10、落中生物有机体重量的量度，是衡量种群或群落生物量或现存量多少的指标。可分为鲜重和干重。 65（二）物种的综合数量指标 1、优势度(dominance)：是用来确定优势种的定量指标。表示某种生物在群落中的地位和作用大小的生态重要性。前苏联学者B.H.Cykaqeb（1938）提出，多度、体积或所占据的空间、利用和影响环境的特性、物候动态等均应作为某个物种优势度指标。另一些学者认为盖度和密度为优势度的度量指标。也有人认为优势度即“盖度和多度的总和”或“重量、盖度和多度的乘积”等等。662、重要值(importance value)：也是用来表示某个物种在群落中的地位和作用的综合数量指标。因为它简单

11、、明确，所以在近些年来得到普遍采用。美国的J.T.Curtis和P.P.Melntosh(1951)在森林群落的研究中，根据密度、频度和基部盖度来确定森林群落中每一树种的相对重要性，即重要值，用公式表示： 重要值相对密度（D）相对频度（F）相对基部盖度（D） / 300重要值越大的物种在群落结构中越重要 。673、综合优势比（summed dominance ratio）：综合优势比缩写为SDR。它由日本学者召田真等（1957）提出的一种综合数量指标。包括两因素、三因素、四因素和五因素等四类。常用的为两因素综合优势比（SDR2）。即在密度比、盖度比、频度比、高度比和重量比，这五项指标中任取两项

12、求其平均值再乘以100%。如SDR2=（密度比+盖度比）/ 2 100%68第二节 群落的结构一、群落的外貌二群落的垂直结构三群落的水平结构四群落的时间结构五、群落交错区和边缘效应六、岛屿与生物群落69 组成群落的生物种群在群落中所处的位置和存在的状态称为群落结构。 群落的结构是群落的可见标志之一，包括垂直结构、水平结构和时间结构。生物群落合理的空间与时间结构是高效生态系统的基础。 70一、群落的外貌群落的外貌(physiognomy)是认识植物群落的基础，也是区分不同植被类型的主要标志。71决定群落外貌的因素有：1）植物的生活型；2）物种的组成：优势种植物和优势种的多少对群落的外貌起决定性作

13、用；3）植物的季相变化；4）植物的生活周期。如一年生、二年生和多年生植物组成的群落，外貌不同。72二、群落的垂直结构垂直结构是群落中生物种群按高度或深度的垂直配置。即形成了群落的成层现象，保证了群落中各物种在单位空间中能更充分利用环境资源。成层现象，从陆生植物群落来说，包括地上部分和地下部分。决定地上部分分层的环境因素，主要是光照、温度和湿度条件；而决定地下分层的主要因素，是土壤的物理和化学性质，特别是水分和养分。7374在一个森林生态系统中，各种生活型的植物沿着群落内的垂直高度梯度，占有不同的位置，使光照得到充分地利用，成层现象十分明显。乔木层：受阳光的充分照射，树冠得到全部光照。灌木层：阳

14、光透过林冠层后逐步消减，只有10%的光到达灌木层。草本层：有15%的光到达。地被层：苔藓、地衣等耐阴植物只利用剩下的1%的光照。成层结构是自然选择的结果，它显著提高了植物利用环境资源的能力，缓解了生物间对生存空间的竞争。75群落的垂直结构ABCDA草被层；B灌木层；C下木层；D林冠层76尽管动物的活动性较大，由于受植物群落垂直成层的制约，动物也呈现一定的成层现象，如：乔木上有各种鸟类、昆虫、哺乳动物；灌木层有野兔、牛、马等；草本层中有蜘蛛、蜗牛、青蛙和蛇；地被层有无脊椎动物和腐生性动物；地下层植物根系周围生活着步甲、蚯蚓和穴居动物。水生群落也存在成层现象，主要决定于光在水中的穿透、水温和溶解氧

