农业生物多样性与粮食安全

生境丧失和片断化

原因
边缘农业Marginal agriculture 商用木材的采伐

片断化效应
碎片面积小 栖息地异质性减少 拥挤效应 边际效应 地理隔离效应
荒漠化

荒漠化的概念
荒漠化是由于气候变化和人类不合理的经济活动等因 素使干旱、半干旱和具有干旱灾害的半湿润地区的土 地发生退化。
粮农植物遗传多样性与粮食安全




广义的粮农植物遗传资源包括提供食物、药材、家 畜饲料、纤维、服装、住所、能源以及其它许多产 品和服务，从而有助于人们生活的一切资源。 它们包含传统品种、现代栽培品种、作物野生近缘 种和目前或将来可用于粮食和农业生产的其它野生 植物品种的所有基因。 这些遗传资源是世界粮食安全的生物基础，是生产 新品种的原料，并储存了缓冲潜在的环境和不利于 经济的遗传适应性。 从长远来看，这些遗传资源的侵蚀将严重威胁世界 粮食安全。

加拿大一支黄花 ；‚与松褐天牛结伴而行‛松材 线虫；小龙虾威胁洞庭湖堤坝、对当地的鱼类、 甲壳类、水生植物极具威胁 生物入侵后果：导致土著物种濒危和灭绝、 直接威胁人类健康
三裂叶豚草引起花粉过敏
动、植物物种的过度利用

Biblioteka Baidu
我国的过度利用有哪些?
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%。

荒漠化的原因
人为因素与自然因素共同作用的结果，而人类的粗放 经营、管理不善及掠夺式利用是其主导因素。
滥开垦；滥放牧；滥挖药材（甘草、麻黄）；水资源利用不当； 无序旅游开发 ；

荒漠化的后果
土壤表层板结，土壤流失，土壤遭受侵蚀，土地肥力 下降和农作物产量下降
外来物种入侵

是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态， 并对本地生态系统造成一定危害的现象。 生物入侵原因：无意引入、有意引入和自然入侵 生物入侵案例：‚疯狂生长‛水葫芦；‚种间抑制‛

土壤、水和大气污染

部分由于严重的空气污染，波兰Ojcow国家 公园的大约40个种消失
水域富营养化-赤潮



水域的植物营养成分（氮、磷等）不断补给，过 量积聚，致使水体营养过剩的现象称为水体‚富 营养化‛。 营养物质过多导致水生生物（主要是藻类）大量 繁殖。藻类的的呼吸作用及死亡藻类的分解作用 消耗大量的氧，致使水体处于严重的缺氧状态， 并分解出毒物质，从而给水质造成严重的不良后 果。 富营养化的直接后果的造成大量的鱼类的死亡， 另外对工业、生活、灌溉用水都有不利的影响。

朱有勇粮农组织国际稻米年科研一等奖


全球８００多名科学家参加２００４年国际稻米年科学研究 奖竞赛 朱有勇的论文《水稻遗传多样性和病害控制》获得一等奖 是此次竞赛仅有的两个一等奖之一。
什么是生物多样性？

生物多样性是指数以万计的动物、植物、 微生物和它们所拥有的基因，以及它们与 生态环境形成的生态系统。 基本上包含了遗传多样性、物种多样性、 生态系统多样性和景观多样性四个层次。
粮农物种多样性与粮食安全





在历史上，人类利用了几千种食物植物品种，其中许多还 被驯化。 今天，种植的植物品种仅有150种，其中的12个品种提供了 我们食物的大约75%，4个品种提供我们食物的一半以上。 这一情况加重了农业的脆弱性，减少了人类饮食的种类。 因此，过去是社会中最贫穷人口重要食物的许多地方作物 现在未充分利用或被忽视。 野生植物多样性的功能 作为种植植物的补充，野生植物在食物缺乏和饥荒的季 节尤为重要。它们是重要的维生素、矿质和营养来源。 在农业上，近缘的野生植物能够作为农作物的避难所。 作物与野生植物之间没有严格的区别，这主要看人类的 干涉程度。 农业节肢生物如昆虫、蜘蛛和蜜蜂：农作物害虫的天敌、 授粉昆虫。
维管植物 总计
245.00 370.00
139.00 351.00
3.00
384.00 724.00
250,000.00
0.20
中国主要生物类群的濒危物种数目
类群 物种总数 濒临物种数 濒临物种比例（%）
脊椎动物
哺乳类 鸟类 爬行类 两栖类 鱼类 581.00 1,244.00 376.00 284.00 2,862.00 134.00 182.00 17.00 7.00 93.00 23.10 14.60 4.50 2.50 2.40
土壤生物多样性与粮食安全

