资源科学 2014第十四章生物资源与生物多样性学习资料

生物资源与生物多样性主要内容：一、生物资源与生物多样性的关系二、生物多样性及研究层次三、生物多样性的价值四、生物多样性面临的威胁及丧失原因五、生物多样性的保护对策生命的本质特征是什么？什么是生物资源？什么是生物多样性？一、生物资源与多样性生物资源对人类具有实际或潜在用途或价值的遗传资源、生物体或者部分、生物群体，或生态系统中任何其他生物组成部分。生物资源如何理解1有用性2相对性生物多样性1992年生物多样性公约Conventionforbiodiversity内容：旨在保护濒临灭绝的植物和动物，最大限度地保护地球上的多种多样的生物资源，以造福于当代和子孙后代。生物多样性保护是全世界环境

保护的核心问题，

被列为全球重大环境问题之一。

生物多样性

生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和,包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。生物资源与生物多样性的关系生物资源：实体，具体生物多样性：抽象，描述生物资源与生物多样性的关系二者是不同层面，不同性质的概念另外，多样性不考虑是否对人类有害生物资源是生物多样性的子集二、生物多样性及研究层次生物多样性的层次（类型）目前地球上生物多样性通常被认为有三个层次：

－－遗传多样性－－物种多样性－－生态系统多样性

生物多样性的三个层次ecosystemdiversityspeciesdiversitygeneticdiversity1.遗传多样性广义的遗传多样性：地球上所有生物所携带的遗传信息的总和，称为生物遗传多样性。狭义的遗传多样性：是指同一生物物种内不同种群之间或同一种群内不同个体之间的遗传变异的总和。主要包括染色体水平的多样性和DNA水平（基因）的变异性。遗传多样性我们日常所见到的是生物体表型phenotype的变异。表型=遗传型(genotype)+环境如何理解遗传多样性？遗传多样性是生态系统多样性和物种多样性的基础，是生物多样性的内在形式遗传多样性生物体遗传型的变异来源于基因突变，畸变等染色体变异：染色体重组、交换、缺失、反转、重复等遗传多样性的多层次表现与检测：

转录转译DNA→mRNA→蛋白质(酶)→

细胞(组织)→器官(个体)遗传多样性研究实例—大熊猫大熊猫概况：数量稀少（少于1000只）、分布地急剧减小并割裂为小群体、生殖力低下，极度濒危。以箭竹为食，缺乏食肉齿，但臼齿具明显的高低不平，为食肉目。随着地质年代中的环境变迁，体型经历了由小变大、又变小的过程。以迁地保护为主。1993年，世界上有35个单位饲养着113只大熊猫。同工酶与蛋白质多态性的检测：以成都动物园人工饲养的12只大熊猫的血液样品，同时以17只亚洲黑熊作为对照。分析结果表明大熊猫蛋白多态的参数：多态座位百分比P=0.025（黑熊为0.216），平均杂合度H=0.008（黑熊为0.056，哺乳类平均值为0.02）。显然大熊猫的遗传多样性极低。人类基因组计划2.物种多样性

什么是物种？种（Species）或称物种，生物分类的基本单位，位于生物分类法中最后一级，在属之下。能够（或可能）相互配育的自然种群的类群，这些类群与其它这样的类群在生殖上相互隔离着。

生物分类阶元5个界kingdom：原核生物界Monera：细菌、放线菌等原生生物界Protista：藻类、原生动物、粘菌等真菌界Fungi：酵母、霉菌动物界Animalia：植物界Plantae：五界系统是以细胞结构分化的等级以及和光合、吸收、摄食这三种主要营养方式有关的组织类型为基础的。第六界：病毒界生物分类阶元全球主要生物类群的物种数生物类群 已描述的物种数（万种）估计存在的物种数（万种） 病毒 0.4 40 细菌 0.4 100 真菌 7.2 150 原生动物 4.0 20 藻类 4.0 40 高等植物27.0 32 线虫 2.5 40 甲壳动物 4.0 15 蜘蛛类 7.5 75 昆虫 95.0 800 软体动物7.0 50 脊椎动物 4.5 5 其他 11.5 25 总计 175.0 1362

2.物种多样性（1）物种多样性的概念物种多样性是指地球上生命有机体种类的多样化，包括动物、植物、微生物物种的丰富性及其变化。物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式，反映了地球上生物有机体的复杂性。