15、状态等。77三、群落的水平结构群落内由于环境因素在不同地点上的不均匀性和生物本身特性的差异，从而在水平方向上分化形成了一些小型的生物组合，称为群落的水平结构。群落中生物的分布通常是不均匀的。规则性在自然群落中是罕见的，物种的组成和个体数量的多少往往出现明显的片状分布或斑块状镶嵌。78798081导致水平结构复杂性的原因有：1）亲代的扩散分布习性：风布植物、动物传布植物、水布植物分布可能广泛。而种子较重或无性繁殖的植物，往往在母株周围分布。同样是风布植物，在单株、疏林、密林的情况下扩散能力不相同。2）环境异质性：由于成土母质、土壤质地和结构、水分条件等的异质性导致动植物形成各自的水平分布格局。3

16、）种间相互作用的结果：植食动物明显地依赖于它所取食的植物的分布。还有竞争、互利共生、偏利作用等的结果。82四、群落的时间结构随着环境条件日、月、年周期的变化，群落结构显示出相应的时间序列及不同的外貌表现，叫群落的时间结构。常常把群落的时间结构称为时相变化或季相变化。环境因素有周期性的变化，因而，生物群落的结构也显示出相应的时间序列。周期性是群落适应环境的一种必然的表现形式。83如温带草原一年四季季相分明：春季：气温回升，植物发芽，草原返青，呈现一片嫩绿的景色。盛夏初秋：雨热充沛，植物繁茂，鲜花盛开，呈现五彩缤纷的夏季季相，一片浓绿。深秋：植物枯萎，休眠，呈现黄绿相间的秋季季相。冬季：一片枯黄，

17、下雪后，呈现一片白茫茫的冬季季相。8485五、群落交错区和边缘效应群落交错区（ecotone） ：又称生态交错带，指两个或多个群落之间的过度区域。如：森林和草原的过度带，水陆交界带等。由于交错带环境条件的特殊性、异质性和不稳定性，使得毗邻群落的生物都可以在此生存，增加了生物多样性和密度，也增强了某些物种的活动强度和生产力，这种现象称边缘效应(edge effect) 。 86群落交错区8788899091赤道地区的生态交错带92六、岛屿与生物群落岛屿的物种数与岛屿面积的关系：岛屿的面积越大，生物种类越多（岛屿效应）。可用下式描述: S=cAz 式中 S物种数，A面积，z、c为常数939495生

18、态学意义上的“岛”，主要强调“隔离”和“独立性”。就广义而言：湖泊受陆地包围，也就是陆“海”中的水岛；城市绿地被建筑物及铺装地面包围，形成城市中的绿岛；山顶部的成片岩石是山下部植被“海”中的岩石岛；一类植被中的另一类植被斑块也可视为植被岛； 森林中由于倒木(因雷击、砍伐、枯死等原因使森林内部少数树木倒下)形成的“林窗”，都可被视为空地岛。城市市区的气温比周围乡村高，可视为“城市热岛”。96979899100101102第三节 群落的演替 一、群落演替的概念二、群落演替的主要原因三、群落演替的类型四、群落演替的趋势五、农业生态系统的群落演替103一、群落演替的概念 群落不是一个静止不变的实体，而

19、是一个有着能流、物流和结构变化的动态系统。它通过生物与环境的相互作用，进行着能量与物质的不断代谢，使其本身的面貌不断变化，并遵循一定的规律。 生态系统内的生物群落随着时间的推移，一些物种消失，另一些物种侵入，出现了生物群落及其环境向着一定方向，有顺序的发展变化过程，称为生物群落演替(community succession)。 104群落演替图裸底阶段浮叶根生植物阶段挺水植物和沼泽植物阶段沉水植物阶段105裸底阶段沉水植物阶段浮叶根生植物阶段挺水植物和沼泽植物阶段群落演替示例106群落演替的特征1）群落演替是有一定方向、具有一定规律的，是随时间而变化的有序过程；2）演替是生物与环境反复相互作用

