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生物多樣性及其保護(hù)生物學(xué)湯德元(教授博士)電話號(hào)碼級(jí)QQ號(hào):126358735緒論第一節(jié)生物多樣性一、生物多樣性概念生物多樣性(biologicaldiversity,biodiversity)是生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和,包括動(dòng)物、植物、微生物和它們擁有的以及它們與其生存環(huán)境形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),是生命系統(tǒng)的基本特征。一般認(rèn)為生物多樣性包括三個(gè)層次:遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。生物多樣性是地球上40億年生物進(jìn)化留下來的寶貴財(cái)富,是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。因此,我們的保護(hù)也要從基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)層次著手。因此,生物多樣性通??煞譃檫z傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個(gè)水平。(一)遺傳多樣性(geneticdiversity)遺傳多樣性是指地球上所有生物攜帶的各種遺傳信息的總和,也稱基因(gene)的多樣性?;蚨鄻有允巧镞m應(yīng)環(huán)境能力的體現(xiàn),是生命進(jìn)化和物種分化的基礎(chǔ).遺傳多樣性可分為個(gè)體外部形態(tài)特征(遺傳表型)的多樣性、細(xì)胞染色體的多樣性(染色體數(shù)目的多態(tài)性、染色體結(jié)構(gòu)的多態(tài)性和染色體分帶特征的多樣性等)和分子水平的多樣性(DNA分子的多態(tài)性、蛋白質(zhì)分子的多態(tài)性等)??梢姡z傳多樣性(或稱基因多樣性)是多層次的。1.遺傳多樣性的來源包括:(1)染色體畸變(2)基因突變(3)基因重組2.遺傳多樣性來源:(1)染色體畸變(2)基因突變(3)基因重組(二)物種多樣性(SpeciesDiversity)1.含義:指生物群落中物種(動(dòng)物、植物、微生物等)的豐富性(或稱豐富度)和異質(zhì)性(或稱均勻度,或群落中各個(gè)種的相對(duì)密度)。物種多樣性是衡量一個(gè)國家或地區(qū)生物資源豐富程度的客觀指標(biāo)。2.區(qū)域物種多樣性的三個(gè)指標(biāo):①物種總數(shù)———即特定區(qū)域內(nèi)所擁有的特定類群的物種數(shù)目;②物種密度———指單位面積內(nèi)的特定類群的物種數(shù)目;③特有種比例———指在一定區(qū)域內(nèi)某個(gè)特定類群特有種占該地區(qū)物種總數(shù)的比例。(三)生態(tài)系統(tǒng)多樣性(ecosystemdiversity)1.含義:生態(tài)系統(tǒng)是各種生物與其生存環(huán)境所構(gòu)成的自然綜合體。生態(tài)系統(tǒng)由生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者構(gòu)成。生態(tài)系統(tǒng)的功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流轉(zhuǎn)。生態(tài)系統(tǒng)多樣性是指構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的生物群落和其生存環(huán)境間的生態(tài)過程及其組合的復(fù)雜性程度。它與生物圈中的生境、生物群落和生態(tài)過程的多樣化有關(guān),也與生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部由于環(huán)境差異和生態(tài)過程所引起的極其豐富的多樣化相關(guān)。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,生態(tài)系統(tǒng)多樣性越豐富。(四)景觀多樣性(LandscapeDiversity):1.含義:是指由不同類型的景觀要素或生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成的景觀在空間結(jié)構(gòu)、功能機(jī)制和時(shí)間動(dòng)態(tài)方面的多樣化或變異性。近年來景觀層次的景觀多樣性也日益受到重視。構(gòu)成了景觀生態(tài)旅游;人類文化的多樣性也可被認(rèn)為是生物多樣性的一部分,構(gòu)成了民俗風(fēng)情旅游的重要部分。(五)遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的關(guān)系:物種多樣性顯示了基因的多樣性,基因的多樣導(dǎo)致了物種的多樣性,物種多樣與多型性的生境構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。遺傳傳多樣性是物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ),或者說遺傳多樣性是生物多樣性的內(nèi)在形式。物種多樣性是是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基本單元。因此,生態(tài)系統(tǒng)多樣性離不開物種的多樣性,也離不開不同物種所具有的遺傳多樣性。由此可見,生物多樣性是由遺傳多樣性、物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個(gè)層次相互交結(jié)而成的復(fù)雜的生物學(xué)復(fù)合體系。(六)保護(hù)生物多樣性的重要意義生物多樣性是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。我們的衣、食、住、行及物質(zhì)文化生活的許多方面都與生物多樣性的維持密切相關(guān)。(1)首先,生物多樣性為我們提供了食物、纖維、木材、藥材和多種工業(yè)原料。(2)生物多樣性還在保持土壤肥力、保證水質(zhì)以及調(diào)節(jié)氣候等方面發(fā)揮了重要作用。(3)生物多樣性在大氣層成分、地球表面溫度、地表沉積層氧化還原電位以及PH值等方面的調(diào)控方面發(fā)揮著重要作用。(4)生物多樣性的維持,將有益于一些珍稀瀕危物種的保存。生物進(jìn)化生物隨時(shí)間發(fā)生的變化,它一往直前,決不能重復(fù)也不能倒退,任何一個(gè)物種一旦滅絕,便永遠(yuǎn)不可能再生。每一生物個(gè)體都是基因的載體,生物的多樣性代表著30億年來生命演化的結(jié)果,對(duì)于人類來說是一筆巨大的財(cái)富,是大自然的遺產(chǎn),為我們提供食物、藥物以及生命活動(dòng)所必須的物質(zhì)和能量。所以任何一個(gè)物種的滅絕,或者生物多樣性的喪失都是對(duì)千百萬年,甚至上億年的生命演化結(jié)果的損失,這種損失不僅影響當(dāng)代人的生活和生產(chǎn),而且對(duì)后代的生存和發(fā)展也將構(gòu)成威脅。今天仍生存在我們地球上的物種,尤其是那些處于滅絕邊緣的瀕危物種,一旦消失了,那么人類將永遠(yuǎn)喪失這些寶貴的生物資源。所以保護(hù)生物多樣性,防止物種滅絕是我們這代人的責(zé)任和義務(wù),也是本學(xué)科的研究方向和學(xué)科領(lǐng)域。而保護(hù)生物多樣性,特別是保護(hù)瀕危物種,對(duì)于人類后代,對(duì)科學(xué)事業(yè)都具有重大的戰(zhàn)略意義。二、生物多樣性的研究?jī)?nèi)容生物多樣性的研究?jī)?nèi)容也分為三個(gè)層次:遺傳多樣性的研究、物種多樣性的研究、生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究。(一)遺傳多樣性的研究1.自然種群的遺傳結(jié)構(gòu):指自然種群內(nèi)和自然種群間的遺傳變異情況(如基因頻率、每個(gè)基因的位點(diǎn)數(shù),每個(gè)位點(diǎn)的等位基因數(shù)等)。比較種群內(nèi)各種群間盡可能多的基因頻率分布,可定量計(jì)算出各基因位點(diǎn)數(shù),各位點(diǎn)的等位基因數(shù)以及各等位基因出現(xiàn)的頻率。從而了解其整個(gè)物種的遺傳變異情況。自然種群高水平的遺傳多樣性的存在是種群穩(wěn)定的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.家養(yǎng)動(dòng)物和栽培植物的野生組型及親緣種的遺傳學(xué)研究家養(yǎng)動(dòng)物和其野生種間遺傳多樣性研究、家養(yǎng)動(dòng)物品種間和品種內(nèi)遺傳多樣性研究,尤其是對(duì)染色體、蛋白質(zhì)DNA多態(tài)性的研究是一個(gè)非常薄弱的環(huán)節(jié)。栽培植物與其野生種或近緣種間遺傳多樣的研究,對(duì)培育優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定、高產(chǎn)和抗逆性強(qiáng)的品種,達(dá)到高效的育種目標(biāo)有重要的指導(dǎo)作用。3.建立物種種質(zhì)資源基因庫:建立物種種質(zhì)資源基因庫,是保護(hù)珍稀瀕危生物物種的重要途徑。目前主要工作有:建立植物種子庫(孢子庫、花粉庫等)、動(dòng)物精液庫和胚胎庫,各種無性繁殖體(體細(xì)胞)庫。開展低溫生物學(xué)研究及低溫和超低溫(-1960C)長(zhǎng)期保存種質(zhì)技術(shù)的研究。4極端環(huán)境條件下,生物遺傳特性的研究研究極端環(huán)境(如高溫、荒漠、沼澤、鹽堿地、溫泉等)條件下,生物的特征(形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理生化變化、生殖特性和生活周期等)與其遺傳特性的內(nèi)在關(guān)系,從而建立特殊性狀外源基因庫,以利于對(duì)特殊生境的充分利用,并培育出適應(yīng)特殊生境的新品種。(二)物種多樣性的研究物種多樣性是生物多樣性研究的核心和紐帶。1.基主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾方面:(1)建立物種多樣性檔案館物種多樣性的研究,首先應(yīng)把現(xiàn)存的所有物種進(jìn)行一次徹底清查工作,查明現(xiàn)存物種的種類和種物種的數(shù)量,然后研究各區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)中生物區(qū)系組成、地理分布規(guī)律,編寫不同區(qū)域生物系統(tǒng)中各類生物基因圖志,并建立物種多樣性標(biāo)本館和陳列館。(2)珍稀瀕危物種保護(hù)的系統(tǒng)研究珍稀瀕危物種保護(hù)的系統(tǒng)研究,主要包括:1)對(duì)珍稀瀕危物種的現(xiàn)存數(shù)量、生境現(xiàn)狀、分布區(qū)域、種群動(dòng)態(tài)及瀕危原因的研究;2)建立全國性珍稀瀕危物種生存現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫;3)編寫全國和各省、自治區(qū)瀕危物種《紅色名錄》和《紅皮書》;4)修訂或制定國家有關(guān)法規(guī)和全國性保護(hù)戰(zhàn)略;5)從生理學(xué)、生物化學(xué)、行為學(xué)、生殖生物學(xué)和生態(tài)學(xué)等多學(xué)科研究瀕危物種種群恢復(fù)與發(fā)展的有效途徑。(3)野生經(jīng)濟(jì)物種資源的研究:野生經(jīng)濟(jì)物種資源的研究是振興我國經(jīng)濟(jì)的重要途徑之一。