園林植物安全與檢疫：生物多樣性1

生物多樣性

BIODIVERSITY

CONSERVATION

&

UTILIZATION

任課教師田明義（教授）王敏（教授）岑伊靜（副教授）第一講Introduction

(緒論)主要參考書目張維平《保護生物多樣性》中國環(huán)境科學出版社，2001王獻溥宋朝樞《生物多樣性就地保護》，中國林業(yè)出版社，2005其它參考書目中國科學院生物多樣性委員會（錢迎倩、與克平主編）《生物多樣性研究的原理與方法》中國科學技術出版社，1994宋延齡等主編《物種多樣性研究與保護》

浙江科學技術出版社，1998蔣志剛等主編《保護生物學》

浙江科學技術出版社，1999LyleGlowka等《生物多樣性公約指南》

科學出版社，IUCN世界自然保護聯(lián)盟，1997其它參考書目《綠色未來》叢書，天津教育出版社，2001，包括：《生物的天堂》（神奇的自然保護區(qū)）（趙勃）；《鳥獸的絕唱》（野生動物現(xiàn)狀與拯救）（郭耕）；《消逝的綠色》（植物資源與生態(tài)）（張志翔）；

。。。。。其它參考書目EdwardO.Wilson,《生命的多樣性》（TheDiversityofLife)，王芷等譯，湖南科技出版社，2004李俊文等《保護生物學》，中國林業(yè)出版社，2002AndrewS.Pullin,《保護生物學》（ConservationBiology),賈競波譯，高等教育出版社，2005有關雜志

《人與生物圈》《生物多樣性》《野生動物》《大自然》《大自然探索》《中國國家地理雜志》

。。。。。。引子

“世界上最危險的動物是什么”？引子“回首二十世紀，既是人類社會獲得物質財富最多的世紀，也是人為破壞環(huán)境最嚴重的世紀”（解振華，2001）。引子時間：1972年地點：瑞典斯德哥爾摩事件：人類環(huán)境大會成果:將防治污染、保護環(huán)境提到議事日程。引子時間：1992年6月地點：巴西里約熱內盧事件：聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會成果:《生物多樣性公約》：由153個國家和地區(qū)的元首或政府首腦共同簽署。引子時間：2002年８月２６日－９月４日地點：南非約翰內斯堡事件：世界可持續(xù)發(fā)展大會（又稱第二屆地球首腦會議）成果:主要回顧各國在實施1992年里約世界環(huán)境與發(fā)展大會通過的《21世紀行動議程》過程中存在的問題與不足，并展望人類可持續(xù)發(fā)展的未來。1生物多樣性的概念生物多樣性(Biodiversity,orBiologicalDiversity)指地球上形形色色的生物體及其與環(huán)境所構成的有機整體的多樣性和變異性。生物多樣性的定義《生物多樣性公約》中的定義“生物多樣性”是指所有來源的活的生物體中的變異性，這些來源除其它外包括陸地、海洋和其它水生生態(tài)系統(tǒng)及其所構成的生態(tài)綜合體，這包括物種內、物種之間和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。生物體及其所構成整體的層次及水平生物體組成的不同層次（微觀）

分子基因細胞組織器官個體

生物體所組成的整體的不同層次和水平（宏觀）

個體種群群落生態(tài)系統(tǒng)生物圈生物多樣性的三個層次

物種多樣性(Speciesdiversity)

遺傳多樣性(Geneticdiversity)

生態(tài)多樣性(Ecologicaldiversity)

（景觀多樣性Landscapediversity）在物種多樣性水平上，主要研究物種的分類、物種的分布、物種的起源與進化。。。生物多樣性的三個層

在遺傳多樣性水平上，主要研究物種內不同個體之間和不同物種之間遺傳物質的差異，以及這些差異在生物進化中的意義，并由此推測物種進化的途徑與速度。。。生物多樣性的三個層次