10000米深海…………硫细菌4.5km深的地层中………细菌74－85km高空………微生物物种多样性是遗传多样性的载体或体现。被认为是生物多样性研究的核心内容。中国虎是不是一个种？各种花卉北美红杉龙血树捕蝇草人参水葫芦（凤眼莲）微生物过去十年间，科学家们一共发现了300种以前从未发现的哺乳动物直升机、卫星制图、潜水器、深海照相机和其他现代化的工具可以帮助科学家们进行系统的实地探测——包括一些因为战争爆发或政治阻碍而无法进入的热点地区。人类不断深入到偏远地方，可以说，当下是新物种发现的黄金时期。一种细长蝾螈就在离洛杉矶不到50公里的地方；而另一种可以长到40米高的新乔木离澳大利亚的悉尼也只有两个小时的车程。有三分之二的新哺乳动物是在博物馆的收藏柜里被发现的。奇庞吉猴（kipunji）Satomi的侏儒海马（Hippocampussatomiae），印度尼西亚（2）物种多样性的分布

地球上的物种并不是均匀分布生物多样性特丰富国家：地处或拥有大面积的热带、亚热带地区，占有全世界最高比例物种多样性的一些国家。12个生物多样性特丰富国家，包括：巴西、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、墨西哥、扎伊尔、马达加斯加、澳大利亚、中国、印度、印度尼西亚、马来西亚。这些国家拥有全世界60%-70%以上的生物多样性，对全球生物多样性的生存和保护起着关键作用。世界范围或一个国家内部的不同区域，其生物多样性丰富程度也存在着差别。那些生物物种丰富、物种特有程度较高以及濒危物种集中的区域就称为生物多样性热点地区（hot-spotsarea）或生物多样性关键地区（criticalregions）。全球生物多样性热点地区全球特有物种最丰富的10个国家两栖类鸟类哺乳类3.生态系统多样性生态系统多样性是指生物圈内物种集合的空间多样性。即生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。生态系统多样性是维持物种多样性和遗传多样性的前提和基础保证。生态系统多样性要点：生境；habitat生物群落；biocenosis

生态过程；ecologicalprocess生态系统的分类按系统与外部环境联系程度分：隔离系统（isolatedsystem）封闭系统（closedsystem）开放系统（openedsystem）按人类影响程度分：自然生态系统人工生态系统

生态系统多样性类型：

海洋生态系统淡水生态系统陆地生态系统农田生态系统森林生态系统草地生态系统湿地生态系统城市生态系统生态系统的分布规律：纬向地带性，自低纬度的赤道向高纬度的两极依次出现热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、草原、北方针叶林和苔原等。经向地带性，自沿海区域向大陆腹地依次出现森林、草原和荒漠等生态系统类型。垂直地带性，随着海拔高度的增加，依次出现朝向极地的各种生态系统类型。热带雨林植物区系丰富、无大型食草动物、缺乏大型食肉动物、灵长类丰富、鸟类丰富且羽毛鲜艳、昆虫种类丰富多彩、亚热带常绿阔叶林温带落叶阔叶林主要树种是落叶乔木。主要分布在北半球气候温和的中纬度地区。林中最大型的食草动物是鹿、最大的食肉动物是黑熊。林中鸟类种类繁多如榛鸟、山雀、林鸦和各种啄木鸟。爬行类、两栖类和昆虫也很多。温带针叶林主要树种有红松、白松、云杉、冷杉和铁杉。分布在北纬45-57度之间，是世界木材的主要产地。哺乳类动物有骆驼、熊貂、猞猁、狼、雪兔和松鼠。鸟类有雷鸟、榛鸟和各种鸣禽。爬行动物很少。热带草原广泛分布在热带地区温带草原分布广。欧亚大陆、蒙古、我国黄河中游、内蒙古和东北大兴安岭以西地带有大片温带草原代表动物：高鼻羚羊、黄羊、骆驼、黄鼠、仓鼠、跳鼠等。草原鸟有云雀、百灵鸟等冻原分布在北纬60度以北典型植物是地衣。动物有驯鹿、旅鼠、北极兔、北极狐、北极熊、雪鸟等。荒漠沙漠中的动物很多如非洲荒漠有鸵鸟、鹰、隼、猫头鹰、单峰骆驼等。珊瑚礁珊瑚礁只占世界海洋面积的0.2%，但养育着25%的所有海洋生命。问题为什么物种多样性和遗传多样性不能全部涵盖生物多样性的全部内容？生物之间的关系竞争捕食互惠共栖传粉播种小结遗传多样性是生态系统多样性和物种多样性的基础，是生物多样性的内在形式物种多样性是遗传多样性的载体或体现。被认为是生物多样性研究的核心内容生态系统多样性是维持物种多样性和遗传多样性的前提和基础保证。三、生物多样性价值与人类可持续发展生物多样性的价值生物多样性：是包括人类在内的地球生命生存和发展的基础。生物多样性价值一般包括：直接价值、间接价值、备择价值和存在价值等四种类型。中国生物多样性国情研究报告的价值分类系统主要价值类型直接使用价值间接价值(体现在环境和生态价值)潜在价值或选择价值存在价值或内在价值产品及加工品直接使用价值服务价值对人们提供效益的典型用途林业农业畜牧业渔业医药业工业等消费性利用价值旅游观光科学文化畜牧使役价值有机物生产维持大气平衡物质循环生态系统稳定保持水土防风固沙调节气候净化环境潜在使用价值、潜在保留价值确保自己或别人将来能利用某种资源或某种效益羌塘地区藏羚羊价值综合评估10亿元每年一级价值类别