首先要對(duì)不同區(qū)域的野生經(jīng)濟(jì)物種資源進(jìn)行“清倉查庫”,然后深入研究其開發(fā)利用的潛在價(jià)值(包括存在的數(shù)量、再生潛力、對(duì)人類生活的重要性程度評(píng)價(jià)),探索合理開發(fā)利用途徑。近年來在野生藥物種的保護(hù)和利用,野生食用物種的保護(hù)和利用已等方面引起全社會(huì)的普遍關(guān)注。(4)物種多樣性的就地保護(hù):首先應(yīng)確定不同區(qū)域和全國的生物多樣性保護(hù)中心,建立和完善自然保護(hù)區(qū)的有效管理制度。(5)物種多樣性的遷地保護(hù):物種多樣性的異地保護(hù)是其就地保護(hù)的一個(gè)補(bǔ)充,也是物種多樣性保護(hù)工作中不可缺少的部分,它是通過植物園和動(dòng)物園(包括繁殖場(chǎng))網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的。各地區(qū)的植物園和動(dòng)物園除了保護(hù)本地區(qū)的物種外,還應(yīng)引種、馴化一些具有重要理論意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值大的物種,建立人工種質(zhì)資源庫。也可開拓出一些有開發(fā)利用前景的食用、藥用、材用、芳香、果樹、花卉等其它工農(nóng)業(yè)原料的物種,而動(dòng)物尤其要擴(kuò)大瀕危物種種群,不斷繁殖其后代,使其回歸大自然,恢復(fù)自然種群。(三)生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究1.各類生物氣候帶生態(tài)系統(tǒng)的研究:研究熱帶、亞熱帶、溫帶、寒帶及其各極端環(huán)境區(qū)域的種種生態(tài)系統(tǒng)中的生物種類、多度、頻度、結(jié)構(gòu)及其生存環(huán)境間的相互關(guān)系,以及關(guān)鍵種(在一個(gè)群落中與其他種相互影響、并決定其他許多種生存的物種)的確定、種群特征及種間關(guān)系,以及生態(tài)系統(tǒng)演化及其人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的關(guān)系。2.特殊地理區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究如青藏高原、西南地區(qū)的橫斷山區(qū)和喜馬拉雅山東緣等地區(qū)各種生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的特征、生態(tài)地理分布規(guī)律、生物區(qū)系演化及其與人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的關(guān)系。3.農(nóng)業(yè)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究:各種農(nóng)業(yè)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)地理環(huán)境特征,農(nóng)林牧副漁綜合開發(fā)利用工程的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)推廣,各農(nóng)業(yè)亞系統(tǒng)中物種的配置、物種的選擇、最佳空間多層利用工程設(shè)計(jì)與實(shí)施的系統(tǒng)研究等均為當(dāng)前我國提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平的重要途徑。4.島嶼、海岸和濕地生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究5.生態(tài)系統(tǒng)多樣性保護(hù)與永續(xù)開發(fā)利用的探討保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)多樣性,首先保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)中物種生存的基本條件,研究各種生態(tài)系統(tǒng)演化與物種多樣性的內(nèi)在關(guān)系,探索生態(tài)系統(tǒng)變化與物種絕滅速率的關(guān)系,研究生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的關(guān)系,其次探究提高和持續(xù)利用生態(tài)系統(tǒng)中物種多樣性的合理格局。6.自然生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)系指那些原生的、人為干擾較小的自然景觀生態(tài)系統(tǒng)、原生森林生態(tài)系統(tǒng)、冰川地質(zhì)地貌生態(tài)系統(tǒng)、原生湖泊生態(tài)系統(tǒng)等。生物多樣性是大自然賦予人類的寶貴財(cái)富。每年僅野生物種及其種內(nèi)的遺傳變異性對(duì)農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和工業(yè)的貢獻(xiàn)就高達(dá)數(shù)百億美元。也許更重要的是自然所進(jìn)行的那些至關(guān)重要的生命過程,包括氣候的穩(wěn)定、水源的保護(hù)、土壤的保護(hù)、動(dòng)物和植物繁殖的保護(hù)等。保護(hù)這些自然過程不能與保護(hù)構(gòu)成自然生態(tài)系統(tǒng)的單個(gè)物種保護(hù)相脫離,它與人類生存發(fā)展有著極為密切的關(guān)系。三.生物多樣性的價(jià)值雖然生物多樣性的價(jià)值不總是出現(xiàn)在市場(chǎng),但它們?cè)谏鐣?huì)、倫理、文化和經(jīng)濟(jì)方面的價(jià)值卻是非常重大的。需要用經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的新方法去確保這些貨幣的價(jià)值能體現(xiàn)在國家發(fā)展計(jì)劃之中。1.生物多樣性的價(jià)值主要表現(xiàn)在以下五方面:①消耗性利用價(jià)值;②生產(chǎn)性利用價(jià)值;③非消耗性利用價(jià)值;④選擇價(jià)值;(一)生物多樣性的直接價(jià)值直接價(jià)值與資源的消費(fèi)者所直接接受的享受和滿足有關(guān),其價(jià)值能相對(duì)容易被觀察和測(cè)算,并給予較確定的價(jià)值。1.消耗性利用價(jià)值消耗性利用價(jià)值是指標(biāo)定在那些直接消耗的(即不經(jīng)過市場(chǎng)交易的)自然產(chǎn)品上的價(jià)值。例如,農(nóng)民上山砍柴、獵取野物、種植的蔬菜和飼養(yǎng)的家禽等,直接被自己消耗掉,而未經(jīng)過市場(chǎng),這種消耗性利用價(jià)值可達(dá)到相當(dāng)大的數(shù)額。如某一年,大約84%的加拿大人參加與野生動(dòng)物有關(guān)的娛樂活動(dòng),直接消耗掉的價(jià)值達(dá)8億美元。薪柴和糞便每年可為尼泊爾、坦桑尼亞等國家提供總初級(jí)能源的90%,在許多其它國家超過80%。生產(chǎn)性利用價(jià)值生產(chǎn)利用價(jià)值是指通過商業(yè)性收獲供市場(chǎng)交換產(chǎn)品的價(jià)值。這類價(jià)值常反映在國家收益帳目上(或者說,這是國家財(cái)政總收入中僅有的生物資源價(jià)值)。這類生物資源產(chǎn)品的生產(chǎn)性利用,如木材、魚、動(dòng)物皮、象牙、藥物、纖維、橡膠、建筑材料、裝飾品、野味肉食類、果品、染料等,對(duì)國民經(jīng)濟(jì)有重大作用。野生生物資源的生產(chǎn)性利用價(jià)值還表現(xiàn)在以下幾方面:①野生生物遺傳資源對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的貢獻(xiàn):野生生物的抗性(抗病性、抗旱性等)比栽培(或馴養(yǎng))種強(qiáng)得多,把遺傳近緣種抗性基因引入馴化或栽培種,能大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平。例如,墨西哥最初是一個(gè)糧食進(jìn)口國,墨西哥小麥玉米研究中心,從日本引入的小麥新品種“農(nóng)林10號(hào)”中分離出矮桿抗病基因,并培育成矮桿抗病的高產(chǎn)小麥品種,當(dāng)這些小麥新品種應(yīng)用推廣后,小麥生產(chǎn)大幅度提高,使墨西哥由一個(gè)糧食進(jìn)口國變成一個(gè)糧食出口國。美國以前是大豆進(jìn)口國,10年前從我國東北引入野生大豆的一個(gè)品系后,并與當(dāng)?shù)卦耘嗥贩N雜交,培育出抗旱新品種,比原有栽培大豆節(jié)水15%,能夠在較貧旱的土壤上生長(zhǎng),從而擴(kuò)大了種植面積,使美國一躍成為最大的大豆出口國。我國水稻專家袁隆平,1964年在沿庭湖早秈水稻中發(fā)現(xiàn)敗育型雄性不育珠,他打破了“水稻是自花授粉作物,雜交沒有優(yōu)勢(shì)”的傳統(tǒng)觀點(diǎn),培育出秈型雜交水稻,每年增產(chǎn)水稻達(dá)260多萬噸,產(chǎn)生了巨大經(jīng)濟(jì)效益。動(dòng)物品種改良也是遺傳多樣性在生產(chǎn)性利用價(jià)值上的體現(xiàn)。例如:澳大利亞的綿羊,通過長(zhǎng)期雜交育種的改良,形成了毛絨長(zhǎng)、質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高、紡織性能好的優(yōu)良羊種,故使“澳毛”聞名于世界,使進(jìn)了澳大利亞國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。我國豬的遺傳多樣性對(duì)世界豬品種的改良有重大影響,早在2000年前,羅馬帝國就已引進(jìn)我國豬種培育出羅馬豬;18世紀(jì)英國引進(jìn)我國華南豬培育成新品種—大約夏克和巴克夏豬,美國上世紀(jì)引進(jìn)我國華南豬培育成波中豬。我國家養(yǎng)動(dòng)物遺傳多樣性豐富,具有很大潛力。②野生傳粉動(dòng)物對(duì)作物的貢獻(xiàn)我國700多萬群家養(yǎng)蜜蜂和近萬種野生蜜蜂是蟲媒植物繁衍后代的“紅娘”,尤其對(duì)多種農(nóng)作物、果樹、牧草、蔬菜和很多其它經(jīng)濟(jì)植物的產(chǎn)量和質(zhì)量提高立下了汗馬功勞。一些先進(jìn)國家把利用蜜蜂傳粉作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要內(nèi)容。美國1980年,多種作物經(jīng)蜜蜂傳粉后,所獲直接和間接經(jīng)濟(jì)效益為190億美元,而當(dāng)年蜂產(chǎn)品(包括蜂蜜、蜂王漿、蜂蠟等)僅為1.4億美元,前者為后者的140倍。③利用生物多樣性防治病蟲害在生物多樣性極其豐富的地區(qū),一般不易發(fā)生災(zāi)難性病蟲現(xiàn)象。原因在于,生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的生物種都是相互制約的,任何一物種都不可能無限增長(zhǎng),故處于平衡狀態(tài),稱為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。人類活動(dòng),使得食物網(wǎng)遭受破壞,病蟲害(有害生物)不時(shí)大發(fā)生,帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)災(zāi)難。利用害蟲天敵防治蟲害已取得顯著成果。