保護生物學(xué)-生物多樣性及其分布規(guī)律-課件

保護生物學(xué)在我國1987年“中國自然保護綱要”出版；1990年“中國自然保護文集”問世；1991年“自然保護生物學(xué)—進化生態(tài)學(xué)展望”1992年中國簽署了生物多樣性公約1994年“中國生物多樣性保護行動計劃”。1998年“中國生物多樣性國情研究報告”2001年科技部生物多樣性973項目長江流域生物多樣性變化、

可持續(xù)利用與區(qū)域生態(tài)安全首席科學(xué)家：洪德元

973項目主要研究內(nèi)容1生物多樣性的大尺度格局及其形成機制2生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)功能

3生物入侵的生態(tài)學(xué)效應(yīng)與生態(tài)安全

4物種分化與物種多樣性

5.物種的瀕危機制與保育對策

6遺傳多樣性高技術(shù)保護與持續(xù)利用的科學(xué)基礎(chǔ)

7區(qū)域生態(tài)環(huán)境與生物多樣性保護全國野生動植物保護及自然保護區(qū)建設(shè)工程

2001-2030年國家投資人民幣600多億元實施該工程《中國生物多樣性保護戰(zhàn)略與行動計劃》（2011-2030年）我們面臨著挑戰(zhàn)我們的生態(tài)環(huán)境正日益惡化。主要表現(xiàn)在：（1）環(huán)境污染不斷加?。?）水資源嚴(yán)重不足（3）土地荒漠化擴展（3）森林資源減少（4）水土流失增加（5）珍稀瀕危物種數(shù)量上升保護中國的生物多樣性意義重大任務(wù)艱巨責(zé)無旁貸我們的責(zé)任我們怎樣做？

1.學(xué)習(xí)生物多樣性保護的相關(guān)知識

2.提高生物多樣性保護的意識

3.用實際行動影響周圍的人保護生物多樣性保護生物學(xué)參考書RichardPrimack、馬克平2009保護生物學(xué)簡明教程高等教育出版社。張恒慶2005保護生物學(xué)科學(xué)出版社。蔣志剛、馬克平、韓興國1997保護生物學(xué)。浙江科學(xué)技術(shù)出版社。國家環(huán)保局1998中國生物多樣性國情研究報告。中國環(huán)境科學(xué)出版社。金鑒明等1990自然保護概論。中國環(huán)境科學(xué)出版社。主要雜志生物多樣性生態(tài)學(xué)報、動物學(xué)雜志、生態(tài)學(xué)雜志中國生物圈保護區(qū)野生動物、大自然、生物學(xué)通報主要雜志ConservationBiologyConsvationLettersBiologicalConservationOryxBirdConservationInternationalNature,ScienceWebsitesIUCN()WorldConservationMonitoringCenter(.uk)WorldWideFundforNature()中國生物多樣性委員會（）Lecture2生物多樣性及其保護Lecture2生物多樣性及其分布規(guī)律主要內(nèi)容什么是生物多樣性？生物多樣性的起源世界生物多樣性的分布格局中國的生物多樣性現(xiàn)狀一、什么是生物多樣性？Biodiversity（Biologicaldiversity）“Thediversityoflife”(Wilson&Peter,1988;Wilson,1992)Thetotalvariabilityoflifeonearth(Heywood,1995)“生物多樣性是生物及其環(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)過程的綜合，包括動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與其生存環(huán)境形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)”（蔣志剛等，1997）生物多樣性一般是指“地球上生命的所有變異”（孫儒泳，2001）1.生物多樣性的基本概念

生物多樣性是描述自然界生命形式多樣化程度一個內(nèi)容廣泛的概念。指地球上所有生物（動物、植物、微生物等）、它們所包含的基因以及由這些生物與環(huán)境相互作用所構(gòu)成的自然綜合體（生態(tài)系統(tǒng)）。通常包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個組成部分。（景觀多樣性）（1）遺傳多樣性geneticdiversity是指地球上所有生物攜帶的各種遺傳信息的總和。也稱基因多樣性。基因多樣性是生物適應(yīng)環(huán)境能力的體現(xiàn)，是生命進化和物種分化的基礎(chǔ)。Variationingenomesize阿拉伯芥AgreatertotalnumberofgenesmightnotcorrespondwithagreatercomplexityintheanatomyandphysiologyoftheorganismSource:U.S.Dept.ofEnergy,HumanGenomeProject /hgmisGeneticVariationBrassicaoleracea遺傳多樣性的來源