土壤生物包括微生物、动物。 植物的根由于它们与 土壤其它组成部分的共生关系和相互作用，也可看 作是土壤生物。 土壤生物多样性——可持续农业的根
土壤生物是养分循环的主要推动者，调节土壤有机质动态， 改变土壤物理结构和水文系统，提高植物获取养分的数量 和效率，增进植物健康。 少部分引起植物病、虫害 还有一部分起生物防治作用
农业生物多样性与粮食安全
文景芝
第一部分

生物多样性的概念 生物多样性的现状 生物多样性的趋势
第二部分

农业生物多样性的概念 保护农业生物多样性 促进粮食安全
农业生物多样性与粮食生产 农业生物多样性与植物保护

1个应用农业生物多样性，促进粮食安全的 成功案例
利用水稻遗传多样性防治稻瘟病，促进粮食增 产

在世界上只有单一的作物和农场呈现在地平线上， 间或有一些萎缩的自然保护区（其中半数要靠灌 溉来维持，有一半是作为城市的主题公园而存 在），城市相互包围着，文化和社会被琐事和强 制的管理所控制，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，各种事物都以一个内部相互 关联的系统支持着。
所有其他动物, 281000
生态系统中各物种之间的关系
生物多样性与人类生活息息相关
9% 4% 29%
废物循环 固氮作用 生物治疗 作物和畜牧业
17%
生物防治 植物抗性 多年生作物
3% 8% 5% 8% 5% 3% 5% 4%
授粉 海洋食物 生态旅游 CO2螯合作用 其他
生物多样性为人类经济社会提供经济效益的比例
2004年世界粮食日

每年的10月16日为世界粮食日，2004年 的主题为：
生物多样性促进粮食安全
袁隆平被授予世界粮食奖

10月14日在美国举行的纪念 世界粮食日的仪式上，我国 水稻专家、中科院院士袁隆 平被授予世界粮食奖，此奖 被看作是国际上农业方面的 最高荣誉。 袁隆平是继我国前任农业部 长何康之后获得这一奖项的 第二个中国人 。

农业生物多样性的组成
①高等植物：农作物，作为食物而管理的野生植物（经 济野生植物），庭院树木，草场或牧场物种。②高等动 物：家禽家兽，作为食物而狩猎的野生动物（经济野生 动物），野生及养殖鱼类。③节肢动物：大多数昆虫， 包括自养生物（如蜜蜂，蝴蝶），异养生物（如黄蜂， 甲虫），害虫（如蝗虫，蚜虫），以及土壤中生活着的 昆虫（如白蚁）。④其它大型生物：如蚯蚓。⑤微生物： 如根瘤菌，真菌，病毒等。


植物根系在吸收水分和营养的同时，也起到了稳定 土壤结构、防止水土流失和土壤侵蚀的作用。
农业生物多样性的价值属性

总价值=直接利用价值+间接利用价值+机会价值+遗 传价值+存在价值
直接利用价值指生物体作为食物或木材等用途时的价值； 间接利用价值是指生物体提供基因储备、发挥生态功能等 作用时的价值； 机会价值是指生物体在将来某些特殊时期（如病虫害大发 生或干旱季节）提供食物保障时的价值； 遗传价值是指生物体在将来可能起到的作用； 存在价值则指生物体的存在意义（如蓝鲸）；