中國科學(xué)院昆明植物研究所西雙版納熱帶植物園和昆明生態(tài)研究所與地方合作,模擬熱帶環(huán)境,推廣人工膠茶群落(即橡膠樹與茶葉間作)一方面減輕了橡膠樹的凍害,另一方面又減少茶葉的蟲害。據(jù)統(tǒng)計(jì),膠茶群落中,有害蟲天敵—蜘蛛123種,蜘蛛吃掉了害蟲,避免了在茶葉樹上噴灑農(nóng)藥。即獲得了很大經(jīng)濟(jì)效益,又取得良好的社會(huì)效益和生態(tài)效益。④生物多樣性在醫(yī)療衛(wèi)生方面的價(jià)值人類利用野生動(dòng)物治療疾病的歷史悠久。世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)表明,發(fā)展中國有80%的人靠傳統(tǒng)藥物治療疾病,發(fā)達(dá)國家有40%以上的藥物源于自然資源。東南亞和印度用于傳統(tǒng)的植物分別有6.500種和2.500種,中國有記載的藥用植物達(dá)5.000多種,其中1.700種為常用藥物。在西藥均用的發(fā)展中國家和地區(qū),傳統(tǒng)藥物也起著舉足輕重的作用。相當(dāng)多的陸生物植物是重要的藥和資源,如水蛭素是珍貴的抗凝劑,蜂素治療關(guān)節(jié)炎,某些毒蛇能控制高血壓。目前已知具有抗癌潛力化學(xué)物質(zhì)的海洋生物有500多種。葫蘆科植物——栝樓根(天花粉)的蛋白質(zhì)不僅能治療絨毛膜皮癌,而且是治療AIDS病的良藥。部分蝸牛和美洲野牛是罕見的幾種不患癌癥的動(dòng)物,研究它們抗癌的物質(zhì)基礎(chǔ)和機(jī)理,對(duì)于發(fā)現(xiàn)新的藥源具有難以估量的潛在價(jià)值。⑤生物多樣性在工業(yè)上的貢獻(xiàn)生物多樣性為各種工業(yè)生產(chǎn)提供必要的原材料和新型能源,如木材、纖維、橡膠、造紙?jiān)?、天然淀粉、油脂等。還有原油、煤、天然氣等也都是由森林儲(chǔ)藏了幾百萬年前的太陽能所提供的。就森林生態(tài)系統(tǒng)來看,除每年為人類提供大量木材外,也為林產(chǎn)品工業(yè)提供了重要的原料。我國的林產(chǎn)品工業(yè)產(chǎn)品就多達(dá)100多種,如松香、栲膠、紫膠、生漆、白蠟、桐油、樟腦、丹寧、五倍子、天然食品色素、植物性染料等,還有人造絲、人造毛、人造纖維、人造紙、人造板以及用木材為原料的林產(chǎn)化工等;森林還提供了大量木本油料和藥材,據(jù)粗略估計(jì),森林中還有200多種糧油樹木。全世界每年消耗的煤碳量相當(dāng)于一萬年所儲(chǔ)藏的太陽能。因此,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)還需要開發(fā)更多更新的生物資源,以提供必要的工業(yè)原料和新能源。生物多樣性的保護(hù)和永續(xù)利用是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑。(二)生物多樣性的間接價(jià)值生物多樣性的間接價(jià)值是指不能直接轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益的價(jià)值。它涉及到生態(tài)系統(tǒng)的功能(為人類生存環(huán)境服務(wù))。一般不會(huì)出現(xiàn)在國家或地區(qū)的財(cái)政收入中,但當(dāng)進(jìn)行計(jì)算時(shí),其價(jià)值可能遠(yuǎn)高于直接價(jià)值。直接價(jià)值經(jīng)常由間接價(jià)值衍生出來,因?yàn)槭斋@的生物產(chǎn)品必須從其生存環(huán)境中獲取基本物質(zhì)。例如,美國國家海洋漁業(yè)局估計(jì),1954~1978年美國沿岸河口的破壞使國家每年在商業(yè)性和運(yùn)動(dòng)漁業(yè)的收入損失2億美元以上??梢姡锒鄻有缘闹苯觾r(jià)值源于間接價(jià)值,兩者密切相關(guān)。生物多樣性的間接價(jià)值包括非消耗性利用價(jià)值、選擇價(jià)值和存在價(jià)值。1.生物多樣性的非消耗性利用價(jià)值生物多樣性的非消耗利用價(jià)值是指自然界提供的生態(tài)學(xué)服務(wù)性價(jià)值。這部分價(jià)值未被消耗掉,并且未在市場(chǎng)上進(jìn)行交易和不計(jì)入國家財(cái)政收入之內(nèi)。這類價(jià)值若在地方水平上(或在小范圍內(nèi))測(cè)量,是可以定量的。例如要測(cè)量某一水源的效益是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的,若要測(cè)量全球性水循環(huán)的價(jià)值,卻非常困難。盡管如此,仍然可以從以下幾方面進(jìn)行分析和理解生物多樣性的非消耗性利用價(jià)值:①為生物多樣性的消耗利用價(jià)值和生產(chǎn)性利用價(jià)值提供地支持系統(tǒng)地球上的一切能源最實(shí)際均源于太陽能,而太陽能只通過初級(jí)生產(chǎn)者的吸收、轉(zhuǎn)化和加工,才能使其能量提供給其它生物(包括人類),進(jìn)入食物鏈。據(jù)估計(jì),地球上各種生態(tài)系統(tǒng)每年通過光合作用生產(chǎn)出的有機(jī)物質(zhì)約為8.3×1010噸,其中海洋為3.0×1010,約占總量的36%,陸地為5.3×1010噸,約占總量的64%。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,森林每年可提供283×1010噸有機(jī)物質(zhì),約占陸地生態(tài)系統(tǒng)總量的53%。而森林僅占陸地表面的1/3,因此,森林是光能利用率最高的系統(tǒng)。研究表明,1公頃森林每年可積累生物量100~400噸(干重),約為農(nóng)田或草本群落的20~100倍,可見,森林是人類賴以生存的寶貴財(cái)富。②涵養(yǎng)水源和防治水土流失覆蓋集水區(qū)的自然植被對(duì)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定水分徑流具有重要作用。通過樹根或其它深根系的深層空透使土壤對(duì)雨水更具有滲透性,一方面補(bǔ)充了地下水,另一方面減少徑流,結(jié)果,有林地區(qū)溪流常年不斷,暴雨天氣時(shí)洪水降低到最低程度。同時(shí),植物根系能固著土壤,使地表肥土減少流失。例如在我國黃河中游黃土丘陵地區(qū),每畝耕地上每年流失的土壤和有機(jī)肥料達(dá)3~12噸。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國丘陵、山區(qū)每年約流失十億噸肥沃的表層土壤。如按平均每年流失土壤0.5~2.0cm計(jì)算,每平方千米面積將流失8~15噸氮、15~40噸磷、200~300噸鉀。僅黃河流域每年流失泥沙中,氮、磷、鉀總量可達(dá)4.000萬噸以上,全國每年流失的氮、磷、鉀總量約1億噸。另一個(gè)令人吃驚的例子發(fā)生在尼泊爾的拉布蒂河(RaptiRriver),該河的南岸是皇家吉特瓦(Chitwan)國家公園,該河北岸的村民大量砍伐木材,破壞了自然植被、同時(shí)過度放牧,致使北岸地區(qū)遭受嚴(yán)重的水土流失。而在南岸的公園內(nèi),卻綠蔭參天,被保護(hù)的植被固定了土壤,以致當(dāng)年雨季來臨,拉布蒂河河水猛漲時(shí),大量北岸的土壤被沖走。結(jié)果,不到10年的時(shí)間內(nèi),大約有100公頃(1公頃=10000平方米=0.01平方公里=15畝)的土地由自然的力量從北岸村民手中奪走。③生物多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中種間基因流動(dòng)和協(xié)同進(jìn)化的貢獻(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中生物群內(nèi)和種群間基因的流動(dòng)有利于種群的進(jìn)化,同時(shí)也可能產(chǎn)生對(duì)經(jīng)濟(jì)物種有用的新性狀,為馴化物種的改良提供基因資源。生物多樣性還能使物種間因某種關(guān)系所發(fā)生的動(dòng)態(tài)競(jìng)爭(zhēng)緊張過程得以維持,促進(jìn)種間的協(xié)同進(jìn)化。例如很多害蟲與其天敵間的緊張關(guān)系的維持,控制了蟲害的發(fā)生,為生物多樣性的生產(chǎn)性利用價(jià)值的體現(xiàn)提供了環(huán)境服務(wù)。④生物多樣性的調(diào)節(jié)氣候和物質(zhì)循環(huán)方面的貢獻(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中的綠色植物從土壤中吸收各種礦質(zhì)元素并供,給食物鏈中的其它營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物,使生物中的動(dòng)物和人類得以正常生長(zhǎng)發(fā)育。微生物(細(xì)菌、真菌等)把動(dòng)植物的有機(jī)殘?bào)w分解為簡(jiǎn)單的無機(jī)物歸還到環(huán)境中,可供初級(jí)生產(chǎn)者重新利用,促進(jìn)了碳、氮等物質(zhì)的循環(huán),1公頃闊葉林每天可吸收1噸二氧化碳,放出730千克氧氣,可供1000人正常呼吸之用,在城市區(qū)域,考慮工業(yè)生產(chǎn)排放的二氧化碳(大約比人的呼吸量多2~3倍),保持每人30~40m2的森林綠地,即可維持空氣中氧和二氧化碳的正常比例,使城市里人人均有新鮮的空氣。植被在調(diào)節(jié)水分平衡方面也具有重要價(jià)值。植被可以通過這樣一個(gè)過程,即大氣降水→林冠截留→林地貯藏→地下水→林下蒸騰→返回森林上空的物質(zhì)環(huán)境,往返不息,調(diào)節(jié)水分平衡,使人類水量較周圍植被少的地區(qū)高。原因在于大量植物蒸騰的水分使其空氣濕度不斷增大,從而促進(jìn)降雨。加之,植物蒸騰的速度又與大氣光照和氣溫有關(guān),高溫加強(qiáng)蒸騰,大量水蒸氣促進(jìn)降雨,降雨又降低氣溫,從而調(diào)節(jié)氣溫。因此,森林植被有“大氣調(diào)節(jié)器”和“綠色水庫”的美稱。⑤廢物處理生物群落能分解和固定污染物,如重金屬、殺蟲劑和污水等人類活動(dòng)產(chǎn)物。在這方面,細(xì)菌和真菌特別重要,當(dāng)某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)被破壞或退化時(shí),必須安裝和運(yùn)行昂貴的污染控制系統(tǒng)來執(zhí)行這些功能。從種間關(guān)系上考慮,許多物種因有生產(chǎn)使用價(jià)值而被人類利用,然而,它們的持續(xù)生存卻依賴于其他野生物種。因此,一個(gè)對(duì)人類沒有多少直接價(jià)值的野生物種的減少,可能導(dǎo)致具重要經(jīng)濟(jì)意義物種的相應(yīng)減少。例如,人類捕殺的野生獵物和魚類要以植物和昆蟲作為食物,植物和昆蟲種群數(shù)量的下降將導(dǎo)致獵物收獲量的下降。生物群落中許多種林木與為之提供必需養(yǎng)分的土壤生物之間存在密切的關(guān)系。真菌和細(xì)菌分解死亡動(dòng)、植物獲取能源。在這個(gè)過程中,它們又釋放礦物營(yíng)養(yǎng)如氮到土壤中,利用這些礦物營(yíng)養(yǎng),植物得以進(jìn)一步生長(zhǎng)。遍及歐洲的樹木生長(zhǎng)不良和大量枯萎,或許可部分歸咎于酸雨和空氣污染對(duì)土壤真菌的危害。⑥環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)于化學(xué)毒物特別敏感的物種能作為監(jiān)測(cè)環(huán)境健康的“指示物”。某些物種甚至可以替代昂貴的探測(cè)儀器。苔蘚生長(zhǎng)于巖石上,吸收酸雨和空氣懸浮污染物中的化學(xué)物質(zhì),是最著名的指示物種。