生物多样性 优秀公开课教案

生物多样性为人类提供了食物、纤维、木材、药材和多种工业原料，提供了保持土壤肥力、保障水质以及调节气候等生态服务功能，它关系着人类的安康福祉和文化完整性。生物多样性包括了3个部分。第一是生物，包括它所携带的基因。第二是生物在自然界不是孤立存在的，要和周围环境发生非常密切的联系，这种联系叫做生态系统，也可以叫生态复合体，包括生态系统和景观。第三是与此相关的各种生态过程的总和，这些单位是活的东西，靠能量流动、养分循环、水分循环等各种生态过程来维持，如果这些过程停止了，那这个单位就停止了。其实，生物多样性在过去几百万年、几千万年以前就开始存在了。中国科学院生物多样性委员会副主任、中科院植物研究所副所长马克平研究员指出，生物多样性价值非常大，一是直接价值，如食物、药物、工业原料等；二是间接价值，间接价值经常被我们忽视，比如调节气候、保持水土等。我们往往没有注意到生物多样性的价值，最近几年人们才开始重视这个问题。1997年《自然》杂志上发表了一篇文章，对全球生态系统的服务价值、服务功能进行了评估，从数量上反映了一个定性的结论。每年全球的生态系统为人类提供的服务折合成经济价值是多少？结论是33万亿美元，而每年全球的gdp加起来大约是18万亿美元。1998年美国总统的科学顾问团做了一个报告《与生命为伍》，内容是生物多样性在生物经济发展过程当中的作用。这个报告提出一个概念——生物多样性是支持社会、经济可持续发展的活资本。为什么生物多样性近年才开始重视？因为目前生物多样性受到了严重的威胁。科学家经过研究发现，现在物种的灭绝速度要比自然的灭绝速度快100倍甚至1000倍，这个速度主要是由于人类活动造成的。过去在地质历史上已经出现了5次生物的大灭绝，包括大家比较熟悉的恐龙大灭绝，科学家们认为，目前我们正处于第六次生物大灭绝时期。保护物种最好是保护其生存环境单纯的保护物种，最后还是会归于失败。保护物种的最好方法还是保护生存环境。物种灭绝问题牵涉到物种与生物群落的关系问题。生态系统是物种在自然界长期存在下去的基本单元，如果仅仅保护物种的话，实际上不容易把这个物种长期保存下来；只有把生存环境保护下来，才能把这个物种保护下来。马克平举了美国生物圈2号的例子，“美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的生物圈2号是一座微型闭式人工生态系统，地球本身称作生物圈1号。美国的科学家觉得以其对生态系统的了解已经足以构建一个人工的生态系统，就搞了这个生物圈2号，计算出植物固定二氧化碳、放出氧气的速度，看种多少不同植被，产生多少氧气，使整个生物圈的空气里不同气体成分的比例和现在自然当中的空气比例是相近的，有8个科学家在里面呆了21个月，最后失败了。这说明人类还是没有对生态系统的规律认识得很清楚，还不足以重新构建一个生态系统。从另外一个方面也说明我们要保护物种，只能保护它所生存的那个生态系统”。实际上，人类尚不知道物种需要的最好条件是什么，因为生态系统很复杂，里面有各种各样的关系，物种之间的相互作用，能量、养分循环等很多方面，包括信息的传递，我们现在的知识还是很有限。开始人们习惯于把物种搬出来进行保护，后来发现，最有效的办法还是建立自然保护区，不仅是保护物种，更重要的是保护生存环境。自然保护区应提升质量自然保护区是生物多样性保护最有效的方式，截至2022年底，我们国家已经建了各级各类自然保护区2194个，占国土面积%。马克平指出，我国自然保护区数量上绝对没问题，但质量还需提升。几乎跑过中国所有自然保护区的马克平很了解中国自然保护区的现状，“国家保护区相对来讲好一些，一些地方保护区都存在问题。一些已经建立了20年的省级保护区，现在连边界都没有了。连边界都不知道在哪儿，你怎么去管理呢？很多县级和县级以下的保护区光有一个名字，有一个牌子，没有管理人员。我认为我们应该高度重视自然保护区的质量，保护区的发展要从数量型转变成质量型，不要盲目追求数量增加多少，覆盖的面积增加多少”。