在生態(tài)系統(tǒng)多樣性水平上，主要研究生態(tài)系統(tǒng)內各物種之間的相互關系、物種與周圍環(huán)境之間的關系。。。生物多樣性的三個層次

物種多樣性

（Speciesdiversity）物種(Species）是什么？“物種是形態(tài)學上類似的、彼此能夠交配的、要求類似環(huán)境條件的生物個體的總和”?！拔锓N乃是生物世界發(fā)展的連續(xù)性與間斷性的統(tǒng)一形式。生物世界通過物種的形式而發(fā)展，以物種的形成為發(fā)展的一定階段。在有性別的動物中，物種呈現(xiàn)出統(tǒng)一的繁殖群體，由占有一定空間，交替分布的種群所組成，而與其他物種群體在生殖上是隔離的”?！拔锓N是在自然界客觀存在的、能夠相互配育的自然種群的組合”。物種多樣性

（Speciesdiversity）從遺傳學的角度出發(fā)：“物種(Species）是具有共同基因庫的、與其他類群有生殖隔離的類群”。對物種的鑒定，主要仍依賴于形態(tài)特征。物種多樣性

（Speciesdiversity）物種(Species）是客觀存在的：物種是分類學上的一個單位，但不是一個人為制定的單位。例子：

1928年，美國鳥類學家、進化論學者ErnstMayr

深入新幾內亞一個偏遠地區(qū)調查鳥類，共鑒定出138種，而當?shù)赝林艘材芊殖?37種并有相應的土名。但是：螞蟻例外（EdwardO.Wilson,1996）。物種多樣性

（Speciesdiversity）物種是：生物進化的基本單元；遺傳基因的載體；生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分；生物多樣性的最為直觀的表現(xiàn)形式。生物多樣性研究的主要對象和生物多樣性保護的直接目標。

生物多樣性的豐富程度均以物種的存在形式來表示：如物種數(shù)、特有物種、珍稀物種及其分布形式等。物種多樣性的研究是遺傳多樣性和生態(tài)多樣性研究的基礎。

物種多樣性

物種多樣性主要研究：

--物種的豐富度；

--物種的形成過程和機理；

--物種繁榮及衰退過程和原因；

--瀕危物種的保護措施等。物種多樣性

遺傳多樣性（Geneticdiversity）指每一物種內基因型的多樣性。主要研究：

基因的結構、分化過程和機制；在人為干擾作用下遺傳多樣性的喪失過程和機制；如何進行遺傳多樣性的保護等問題。生態(tài)系統(tǒng)多樣性（Ecologicalsystemdiversity）

指生物圈內棲息地、生物群落和生態(tài)學過程的多樣性，以及生態(tài)系統(tǒng)內棲息地差異和生態(tài)學變化過程的多樣性（陳靈芝，1993）。生態(tài)系統(tǒng)多樣性（Ecologicalsystemdiversity）

生態(tài)系統(tǒng)多樣性主要包括生物群落和生境類型的多樣性。主要研究生物群落與生境作為一個系統(tǒng)形成的過程和機理。在生態(tài)系統(tǒng)中，作為每個物種都在支撐和維護其所在的生態(tài)系統(tǒng)，同時又依賴這一生態(tài)系統(tǒng)以延續(xù)其生存。生態(tài)系統(tǒng)多樣性（Ecologicalsystemdiversity）