高濃度有毒物質(zhì)能殺死苔蘚,而且每個(gè)苔蘚物種對(duì)空氣污染物具有明顯不同的耐受能力。⑦生物多樣性的美學(xué)、社會(huì)文化、科學(xué)、教育、精神及歷史價(jià)值也是相當(dāng)大的,世界上,自然觀光性質(zhì)的旅游業(yè)每年創(chuàng)造120億美元的稅收。A、科研、教學(xué)價(jià)值。它包括:a、研究植被恢復(fù)自然模型中國是世界上人工林最多的國家,森林的覆蓋率已上升到16.55%,不過,我國大部分恢復(fù)林區(qū)由人工林組成,提倡的是生態(tài)“建設(shè)”,不是生態(tài)恢復(fù)。通常人工林并不具有為它們所取代的天然林所具有的生態(tài)效益,有些類型的人工林還會(huì)降低地下水位,造成水上流失,并帶來疾病、蟲害和火災(zāi)等。人工純林取代多樣化的天然植被,從根本上破壞了土壤的營(yíng)養(yǎng)平衡,甚至形成“綠色沙漠”,而外來種對(duì)這單一化的生態(tài)系統(tǒng)則具有毀滅性的影響。同時(shí)在天然草原上植樹也會(huì)造成不利影響。天然林是極其復(fù)雜的活的體系,其生態(tài)過程—土壤、大氣、生物之間的相互作用決定其生態(tài)功能。因此,以特定地區(qū)的頂極生物群落為受干擾群落的恢復(fù)模型,遵循自然演替途徑,才能真正達(dá)到生態(tài)恢復(fù)的目的。b、野外實(shí)習(xí)。許多為教育和娛樂而制作和發(fā)行的書籍、電視節(jié)目和電影也都以大自然為主題。自然史方面的內(nèi)容被納入學(xué)校課程的情況正在增加。數(shù)目眾多的職業(yè)科學(xué)家和動(dòng)機(jī)明確的業(yè)余愛好者介入生態(tài)觀察。這些活動(dòng)需雇傭人員、購物和服務(wù)區(qū),也部分體現(xiàn)了生物多樣性的非消耗使用價(jià)值。雖然這些科學(xué)活動(dòng)也能為野外工作站周邊地區(qū)提供經(jīng)濟(jì)利益,但其真正的價(jià)值還在于增加人類的知識(shí)、強(qiáng)化教育和豐富人類的經(jīng)歷。B、休閑和生態(tài)旅游價(jià)值。很多資料在這一部分提出美學(xué)價(jià)值。在許多發(fā)展中國家,生態(tài)旅游是一個(gè)正在成長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)。全世界每年有約120億美元的生態(tài)旅游收入。旅游者到達(dá)一個(gè)國家,花費(fèi)大量的金錢來體驗(yàn)該國的生物多樣性、觀看特別的物種。通過收取高的參觀費(fèi),盧旺達(dá)發(fā)展了一項(xiàng)大猩猩旅游業(yè)。在近期該國國內(nèi)動(dòng)蕩之前,它是第三大創(chuàng)匯行業(yè)。生態(tài)旅游在東非國家如肯尼亞和坦桑尼亞,是傳統(tǒng)的支柱產(chǎn)業(yè)。在美洲和亞洲國家,它是旅游業(yè)中正在增長(zhǎng)的部分。2.生物多樣性的選擇價(jià)值(備擇價(jià)值)生物多樣性的選擇價(jià)值(備擇價(jià)值)是指那些潛在的未被人們所認(rèn)識(shí),在未來某個(gè)時(shí)間能為人類社會(huì)提供經(jīng)濟(jì)利益的潛能的價(jià)值。隨著時(shí)間的推移,生物多樣性的最大價(jià)值可有還在于人為提供適應(yīng)當(dāng)?shù)睾腿蜃兓臋C(jī)會(huì)。當(dāng)社會(huì)的需求發(fā)生改變時(shí),滿足這些需求的方法也必須改變。解決問題的途徑經(jīng)常涉及以前還未使用過的動(dòng)、植物。因此在野生動(dòng)植物的保護(hù)和利用方面最好保持盡可能多的基因庫,特別要保護(hù)那些在經(jīng)濟(jì)上重要或可能重要的野生物種。自然生境保存了一個(gè)不斷進(jìn)化遺傳材料庫,不論其材料的價(jià)值到今是否被認(rèn)識(shí),總能使這些不同的物種能夠適應(yīng)不斷變化的生境條件。保存下來的植物和動(dòng)物可以被傳播到周圍的地區(qū),在那里它們可能在將來的一定時(shí)間內(nèi)被人們種植,或最終可能把遺傳物質(zhì)貢獻(xiàn)給馴化植物或動(dòng)物。因此,自然生境可視為國家保護(hù)生物多樣性,保護(hù)自然財(cái)富的一種重要手段,特別是在物種豐富的熱帶和亞熱帶地區(qū),可到少為人們將來的利益完整地保留部分生物資源。如果將來生物多樣性減少了,發(fā)現(xiàn)和利用新物種的機(jī)會(huì)也將減小。銀杏(Ginkgobiloba)的野生種群分布于中國少數(shù)幾個(gè)相互隔離的地區(qū)。在過去的20年中,圍繞著銀杏種植和以它的葉為原料的藥物制造已發(fā)展成為每年產(chǎn)值為5億美元的產(chǎn)業(yè)。其產(chǎn)品在歐洲和亞洲被廣泛用來治療血液循環(huán)系統(tǒng)疾病。人們還將會(huì)遇到意想不到的挑戰(zhàn),有些物種現(xiàn)在看來毫無用途,也許將來某一天卻能幫助人類免于饑荒,祛除疾病。因此,自然界的一草一木都必須十分珍惜,因每個(gè)物種或品種在隨著對(duì)生物資源需求量增多,而供應(yīng)量不斷減少(如果現(xiàn)有趨熱繼續(xù)下去),生物多樣性的價(jià)值將可能不斷增加。因此一些經(jīng)濟(jì)學(xué)家提出,常規(guī)的代價(jià)---效益關(guān)系需要吸收一些新的機(jī)制,以處理未來較高價(jià)值的可能性,及失去了保存自然環(huán)境和遺傳材料機(jī)會(huì)的不可恢復(fù)性。為了保留將來人們有更多的選擇機(jī)會(huì),全社會(huì)都可能愿意為此付出代價(jià)。3.生物多樣性的存在價(jià)值生物多樣性的存在價(jià)值是指其倫理學(xué)和哲學(xué)的價(jià)值。存在價(jià)值對(duì)于特殊的物種,即所謂的“有超凡能力的動(dòng)物”,如大熊貓、獅子、大象和許多鳥類,能激發(fā)人類的強(qiáng)烈反應(yīng)。人們通過參加捐錢給保護(hù)這些物種的保護(hù)組織,以一種直接的方式來表達(dá)他們的關(guān)愛之情。例如:發(fā)達(dá)國家的一些人,對(duì)他們從未打算參觀和利用的某一物種和生境附加了價(jià)值。他們希望他們的子孫后代可從這些物種的存在而得到一些利益,或可能只是滿足于知道海洋中曾擁有鯨,喜馬拉雅山有雪豹,中國有大熊貓等。所以用倫理學(xué)和哲學(xué)的準(zhǔn)則在決定生物多樣性的存在價(jià)值方面是很重要的。它反映了一些人對(duì)物種和生態(tài)系統(tǒng)可能感覺到憐憫、責(zé)任感和關(guān)注。僅世界野生生物基金每年就可以做到(這類支持保護(hù)野生物種和自然生境的)世界性損獻(xiàn)幾乎高達(dá)1億美元。4.生物多樣性負(fù)價(jià)值生物多樣性的價(jià)值評(píng)價(jià)的主體是人類社會(huì),而相對(duì)于人類,生物多樣性的價(jià)值在有益于人類的同時(shí),一些物種的存在對(duì)于人類也是有害的。一方面,無論我們?nèi)祟惖目茖W(xué)如何發(fā)達(dá)、醫(yī)療條件如何先進(jìn),但由于病毒、病菌而引起的疾病仍然折磨著患病者;病蟲害的肆虐使我們不得不使用有害于人類健康的農(nóng)藥;另一方面,為保護(hù)珍稀瀕危物種,我們必須投入大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行科學(xué)研究、人工繁育和建立保護(hù)區(qū)等。近年來,由于我國政府在很多地區(qū)實(shí)行了禁獵,一些野生動(dòng)物大量繁殖,種群數(shù)量不斷擴(kuò)大,如在我國很多山區(qū)野豬種群數(shù)量的快速增長(zhǎng),開始破壞農(nóng)田等,給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失;這些都是生物多樣性負(fù)價(jià)值的體現(xiàn)。人類社會(huì)快速發(fā)展使我們認(rèn)識(shí)到,對(duì)于自然界,人類既是強(qiáng)者,也是弱者,一些生物無論我們喜歡還是憎惡它,為了人類生存和穩(wěn)定發(fā)展,我們必須和諧地共存在同一個(gè)地球上。(4)生物多樣性負(fù)價(jià)值生物多樣性的價(jià)值評(píng)價(jià)的主體是人類社會(huì),而相對(duì)于人類,生物多樣性的價(jià)值在有益于人類的同時(shí),一些物種的存在對(duì)于人類也是有害的。一方面,無論我們?nèi)祟惖目茖W(xué)如何發(fā)達(dá)、醫(yī)療條件如何先進(jìn),但由于病毒、病菌而引起的疾病仍然折磨著患病者;病蟲害的肆虐使我們不得不使用有害于人類健康的農(nóng)藥;另一方面,為保護(hù)珍稀瀕危物種,我們必須投入大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行科學(xué)研究、人工繁育和建立保護(hù)區(qū)等。近年來,由于我國政府在很多地區(qū)實(shí)行了禁獵,一些野生動(dòng)物大量繁殖,種群數(shù)量不斷擴(kuò)大,如在我國很多山區(qū)野豬種群數(shù)量的快速增長(zhǎng),開始破壞農(nóng)田等,給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失;這些都是生物多樣性負(fù)價(jià)值的體現(xiàn)。人類社會(huì)快速發(fā)展使我們認(rèn)識(shí)到,對(duì)于自然界,人類既是強(qiáng)者,也是弱者,一些生物無論我們喜歡還是憎惡它,為了人類生存和穩(wěn)定發(fā)展,我們必須和諧地共存在同一個(gè)地球上。存在價(jià)值和非消耗性利用價(jià)值感興趣;富有國家或個(gè)人對(duì)選擇性價(jià)值更加關(guān)注。5.生物多樣性受威脅現(xiàn)狀及原因生物學(xué)家估計(jì),當(dāng)今地球上還存在著500~1.000萬種生物。經(jīng)過近兩百年的研究,已將其中的170多萬種進(jìn)行了分類與定名。我國生物多樣性及其豐富,其豐富度雖占世界第8位,但也正以驚人的速率衰減。人類進(jìn)入工業(yè)化時(shí)代時(shí)(1851年舉辦的倫敦世博會(huì)上,蒸汽機(jī)車揭示了工業(yè)化時(shí)代的到來),只有8.5億人,與地球上差不多已達(dá)到最大多樣化的其他生命共同擁有地球,今天,人口已達(dá)當(dāng)時(shí)的6倍,而生物多樣性則銳減。當(dāng)今世界生物多樣性受威脅及衰減的根本原因,可歸結(jié)于人類對(duì)生物資源管理不當(dāng)所致。1、世界生物多樣性受威脅的現(xiàn)狀世界生物多樣性概況經(jīng)過近兩個(gè)世紀(jì)的時(shí)間,生物分類學(xué)家已分類定名了170多萬物種(表1),其中動(dòng)物1342125種,占77.04%,植物400,000種,占22.96%。實(shí)際上,物種的總數(shù)遠(yuǎn)高于此數(shù)據(jù),其主要原因在于對(duì)熱帶生物所知極少。生物學(xué)家普遍認(rèn)為生物種類的最少數(shù)目約500萬種,有些人認(rèn)為可能超過1000萬種。可見,分類學(xué)家的任務(wù)還十分繁重而艱巨。(2)世界生物多樣性受威脅的現(xiàn)狀生物多樣性受威脅的情況,我們可以從物種數(shù)量和其生境的變化中獲得更多信息。①世界物種數(shù)量急劇減少自從40億年以前地球上出現(xiàn)生命以來,絕滅已成為生命過程的必然事實(shí)?,F(xiàn)存的500~1,000萬物種僅是過去增生存過的幾十億個(gè)物種的現(xiàn)代幸存者。所有過去的絕滅幾乎都是自然過程所致。但今天人類是物種絕滅的主要原因。據(jù)聯(lián)合國估計(jì),地球上約有2.3萬種植物和1,000多種脊椎動(dòng)物將絕滅。近200~300年來,物種消亡速率正在加快,全世界平均每天有1~3個(gè)物種消失,近年來已發(fā)展到每一小時(shí)就有1種生物從地球上消失。表1全世界生物種數(shù)目分類表類別確定種類估計(jì)種數(shù)

