园林植物安全与检疫：生物多样性1

生物多样性

BIODIVERSITY

CONSERVATION

&

UTILIZATION

任课教师田明义（教授）王敏（教授）岑伊静（副教授）第一讲Introduction

(绪论)主要参考书目张维平《保护生物多样性》中国环境科学出版社，2001王献溥宋朝枢《生物多样性就地保护》，中国林业出版社，2005其它参考书目中国科学院生物多样性委员会（钱迎倩、与克平主编）《生物多样性研究的原理与方法》中国科学技术出版社，1994宋延龄等主编《物种多样性研究与保护》

浙江科学技术出版社，1998蒋志刚等主编《保护生物学》

浙江科学技术出版社，1999LyleGlowka等《生物多样性公约指南》

科学出版社，IUCN世界自然保护联盟，1997其它参考书目《绿色未来》丛书，天津教育出版社，2001，包括：《生物的天堂》（神奇的自然保护区）（赵勃）；《鸟兽的绝唱》（野生动物现状与拯救）（郭耕）；《消逝的绿色》（植物资源与生态）（张志翔）；

。。。。。其它参考书目EdwardO.Wilson,《生命的多样性》（TheDiversityofLife)，王芷等译，湖南科技出版社，2004李俊文等《保护生物学》，中国林业出版社，2002AndrewS.Pullin,《保护生物学》（ConservationBiology),贾竞波译，高等教育出版社，2005有关杂志

《人与生物圈》《生物多样性》《野生动物》《大自然》《大自然探索》《中国国家地理杂志》

。。。。。。引子

“世界上最危险的动物是什么”？引子“回首二十世纪，既是人类社会获得物质财富最多的世纪，也是人为破坏环境最严重的世纪”（解振华，2001）。引子时间：1972年地点：瑞典斯德哥尔摩事件：人类环境大会成果:将防治污染、保护环境提到议事日程。引子时间：1992年6月地点：巴西里约热内卢事件：联合国环境与发展大会成果:《生物多样性公约》：由153个国家和地区的元首或政府首脑共同签署。引子时间：2002年８月２６日－９月４日地点：南非约翰内斯堡事件：世界可持续发展大会（又称第二届地球首脑会议）成果:主要回顾各国在实施1992年里约世界环境与发展大会通过的《21世纪行动议程》过程中存在的问题与不足，并展望人类可持续发展的未来。1生物多样性的概念生物多样性(Biodiversity,orBiologicalDiversity)指地球上形形色色的生物体及其与环境所构成的有机整体的多样性和变异性。生物多样性的定义《生物多样性公约》中的定义“生物多样性”是指所有来源的活的生物体中的变异性，这些来源除其它外包括陆地、海洋和其它水生生态系统及其所构成的生态综合体，这包括物种内、物种之间和生态系统的多样性。生物体及其所构成整体的层次及水平生物体组成的不同层次（微观）

分子基因细胞组织器官个体

生物体所组成的整体的不同层次和水平（宏观）

个体种群群落生态系统生物圈生物多样性的三个层次

物种多样性(Speciesdiversity)

遗传多样性(Geneticdiversity)

生态多样性(Ecologicaldiversity)

（景观多样性Landscapediversity）在物种多样性水平上，主要研究物种的分类、物种的分布、物种的起源与进化。。。生物多样性的三个层

在遗传多样性水平上，主要研究物种内不同个体之间和不同物种之间遗传物质的差异，以及这些差异在生物进化中的意义，并由此推测物种进化的途径与速度。。。生物多样性的三个层次

在生态系统多样性水平上，主要研究生态系统内各物种之间的相互关系、物种与周围环境之间的关系。。。生物多样性的三个层次

物种多样性

（Speciesdiversity）物种(Species）是什么？“物种是形态学上类似的、彼此能够交配的、要求类似环境条件的生物个体的总和”。“物种乃是生物世界发展的连续性与间断性的统一形式。生物世界通过物种的形式而发展，以物种的形成为发展的一定阶段。在有性别的动物中，物种呈现出统一的繁殖群体，由占有一定空间，交替分布的种群所组成，而与其他物种群体在生殖上是隔离的”。“物种是在自然界客观存在的、能够相互配育的自然种群的组合”。物种多样性