生態(tài)系統(tǒng)多樣性既與生境的變化有關，也與物種本身的多樣性和興旺的程度密切相關。生態(tài)系統(tǒng)的類型按人類影響的程度分為：

自然生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng)按生境性質分：

陸地生態(tài)系統(tǒng)海洋生態(tài)系統(tǒng)淡水生態(tài)系統(tǒng)中國主要陸地生態(tài)系統(tǒng)類型（陳靈芝等，1993）生態(tài)系統(tǒng)類型類別數(shù)森林生態(tài)系統(tǒng)248灌叢生態(tài)系統(tǒng)（含港灌草叢生態(tài)系統(tǒng)）126草原生態(tài)系統(tǒng)55荒漠生態(tài)系統(tǒng)52草甸生態(tài)系統(tǒng)77沼澤生態(tài)系統(tǒng)37森林生態(tài)系統(tǒng)興安落葉松林Larix

gmelinii蒼山冷杉林Abies

delavayi天山南坡落葉闊葉林（山楂、密葉楊、沙棘等）紅松林Pinus

koeaiensis(長白西南坡)鐵杉林Tsuga

spp.（四川臥龍）常綠闊葉林（昆明）熱帶山地雨林（尖峰）滇南熱帶雨林云南黃連山自然保護區(qū)四數(shù)木南嶺國家級自然保護區(qū)（廣東）三清山（江西）胡楊林活著：三千年不死

死后：三千年不倒

倒下：三千年不爛Workingordestructing林趣

人工生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng)在農林業(yè)生產(chǎn)中戰(zhàn)有非常重要的地位，如農田生態(tài)系統(tǒng)。在實踐中生態(tài)系統(tǒng)又可以層層細分，如農田生態(tài)系統(tǒng)可再細分為：

小麥生態(tài)系統(tǒng)大豆生態(tài)系統(tǒng)棉花生態(tài)系統(tǒng)水稻生態(tài)系統(tǒng)果園生態(tài)系統(tǒng)茶園生態(tài)系統(tǒng)。。。景觀多樣性LandscapeDiversity指由不同類型的景觀要要素或生態(tài)系統(tǒng)構成的景觀在空間、功能機制、時間動態(tài)方面的多樣性或變異性。景觀是一個大尺度的宏觀系統(tǒng)，為一個具高度空間異質性的區(qū)域。景觀要素：嵌塊體（Patch)

廊道（Corridor）基質（Matrix）2.1直接價值

1）為人類提供生存所必須的基本食物和食品，為農業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等的發(fā)展的基礎。包括糧食、油料、蔬菜、水果、畜產(chǎn)品、魚類等等。在人類歷史上約3000種植物被用作食物，另7500種可食，目前種植植物150種左右。目前人類90%的糧食來源于約20種植物，其中小麥、水稻和玉米占人類糧食總量的70%以上。在動物食物方面：豬、牛、羊、雞、鴨等占動物蛋白來源的大部分。魚類和野生動物也是重要的動物食物來源。2生物多樣性的價值2）為人類衛(wèi)生保健提供基本藥品：在發(fā)展中國家，80%人口靠傳統(tǒng)藥物進行治療，發(fā)達國家40%依賴自然資源。在我國，中藥材種類212807種，其中植物11146種（80%以上），常用大宗植物藥320種。動物藥1581種，礦物藥80種。

直接價值3）提供各種各樣的工業(yè)原料：植物原料：木材、纖維、造紙原料、香料、橡膠、松脂、天然淀粉等；動物原料：皮、毛、革、羽等；

植物化石原料：石油、煤、天然氣等；

直接價值

4）為人類提供豐富多彩的生活及精神上的享受：

5）為科學實驗提供材料或啟示,如在仿生學方面,

直升機（蜻蜓）紅外線熱定位（響尾蛇）超生波定位（蝙蝠）高速飛行器振動陀螺儀（昆蟲平衡棒作用原理）。遺傳學研究材料：如果蠅。

直接價值2.2間接價值

能量固定

氣候調節(jié)水土保持

環(huán)境清潔:吸收、分解動物尸體、糞便、有機廢物；降解、凈化污染物；

環(huán)境批示或監(jiān)測潛在價值目前，人們對許多動物、植物和微生物的價值還不了解。實際上，眾多物種、基因和生態(tài)系統(tǒng)的組成多樣性，對人類社會的發(fā)展具有潛在的利用價值。隨著科學的進步，人類將會發(fā)現(xiàn)生物多樣性具有越來越多的利用價值。我國生物多樣性經(jīng)濟價值據(jù)《保護中國的生物多樣性》，中國生物多樣性效益及效能的估計值為：