遺傳變異染色體畸變基因突變基因重組（2）物種多樣性SpeciesDiversity

物種的定義：形態(tài)學(xué)定義---形態(tài)、生理和生化特征獨特生物學(xué)定義---自然條件下可相互交配且產(chǎn)生可育后代物種多樣性是指地球上動物、植物、微生物等生物種類的豐富程度。物種多樣性是衡量一個地區(qū)生物資源豐富程度的客觀指標(biāo)。發(fā)展中的生物分類學(xué)形態(tài)分類生化分類分子鑒定2006年Athreya發(fā)表分布于印度Bugu地區(qū)的金翅藪鹛Liocichlabugunorum區(qū)別：羽色的顯著差異金翅藪鹛（雄性）灰胸藪鹛L.omeiensis（雄性）ThebirthofDNAbarcodingPAULD.N.HEBERTUniversityofGuelph2003年3月，從事分類學(xué)、分子生物學(xué)以及生物信息學(xué)的專家們積聚美國冷泉港，召開了“TaxonomyandDNA”的會議，從此拉開了DNA條形碼計劃的序幕。9月份，在冷泉港再次召開了“Taxonomy,DNAandtheBarcodeofLife”會議，并提出“InternationalBarcodeofLifeProject”。WhatistheDNABarcoding?

DNAbarcodingisadiagnostictechniqueinwhichshortDNAsequencescanbeusedforspeciesidentification.

Recentworkhavesuggestedthatsequencediversityina648-bpregionofthemitochondrialgene,COI,canserveasaDNAbarcodefortheidentificationofanimalspecies.DNAbarcodes

ShortDNAsequencesfromastandardizedregionofthegenomeprovideaDNAbarcodeforidentifyingspecies.DifferencesinDNAbarcodeshelpcreatetreesshowinggeneticdistancesbetweenspecies.AppliedperspectiveofDNAbarcodinginavianstudyBirdstrikeremainsPracticaltoolforspecimenidentificationNon-breedingorjuvenileformsinbanding

operationsProductsfromendangeredspecies在闡述一個國家或地區(qū)生物多樣性豐富程度時，最常用的指標(biāo)是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)某個特定類群特有種占該地區(qū)物種總數(shù)的比例。（3）生態(tài)系統(tǒng)多樣性

ecosystemdiversity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)由生物群落（生產(chǎn)者、消費者和分解者）以及周邊環(huán)境構(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)的多樣性主要是指生態(tài)系統(tǒng)類型的多樣性和各種生態(tài)過程的多樣性。森林生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)呼倫貝爾濕地生態(tài)系統(tǒng)拉魯濕地荒漠生態(tài)系統(tǒng)卡拉麥里2.保護生物多樣性的重要意義首先，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。生物多樣性在保持土壤肥力、保證水質(zhì)以及調(diào)節(jié)氣候等方面發(fā)揮了重要作用。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。生物多樣性的維持，將有益于一些珍稀瀕危物種的保存。保護地球生物多樣性為了保護地球生物多樣性，１９９２年在巴西里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上，１５３個國家簽署了《保護生物多樣性公約》。１９９４年１２月，聯(lián)合國大會通過決議，將每年的１２月２９日定為“國際生物多樣性日”。２００１年，第５５屆聯(lián)大通過第２０１號決議，將“國際生物多樣性日”改為５月２２日。3.生物多樣性的測度Alphadiversity：群落內(nèi)的物種總數(shù)，即物種豐富度Betadiversity：一個區(qū)域內(nèi)物種組成沿著環(huán)境梯度的變化程度。Gammadiversity:

一個大范圍內(nèi)所有生態(tài)系統(tǒng)中的物種總數(shù)。/cgi-taf二、地球上生物多樣性的起源最初的生命最早的生物-水生、單細(xì)胞原核生物發(fā)現(xiàn)于澳洲西部的35億年前的藍(lán)細(xì)菌化石地球上生物進化的歷程地球與太陽系的形成約在46億年前35億年前出現(xiàn)了原核生物。寒武紀(jì)（6億年前），菌藻類奧陶紀(jì)（5億年前），棘皮動物多樣化，無脊椎動物石炭紀(jì)（3.5億年前），陸生孢子植物（蕨類）繁盛、兩棲動物多樣化，出現(xiàn)最早的爬行類。三疊紀(jì)（2.3億年前），早期恐龍、哺乳動物出現(xiàn)，裸子植物開始占優(yōu)勢。海洋無脊椎動物多樣化。侏羅紀(jì)（1.8億年前），爬行動物多樣化。鳥類出現(xiàn)。裸子植物占優(yōu)勢。第三紀(jì)中新世（2300萬年前），哺乳動物、鳥類、被子植物和昆蟲發(fā)生適應(yīng)輻射。第四紀(jì)全新世（250萬年前），人類出現(xiàn)把地球生物多樣性的產(chǎn)生比喻為一年（Mayr,1991)地球產(chǎn)生－－－－－－1月1日生命出現(xiàn)－－－－－－2月27日真核生物出現(xiàn)－－－－9月4日脊椎動物出現(xiàn)－－－－11月21日哺乳動物出現(xiàn)－－－－12月12日靈長動物出現(xiàn)－－－－12月26日類人猿出現(xiàn)－－－－－12月30日01：00人類出現(xiàn)－－－12月31日11：56分30秒

三、世界生物多樣性的現(xiàn)狀Howtoestimatethenumberofspecies？

Erwin(1982)的甲蟲實驗研究大約5000萬種。地球上的生物資源現(xiàn)狀地球物種總數(shù)約在1000—5000萬種之間。大量物種尚未被人類發(fā)現(xiàn)和描述（熱帶）新種：水杉銀杉柳鶯在挪威通過DNA檢測，發(fā)現(xiàn)每克土壤有細(xì)菌4000多種。1983年一個新的動物門Loricifera被發(fā)現(xiàn)非洲帝王蝎(Pandinusimperator)長達(dá)20厘米博薩維毛鼠——個大如貓，長約87厘米，重逾1.3公斤2009年9月10日報道主要生物類群及其種數(shù)2生物多樣性的分布規(guī)律低緯度地區(qū)的生物多樣性高于高緯度地區(qū)。

幾乎所有的生物類群的物種多樣性均隨著緯度的降低而上升，即越靠近熱帶地區(qū)物種越豐富。表5-3在熱帶國家和溫帶國家所分布的

哺乳動物比較

生物多樣性分布規(guī)律地質(zhì)歷史古老地區(qū)比年輕地區(qū)的生物多樣性更為豐富。地球上生物多樣性的分布還受到一系列因素的影響，如地形、氣候等等。ShowsthemeansummertemperatureandrichnessofbreedingbirdsinBritainShowsthepotentialevapotranspirationandrichnessofEpicautabeetlesinNorthAmerica3.世界上生物多樣性特別豐富的國家

確定一個國家生物多樣性是否豐富主要從兩個方面來考慮：（1）所擁有的物種總數(shù)。物種數(shù)越多，生物多樣性越豐富。（2）所擁有的特有種類數(shù)量。某個國家特有種(Endemicspecies)越多，則其生物多樣性越豐富。生物多樣性特別豐富的國家

在全世界范圍內(nèi)，生物多樣性特別豐富的國家有12個，即巴西、哥倫比亞、厄瓜多爾、秘魯、墨西哥、扎伊爾、馬達(dá)加斯加、澳大利亞、中國、印度、印度尼西亞和馬來西亞。這12個國家占有全世界60—70%的多樣性。巴西的生物多樣性

巴西的面積為851萬平方公里,人口1.87億，是全世界物種多樣性最豐富的國家。許多生物類群在世界上名列榜首。例如，靈長類有55種，占世界的14%；有花植物55000種，占世界的22%；兩棲類516種，為世界之首；淡水魚3000種以上，為其它國家的三倍以上；昆蟲估計有1000—1500萬種；其熱帶雨林的面積達(dá)3億5千7百萬公頃，占全世界熱帶森林面積的30%，面積位于世界的首位。

哥倫比亞的生物多樣性

哥倫比亞領(lǐng)土面積約為114萬平方公里，僅占世界陸地面積的0.77%，卻分布有約占世界10%的動植物種類。以物種數(shù)計，哥倫比亞是全世界物種最豐富的國家之一，僅次于巴西，據(jù)世界第二位。哥倫比亞擁有高等植物45000—50000種，幾乎與巴西相同（而巴西的面積為其7倍）；蘭科植物有35000種，占世界總數(shù)的15%，名列世界的榜首；鳥類1721種，占世界總數(shù)的20%，為世界第一；陸生脊椎動物有2890種，占世界第三位。