（Speciesdiversity）从遗传学的角度出发：“物种(Species）是具有共同基因库的、与其他类群有生殖隔离的类群”。对物种的鉴定，主要仍依赖于形态特征。物种多样性

（Speciesdiversity）物种(Species）是客观存在的：物种是分类学上的一个单位，但不是一个人为制定的单位。例子：

1928年，美国鸟类学家、进化论学者ErnstMayr

深入新几内亚一个偏远地区调查鸟类，共鉴定出138种，而当地土著人也能分出137种并有相应的土名。但是：蚂蚁例外（EdwardO.Wilson,1996）。物种多样性

（Speciesdiversity）物种是：生物进化的基本单元；遗传基因的载体；生态系统的主要组成部分；生物多样性的最为直观的表现形式。生物多样性研究的主要对象和生物多样性保护的直接目标。

生物多样性的丰富程度均以物种的存在形式来表示：如物种数、特有物种、珍稀物种及其分布形式等。物种多样性的研究是遗传多样性和生态多样性研究的基础。

物种多样性

物种多样性主要研究：

--物种的丰富度；

--物种的形成过程和机理；

--物种繁荣及衰退过程和原因；

--濒危物种的保护措施等。物种多样性

遗传多样性（Geneticdiversity）指每一物种内基因型的多样性。主要研究：

基因的结构、分化过程和机制；在人为干扰作用下遗传多样性的丧失过程和机制；如何进行遗传多样性的保护等问题。生态系统多样性（Ecologicalsystemdiversity）

指生物圈内栖息地、生物群落和生态学过程的多样性，以及生态系统内栖息地差异和生态学变化过程的多样性（陈灵芝，1993）。生态系统多样性（Ecologicalsystemdiversity）

生态系统多样性主要包括生物群落和生境类型的多样性。主要研究生物群落与生境作为一个系统形成的过程和机理。在生态系统中，作为每个物种都在支撑和维护其所在的生态系统，同时又依赖这一生态系统以延续其生存。生态系统多样性（Ecologicalsystemdiversity）

生态系统多样性既与生境的变化有关，也与物种本身的多样性和兴旺的程度密切相关。生态系统的类型按人类影响的程度分为：

自然生态系统人工生态系统按生境性质分：

陆地生态系统海洋生态系统淡水生态系统中国主要陆地生态系统类型（陈灵芝等，1993）生态系统类型类别数森林生态系统248灌丛生态系统（含港灌草丛生态系统）126草原生态系统55荒漠生态系统52草甸生态系统77沼泽生态系统37森林生态系统兴安落叶松林Larix

gmelinii苍山冷杉林Abies

delavayi天山南坡落叶阔叶林（山楂、密叶杨、沙棘等）红松林Pinus

koeaiensis(长白西南坡)铁杉林Tsuga

spp.（四川卧龙）常绿阔叶林（昆明）热带山地雨林（尖峰）滇南热带雨林云南黄连山自然保护区四数木南岭国家级自然保护区（广东）三清山（江西）胡杨林活着：三千年不死

死后：三千年不倒

倒下：三千年不烂Workingordestructing林趣

人工生态系统人工生态系统在农林业生产中战有非常重要的地位，如农田生态系统。在实践中生态系统又可以层层细分，如农田生态系统可再细分为：

小麦生态系统大豆生态系统棉花生态系统水稻生态系统果园生态系统茶园生态系统。。。景观多样性LandscapeDiversity指由不同类型的景观要要素或生态系统构成的景观在空间、功能机制、时间动态方面的多样性或变异性。景观是一个大尺度的宏观系统，为一个具高度空间异质性的区域。景观要素：嵌块体（Patch)

廊道（Corridor）基质（Matrix）2.1直接价值

1）为人类提供生存所必须的基本食物和食品，为农业、畜牧业、水产养殖业等的发展的基础。包括粮食、油料、蔬菜、水果、畜产品、鱼类等等。在人类历史上约3000种植物被用作食物，另7500种可食，目前种植植物150种左右。目前人类90%的粮食来源于约20种植物，其中小麦、水稻和玉米占人类粮食总量的70%以上。在动物食物方面：猪、牛、羊、鸡、鸭等占动物蛋白来源的大部分。鱼类和野生动物也是重要的动物食物来源。2生物多样性的价值2）为人类卫生保健提供基本药品：在发展中国家，80%人口靠传统药物进行治疗，发达国家40%依赖自然资源。在我国，中药材种类212807种，其中植物11146种（80%以上），常用大宗植物药320种。动物药1581种，矿物药80种。