20、，发生在时间和空间上的不可逆的变化；3）物理环境在一定程度上决定着演替的类型、方向和速度，但演替是受群落本身所控制的；4）群落演替到与环境处于平衡状态时，演替就不再进行，以相对稳定的群落为发展的顶点。107二、群落演替的主要原因 群落演替是群落内部关系与外界环境中各种生态因子综合作用的结果。根据生物群落演替的主要原因可归纳为外因演替和内因演替二种类型。1081外因演替 由于外部环境的改变所引起的生物群落演替，叫外因演替。又可细分为：（1）气候性外因演替（2）土壤性外因演替（3）地貌性外因演替（4）火成演替（5）人为演替1092内因演替 在生物群落里，群落成员改变着群落内部环境，改变了的内部环境

21、反过来又改变着群落的组成成员。这种循环往复的进程所引起的群落演替，称为内因演替。 同时，在一个生物群落内，由于各群落成员之间的矛盾，即使群落的外部、内部环境没有显著的改变，群落仍进行着演替，也称为内因演替。110 内因演替与外因演替是两个相对的过程，一般情况下，二者同时存在。自然界有许多成熟的群落由于周期干旱、水灾等而重现周期性演替现象。每一类型的演替，除了受本类型主导条件的影响外，还在一定程度上受其他类型的演替条件的影响。 111三、群落演替的类型（一）原生演替 原生演替是指在原先从未有过任何生物的地方开始的群落演替。这种演替往往要经历上千年的时间才能发展到稳定的顶级群落。 在裸露的岩石表面

22、开始的原生演替称旱生演替；从湖底或河底开始的原生演替称水生演替。 1121、旱生演替系列 典型的旱生演替系列是：（1）地衣群落阶段（2）苔藓群落阶段（3）草本群落阶段（4）木本群落阶段 1132、水生演替序列 典型的水生演替序列是：（1）自由漂浮植物阶段（2）沉水植物阶段（3）浮叶根生植物阶段（4）直立水生植物阶段（5）湿生草本植物阶段（6）木本植物阶段 114原生演替特点： 具有方向性、顺序性，因而演替的结果可以预测。 演替的原因是由于群落本身的发展，改变了光、温、水、气、肥等环境条件，有利于其他群落的生长发育，而被新的群落所取代。 发展的顶点是顶极群落。115顶极群落： 演替中群落结构开始

23、变化较快，随着演替的进行，变化速度减慢而趋于稳定。 演替系列中最后达到稳定阶段，称为顶极(climax)，演替最终形成的稳定群落，叫做顶极群落(climax community)。 一般来说，当一个群落或一个演替系列，演替到与环境处于平衡状态的时候，演替就不再进行。在这个平衡点上，群落最稳定，只要不受外界干扰，它将永远保持原状。 116 值得注意的是：群落演替并非都是以达到森林群落阶段为顶级群落的，这是由各地的环境条件所决定的。例如：极地、冰雪线以上：地衣群落。干旱荒漠区：短年生草本及稀疏灌丛。草原地区：一年生、多年生草本群落。湿润温暖地区：森林群落。117（二）次生演替 次生演替是指原有的生

24、物群落遭破坏后重先进行的群落演替。次生演替的最初发生是由外界因素的作用所引起的。外界因素除自然灾害以外，最主要和最大规模的是人类的经济活动。 对于次生演替的研究，具有重要的实际意义，在人们利用和改造生物群落的工作中，所涉及到的绝大部分都是次生演替问题。 118次生演替特点： 速度快：因为土壤条件好，且保留了原有群落的繁殖体。因此当外因停止破坏后，群落会迅速形成。 当外因停止作用后，次生演替趋向于恢复到破坏前的群落类型，且可以从任一阶段开始。119如美国佐治亚地区农田弃耕后的次生演替：弃耕当年是马唐草、加拿大蓬草占优。第2-3年，依次为紫苑、帚苔等草本取得主导。第3-20年，矮灌占优。第20-1

