生物多样性及其生态系统功能

论文名称：生物多样性及其生态系统功能

学院：生命科学学院

学号：

姓名：

生物多样性及其生态系统功能

摘要：生物多样性是指所有的植物、动物和微生物及其所构成的生态系统，以及物种所在的生态系统中的生态过程，通常包括三个水平,即遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。总结而言，生物多样性的形成是地球生命经过几十亿年发展进化的结果。也正是生物多样性的形成为人类生存提供了物质基础，而且在维持自然平衡等方面也起着不可替代的作用，是人类社会可持续发展的生存支持系统。但是，近年来，由于人口增长和人类经济活动的加剧，致使生物多样性受到了严重的威胁。本文主要阐述生物多样性的形成机制，生物多样性与生态系统的功能的关系以及我们应该如何保护生物多样性三个问题。

关键词生物多样性生态系统功能物种形成机制生态系统服务价值保护对策

1 生物多样性形成机制

1.1生物多样性的概念

生物多样性（biodiversity）实际上是一个具有进化意义的概念。经研究，广泛认同的

一个定义是由学者马克平等（1993）给出的：生物多样性是指地球上所有的动物、植物、

微生物和他们所拥有的基因以及他们与其生存环境形成的复杂的综合体，包括动物、植物、

微生物和他们所拥有的基因以及他们与其生存环境形成的复杂的生态系统。可以看出，生物多样性内涵丰富，包含了多个层次和水平。生物多样性是生命系统的基本特征，而生命系统是一个等级系统，包括多个层次或水平——基因、细胞、组织、器官、种群、物种、群落、生态系统，每个层次都存在着多样性。而研究众多，意义比较重大的主要是基因多样性，物种多样性和生态系统多样性。其中，基因多样性是基础，是保证物种进化的动力。而物种多样性则是基因多样性的载体，物种消失，也就不存在基因多样性了。多样的物种与多变的环境又构成了多样的生态系统。

1.1.1遗传多样性

遗传多样性是指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异，也称为基因多样性(刘红梅，2001) ，指地球上生物个体中包含的遗传信息之总和(宋丁全，2004)。遗传多样性主要包括3个方面，即染色体多态性，蛋白质多态性和DNA多态性。

1.1.2物种多样性

物种多样性(species diversity)是生物分类基本单位，是指地球上动物、植物、微生物等生物类的丰富程度。物种多样性包括两个方面: 一是指一定区域内的物种丰富程度，主要从分类学、系统学和生物地理学角度对一定区域内物种的状况进行研究; 其二是指生态学方面的物种分布的均匀程度可称为生态多样性或群落物种多样性(蒋志刚，1997) 。物种多样性也是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。

1.1.3生态系统多样性

生态系统由植物群落、动物群落、微生物群落及其生境的非生命因子( 光、空气、水、土壤等) 所组成。从结构上看，生态系统主要由生产者、消费者、分解者所构成。生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性，包括生境的多样性、生物群落和生态过程的多样化等多个方面。生境主要是指无机环境，如地貌、气候、土壤、水文等。生境的多样性是生物群落多样性甚至是整个生物多样性形成的基本条件。生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性，主要指群落的组成、结构和动态(包括演替和波动) 方面的多样化。

1.2生物多样性现状

生物多样性的分布格局受到诸如地形，气候和环境局部变化等多种因素的影响。在全球范围内，就生物多样性而言，分布是不均匀的，生物多样性由热带向极地减少。南极仅生长着两种开花植物：青草及漆姑草。而热带地区的亚马逊雨林地区，物种数目之多以至于从来没有人知道具体数目。另外，分布于热带地区的珊瑚礁、大型热带湖泊和深海、热带干性生境（如落叶、灌丛、草地和沙漠）以及“地中海气候”类型区域（如南非、加利福尼亚南部、澳大利亚西南部的灌丛）的物种数量也极为繁多。湿地因为水的存在，也成为各纬度带物种多样性最丰富的生态系统类型之一。