二级价值类别

总价值（万元/年）比例%

100年的现值(亿元）

形象商业价值

1200

1.19

15.03游憩娱乐价值

1261812.49

158.03维持生物多样性价值

16000

15.84

200.38教育价值

13181.30

16.51利用价值

科学研究价值

6000059.39751.44存在价值

5214.75

5.16

65.31选择价值

3360.613.33

42.09非利用价值遗赠价值

3012.962.9837.73直接经济损害价值

1478

1.46

18.51

负价值

生态损害的经济价值

217.980.222.73合计

101028.34100.00

1265.27

生物多样性价值评估

---以森林资源为例直接经济价值间接经济价值直接价值当地消费使用价值（食物、烧柴、建筑材料、渔业）生产使用价值（野外收获进入贸易市场）纸浆、树脂、松香、橡胶、木柴和木炭等燃料、木材、食品、布料和医药等间接价值间接价值包括：水土保持气候调节控制污染控制生物灾害种间关系休闲和生态旅游可更新能源1水土保持树冠拦截的雨水量一般高达15%~40%。灌木与草本植物层拦截并保留的雨水更多。枯枝落叶层是森林海绵效应最重要的组成部分，最低有效厚度为0.5~1.0cm，效应可达80%以上。缓解雨水的侵蚀作用；吸收雨水；增加地面的粗糙度，过滤、阻断和减缓地表径流；改善土壤结构和肥力，提高持水能力。2

预防水灾中国森林面积为159×104

km2。森林的蓄水量每公顷比荒地多14.5×104~18.3×104

m3森林在雨季蓄水量达到饱和状态时可以多吸收2.3×108~2.91×108

m3的雨水。也就是说，现有森林在雨季可以在230×104~291×104

km3范围内吸收1m深的洪水。这个范围比1998年洪水影响的整个地区的大10倍。3

土壤肥力的养护森林枯枝落叶层的腐烂可以使每年每公顷平均3990kg的硝酸盐返回到土壤中中国森林总面积为159×104km2，因此每年可以将6.36×108t硝酸盐转化到土壤中。按1999年中国出口尿素的价格（每吨1050元）计算，森林每年固定到土壤里的硝酸盐价值达665×108元。4.调节气候和天气5.防范风暴6.固碳作用问题:为什么固碳作用很重要？全球森林每年通过光合作用可固定1000～1200×108t碳，占大气总碳贮量的13%～16%森林丧失的影响远远超过人为二氧化碳的排放7.控制污染天然植被，特别是森林，能够通过吸收污染物而净化空气和水。要生产1kg的干物质，需要过滤3110m3的空气能够从大气中去掉的有毒气体有二氧化硫、氟化氢、氯和氨都市森林每年每公顷能吸收3000~6000kg的二氧化硫。每公顷都市阔叶林有400t树叶，每年能吸收300~2000kg的氟和氟化物，以及3000~5000kg的氯

9.娱乐与旅游1994年，中国自然保护区的全部旅游收入为300~500万元1995年，中国森林公园接待了总共6090万旅客，直接收入为5.21×108元1998年的1030×108元2004外国游客达到1.09亿人次狩猎场观鸟活动

10可更新能源薪柴和木炭提高发电效率问题:为什么能够提高发电效率？森林可以提高发电效率河流水流量与发电效率的关系图森林覆盖至少可使水力发电的效率提高10%~30%

四、生物多样性面临的威胁及丧失的主要原因世界生物多样性濒危状况物种的自然灭绝速率大约是每年1种，而现在由于人类活动所引起的物种灭绝速率至少增加了1000倍六级法：是世界自然保护联盟（IUCN）在其著名的《红皮书》中对受危物种的分级方法。

绝灭（Ex）[Extinct]：。

野生绝迹（Et）[ExtinctIntheWild]：如麋鹿

濒危（E）[Endangered]：如朱鹮、华南虎、熊猫。

易危（V）[Vulnerable]：如金猫、云豹。

稀有（R）[Rare]

不足（I）[LeastConcern]

物种受威胁等级的划分世界上的濒危物种数量类群濒危物种数量植物19078无脊椎动物1355鱼类343两栖类50爬行类170鸟类1037哺乳类497问题一个或几个世纪之后的世界是个什么样子？在世界上只存在单一化的作物和农场，间或有一些萎缩的自然保护区（其中半数要靠灌溉来维持，有一半是城市公园），城市相互包围着，文化和社会被强制化的管理所控制，所有生命都是普遍相同的且由人为技术所造就。物种和空间的多样化和丰富性、山林间的一小块一小块的农田、仍然神秘的自然保护区和广大美丽的农田、星罗棋布的自我维持的城市以及丰富的人与传统的结合。