25、00年，松树为主的林相群落形成，之后，栎树及山核桃树逐渐取代松树。150年，栎树山核桃树所组成的稳定的顶级生物群落形成。相比，原生演替则要经历上千年才能达到顶级群落。120但次生群落演替必须具备两个条件才能进行：种子来源土壤 若是这两个条件不具备，即使气候条件允许，次生演替也难以进行。如热带森林遭破坏后就很难恢复，就是由于高温多雨地区繁殖体很快腐烂，土壤也因雨水冲刷而迅速变得贫瘠。再如北方草原沙漠化后也很难恢复。同样也是缺少这两个基本条件。121四、群落演替的趋势 群落演替是有一定顺序、一定方向的，即由低级到高级、由简单到复杂，最终达到与环境相对平衡的稳定群落顶级群落。 群落演替一般要经历几个

26、时期：先锋期、过渡期和顶极期，与此对应的各时期出现的物种分别称为先锋种、过渡种（演替种）和顶级种。122 物种有序地更替，且不断增加，结构趋于复杂。群落内结构分层现象更明显；生态位增多，食物链关系复杂，形成食物网。由k对策生物替代r对策生物。 总生物量、呼吸消耗量随演替而增加，净初级生产量减少。但生物现存量以顶级群落最高。 由于物种的多样性，物质循环的封闭性增强，生态系统保持养分能力增强。 产生的次生代谢物增多，能调节生态系统发展和种间关系；再加上物种多样性形成的复杂营养结构，群落的稳定性随演替的进行而提高。123五、农业生态系统的群落演替1、农业生产是在每年翻耕的裸地上重新种植一年生或多年生

27、的作物，是翻耕地上开始的次生演替，处于演替的初级阶段。2、农业生态系统的生物现存量虽然不大，但净生产量很高，而农业生产的目的就是为了获得大量的初级产品。3、为维持这一阶段，不使群落继续发生演替，必须通过增加能量投入，人为干涉，保持生态系统的稳定。4、一旦停止人类干预，会迅速地转入次生演替，向灌丛和乔木群落发展。124第四节 生物多样性与生态安全一、生物多样性二、生物入侵三、生物安全125一、生物多样性 (一)、生物多样性的基本概念生物多样性（biological diversity）是指生物中的多样化和变异性以及生境的生态复杂性。生物多样性一般有三个水平：遗传多样性：指地球上全部生物个体中所包

28、含的遗传信息的总和；物种多样性：指地球上生物有机体的多样化；生态系统和景观多样性：是指生物圈中生物群落、生境与生态过程的多样化。126127（二）生物多样性的价值直接价值间接价值潜在价值1281、直接价值 （Direct Value）直接价值包括实物型直接价值和非实物型直接价值。实物型直接价值是指人们直接收获和使用生物资源所形成的价值。人类直接从自然界收获和消费的水果、薪柴、木材、肉类、动物皮毛、药材等。人类从生物资源产品开发的其他商品，市场价格往往比其自身价值高出很多倍。非实物型直接价值是指虽然无实物形式，但为人类提供直接的非消耗性利用。如生态旅游，以文学作品、舞台艺术、影视图片等为载体的文

29、化享受。1292、间接价值（Indirect Value）包括生态系统服务和生态平衡价值、资源及基因库价值、存在价值、科学价值、教育价值、美学价值等等。1301）生态系统服务及生态平衡价值是指生态系统的功能价值和对环境的服务价值。国外常称为“环境的公益效能”。对维持生物圈的生态平衡和稳定具有重要作用。光合作用：中国陆地生态系统所产生的有机物的价值大约为23300亿元/年。保持水循环：森林涵养水源，湿地均化洪水。营养元素的储存和循环：我国陆地每年固定的氮86.6106 t；磷8.52106 t ；钾49.09106 t 。污染物的吸收和降解。1312）资源及基因库价值保护生物资源，可以为人类引种