直接价值3）提供各种各样的工业原料：植物原料：木材、纤维、造纸原料、香料、橡胶、松脂、天然淀粉等；动物原料：皮、毛、革、羽等；

植物化石原料：石油、煤、天然气等；

直接价值

4）为人类提供丰富多彩的生活及精神上的享受：

5）为科学实验提供材料或启示,如在仿生学方面,

直升机（蜻蜓）红外线热定位（响尾蛇）超生波定位（蝙蝠）高速飞行器振动陀螺仪（昆虫平衡棒作用原理）。遗传学研究材料：如果蝇。

直接价值2.2间接价值

能量固定

气候调节水土保持

环境清洁:吸收、分解动物尸体、粪便、有机废物；降解、净化污染物；

环境批示或监测潜在价值目前，人们对许多动物、植物和微生物的价值还不了解。实际上，众多物种、基因和生态系统的组成多样性，对人类社会的发展具有潜在的利用价值。随着科学的进步，人类将会发现生物多样性具有越来越多的利用价值。我国生物多样性经济价值据《保护中国的生物多样性》，中国生物多样性效益及效能的估计值为：

2570-4210亿美元/年3人类社会发展与生物多样性的关系地球的历史：45亿年；地球上生物的历史：36-37亿年；生物进化的规律：从无到有、从少到多、从水生到陆生、从简单到复杂。人类的出现：500万年（近代人类仅几万年）。采猎文明：采集、狞猎；火的利用，使人类实现从对自然环境的被动适应到主动改造自然环境的转变。农业文明：种植、驯养，解决主要食物问题；对环境影响不大，在宗教思想中表现出对自然的崇敬、畏惧和依赖。人类社会发展与生物多样性的关系工业文明：由于科学技术的飞速发展，人类开始以地球主人的姿态对各类资源进行大肆的开发或掠夺，导致了一系列的生态和环境问题，如大气污染、资源枯竭、气候异常、土地荒漠化、大量物种生存状况恶化等等。后工业文明：人类开始觉醒，并试图恢复人与自然的协调关系，达到人类社会的可持续发展（sustainabledevelopment)。人类社会发展与生物多样性的关系4人类对生物及生物多样性的认识现状

生物物种的高级分类（界级）

Whittaker（1969）根据细胞结构及营养类型，将生物分为二总界五界：原核生物总界Prokaryota

原核生物界（Monera）：已知约4000种

细菌(Bacteria)、原绿藻(Prochlorophata)

蓝藻类(Cyanophyta)；真核生物总界Eukaryota：已具有细胞核，包括----

原生生物界（Protista）：包括所有单细胞的和群体的单细胞生物，如变形虫、草履虫、绿藻、粘菌等，较为庞杂。已知约80000种。

真菌界（Fungi）：为腐食营养；已知约72000种。

植物界（Plantae）：包括藻类（Algae）、苔藓植物和维管植物，为光合自养；已知约270000种。

动物界（Animalia）：吞食营养；已知1326239种。通俗地，常将生物划分为动物、植物和微生物三大类。生物物种的高级分类（界级）生物的分界（陈世骧，1979）非细胞总界Superkingdom

Actonia原核总界Superkingdom

Procaryota

细菌界限KingdomMycomonera

蓝藻界KingdomPhycomonera真核总界Superkingdom

Eucaryota

植物界KingdomPlntae

真菌界KingdomFungi

动物界KingdomAnimalia生物物种分类的阶元界Kingdom门Phyllum

纲Class目Order

科Family属Genus

种Species动物界Animalia

节肢动物门Arthropoda

昆虫纲Insecta

同翅目Homoptera

蚜科Aphididae

蚜属Aphis

棉蚜

(Aphisgossypii)动物界Animalia

节肢动物门Arthropoda

昆虫纲Insecta

鞘翅目Coleoptera

步甲科Carabidae

步甲属Carabus

华贵步甲

Carabus

augustus

BatesGinkgobilobaPlantae--植物界Gymnospermophyta--裸子植物门Pinopsida--松柏纲Ginkgoales--银杏目Ginkgoaceae--银杏科Ginkgo--银杏属Ginkgobiloba--银杏人(Homosapiens)Kingdom:

Animalia

Phylum:

Chordata

Subphylum:

Vertebrata

Class:

Mammalia

Order:

Primates

Family:

Hominidae

Genus:

Homo

Species:

sapiens原生生物：40%

真菌：5.3%

苔藓植物：46.7%

维管植物：50.0%

线形动物：2.0%

节肢动物：5.0%

软体动物：50.0%

脊索动物：80.0%人们对物种认识上的不足

（已定名的比例）5世界上生物多样性丰富的国家根据脊椎动物、昆虫（凤蝶科）和种子植物的物种丰富度进行比较。结果表明，世界上生物多样性最丰富的12个国家为（McNeely等，1990）：

墨西哥、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、巴西、扎伊尔（刚果民）、马达加斯加、中国、印度、马来西亚、印度尼西亚和

澳大利亚。哺乳类Mammals印度尼西亚515种墨西哥449种巴西428种中国394种秘鲁361种哥伦比亚359种印度350种乌干达311种坦桑尼亚310种鸟类Birds哥伦比亚1721种秘鲁1701种巴西1622种印度尼西亚1519种厄瓜多尔1447种委内瑞拉1275种玻利维亚1250种印度1200种马来西亚：1200种中国1195种两栖类Amphibians巴西516种哥伦比亚407种厄瓜多尔358种墨西哥282印度尼西亚270种中国265种秘鲁251种扎伊尔216种美国205种委内瑞拉/澳大利亚197种爬行类Reptiles墨西哥717种澳大利亚868种印度尼西亚600种巴西467种印度453种哥伦比亚383种厄瓜多尔345种秘鲁297种马来西亚294种委泰国/新巴282种凤蝶科Papilionidae印度尼西亚121种中国99-104种印度77种巴西74种缅甸68厄瓜多尔64种哥伦比亚59种秘鲁58-59种马来西亚54-56种墨西哥52种子植物Spermatophytes巴西55000种哥伦比亚45000种中国25000种澳大利亚23000种墨西哥21000种南非21000种印度尼西亚20000种委内瑞拉20000种秘鲁20000种前苏联20000种物种类别 世界物种数 中国物种数%(中国/世界）

病毒50004008.7细菌300050016.7真菌72000800011.6藻类40000500012.5地衣20000200010.0苔藓植物2300022009.1蕨类植物10000-120002200-260021.7-22.0裸子植物850-94024026.7被子植物 2600003000011.5注：中国国土面积仅点世界陆地面积的3%。中国物种的丰富度（与世界已知物种数的比较）（I）

物种类别 世界物种数 中国物种数%(中国/世界）昆虫920000+51000+5.5鱼类21400280413.1两栖类40102847.4爬行类63003765.9鸟类9000124013.9哺乳类4181500+11.9注：中国国土面积仅点世界陆地面积的3%。中国物种的丰富度（与世界已知物种数的比较）（II）（1）生存环境的破坏森林过量砍伐,导致原生林面积锐减速。如在我国，森林（天然林）面积1971年约为98,170,000ha，至1995年降为86,350,000ha;

草原过度开垦和放牧：导致沙漠化问题日益严重；

不合理围湖造田；过度利用水资源；

动物赖以生存的环境的岛屿化。6生物多样性受到威胁或破坏的原因（2）资源的过度开发或采获鱼类资源的过度捕捞；滥捕滥猎；草原经济植物的过度采集，如在西北地区发菜、甘草等；（3）环境污染

工业污水生活污水农药残留、肥料污染大气污染（4）不恰当地引入物种

在美国夏威夷，有近86种引进植物严重影响或危害了当地的生物多样性，导致大片当地森林的消失。在国内，外来入侵生物已引起了严重的问题，并已受到政府的高度重视。据初步统计，我国重要的入侵种类为127种，其中，动物37种，植物90种。马樱丹（Lantanacamara）食蚊鱼Gambusia

affinis)(5)全球气候变暖；(6)工业化的农业和林业；(7)人口的大量增长。（8）物种灭绝速度加快历史上几次大的物