生物多样性丧失的原因1、生境的破坏（丧失、破碎和退化）2、生物资源的过度开发3、人工生态系统取代自然生态系统4、环境污染5、外来物种入侵1、生境的破坏（丧失、破碎和退化）据统计，在中国，每过1.8秒就有一个孩子出生；在全球，人口正以日增25万人的速度飞速膨胀。地球陆地表面的40%区域被人类开发作为农业、城市、公路和水库。使许多生物的生存空间全球各类生态系统，特别是许多原始生境，造到严重破坏，使许多生物失去栖息地。拥有全球50%物种的热带雨林比原有面积较少一半，大部分国家的森林均呈破碎化。围湖造地、滩涂和沼泽开垦。草地过度放牧、毁草开荒及鼠害等行为，草原也正在急剧退化与荒漠化。人类的活动，使许多大面积连续的生境变成小面积的板块并被退化的生境阻隔－“生境的岛屿化”。昔日的青山2、生物资源的过度开发森林资源过度采伐：至80年代初，全球41%的热带雨林已经消失。统计资料表明，人类目前对热带雨林的破坏仍以大约每分钟47ha的速度进行着，照此下去，热带雨林将在50年内消失渔业资源的过度捕捞。野生经济动植物的乱捕滥采：许多野生动物因“皮可穿、毛可用、肉可食、器官可入药”而遭灭顶之灾。中医药依赖于自然资源

我国已知药用动物超过1500种，其中脊椎动物占60％以上。有5,000多种植物在中国较正规地用于医疗中国保护动物名录中有40%的动物被认为可入药在被列入《中国植物红皮书》388种濒危植物中，有77种是较为典型的中药材，占总数的19.86%。Tradeisoneofthegreatestthreatstowildlifeintheworldtoday.如今贸易对野生动物是最大的威胁Itiscausinglocalandregionalextinctions,andthreateningglobalextinctions.带来了区域性的灭绝，也威胁到全球的物种Itinvolvestradeinanimalsformeat,andalsotrophies,pets,andmedicines.野生动物贸易包括了：肉类、旅游纪念品、宠物和药物偷猎和野生动物贸易3、人工生态系统取代自然生态系统人工生态系统仅仅由单一或少数几个物种组成，如农作物种植、人工造林的品种单一化，遗传多样性和变异性降低，系统内的生物存在着潜在的威胁。在人工生态系统中，一种新的病菌或捕食者可能导致一个物种的灭绝。4、环境污染包括工业的三废排放、农业农药化肥施用、生活污水等环境污染。可导致生物多样性各个水平的丧失，其中至少包括：环境污染物－对生物的直接毒害，导致生物死亡或繁殖能力降低、种群规模减少等。环境污染物－通过食物链的富集,使高营养级的生物毒害更加严重而难以生存。环境的污染－导致生境和生态系统破坏，使许多生物丧失了生存环境与生存空间。5、外来物种入侵大米草283种外来物种入侵我国

一年“吃掉”1200亿（2004.6.4厦门晚报）

据报道，从2001年12月开始，在国家环境保护总局南京环境科学研究所的组织协调下，在全国开展外来入侵物种调查工作，经过近两年的努力：入侵种类：本次查明我国有外来入侵物种283种。入侵来源：最大来源美洲，其他依次为欧洲、非洲和大洋洲。经济损失：每年经济损失1197.76亿元。其中对国民经济有关行业造成直接经济损失198.59亿元。对我国生态系统、物种及遗传资源造成的间接经济损失（评估数模计算）每年1000.17亿元。

其中：美洲斑潜蝇、豚草、褐家鼠、烟粉虱、温室白粉虱、紫茎泽兰造成损失均在10亿元以上。入侵途径：有意引进占39.6%、无意引进占49.3%、自然入侵仅占3.3%。在入侵的植物中，有一半是作为有用植物引进。原因分析：缺乏认识。引进存在很大程度的盲目性和急功近利倾向。热衷从国外引种，极大增加外来物种入侵风险。五、生物多样性的保护对策生物多样性的保护对策生物多样性的就地保护生物多样性的迁地保护建立新种群受损生态系统的恢复生物多样性的可持续利用完善生物多样性法律体系公众的作用和积极的参与1、生物多样性的就地保护生物多样性的就地保护是指，通过立法，以保护区和国家公园的形式，将有代表性的自然生态系统、珍稀濒危野生动植物物种集中天然分布区保护起来，限制人类活动的影响，确保保护区内生态系统及其物种的演化和繁衍，维持系统内的物质循环和能量流动等生态过程。就地保护是保护生物多样性的最佳方式