30、驯化野生动物，培育农作物、家禽、家畜的新品种提供更多的可供选择的机会。例如：太平洋紫杉、野生西红柿、多年生的玉米132红豆杉133国家作物种质库134国家作物种质库内的种子1353）存在价值一些物种的存在，能为所在地区的人民带来某种荣誉感或心理上的满足。例如：大熊猫、金丝猴、褐马鸡、黑颈鹤，白冠长尾稚等。国鸟：美国：白头海雕；印度：蓝孔雀；荷兰：白琵鹭136大熊猫137金丝猴138褐马鸡139黑颈鹤140白冠长尾稚141白头海雕142蓝孔雀143白琵鹭1444）科学价值生态系统多样性和物种多样性可作为生态、生物、地理、地质、地貌、水文、气象、医药、人文历史等多学科的研究对象和基地，更是生态和环

31、境监测的理想基点。大多数的生物在科学上都有重要的研究价值。目前，生命科学的试验材料主要是各种类型的生物。一些物种在生物演化中占有十分重要的地位。例如：1938年在科摩罗群岛海域所发现的矛尾鱼。145矛尾鱼146银 杏1475）教育价值学生们在海南岛热带植物园参观学习学生们在自然博物馆参观1486）美学价值149文化价值150 3、潜在价值潜在价值也叫选择价值，是指人类对生物多样性的将来利用。这种利用包括将来的直接利用和间接利用。目前人类所记录到的生物物种170万种。还有大量的生物种没有被定名。很多物种的功能、特性还没有被人们所了解，他们都具有潜在价值。151（三）生物多样性的丧失当前人类正面临

32、人口迅速膨胀、粮食压力日益严重、资源短缺、能源供应紧张、生态环境日趋恶化等全球性五大难题。而上述问题又毫无例外地都与生物多样性的全球性锐减有关。152随着世界农业、医药和工业中生物资源的利用日甚，全球生物多样性正以空前速度迅速丧失，已威胁到人类生存与发展的基础。全球每年有1700万公顷的热带森林被砍伐。而热带森林生态系统是地球上生物多样性最集中的地区，占地球陆地表面7%的热带森林赋存着地球上一半的生物体。153在过去的400多年间，地球上约有2%的哺乳动物、1.2%鸟类灭绝，另有10%的哺乳动物处于濒危境地。科学家们估计，照以上速度，在未来30年里大约有5%-10%的热带森林物种面临灭绝的威胁

33、。而其中在世界24万种植物中，大约有6万种将灭绝。脊椎动物和昆虫的灭绝可能会更高。据联合国环境规划署的一份报告估计，到2050年，地球上物种的25%将有灭绝的危险。154生物多样性的丧失必然减少生物圈中的生态关联，使生命支持系统的重要组成部分-生态系统的功能(承载力、恢复力和抗干扰能力)失衡，物质循环受阻，间接影响全球性气候变化，进而恶化人类生存环境，限制人类生存与发展的机会，甚至直接严重威胁人类生存的基本条件。155绿色革命的负面：物种大量绝迹世界农业正面临着一个严重的问题。自本世纪开始以来，全世界已有75的农作物品种绝迹。在欧洲，1900年存在的家畜品种中，将近半数已经绝迹。剩下品种中的1

34、/3也将在20年后绝迹。从粮农组织近期发表的世界观察统计表来看，在已知的大约4000种家禽家畜中，有1000种面临绝种的威胁。156这种情况恰恰是现代技术进步的副产品：农场主为了追求最高的产量和效益，总是喜欢把力量花在效益最高的品种上，这就使得越来越多的动植物品种被抛弃。具有极大讽刺意义的是，农业和畜牧业物种的减少，是工业化世界对付全球饥饿的努力养活这个星球有史以来最多人口的遗传工程、绿色革命带来的令人遗憾的副产品。绿色革命的消极作用是消灭了成千上万的物种。157世界粮农组织植物基因资源委员会的官员何塞埃斯基内斯阿尔卡萨说：“假如我们不能保护剩下的这些物种，我们就是在拿未来作抵押”。今天正在兴