印度尼西亞的生物多樣性

領(lǐng)土192萬平方公里（包括13000座島嶼）人口2.45億。印度尼西亞為亞洲生物多樣性最豐富的國家。森林面積為114萬平方公里，僅次于巴西；其高等植物約20000種，占世界的第7位，棕櫚科植物在世界上首屈一指；擁有豐富的動物區(qū)系，哺乳動物515種，在世界上為第一位；鳥類1515種，為世界上第三位，亞洲第一位；鳳蝶121種，為世界第一；爬行類600種，為亞洲第一，世界第三；海洋魚類約有7000余種，位居世界前茅。印度尼西亞的動植物區(qū)系中特有種類十分豐富。哺乳類中有36%為特有種；515種鸚鵡中有40%為特有種；鳳蝶121種之中44%為特有種。

扎伊爾的生物多樣性

面積234萬平方公里，人口3485萬，為非洲生物多樣性最豐富的國家。熱帶雨林面積為世界第三；哺乳動物409種，名列世界第4位；鳥類1086種；兩棲類216種，約為非洲第一；植物11000種，僅次于南非。

澳大利亞的生物多樣性

面積768萬平方公里，人口2170萬。澳大利亞因特有動植物種類十分豐富而成為生物多樣性最為豐富的國家之一。有686種爬行動物，據(jù)世界第二位；23000種有花植物，據(jù)世界第五位；197種兩棲動物，據(jù)世界第十位；有世界上最大的珊瑚礁群—大堡礁。特有種類：40%的鳥類；37%的哺乳類為特有種，在陸生脊椎動物和有花植物中特有種占81%。Importantarea

四、我國生物多樣性的現(xiàn)狀

我國國土遼闊，氣候多樣，地貌類型豐富，河流縱橫，湖泊眾多。復(fù)雜的自然地理條件為各種生物的生存和繁衍提供了有利條件，使我國成為世界上物種多樣性最豐富的國家之一。生態(tài)系統(tǒng)的多樣性森林生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)荒漠生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)濕地生態(tài)系統(tǒng)海岸與海洋生態(tài)系統(tǒng)

森林生態(tài)系統(tǒng)寒溫帶針葉林：落葉松林、云杉林、冷杉林和松林。溫帶針闊葉混交林：紅松闊葉混交林為主。

暖溫帶落葉闊葉林和針葉林：由各種櫟樹、落葉松及油松等構(gòu)成。

亞熱帶常綠闊葉林和針葉林：主要分布在華中、華南地區(qū)。熱帶雨林：占我國國土面積的0.5%，卻擁有全國種類的25%，主要分布在云南、海南、廣西南部和西藏東南部。草原生態(tài)系統(tǒng)溫帶草原：內(nèi)蒙古草原、黃土高原北部、松嫩平原。高寒草原：青藏高原?；哪降夭菰喊柼?、天山、昆侖山地區(qū)?；哪鷳B(tài)系統(tǒng)主要分布在中國的西北部，面積約占國土面積的20%，其中沙漠和戈壁面積共有100多萬平方公里。

梭梭林

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)耕地占國土面積的11%，包括農(nóng)田、茶園、桑園、果園、橡膠園等。濕地生態(tài)系統(tǒng)濕地生態(tài)系統(tǒng)主要包括淡水湖泊、河流和沼澤。我國湖泊很多，面積在50平方公里以上的大中性湖泊主要分布在青藏高原、蒙新地區(qū)、云貴高原、江漢平原和三江平原。我國沼澤總面積約1400萬公頃，集中分布在三江平原、東北山地、若爾蓋高原等地。海岸和海洋生態(tài)系統(tǒng)海岸灘涂生態(tài)系統(tǒng)河口灣生態(tài)系統(tǒng)海岸濕地生態(tài)系統(tǒng)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)：紅樹占世界紅樹種類的40%以上珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)：185種造礁珊瑚（海南）海島生態(tài)系統(tǒng)大洋生態(tài)系統(tǒng)

2物種多樣性

據(jù)統(tǒng)計，我國已記錄到的主要生物類群的物種總數(shù)有83000多種，其中不包括尚未記錄到的大約10萬種昆蟲和許多土壤動物。表5-6中國主要生物類群物種數(shù)目

（國家環(huán)保局，1998）

珙桐3遺傳多樣性

遺傳多樣性我們的生物遺傳多樣性十分豐富，可以從栽培植物和家養(yǎng)動物豐富的品種資源反映出來栽培作物：中國是世界上主要作物的起源中心和多樣性分布中心。目前栽培的農(nóng)作物有600多種，其中237種起源于中國。各種栽培作物都有許多品種。如：