2570-4210億美元/年3人類社會發(fā)展與生物多樣性的關系地球的歷史：45億年；地球上生物的歷史：36-37億年；生物進化的規(guī)律：從無到有、從少到多、從水生到陸生、從簡單到復雜。人類的出現(xiàn)：500萬年（近代人類僅幾萬年）。采獵文明：采集、獰獵；火的利用，使人類實現(xiàn)從對自然環(huán)境的被動適應到主動改造自然環(huán)境的轉變。農業(yè)文明：種植、馴養(yǎng)，解決主要食物問題；對環(huán)境影響不大，在宗教思想中表現(xiàn)出對自然的崇敬、畏懼和依賴。人類社會發(fā)展與生物多樣性的關系工業(yè)文明：由于科學技術的飛速發(fā)展，人類開始以地球主人的姿態(tài)對各類資源進行大肆的開發(fā)或掠奪，導致了一系列的生態(tài)和環(huán)境問題，如大氣污染、資源枯竭、氣候異常、土地荒漠化、大量物種生存狀況惡化等等。后工業(yè)文明：人類開始覺醒，并試圖恢復人與自然的協(xié)調關系，達到人類社會的可持續(xù)發(fā)展（sustainabledevelopment)。人類社會發(fā)展與生物多樣性的關系4人類對生物及生物多樣性的認識現(xiàn)狀

生物物種的高級分類（界級）

Whittaker（1969）根據(jù)細胞結構及營養(yǎng)類型，將生物分為二總界五界：原核生物總界Prokaryota

原核生物界（Monera）：已知約4000種

細菌(Bacteria)、原綠藻(Prochlorophata)

藍藻類(Cyanophyta)；真核生物總界Eukaryota：已具有細胞核，包括----

原生生物界（Protista）：包括所有單細胞的和群體的單細胞生物，如變形蟲、草履蟲、綠藻、粘菌等，較為龐雜。已知約80000種。

真菌界（Fungi）：為腐食營養(yǎng)；已知約72000種。

植物界（Plantae）：包括藻類（Algae）、苔蘚植物和維管植物，為光合自養(yǎng)；已知約270000種。

動物界（Animalia）：吞食營養(yǎng)；已知1326239種。通俗地，常將生物劃分為動物、植物和微生物三大類。生物物種的高級分類（界級）生物的分界（陳世驤，1979）非細胞總界Superkingdom

Actonia原核總界Superkingdom

Procaryota

細菌界限KingdomMycomonera

藍藻界KingdomPhycomonera真核總界Superkingdom

Eucaryota

植物界KingdomPlntae

真菌界KingdomFungi

動物界KingdomAnimalia生物物種分類的階元界Kingdom門Phyllum

綱Class目Order

科Family屬Genus

種Species動物界Animalia

節(jié)肢動物門Arthropoda

昆蟲綱Insecta

同翅目Homoptera

蚜科Aphididae

蚜屬Aphis

棉蚜

(Aphisgossypii)動物界Animalia

節(jié)肢動物門Arthropoda

昆蟲綱Insecta

鞘翅目Coleoptera

步甲科Carabidae

步甲屬Carabus

華貴步甲

Carabus

augustus

BatesGinkgobilobaPlantae--植物界Gymnospermophyta--裸子植物門Pinopsida--松柏綱Ginkgoales--銀杏目Ginkgoaceae--銀杏科Ginkgo--銀杏屬Ginkgobiloba--銀杏人(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%

苔蘚植物：46.7%

維管植物：50.0%

線形動物：2.0%

節(jié)肢動物：5.0%

軟體動物：50.0%

脊索動物：80.0%人們對物種認識上的不足

（已定名的比例）5世界上生物多樣性豐富的國家根據(jù)脊椎動物、昆蟲（鳳蝶科）和種子植物的物種豐富度進行比較。結果表明，世界上生物多樣性最豐富的12個國家為（McNeely等，1990）：