35、起的生物技术可以改进物种，储存有用的基因，但是粮农组织的专家担心如果没有保存，生物技术可能引起一场令人痛心的物种灭绝的新浪潮。158二、生物入侵（一）生物入侵的概念1、本地种（Native species）：是指自然起源于一定特定区域的物种。或指石器时代前，没有人类干扰就到达某一地方的物种。2、外来种（Exotic species）：是指借助于外力作用而越过不可自然逾越的空间障碍，在原产地之外的新栖息地生长繁殖，并建立稳定种群的物种。3、引进种（Introduced species）：是指人为有目的的引进栽培、驯养或释放到野生地自然生长的生物种类。4、入侵种（Invasive species）

36、：是指外来种中的一些种类在新栖息地发生爆炸性的生长繁殖，往往失去控制，这些外来种被称为入侵种。159生物入侵（Biological invasion）：也称生态入侵（Ecological invasion），是指外来物种因为偶然的机会进入某一适宜其生存和繁殖的地区，其种群数量不断增加、分布区逐步扩展的过程。生态入侵（Ecological invasion）：是指由于人类有意或无意地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定的扩展，改变当地的生物群落，破坏当地的生态环境。160紫茎泽兰入侵我国云南紫茎泽兰，原产于中美洲紫茎泽兰随风飘扬的冠毛带着草籽沿铁路、公路、江河进入凉

37、山境内。人们的鞋底、衣服、车轮以及河水中都可能带着某些紫茎泽兰的草籽。这种草籽重不到0.45克，肉眼几乎看不到它。一丛紫茎泽兰含有70万粒成熟的种子。它还能进行无性繁殖。它对环境的适应能力极强，无论在干旱贫瘠的荒坡脊地、墙头、岩坎，在石缝里也能生长。每年以30公里的速度向北推进。一旦有了紫茎泽兰，阳光、水分、肥料就都是它的了，什么草也争不过它。它进入香蕉林，树都矮了1米，进入花椒林、桑树林，花椒和蚕茧当年就减产8%。161紫茎泽兰（Eupatorium Adenophorum ） 162“植物杀手”微甘菊微甘菊原产于中、南美洲，它攀上灌木和乔木后，会迅速覆盖整株树木，使其光合作用受到破坏并窒息

38、死亡。整株树将全部腐烂，连“尸体”都找不到，因此薇甘菊的危害极大。特别值得指出的是，这种薇甘菊繁殖很快，它的种子可以借助风力进行远距离传播，并且有无性繁殖能力，尤其在温暖潮湿的气候条件下，繁衍更是迅速。所以一颗八九米高的大树，要不了一年就会被它覆盖而死。163薇甘菊入侵伶仃岛1996年入侵我国广东深圳伶仃岛（面积约4700ha）的薇甘菊，造成灾害性危害面积超过800ha。目前，薇甘菊已在广东省境内蔓延开来，并逐步向周边地区扩散。164微甘菊 （Mikania micrantha）165166食人鱼又名食人鲳，原产亚马逊河。它们体形小巧，一般为25cm左右，色彩美丽，拥有墨绿色的鱼背，浅绿色的鱼

39、体，火红色的腹部，性格极为残暴。食人鱼长着锋利的牙齿，一旦被咬的猎物溢出血腥，它就会疯狂无比，用其锋利的尖齿，像外科手术刀一般疯狂地撕咬切割，直到剩下一堆骨骸为止。“食人鱼”分布区扩展167食人鱼168169170171（二）生物入侵的途径和方式1、人为有意识的引进水葫芦，学名凤眼莲，原产于南美洲，约于20世纪30年代作为畜禽饲料引入我国，并曾作为观赏和净化水质植物推广种植，后逸为野生。现广泛分布于华北、华东、华中及华南大部分省市，在河流，湖泊和水塘中。其无性繁殖速度极快，往往形成单优群落。172水葫芦173174大米草入侵我国20世纪60、80年代从英美等国引进的旨在保护沿海滩涂的大米草，近