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??㏒???琰茞??ü種數(shù)%種數(shù)哺乳類4.1700.244.300鳥類8.7150.509.000爬行類5.1150.296.000兩棲類3.1250.183.500魚類21.0001.2123.000無脊椎動(dòng)物1.300.00074.624.004.000維管植物250.00014.35280.000非維管植物150,0008,01200.000合計(jì)1.742.0001004.529.800在世界的分布生物多樣性特豐富得國家12個(gè)多樣性特豐國家占全世界所擁有的60~70%,甚至于更高的生物多樣性。生物多樣性在地球上的分布是不均勻的,這主要是因?yàn)樗疅釛l件分布的差異和不同物種對(duì)生境適應(yīng)范圍大小所致。熱帶雨林是世界生物多樣性的寶庫,僅占陸地面積7%的熱帶雨林,容納了全世界一半以上的物種。若世界物種數(shù)為500萬種,拉丁美洲的熱帶森林可能保存著100萬種動(dòng)植物;南亞和東亞大約有75萬種;非洲大約有33萬種。世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN,InternationalUnionforConservationofNatureandNaturalResources)建立物種受威脅的等級(jí)包括:滅絕(EX):在過去的50年內(nèi),未在野外確實(shí)找到的物種。瀕危(E):處于滅絕危險(xiǎn)之中,如果致危因素繼續(xù)作用將不可能生存下去的分類單元(種和亞種),包括那些數(shù)量已減少到危急水平或其生境已劇烈地減少以致處于立即滅絕的危險(xiǎn)中的分類單元。還包括那些可能已經(jīng)滅絕但在過去50年中確實(shí)在野外見到過的分類單元。漸危(V):那些被相信如果其致危因素繼續(xù)作用可能在不久的將來進(jìn)入“瀕?!钡燃?jí)的分類單元。包括那些其大部或全部種群由于過度開發(fā),生境的廣泛破壞或其它環(huán)境侵?jǐn)_而正在減少的分類單元,那些種群已嚴(yán)重枯竭并且其最終安全無保證的分類單元,以及那些種群雖然還豐富但在其整個(gè)分布區(qū)都遭嚴(yán)重的不利因素威脅的分類單元。稀有(R):那些世界種群小,目前尚未“瀕危”或“漸?!?,但有此種危險(xiǎn)的分類單元。在實(shí)踐中要注意,“瀕?!焙汀皾u?!眱杉?jí)可暫時(shí)包括那些其種群由于補(bǔ)救性的行動(dòng)而開始恢復(fù),但其恢復(fù)程度不足以證明它們能轉(zhuǎn)入另一個(gè)等級(jí)的分類單元。這些分單元通常分布在有限的地理區(qū)域或生境內(nèi),或稀疏地散布在一個(gè)更廣闊的分布區(qū)內(nèi)。未定(1):那些已知是屬于“瀕危”、“漸危”、或“稀有”的分類單元,但尚沒有足夠資料來說明它們符合這三個(gè)等級(jí)中的哪一級(jí)。②生態(tài)破壞令人吃驚生物多樣性降低的最大威脅是生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì),地球生態(tài)系統(tǒng)中幾乎40%的凈初級(jí)生產(chǎn)力由于人類活動(dòng)的結(jié)果而直接被消耗、轉(zhuǎn)移和浪費(fèi)??梢娙祟悓?duì)地球生態(tài)環(huán)境的影響是如此強(qiáng)大,近幾個(gè)世紀(jì)以來,很多自然景觀已由人類通過砍伐森林、火燒和畜牧踐踏等活動(dòng)而改變和簡(jiǎn)化。2、我國生物多樣性受威脅的現(xiàn)狀(1)我國生物多樣性概況(P14)我國地域遼闊,地質(zhì)地貌復(fù)雜,區(qū)域環(huán)境多樣,為生物的生長(zhǎng)繁殖創(chuàng)造了良好的自然條件,是世界上生物多樣性最富集的國家之一。①我國生態(tài)系統(tǒng)的多樣性據(jù)初步研究,我國的陸地生態(tài)系統(tǒng)類型十分豐富,其中森林212類,竹林36類,灌叢113類,草甸77類,沼澤37類,草原55類,荒漠52類,高山凍原、墊狀河流石灘植被17類,總共599類(《中國生物多樣性國情研究報(bào)告》,1998)。各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)是物種多樣性和遺傳多樣性存在的重要條件。草甸與草原的區(qū)別草甸與草原的區(qū)別在于草原以旱生草本植物占優(yōu)勢(shì),是半濕潤(rùn)和半干旱氣候條件下的地帶性植被;而一般的草甸屬于非地帶性植被,可出現(xiàn)在不同植被帶內(nèi)。在濕潤(rùn)氣候區(qū),草甸可以伴同針葉林或落葉闊葉林出現(xiàn)。在草原帶和荒漠帶,盡管氣候干旱,大氣降水不足,但在地表徑流匯集的低洼地和地下水位較高之處仍可形成草甸。在熱帶、亞熱帶和溫帶的高山地區(qū)也能形成高寒草甸。草甸在中國主要散布在東北、內(nèi)蒙古、新疆和青藏高原,類型多樣,尤其是青藏高原上大面積的高寒草甸是中國植被的特點(diǎn)。與世界生物多樣性分布格局類似,中國生物多樣性的分布也不均勻,主要分布在中國南方諸省如廣東、廣西、福建、四川、云南等省區(qū)。我國動(dòng)物多樣性也十分豐富,特產(chǎn)種類多,是世界上擁有野生動(dòng)物種類最多的國家之一。我國共有野生脊椎動(dòng)物5,144種,占世界總數(shù)的12.08%。我國還有很多特有種或主要分布在我國的種類,如大熊貓(一級(jí))、金絲猴(一級(jí))、白唇鹿(一級(jí))、鴛鴦(二級(jí))、相思鳥(三級(jí))、褐馬雞(一級(jí))、錦雞(二級(jí))等為我國物有;丹頂鶴(一級(jí))和黑鶴(一級(jí))主要分布于我國,昆蟲種類較多,粗略估計(jì)不少于100多萬種。我國動(dòng)物多樣性也十分豐富,特產(chǎn)種類多,是世界上擁有野生動(dòng)物種類最多的國家之一。我國共有野生脊椎動(dòng)物5,144種,占世界總數(shù)的12.08%。我國還有很多特有種或主要分布在我國的種類,如大熊貓(一級(jí))、金絲猴(一級(jí))、白唇鹿(一級(jí))、鴛鴦(二級(jí))、相思鳥(三級(jí))、褐馬雞(一級(jí))、錦雞(二級(jí))等為我國物有;丹頂鶴(一級(jí))和黑鶴(一級(jí))主要分布于我國,昆蟲種類較多,粗略估計(jì)不少于100多萬種。(2)我國生物多樣性受威脅的現(xiàn)狀隨著我國人口的不斷增長(zhǎng),人們對(duì)生物資源的消費(fèi)不斷增長(zhǎng),加之對(duì)生物資源不合理開發(fā)和利用,我國的生物多樣性正在以驚人的速率減少。不少物種和自然生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)或正在處于瀕危的狀態(tài),由于生物多樣性的迅速降低,導(dǎo)致大范圍自然環(huán)境惡化,情況日趨嚴(yán)重。我國森林資源的破壞,使野生植物種類瀕臨絕滅。據(jù)調(diào)查,1981年與1976年相比,全國有林地面積從12.186萬公頃下降到11.527萬公頃,僅5年時(shí)間就減少了659萬公頃,每年減少131.8萬公頃,下降率為5.4%。云南西雙版納的森林破壞也十分嚴(yán)重,森林覆蓋率由解放初期的55%下降到28%,毀掉了一半森林。其它各省的情況,也是一樣的遭遇。許多珍貴植物,如珙桐、連香樹、水杉、銀杉、水青樹、樹蕨等也瀕臨絕滅危險(xiǎn)。名貴藥材蟲草,由于生境破壞,過度采伐、導(dǎo)致蟲草明顯退化。世界有10%的植物種處于瀕危狀態(tài),但我國植物的瀕危速率遠(yuǎn)高于這個(gè)水平,估計(jì)達(dá)到15~20%。按此速率,我國高等植物中有4,000~5,000種處于瀕危狀態(tài),有數(shù)目可觀的植物已經(jīng)絕滅。3、生物多樣性受威脅的原因生物多樣性受威脅的原因是多方面的,生物種群的絕滅是相當(dāng)復(fù)雜的,根據(jù)生物本身的生態(tài)生物學(xué)特征和賴以生存環(huán)境間的相互關(guān)系,可從以下幾方面分析生物多樣性衰減的原因,即自然過程、人為因素和社會(huì)因素。(1)自然過程生物種群絕滅的自然因素又可分為種群本身的生物學(xué)特性和環(huán)境因素兩方面。在自然條件下,某些物種由于遺傳上的特點(diǎn),具有對(duì)環(huán)境適應(yīng)的脆弱性,或分布區(qū)很狹窄,導(dǎo)致遺傳物質(zhì)(基因)純化,即基因的多樣性降低,而處于瀕危狀態(tài),只要自然環(huán)境稍有壓力,這些代遺傳多樣性的物種就會(huì)絕滅。另一方面,高度特化的物種易于瀕危和絕滅。(2)人為因素生物種群中個(gè)體的死亡是一個(gè)自然規(guī)律,而種群的衰亡卻并非偶然。從進(jìn)化生態(tài)學(xué)角度講,一個(gè)種群被另一個(gè)種群所取代(即自然淘汰)是要經(jīng)過漫長(zhǎng)的歲月(除人工雜交和突變產(chǎn)生新種群外)。例如一個(gè)脊椎動(dòng)物種群的平均壽命大約是500萬年,而一種維管植物的自然絕滅也經(jīng)過幾百萬年時(shí)間,然而,有很多物種還在人們沒有被認(rèn)識(shí)之前,即已絕滅。在過去的4億年中,每27年才有一種植物消失,現(xiàn)在發(fā)展到每1小時(shí)就有1個(gè)物種從地球上消失。這難道說不是人類自己造成的嗎?在今天,生物多樣性衰減的主要原因,是由于人為因素,由于人類的破壞,生物物種絕滅的速度是自然絕滅速度的一千倍。人類對(duì)生物多樣性的影響,主要表現(xiàn)在對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和對(duì)物種的過度掠奪。生態(tài)環(huán)境的破壞表現(xiàn)在二方面:一是森林資源的破壞,二是對(duì)環(huán)境的污染。森林的大量砍伐,破壞了動(dòng)物的棲息地和食物來源、也毀滅了森林生態(tài)系統(tǒng),導(dǎo)致植物直接死亡,物種的大量絕滅。環(huán)境污染對(duì)動(dòng)植物的生存產(chǎn)生直接影響,大氣污染對(duì)陸生植被產(chǎn)生直接影響,間接危及動(dòng)物生存,水污染對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的破壞,降低了水生生態(tài)系統(tǒng)的多樣性,破壞水生生物群落,進(jìn)而危及人類。(3)社會(huì)因素生物多樣性的迅速降低與社會(huì)因素有很大關(guān)系:①越來越多的經(jīng)濟(jì)學(xué)家意識(shí)到,現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)體系已刺激了那些對(duì)生物資源的破壞者,或稱為以生物資源謀取暴利的人,他們只要從生物多樣性中獲得利益,而不需為生物多樣性付出應(yīng)有的代價(jià)和補(bǔ)償,這些人可稱為“綠色列車”(指生物多樣性)上的“免費(fèi)乘客”,或稱之為“靠山吃山”。這種現(xiàn)象普遍存在,對(duì)生物多樣性威脅甚大。②保持生物多樣性的效益,通常很少體現(xiàn)在代價(jià)-效益分析中,因?yàn)楸Wo(hù)生物資源的社會(huì)效益經(jīng)常是無形的,廣泛分布的,并不能完全反映在市場(chǎng)價(jià)格上,相反,開發(fā)自然資源所獲得的利益是容易測(cè)算的。因此,在代價(jià)-效益分析中過低估計(jì)了保護(hù)的凈效益,過高估計(jì)了開發(fā)的凈效益。導(dǎo)致了“管山不如砍山”的現(xiàn)象。③政策不完善、管理無力。④國家財(cái)政預(yù)算時(shí),未把生物資源的貯備下降和資源消耗納入預(yù)算。沒有把資源的耗竭(即財(cái)富的損失)當(dāng)成凈收入。⑤人們對(duì)生物多樣性的認(rèn)識(shí)不足,或者對(duì)物種和生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)知識(shí)太貧乏。