墨西哥、哥倫比亞、厄瓜多爾、秘魯、巴西、扎伊爾（剛果民）、馬達加斯加、中國、印度、馬來西亞、印度尼西亞和

澳大利亞。哺乳類Mammals印度尼西亞515種墨西哥449種巴西428種中國394種秘魯361種哥倫比亞359種印度350種烏干達311種坦桑尼亞310種鳥類Birds哥倫比亞1721種秘魯1701種巴西1622種印度尼西亞1519種厄瓜多爾1447種委內瑞拉1275種玻利維亞1250種印度1200種馬來西亞：1200種中國1195種兩棲類Amphibians巴西516種哥倫比亞407種厄瓜多爾358種墨西哥282印度尼西亞270種中國265種秘魯251種扎伊爾216種美國205種委內瑞拉/澳大利亞197種爬行類Reptiles墨西哥717種澳大利亞868種印度尼西亞600種巴西467種印度453種哥倫比亞383種厄瓜多爾345種秘魯297種馬來西亞294種委泰國/新巴282種鳳蝶科Papilionidae印度尼西亞121種中國99-104種印度77種巴西74種緬甸68厄瓜多爾64種哥倫比亞59種秘魯58-59種馬來西亞54-56種墨西哥52種子植物Spermatophytes巴西55000種哥倫比亞45000種中國25000種澳大利亞23000種墨西哥21000種南非21000種印度尼西亞20000種委內瑞拉20000種秘魯20000種前蘇聯(lián)20000種物種類別 世界物種數(shù) 中國物種數(shù)%(中國/世界）

病毒50004008.7細菌300050016.7真菌72000800011.6藻類40000500012.5地衣20000200010.0苔蘚植物2300022009.1蕨類植物10000-120002200-260021.7-22.0裸子植物850-94024026.7被子植物 2600003000011.5注：中國國土面積僅點世界陸地面積的3%。中國物種的豐富度（與世界已知物種數(shù)的比較）（I）

物種類別 世界物種數(shù) 中國物種數(shù)%(中國/世界）昆蟲920000+51000+5.5魚類21400280413.1兩棲類40102847.4爬行類63003765.9鳥類9000124013.9哺乳類4181500+11.9注：中國國土面積僅點世界陸地面積的3%。中國物種的豐富度（與世界已知物種數(shù)的比較）（II）（1）生存環(huán)境的破壞森林過量砍伐,導致原生林面積銳減速。如在我國，森林（天然林）面積1971年約為98,170,000ha，至1995年降為86,350,000ha;

草原過度開墾和放牧：導致沙漠化問題日益嚴重；

不合理圍湖造田；過度利用水資源；

動物賴以生存的環(huán)境的島嶼化。6生物多樣性受到威脅或破壞的原因（2）資源的過度開發(fā)或采獲魚類資源的過度捕撈；濫捕濫獵；草原經(jīng)濟植物的過度采集，如在西北地區(qū)發(fā)菜、甘草等；（3）環(huán)境污染

工業(yè)污水生活污水農藥殘留、肥料污染大氣污染（4）不恰當?shù)匾胛锓N

在美國夏威夷，有近86種引進植物嚴重影響或危害了當?shù)氐纳锒鄻有?，導致大片當?shù)厣值南?。在國內，外來入侵生物已引起了嚴重的問題，并已受到政府的高度重視。據(jù)初步統(tǒng)計，我國重要的入侵種類為127種，其中，動物37種，植物90種。馬櫻丹（Lantanacamara）食蚊魚Gambusia

affinis)(5)全球氣候變暖；(6)工業(yè)化的農業(yè)和林業(yè)；(7)人口的大量增長。（8）物種滅絕速度加快歷史上幾次大的物