我们必须注意到，当前的经济决策只关注其利用价 值，尤其是直接利用价值，尽管非利用价值有时可 能更为重要。如果只看生物多样性的直接价值，必 然会低估生物多样性保护的意义，从而导致对生物 资源的过度利用，影响生物多样性的保护。
生物多样性的危机

你知道有哪些大规模绝灭？
我们现在的灭绝是自然的吗？

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 物种多样性呈现不稳定增加
突发性大规模灭绝事件穿插其间

全球森林多样性现状
6 5 4 3 2 1 0
洲 洲 洲 洲 欧 美 美 洲 亚 和 中 南 非 斯 罗 俄 北 美 及 大 洋 洲
被砍伐了的森林 已开发的森林 未开发森林
全球森林现状
未来几十年全球森林状况预测
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1990
丢失速率增加50% 当前森林丢失速率 空白
2000
2010
2020
2030
2040
年代
鸟类和兽类的灭绝速率一直在稳步增加
卡罗来纳鹦鹉 1914
Conuropsis carolinensis
全球气候变化


全球变暖：温室气体可能导致下一个世纪 大气温度上升1-3℃，同时海平面抬升1-2 米。 温度每增加一度，就会使陆地物种的忍受 极限向极地转移125公里，或在山地垂直高 度上上升150米。
工业化农业和林业

现代化的育种程序及提高生产力的作业方 式，使得农场上的作物多样性迅速减少。
许多森林生态系统向高产的单一树种人工 林转变，看上去很像一块玉米地而非自然 林。甚至比农作物基因更少的树木基因被 迁地保护，作为防止病虫害的保险策略。

生物多样性的四个层次之间的关系
景观多样性
世界上有多少物种？

据E.O. Wilson 1992年的统计资料，估计全世界生物总数在 200万种至1亿种之间。全球已记录的生物为141.3万种。
原生生物（单细胞有机 体）, 30800
植物, 248500
海藻, 269000
昆虫, 8E+05
真菌, 69000 细菌和类似者, 4800 病毒, 1000
高等植物
苔藓植物 蕨类植物 2,200.00 2,600.00 28.00 80.00 1.30 3.10
裸子植物 被子植物
200.00 25,000.00
75.00 826.00
37.50 3.30
什么原因造成物种濒危？



生境丧失和片断化 荒漠化 外来物种入侵 植物和动物物种的过度利用 全球气候变化 工业化农业和林业
渡渡鸟 1665
Raphus cucullatus
大隆鸟
1650
黄嘴垂耳鸦
1907
Aepyornis maximus
Heteralocha acutirostris
莱桑田鸡 1944
Porzana palmeri
斑驴 1883
Equus quagga
1600年到现在有记录的灭绝
类别 哺乳动物 鸟类 爬行动物 两栖动物 鱼类 无脊椎动物 大陆 30.00 21.00 1.00 2.00 22.00 49.00 岛屿 51.00 92.00 20.00 1.00 49.00 海洋 2.00 1.00 总计 83.00 113.00 21.00 2.00 23.00 98.00 大约物种数 4,000.00 9,000.00 6,300.00 4,200.00 19,100.00 1,000,000.00 自1600年以来 灭绝物种的百分比 2.10 1.30 0.30 0.10 -
物种濒危的最根本原因



人口压力导致栖息地的破坏。 以破坏生物多样性为代价追求眼前的高利益。 没有广泛认识或考虑到投资生物多样性和生态 功能保护所带来的巨大回报。政府对生物多样 性保护的重视不够。 对环境法律法规的执行不力，导致大量的非法 活动。 缺乏进行执法和管理的资金。
长此以往…… 一个或几个世纪之后的世界是个什么样子？

第二部分

农业生物多样性的概念 保护农业生物多样性 促进粮食安全
农业生物多样性与粮食生产 农业生物多样性与植物保护

1个应用农业生物多样性，促进粮食安全的 成功案例
利用水稻遗传多样性防治稻瘟病，促进粮食增 产
什么是农业生物多样性？

Agricultrual biodiversity
农业生物多样性是指与食物及农业生产相关的所有生物 的总称。它包括遗传多样性，物种多样性及生态系统多 样性。