(五)保護(hù)生物多樣性的途徑根據(jù)世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)和一些國家保護(hù)生物多樣性的經(jīng)驗(yàn),保護(hù)生物多樣性的途徑主要包括:1、政策和法制途徑;2、宣傳教育的途徑;3、科學(xué)研究的途徑;4、國際合作途徑。1、政策和法制途徑1992年在巴西召開環(huán)境與發(fā)展大會(huì),通過了《21世紀(jì)議程》,鑒署了《生物多樣性公約》《氣候變化框架公約》,李鵬代表我國鑒署了公約。到1995的,我國已建立了760多處自然保護(hù)區(qū),110多個(gè)植物園和樹木園,170多個(gè)動(dòng)物園,已頒布了有關(guān)生物多樣性保護(hù)和管理的法規(guī)、條例30多項(xiàng)。附、我國和貴州的自然保護(hù)區(qū)數(shù)(1)我國的自然保護(hù)區(qū)數(shù):按照國家環(huán)保總局公布數(shù)字:截止2002年底,我國已經(jīng)建立了1757個(gè)不同級(jí)別的自然保護(hù)區(qū),到2003年6月,國家級(jí)保護(hù)區(qū)226個(gè)。全國自然保護(hù)區(qū)總面積132.9萬平方公里,陸地的保護(hù)區(qū)面積約占陸地國土面積的13.2%。截止2006年,全國共建立各級(jí)各類自然保護(hù)區(qū)2349處,面積150萬平方公里,約占陸地國土面積的15%,初步形成了類型比較齊全、布局比較合理、功能比較健全的全國自然保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)。建立國家重點(diǎn)生態(tài)功能保護(hù)區(qū)是中國生態(tài)保護(hù)的一項(xiàng)新舉措。(2)貴州的自然保護(hù)區(qū)數(shù):目前,貴州省已建成130個(gè)自然保護(hù)區(qū),就地保護(hù)本地的生物多樣性。面積從2000年的45萬公頃增加到2009年的96萬公頃,增長(zhǎng)幅度為109%。截止到2007年8月,貴州省有9個(gè)國家級(jí)自然保護(hù)區(qū):

1)習(xí)水中亞熱帶常綠闊葉林國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)

2)赤水桫欏國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)

3)梵凈山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)

4)沿河麻陽河國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)

5)長(zhǎng)江上游珍稀、特有魚類(赤水河段)國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)

6)威寧草海國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)

7)雷公山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)

8)荔波茂蘭國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)

9)綏(suí)陽寬闊水國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)貴州現(xiàn)有自然保護(hù)區(qū)中,屬于森林生態(tài)系統(tǒng)類型、野生動(dòng)物類型、野生植物類型的127個(gè),內(nèi)陸濕地類型的1個(gè),古生物遺跡類型的1個(gè),地質(zhì)地貌類型的1個(gè)。同時(shí),貴州省建有省級(jí)以上風(fēng)景名勝區(qū)71個(gè)、森林公園66個(gè)、地質(zhì)公園12個(gè)。據(jù)了解,近年來,貴州省國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)得到國家和省級(jí)財(cái)政的大力支持,自身能力建設(shè)逐步完善。2008年,"貴州省農(nóng)業(yè)資源環(huán)境保護(hù)站"成立,專門從事生物物種資源保護(hù)和外來入侵物種防治工作。2009年批準(zhǔn)建設(shè)"貴州省中藥材繁育與種植工程實(shí)驗(yàn)室",還支持貴州省珍貴動(dòng)物防護(hù)中心改擴(kuò)建工程,提高其基礎(chǔ)設(shè)施救護(hù)服務(wù)能力。2、宣傳教育的途徑生物多樣性是地球生物發(fā)展進(jìn)化的結(jié)果,是大自然賦予人類的寶貴財(cái)富,是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),更是人類起源和進(jìn)化的基礎(chǔ)。因此,從某種意義上講,保護(hù)生物多樣性就是保護(hù)人類自己。這些最基本的道理,卻有許多人不知道。因此,保護(hù)生物多樣性的宣傳教育工作勢(shì)在必行。國家各部門必須利用所有宣傳工具(廣播、電視、電影、報(bào)刊、文藝等)進(jìn)行廣泛宣傳,同時(shí)在各級(jí)各類學(xué)校中進(jìn)行正規(guī)教育,還要通過培訓(xùn)班,對(duì)保護(hù)生物多樣性方面的干部和工作人員進(jìn)行分期分批培訓(xùn)。1995年,聯(lián)合國大會(huì)通過每年12月29日為“國際生物多樣性日”,在我國舉辦了第一界“國際生物多樣性日”??傊ㄟ^各種途徑提高全民保護(hù)生物多樣性的意識(shí),懂得保護(hù)生物多樣性的必要性和破壞生物多樣性的惡果。3、科學(xué)研究途徑采用科學(xué)研究途徑,探索現(xiàn)存的野生生物資源的分布、種群數(shù)量、繁殖狀況、瀕危原因,開發(fā)利用現(xiàn)狀,已采取的保護(hù)措施,存在的問題。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)IUCN(世界自然保護(hù)聯(lián)盟)瀕危等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃定等級(jí),制定相應(yīng)保護(hù)計(jì)劃和措施等。目前,應(yīng)開展以下工作:①生物多樣性現(xiàn)狀分析不少國家的生物多樣性的家底不清,現(xiàn)狀不明。因此,應(yīng)立即組織綜合性考察隊(duì)伍,進(jìn)行清倉查庫,對(duì)各區(qū)域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀(自然條件、生態(tài)景觀等)、生物區(qū)系、種群大小、分布區(qū)域、氣候變化、演化趨勢(shì)、影響因素等進(jìn)行深入系統(tǒng)調(diào)查分析,從而建立全國性或地方性生物多樣性檔案館。②對(duì)特殊生物資源進(jìn)行研究對(duì)瀕危生物種群進(jìn)行專項(xiàng)研究,如大熊貓、金絲猴、白唇鹿、銀杉、珙桐、樹蕨、連香樹、水青樹等進(jìn)入深入系統(tǒng)的科學(xué)研究,尤其是對(duì)這些種群進(jìn)行生殖生態(tài)學(xué)研究,擴(kuò)大其種群數(shù)量,以及瀕危原因、種群繁殖力、種群資源開發(fā)利用閾值等的研究是非常重要的。③生物多樣性保護(hù)與開發(fā)利用關(guān)系研究生物多樣性的保護(hù)與開發(fā)和利用,本來是一個(gè)問題的兩個(gè)方面,是一個(gè)統(tǒng)一整體,然而不少人把它們對(duì)立起來。問題的關(guān)鍵在于代價(jià)與效益之間如何處理的問題。因此,生物多樣性保護(hù)的“代價(jià)-效益分析研究”具有非常重要的意義。④生物種質(zhì)資源的就地保護(hù)。⑤生物種質(zhì)資源遷地保護(hù)。⑥建立種質(zhì)資源基因庫。⑦環(huán)境污染對(duì)生物多樣性影響的研究。4、國際合作途徑生物多樣性保護(hù)是一個(gè)全球性行動(dòng)計(jì)劃,它是由生物多樣性本身的特性所決定的。①生物多樣性衰竭所產(chǎn)生的惡果,帶來的災(zāi)害,往往是全球的;②某些生物資源的存在受國界的限制。例如一些動(dòng)物、侯鳥及遷徙的鳥類,其活動(dòng)范圍及遷徙路線往往跨越幾個(gè)國界;③有些生物資源和自然資源則屬各國公有。例如公海中的生物資源為人類公有資源。因此,廣泛開展國際合作是當(dāng)代保護(hù)生物多樣性的又一重要途徑。它不僅可以促進(jìn)生物資源的開發(fā)與保護(hù),而且可促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展。三、保護(hù)生物學(xué)概論前面講過工業(yè)革命以來,尤其是最近幾十年,由于人類活動(dòng)對(duì)自然的嚴(yán)重干擾,生物多樣性受到極大的威脅,許多物種已滅絕或?yàn)l臨滅絕,物種滅絕的速度也在加快,人類已經(jīng)領(lǐng)悟到,我們居住的地球正在進(jìn)入一個(gè)動(dòng)植物物種空前大量滅絕的時(shí)代,而滅絕對(duì)人類的未來是可怕的,人類必需扭轉(zhuǎn)這種趨勢(shì)。為此,一門危機(jī)學(xué)科——保護(hù)生物學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。鑒于緊迫的社會(huì)需求、大量的研究素材與課題、豐厚的科學(xué)基金與資助,以及期刊《保護(hù)生物學(xué)》(1985年)的問世,使保護(hù)生物學(xué)很快成為一門世人矚目的前沿學(xué)科。在很多發(fā)達(dá)國家以至于全球,保護(hù)生物學(xué)基本原理已家喻戶曉或正在媒體中廣為傳播,"生態(tài)平衡"、"生態(tài)危機(jī)"、"環(huán)境保護(hù)"、"保護(hù)野生動(dòng)植物就是保護(hù)人類自己"、"可持續(xù)發(fā)展"等已成為日常生活用語。所以,保護(hù)生物學(xué)應(yīng)該是21世紀(jì)每個(gè)人,特別是大學(xué)生必需通曉的科學(xué)。1、保護(hù)生物學(xué)概念簡(jiǎn)單說,保護(hù)生物學(xué)(ConservationBiology)是研究生物多樣性變化規(guī)律及其保護(hù)的科學(xué)。保護(hù)生物學(xué)所研究的對(duì)象既包括生物有機(jī)體、生物種群和生物群落,也包括生物的棲息地。關(guān)于保護(hù)生物學(xué)的概念,不同學(xué)者從各自的專業(yè)角度出發(fā),提出的定義有所不同。蔣志剛等(1997)提出:“保護(hù)生物學(xué)是研究從保護(hù)生物物種及其生存環(huán)境著手來保護(hù)生物多樣性的科學(xué)。”肅雷(1985)的定義是研究直接或間接受人類活動(dòng)或其他因子于擾的物種、群落和生態(tài)系統(tǒng)的生物學(xué)。陳道海和鐘炳輝(1999)提出:“保護(hù)生物學(xué)是研究保護(hù)物種,保存生物多樣性和持續(xù)利用生物資源問題的學(xué)科?!鄙鲜霾煌瑢W(xué)者盡管都從不同側(cè)面提出了保護(hù)生物學(xué)的定義,但沒有進(jìn)一步指出保護(hù)生物學(xué)的學(xué)科范圍屬于生物學(xué)。首先,保護(hù)生物學(xué)的保護(hù)對(duì)象主要是生物。其次,,這種生物學(xué)又不是普通的生物學(xué)理論,而是研究人類活動(dòng)與生物多樣性之間的關(guān)系,含有人類主觀行為的內(nèi)容;從字面上分析,生物是一個(gè)自然現(xiàn)象或一個(gè)自然實(shí)體,生物學(xué)是研究有關(guān)生物生長(zhǎng)發(fā)育和進(jìn)化規(guī)律的科學(xué),而保護(hù)則是一種人類的主觀行為,在采取保護(hù)行動(dòng)時(shí)要了解自然規(guī)律,適應(yīng)生物生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律和環(huán)境變化,達(dá)到科學(xué)合理和有效。