另一位专家将伤害自然保护区的人总结为两类：“穷人”和“富人”。“穷人”是当地政府或者当地居民。对于贫穷的农民们来说，青山绿水当不得馍吃，任何过上好日子的机会都是难以拒绝的诱惑。在甘家湖白梭梭自然保护区，农民们盗采药材，不放过每一株，把保护区挖得千疮百孔。严格意义上，贫穷，而非贫穷者，是自然保护区的敌人。“富人”往往是外来的财团或者公司。他们对保护区的侵占往往一占就是50年、70年。他们往往以利益最大化为目的，进行掠夺性的开发。一个很明显的事实是生态保护成效跟经济发展程度紧密相关。广东、浙江等经济发达地区，自然保护区所需经费全部纳入了省级财政预算，生态保护较好。而在西部地区，除一处国家级保护区由中央财政统管外，其他全归属于地方，生态保护能力相对薄弱。发展中国家遗传资源大量流失在联合国于1972年讨论人类生存环境之前，国际法及国际条约中没有出现关于遗传资源的归属原则，遗传资源被视为全人类的共同财富。因为遗传资源的取得与利用只需要采集少量的样品即可，所以遗传资源有一个不同于石油和其他矿物资源的特点，那就是可以很容易地被无偿取得。各个跨国公司、研究机构免费地从各个国家特别是发展中国家收集遗传资源，例如上世纪60年代的绿色革命中，植物遗传资源就被免费地用于繁育新的作物品种。多年从事生物科学和生物多样性保护研究工作的国家环保总局南京环科所研究员薛达元毫不客气地指出，发达国家以利用遗传资源的技术被私人公司掌握开发、有知识产权保护为借口，在从发展中国家获取遗传资源的同时，并没有优先转让利用遗传资源的技术给发展中国家。为保护自身丰富的生物基因资源，一些发展中国家已经或正在采取相应的措施。印度是拥有丰富生物遗传资源多样性和自然多样性的国家之一，在保护本国的基因资源方面做了很多工作。在美国授予水稻技术公司一项“巴斯马蒂”的大米专利后，印度政府认为水稻技术公司对“巴斯马蒂”大米申请专利是对其传统知识的侵犯，表示要对该项专利进行起诉。因为“巴斯马蒂”大米特指印度北方各州和巴基斯坦部分地区的农民许多世纪以来所种植的一种水稻产品。中国拥有十分丰富的基因资源，是全球生物多样性大国之一，拥有陆地生态系统599个类型，有高等植物32800种，特有高等植物17300种；脊椎动物6300多种，特有物种667个；有56个民族13亿人口，特别是有些长期与世隔绝的地方保留了同质性极好的人群，具有极大的遗传学研究价值。这些丰富的资源是我国发展生物技术产业得天独厚的条件。如何保护自己国家丰富的生物基因资源不被发达国家掠夺，是我们必须关注的问题。1998年由我国科技部和卫生部共同制定的《人类遗传资源管理暂行办法》，这也是中国出台的第一部有关遗传资源保护的法规。中国生物多样性面临危机国家环保总局自然生态司司长万本太介绍，中国是世界上生物多样性最丰富的国家之一。中国物种多样性高度丰富，大约有高等植物3万多种。生物物种特有性高，拥有大量特有的物种和孑遗物种，大熊猫、白鳍豚、水杉、银杉等。生物区系起源古老，如晚古生代的松杉类植物，中国占世界现存7科中的6科。经济物种丰富，药用植物11000多种，原产我国的重要观赏花卉超过2238种。中国的生物多样性正受到非常严重的威胁，马克平指出，用《国际濒危动植物物种贸易公约》这个指标来衡量的话，“公约当时列了640个种，在中国可以找到156个，比例非常高。约有200个物种已经灭绝；约有5000种植物在近年内已处于濒危状态；约有398种脊椎动物也处在濒危状态。另外中国的生态系统有40％处于非常严重的退化状态，各种开发建设的人为破坏仍在继续，物种生存面临威胁；外来入侵物种危害日益严重，生物安全管理亟待加强；生物遗传资源流失问题突出，保护和管理不到位；西部地区生物多样性急需采取抢救性保护措施。”马克平分析说，其中有两个中国国情是值得大家关注的。第一，中国的人口多，而且有70％左右在农村，对生物多样性的依赖比较大。第二，中国是近年来少数几个经济发展速度最快的国家之一，经济发展对环境造成了很大的压力。中科院植物所研究员钱迎