40、年来在沿海地区疯狂扩散，覆盖面积越来越大，已到了难以控制的局面。至1996年，全国的大米草总面积估计在1013万ha以上。肆意蔓延的大米草，破坏近海生物的栖息环境，使沿海养殖的多种生物窒息死亡，还会拥堵航道，影响航运和海水的交换能力。175大米草1762、随轮船压仓水进入如分布于我国海域沿岸的一些有害赤潮生物，主要有血红裸甲藻、具尾鳍藻等，这些有毒的藻类，绝大部分是广布种，在海洋生态环境中适应性强，传播快，分布广，对渔业生产造成极大的危害。1771783、人们无意识带入如加拿大一枝黄花（Solidago canadensis），适应性极强，能够在恶劣环境中疯长，排挤其他物种，目前已在上海地区随

41、处可见，难以根除。179一枝黄花180 4、贸易产品中夹杂植物种子或繁殖体如一年蓬，毒麦等，在我国已成为广布的农田有害杂草。它们危害农作物的生长，影响农产品的产量和质量。181一年蓬182毒 麦1835、植物种子或繁殖体借风或动物自然扩散如飞机草，紫茎泽兰等，这两种植物约在20世纪50年代末从中缅，中越边境经自然扩散传入我国，现已广泛分布于云南、广西、贵州、四川等许多地区。仅云南一省目前发生面积大约2470ha。目前，这两种植物正严重威胁我国生物多样性的关键地区之一西双版纳自然保护区内的许多物种的生存和发展，并且以每年160km的速度向北推进，难以控制。184飞机草185（三）生物入侵的危害破

42、坏资源；毒害牲畜；危害人类；恶化环境；生态安全问题。186豚草扩散蔓延，现已分布到东北、华北、华东和华中地区的15个省市，产生的花粉是引起人类花粉过敏症的主要病原物，可导致“枯草症”。福寿螺是人畜共患的寄生虫病的中间宿主；麝鼠可传播野兔热，极易给周围居民带来健康问题。紫茎泽兰含有的毒素易引起马匹的气喘病，仅1979年在云南的52个县179个乡，发病马5015匹，死亡3486匹，甚至造成“无马县”，牛羊也因缺可用饲料，数量锐减。187豚草（Ambrosia artemisiifolia ） 188福寿螺189190191192193（四）、生物入侵的综合治理对策我国是生态入侵受害较重的国家，外来

43、入侵物种已对中国生物多样性和生态环境造成了严重的破坏，也给农业、渔业、畜牧业、林业和旅游业等造成巨大的经济损失。据统计，到目前为止中国大约已有37个外来入侵动物种，90个外来入侵植物种。中国环保部2003年公布了16种危害最大的外来入侵物种，分别为紫茎泽兰、薇甘菊、空心莲子草、豚草、毒麦、大米草、飞机草、凤眼莲、假高粱、蔗扁蛾、湿地松粉蚧、强大小蠹、美国白蛾、非洲大蜗牛、福寿螺、牛蛙等。 194完善预防和阻止外来有害生物入侵的检测技术；发展外来入侵生物初始种群的野外检测技术和大面积蔓延的检测技术（如遥感监测、雷达监测等）；发展消灭或控制外来有害生物的技术和方法；发展有害生物（包括有意识引进的物

44、种）的环境影响与风险评估研究；加强被入侵生态系统恢复的研究。生物入侵的综合治理对策195三、生物安全（一）生物安全的概念生物安全是指现代生物技术的研究，开发、应用以及转基因生物的跨国越境转移，可能会对生物多样性，生态环境和人体健康产生潜在的不利影响，特别是各类转基因活生物体释放到环境中，可能对生物多样性构成潜在的风险与威胁。196近代的生物技术、尤其是70年代初重组DNA技术建立以来，发展非常迅速，已经或即将在医药、农林、轻工、环境保护等方面起到重要的作用。不少人认为生物技术将是未来10年高新技术发展的十大重点技术之一，更有人认为生物技术是解决21世纪不断膨胀的人口，特别是发展中国家人民的粮食问题的关键技术。生物技术的潜在危险197但任何事物都应一分为二，高新技术的发展也同样如此，专家对此技术潜在的生物学和生态学危险提出了质疑。