所以保護(hù)生物學(xué)既是自然科學(xué),又含有人文科學(xué)的成分。最后,保護(hù)生物學(xué)的目的是保護(hù)生物多樣性,防止或延緩物種的滅絕。基于上述3個(gè)方面的考慮,我們提出保護(hù)生物學(xué)的定義為:“保護(hù)生物學(xué)是研究生物多樣性變化規(guī)律及其保護(hù)的科學(xué)。”2、保護(hù)生物學(xué)研究的內(nèi)容保護(hù)生物學(xué)有兩個(gè)目的:第一是研究人類對(duì)生物多樣性的影響;其次是研究防止物種滅絕的有效途徑和生物多樣性保護(hù)的理論、措施和技術(shù)等(Primack,1996)?,F(xiàn)代生物學(xué)有兩個(gè)發(fā)展方向:一個(gè)是以分子生物學(xué)為代表向微觀分析方向發(fā)展,在分子水平上探索生命的奧秘,如基因工程、克隆技術(shù)等分子生物學(xué)研究;另一個(gè)是以生態(tài)學(xué)為代表向宏觀綜合方向進(jìn)取,在生物個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)四個(gè)層次上尋求生命系統(tǒng)的奧秘(蘇智先,1993)。保護(hù)生物學(xué)就是宏觀生物學(xué)中主要的學(xué)科之一。保護(hù)生物學(xué)研究?jī)?nèi)容正在以下幾個(gè)領(lǐng)域中活躍的進(jìn)行著:(1)小種群的生存機(jī)制物種的最小可生存種群應(yīng)如何確定是當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。一個(gè)物種的命運(yùn)最終取決于構(gòu)成該物種的所有小種群的命運(yùn)。隨著小種群內(nèi)近親交配系數(shù)的逐代上升,遺傳雜合性逐代降低,導(dǎo)致種群的適合度下降,最終導(dǎo)致一個(gè)小種群的滅絕。(2)物種瀕危滅絕機(jī)制當(dāng)今生物多樣性保護(hù)的著眼點(diǎn)是減緩現(xiàn)有物種的滅絕速率,特別是減緩那些單型科、單型屬的滅絕(一個(gè)單型科只含有一個(gè)屬;一個(gè)單型屬下只含有一個(gè)物種;而一個(gè)單型種,則表示此種無法細(xì)分出不同亞種,只有一個(gè)物種的銀杏屬,就是一個(gè)單型屬;只有一個(gè)物種的銀杏科,則是一個(gè)單型科);其次是研究防止那些生態(tài)系統(tǒng)中的旗艦種、關(guān)鍵種滅絕的措施。其中的關(guān)鍵,是從物種生物學(xué)機(jī)制和外部生態(tài)環(huán)境著手,探討物種滅絕的可預(yù)防性。旗艦種一般為某一特定物種,并常常只分布于某些特殊的生態(tài)系統(tǒng)中,并成為這些特殊生態(tài)系統(tǒng)存在的標(biāo)志。全球意義上的旗艦種,如大熊貓、阿拉伯羚羊等物種作為珍貴的自然遺產(chǎn)實(shí)際上已具有了超越于一般生態(tài)學(xué)范疇的特殊意義。旗艦種通常體型較大,如老虎,大象。旗艦種的選擇一般是基于它們正在不斷減小的種群規(guī)模和瀕危的狀況。如果旗艦種是一個(gè)國家的特有種,那么它就會(huì)給公眾以深刻的印象;否則,作為旗艦種的效果將大打折扣。一些旗艦種(如大型貓科類動(dòng)物,如老虎、獅子)被作為資源開發(fā)利用后,其生境遭受了嚴(yán)重破壞,也可能成為對(duì)棲息環(huán)境破壞敏感的指示種。(3)生境破碎問題 研究的熱點(diǎn)有生境破碎的動(dòng)態(tài)近況、生境破碎與生境異質(zhì)性、生境斑塊的隔離程度、邊緣效應(yīng)與島嶼效應(yīng),生境斑塊中種群生滅動(dòng)態(tài)、生境斑塊的微氣候環(huán)境以及在破碎生境中維持生物多樣性的措施等。生境又稱棲息地,是指生物的個(gè)體、種群或群落生活地域的環(huán)境,包括必需的生存條件和其他對(duì)生物起作用的生態(tài)因素。生境是指生態(tài)學(xué)中環(huán)境的概念。(4)自然保護(hù)區(qū)理論實(shí)踐證明建立自然保護(hù)區(qū)是一項(xiàng)行之有效的保護(hù)措施,在世界進(jìn)入世紀(jì)之交的歷史時(shí)期,我國的自然保護(hù)區(qū)的數(shù)量和占地面積比例正在快速發(fā)展之中。一個(gè)成功的自然保護(hù)區(qū),涉及到位置、大小、形狀、保護(hù)區(qū)之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系,怎樣減少自然保護(hù)區(qū)的邊緣效應(yīng)和破碎效應(yīng),怎樣建設(shè)自然保護(hù)區(qū)間的生境走廊,特別是保護(hù)區(qū)的管理等都是急待深入研究的問題。(5)公眾教育鑒于人類的活動(dòng)是影響當(dāng)今自然界物種大量滅絕的主要因素,加之人類在生態(tài)環(huán)境中的能動(dòng)地位,所以公眾的環(huán)境知識(shí)、保護(hù)意識(shí)、預(yù)期行為,往往成為保護(hù)成功與失敗的關(guān)鍵因素。許多國家在公眾教育,保護(hù)意識(shí)方面已經(jīng)積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)。我國部分地區(qū)在建立人類生活與生物生存和諧方面也取得了可喜的成績(jī)。(6)保護(hù)法與執(zhí)法對(duì)大自然中的野生動(dòng)植物及其生態(tài)環(huán)境的保護(hù),以法律的形式固定下來,是人類社會(huì)文明的重要進(jìn)步。我國近30年來,已先后制定了野生動(dòng)物保護(hù)法和野生植物保護(hù)法,成績(jī)顯著。但由于時(shí)間尚短,在執(zhí)法方面力量薄弱,對(duì)保護(hù)法的認(rèn)識(shí)和重視還不能到位,加之社會(huì)上吃野味的不良風(fēng)氣的盛行,不知怎樣舉報(bào),法不治眾等諸多情況還沒有得到妥善的解決,許多工作正在逐步完善之中。3、保護(hù)生物學(xué)的誕生和現(xiàn)狀(1)保護(hù)生物學(xué)的誕生隨著生物多樣性問題的日益突出,以及相關(guān)研究資料的積累,急需資料信息交流的形式與期刊。于是,應(yīng)從事生物保護(hù)的眾多生物學(xué)家的意愿,1978年第一屆國際保護(hù)生物學(xué)大會(huì)在美國圣地亞哥動(dòng)物園召開。1985年,保護(hù)生物學(xué)會(huì)成立。現(xiàn)在,保護(hù)生物學(xué)會(huì)成為北美會(huì)員人數(shù)增長(zhǎng)最快的一個(gè)學(xué)會(huì)。從90年代開始,北美的許多大學(xué)設(shè)立了保護(hù)生物學(xué)專業(yè),并已開設(shè)了16個(gè)以上的研究生點(diǎn),此專業(yè)目前已經(jīng)成為大學(xué)生們喜歡選修的熱門專業(yè)。許多基金會(huì),包括美國國家科學(xué)基金會(huì),都將保護(hù)生物學(xué)作為優(yōu)先資助領(lǐng)域。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和世界銀行也為生物多樣性和可持續(xù)發(fā)展研究投入了大量的資金?,F(xiàn)在保護(hù)生物學(xué)專業(yè)期刊已增加至多種(ConservationBiology;BiologicalConservation以及BiodiversityandConservation),則為保護(hù)生物學(xué)家們提供了交流科研成果、傳播保護(hù)生物學(xué)知識(shí)的園地。(2)我國保護(hù)生物學(xué)研究概況中國保護(hù)生物學(xué)研究當(dāng)前存在兩方面的特點(diǎn):一方面起步較晚,力量薄弱,大多數(shù)物種受威脅狀態(tài)不明,重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)植物缺乏長(zhǎng)期的、系統(tǒng)的有效監(jiān)測(cè);許多新方法和新技術(shù)還沒有應(yīng)用;許多自然保護(hù)區(qū)雖然已經(jīng)建立,但是其設(shè)計(jì)與管理水平有待進(jìn)一步提高(蔣志剛等,1997)。另一方面,我國政府高度重視,科技人員積極努力,在許多保護(hù)領(lǐng)域已開始取得了顯著成效。主要情況歸納如下:①廣泛開展了自然環(huán)境和資源的調(diào)查工作。②建成了一批自然保護(hù)區(qū),新的保護(hù)區(qū)的規(guī)劃和建設(shè)正在進(jìn)行之中。目前我國各類型的自然保護(hù)區(qū)總數(shù)已達(dá)1146個(gè),約占國土總面積的10%。③自然保護(hù)的科研、教育、宣傳、立法和國際合作等工作已全面展開。④部分珍稀物種保護(hù)和引種馴養(yǎng)工作已積極開展起來,建立了一批各種類型的動(dòng)植物園,拯救中心等。⑤一些保護(hù)生物學(xué)研究機(jī)構(gòu)相繼建立。4、保護(hù)生物學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展(P3)4.1保護(hù)生物學(xué)的產(chǎn)生(1)保護(hù)生物學(xué)產(chǎn)生的主要原因,主要有以下兩個(gè):①社會(huì)發(fā)展的需要。②保護(hù)生物多樣性資源。(2)保護(hù)生物學(xué)產(chǎn)生的歷史(P4:自學(xué))。(3)保護(hù)生物學(xué)的產(chǎn)生理論基礎(chǔ)(P5:自學(xué))。(4)保護(hù)生物學(xué)的目標(biāo)和要解決的問題。保護(hù)生物學(xué)有兩個(gè)目的:一是研究人類對(duì)生物多樣性的影響;二是研究防止物種滅絕的有效途徑和生物多樣性保護(hù)的理論、措施和技術(shù)等(Primack,1996)。4.2保護(hù)生物學(xué)的發(fā)展(P6:自學(xué))5、保護(hù)生物學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系(P7)(l)與生物進(jìn)化論的關(guān)系(P7:自學(xué))。(2)與生態(tài)學(xué)的關(guān)系(P7:自學(xué))。(3)與社會(huì)科學(xué)的關(guān)系(P8:自學(xué))。6、保護(hù)生物學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域和特征(P9)6.1應(yīng)用領(lǐng)域保護(hù)生物學(xué)是一門綜合性學(xué)科,目標(biāo)是保護(hù)生物多樣性、保護(hù)生物棲息地和評(píng)估人類對(duì)生物多樣性的影響,提出防止生物滅絕的具體措施。(l)保護(hù)生物學(xué)首先要解決各種應(yīng)用生物學(xué)科(如野生動(dòng)物管理學(xué)、水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)、林學(xué)、農(nóng)學(xué)和環(huán)境保護(hù)學(xué))所提出的問題。(2)保護(hù)生物學(xué)也涉及到社會(huì)問題。(3)保護(hù)生物學(xué)是一門決策科學(xué)。6.2特征(P9)保護(hù)生物學(xué)研究是為了保存不同環(huán)境中的生物多樣性,保存物種的進(jìn)化潛力。實(shí)際操作時(shí),人們又常常以簡(jiǎn)單的手段來調(diào)控復(fù)雜多變的生態(tài)系統(tǒng),這兩者之間的矛盾造成了保護(hù)生物學(xué)的具有不同于其他學(xué)科的特征(蔣志剛等,1997)。(l)保護(hù)生物學(xué)是一門關(guān)于解決危機(jī)的科學(xué)。(2)保護(hù)生物學(xué)是關(guān)于統(tǒng)計(jì)現(xiàn)象的科學(xué)。(3)保護(hù)生物學(xué)是關(guān)于價(jià)值取向的科學(xué)。(4)保護(hù)生物學(xué)是一門多學(xué)科的綜合(交叉)學(xué)科。(5)保護(hù)生物學(xué)是一門整體性學(xué)科。7、課程內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法(l)保護(hù)生物學(xué)主要教學(xué)內(nèi)容。本書內(nèi)容包括:保護(hù)生物學(xué)的概念、學(xué)科產(chǎn)生和發(fā)展等;生物多樣性的概念、研究方法、保護(hù)措施和生態(tài)作用;遺傳多樣性的起源、時(shí)空結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)特征;生物進(jìn)化的概念、進(jìn)化論的學(xué)說體系、進(jìn)化與生物多樣性保護(hù);適應(yīng)的概念、意義、適應(yīng)的產(chǎn)生和適應(yīng)的過程、適應(yīng)與生物多樣性形成的關(guān)系;物種的形成、隔離機(jī)制、物種擴(kuò)散和物種滅絕、滅絕的原因與現(xiàn)狀;變異的產(chǎn)生、遺傳變異、小種群滅絕規(guī)律、最小種群數(shù)量、最佳性比、集合種群和遺傳漂變;島嶼與隔離、物種均衡理論、物種遷徙規(guī)律、集合種群理論及其與生物多樣性保護(hù)關(guān)系;保護(hù)生物多樣性與發(fā)展生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的關(guān)系;生物圈的觀點(diǎn)、自然的價(jià)值、生物多樣性的價(jià)值、保護(hù)的觀念和生態(tài)倫理問題;人類的起源、農(nóng)業(yè)文明、家養(yǎng)動(dòng)物的分布特點(diǎn)、作物的馴化、人類遷徙和文明與保護(hù)的關(guān)系等。(2)適合對(duì)象。保護(hù)生物學(xué)是環(huán)境學(xué)專業(yè)本科生和生態(tài)學(xué)專業(yè)研究生的必修課。教學(xué)的目的是使學(xué)生通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程,掌握保護(hù)生物學(xué)的基本原理和方法,了解國內(nèi)外的發(fā)展和動(dòng)態(tài)。在我們以往的學(xué)習(xí)中,接觸到很多有關(guān)資源分布、開發(fā)和管理方面的科學(xué),而保護(hù)生物學(xué)是關(guān)于生物資源保護(hù)的理論,是研究生物變化規(guī)律、生物進(jìn)化和物種滅絕原因的科學(xué)。通過對(duì)保護(hù)生物學(xué)的學(xué)習(xí),提高生物多樣性保護(hù)的意識(shí),激發(fā)生物多樣性保護(hù)的動(dòng)機(jī),了解環(huán)境保護(hù)和生物多樣性保護(hù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用。(3)學(xué)時(shí)分配。本課程的教學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù)為32學(xué)時(shí)。課堂講授32學(xué)時(shí),課堂討論和自學(xué)10學(xué)時(shí),另外還有一周的實(shí)習(xí)時(shí)間。銀杏葉功效與作用銀杏葉為銀杏科植物銀杏的葉。銀杏葉性味甘苦澀平,有益心斂肺、化濕止瀉等功效?!吨兴幹尽酚涊d它能“斂肺氣,平喘咳,止帶濁”。據(jù)現(xiàn)代藥理研究,銀杏葉對(duì)人體和動(dòng)物體的作用較為廣泛,如改善心血管及周圍血管循環(huán)功能,對(duì)心肌缺血有改善作用,具有促進(jìn)記憶力、改善腦功能的作用。此外,還能降低血黏度、清除自由基。銀杏葉制劑一般副作用輕,偶爾頭昏、頭痛、乏力、口干、舌燥、胸悶、胃不適、食欲減退、腹脹、便秘、腹瀉等,但應(yīng)在醫(yī)生指導(dǎo)下服用。至于自行采集銀杏葉服用要注意以下幾點(diǎn),首先要考慮自己究竟有沒有適應(yīng)證,是不是需要服用,不要把銀杏葉當(dāng)作一般補(bǔ)品服用。其次要注意銀杏葉的質(zhì)量,有沒有霉變,有沒有污染。再則不要用量過大,一般以5—6克為宜,可以煎服或沸水沖泡服用,但不宜長(zhǎng)期連續(xù)服用。有過敏史的人要慎用?!拘晕丁扛省⒖?、澀,平?!練w經(jīng)】歸心、肺經(jīng)?!竟δ苤髦巍繑糠?,平喘,活血化瘀,止痛。用于肺虛咳喘;冠心病,心絞痛,高血脂。銀杏果的功效與作用:銀杏果俗稱白果,屬于干果類,具有良好的保健和藥理作用?!侗静菥V目》記載:“熟食溫肺、益氣、定喘嗽、縮小便、止白濁;生食降痰、消毒殺蟲”。中醫(yī)素以銀杏種仁治療支氣管哮喘、慢性氣管炎、肺結(jié)核、白帶、遺精等疾病【歸經(jīng)】肺,心,腎經(jīng)。【功效】斂肺氣,定喘嗽,止帶濁,縮小便?!局髦巍肯?,痰嗽,白帶,白濁,遺精,淋病,小便頻數(shù)?!居梅ㄓ昧俊?jī)?nèi)服:煎湯,1.5-3錢;搗汁或入丸、散。外用:搗敷?!静涣挤磻?yīng)】作為食用的炒白果和煮白果,多食可致中毒?!舅幬锱湮椤颗湓X子:斂肺下氣力強(qiáng);配麻黃:宣肺平喘。【銀杏果的作用】①延緩衰老。由于銀杏果含有豐富的維生素C、核黃素、胡蘿卜素等,因此可以抗氧化,保護(hù)細(xì)胞的完整性,延緩衰老。②美容養(yǎng)顏。由于銀杏果具有抗氧化作用,可以清除體內(nèi)的自由基,含有的黃酮可以阻止色素在真皮層的形成和沉著,達(dá)到美白和防止色斑之功效。其中的一些微量元素也具有清除氧自由基和抑制黑色素等作用。而且,能防止皺紋的產(chǎn)生,并且能改善皮膚的血液微循環(huán),加速皮膚的新陳代謝,恢復(fù)皮膚的彈性和紅潤(rùn)。③預(yù)防心腦血管疾病。含有抗血小板活化因子,可以防止血液的凝集,改善血液循環(huán),防止血栓的形成,黃酮?jiǎng)t能擴(kuò)張血管,消除自由基,防止動(dòng)脈硬化,防止心肌梗塞等,并提高人體免疫力。④消滅殺菌。銀杏果具有抗過敏作用,消炎殺菌功能,抗腫瘤作用,對(duì)生殖系統(tǒng),消化系統(tǒng),泌尿系統(tǒng)等都有一定的作用。注意:銀杏果具有一定的毒性,所以不要生吃,也不能大量食用。白果中毒,中毒癥狀發(fā)生在進(jìn)食白果后1-12小時(shí)。表現(xiàn)的癥狀主要有:惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、發(fā)熱、紫紺、此外,還有明顯的中樞神情系統(tǒng)受損的表現(xiàn):頭痛、極端恐懼感、驚叫、輕微的聲音及刺激即能引起抽搐,意識(shí)喪失或昏迷。嚴(yán)重者,可導(dǎo)致呼吸麻痹而死亡、癥狀發(fā)展迅速,須急速搶救處理。中藥急救:①生甘草100克,水煎服;②白果殼50克,水煎服;③白果樹皮30克,水煎服;④射香0.3克,溫水沖服。注意:銀杏果具有一定的毒性,所以不要生吃,也不能大量食用。白果中毒,中毒癥狀發(fā)生在進(jìn)食白果后1-12小時(shí)。表現(xiàn)的癥狀主要有:惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、發(fā)熱、紫紺、此外,還有明顯的中樞神情系統(tǒng)受損的表現(xiàn):頭痛、極端恐懼感、驚叫、輕微的聲音及刺激即能引起抽搐,意識(shí)喪失或昏迷。嚴(yán)重者,可導(dǎo)致呼吸麻痹而死亡、癥狀發(fā)展迅速,須急速搶救處理。中藥急救:①生甘草100克,水煎服;②白果殼50克,水煎服;③白果樹皮30克,水煎服;④射香0.3克,溫水沖服。附:地球上生物演化的歷史地球上迄今已發(fā)現(xiàn)的最古老的巖石,用放射測(cè)定法測(cè)出的年齡是38億年。但是,通過測(cè)定隕石和月球巖石的年齡以及其他天文學(xué)的證據(jù)表明,地球與太陽系的形成大約在46億年前。(1)前寒武紀(jì)(46億年---5.7億年前)地球上便出現(xiàn)了原核生物。在南非的巖石中所發(fā)現(xiàn)的化石表明,距今31-34億年前藍(lán)藻類(藍(lán)細(xì)菌)開始形成。藍(lán)藻是能夠進(jìn)行光合作用的原核生物。最早的真核生物的出現(xiàn)最早的真核生物的出現(xiàn)大約在距今14-15億前。真核生物的起源是生物演化史上的一個(gè)重大事件,因?yàn)榘殡S著真核生物的形成,染色體、減數(shù)分裂和有性繁殖開始出現(xiàn)。在前寒武紀(jì)的8-6.7億年前,真核生物中的真菌、原生動(dòng)物以及藻類中的幾個(gè)門便形成了,動(dòng)物與植物開始出現(xiàn)分化。到前寒武紀(jì)結(jié)束時(shí),腔腸動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物或節(jié)肢動(dòng)物等幾個(gè)動(dòng)物的門開始形成(2)古生代寒武紀(jì)(5.7---5.05億年前):類型豐富多樣的無脊椎動(dòng)物的出現(xiàn)標(biāo)志著寒武紀(jì)的開始。奧陶紀(jì)(5.05---4.38億年前):許多動(dòng)物的門出現(xiàn)適應(yīng)輻射,形成了大量的綱和目。例如棘皮動(dòng)物形成了21個(gè)綱,腔腸動(dòng)物門中珊瑚綱也開始出現(xiàn)了。志留紀(jì)(距今4.38-4.08億年前):生物多樣性增加,無頜類出現(xiàn)多樣化。同時(shí),有頜類中的盾皮魚開始出現(xiàn)。維管植物(蕨類)和節(jié)肢動(dòng)物(蝎子、多足類)開始侵入陸地。泥盆紀(jì)(距今4.08-3.60億年前):珊瑚和三葉蟲發(fā)生大規(guī)模的適應(yīng)輻射;頭足類出現(xiàn)。無頜類和盾皮魚達(dá)到多樣性的高峰。泥盆紀(jì)被稱為"魚類的時(shí)代",軟骨魚類和硬骨魚類陸續(xù)起源并隨后發(fā)生了適應(yīng)輻射。與此同時(shí),兩棲類、苔蘚、維管植物(蕨類、裸子植物)和昆蟲起源于這個(gè)時(shí)期。石炭紀(jì)(距今3.60-2.86億年前):陸生孢子植物(蕨類)繁盛并形成大面積的森林,兩棲動(dòng)物的種類多樣化,并出現(xiàn)最早的爬行類。昆蟲發(fā)生適應(yīng)輻射,一些原始的目(如直翅目)等大量出現(xiàn)。(3)中生代二疊紀(jì)(距今2.86-2.48億年前):爬行動(dòng)物出現(xiàn)適應(yīng)輻射,獸孔類成為占優(yōu)勢(shì)的類群;昆蟲的各個(gè)類群多樣化,形成了蜻蜓目、半翅目、脈翅目、鞘翅目、雙翅目等類群。菊石大量增殖。三疊紀(jì)(距今2.48-2.13億年前):菊石第二次大規(guī)模增殖,海洋無脊椎動(dòng)物的一些類群(如雙殼類)的多樣性增加。裸子植物開始占優(yōu)勢(shì)。爬行類出現(xiàn)適應(yīng)輻射,形成了龜類、魚龍、蛇頸龍和初龍類(進(jìn)一步形成植龍、鱷類和恐龍)。早期哺乳動(dòng)物出現(xiàn)。大陸開始漂移。侏羅紀(jì)(距今2.13-1.44億年前):恐龍多樣化,翼龍、雷龍、梁龍、劍龍、三角龍等種類出現(xiàn)。原始鳥類(始祖鳥等)出現(xiàn)。古代哺乳動(dòng)物、裸子植物占優(yōu)勢(shì)。大陸繼續(xù)漂移。白堊紀(jì)(距今0.65-1.44億年前):大多數(shù)大陸分隔開來,恐龍繼續(xù)適應(yīng)輻射并在本期結(jié)束時(shí)滅絕。最早的蛇類出現(xiàn)并發(fā)生適應(yīng)輻射。具有現(xiàn)代鳥類特征的黃昏鳥出現(xiàn)。被

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