1.3生物多样性的形成机制

关于生物多样性的形成机制

（1）国内有的几种假说

突变选择、新种效应、生态位多样性假设、与生态位相关的竞争假说、环境变异假说、渐次变化时间假说、干扰假说、面积假说、生产力假说、综合作用假说(蒋有绪,1998)、资源平衡假说(Braakhekke et al.,1999)、竞争平衡理论(Huston,1994)、中等干扰理论(Hacker et al.,1997;1999)。

实际上，平衡和非平衡理论都认为在中等尺度，中等频率和中等强度的干扰下，生物多样性

最大（Roberts et al.,1995）。

（2）国外以Jeffries提出的观点较为全面。

Jeffries 认为生物多样性形成主要受三类生态因子的制约：

①主因子,即地理和自然因子,这是一些大尺度的全球或区域的物理影响因子。这类因子又可分为4种,即历史和年龄(生态系统形成的时间越古老,生物多样性就越高)、梯度(生物多样性随环境梯度,即纬度、海拔、深度、干旱度和盐度等的变化而变化)、面积(生物多样性随着面积的增加而增加)、隔离(又可称岛屿化,生物多样性随隔离的增加而降低)。

②区域或较小尺度的生态学模板,又可分为4种,即生产力(全球尺度上,生物多样性随生产力的增加而增加;但在局地,生产力的增加或降低通常会降低生物多样性)、无量纲格局(指与种群多度有关的食物网的一致性、物种丰富度格局等)、生境异质性与镶嵌性(生境种类越多,物种多样性越高)、生境架构(生物多样性随自然生境架构复杂性的增加而增加)。

③相互作用的内部因子,又可分为4种,即演替、种间作用、干扰和散布与拓居。

（3）总结而言，我认为

①生物多样性的形成是长时间自然选择的进化的结果。进化是指随时间消逝而发生的变化，进化理论用来描述生物如何随时间变化以适应异常多样的生境。在各个地质年代里，外界压力导致了物种的进化及新物种的产生。通过自然选择，生物在形态、生理、行为上产生了适应周围环境的变化。生活于顶级群落中的动物多为特化种，在相对稳定的环境中，种间竞争激烈，自然选择使动物向着适应范围狭窄进化，形成k-选择策略的物种；而在不稳定的环境中，机会主义者（r-对策者）则更适应于变化的环境。即生境的异质性和相对稳定性为多样性的产生提供了充分的场地。任何生物都是其生境的一部分,与其环境构成一个整体,其生存和发展必然受生境所制约。没有异质性,也就没有多样性,若生物的变异只有一种选择,生境也只有一种选择,其结果当然就不会产生多样性。只有在具有多种选择的生境中,才会产生适应多种生境的生物,才会形成生物多样性。然而生境若是没有相对稳定性,也不可能产生生物多样性。因为在不停变化的生境之中,生物只有两种选择,要么适应,要么绝灭,而不停地变化与适应,没有相对静止期,也就无物种可言,更不用说生物多样性了。现存的生物多样性的分布格局充分地证明了这一点。还有达尔文所观察的加拉帕格斯群岛各个岛上雀类种群形成的结果（每个岛上都有一个具有不同形状的喙的雀类种群，而雀类的喙的形状取决于其在岛上最容易找到的食物类型）。

环境中各因素差异越大，生物多样性指数就会越高，因为差异大的环境能够提供更多的生态位。

②生物多样性是一种自然界的自发过程。研究古生物及古地层地质的专家，发现地球上的生命至少曾遭受过三次大的劫难。每一次过后,所毁灭的物种都达到了90%以上,只有不足10%的物种幸存下来,但每一次毁灭之后,生命都顽强地再度繁荣起来,又产生了巨大的生物多样性。生物多样性的积累是依赖于形成新物种的速度大于旧物种的绝灭速率的。但是既然有连续三次的生物多样性毁灭——恢复的现象,因此生物多样性的产生就一定是一个必然过程。当然这种过程并不是无限的,可能形成一种循环往复的方式,也可能发展到一定阶段而走向灭亡。

③生物自其产生以后,与环境就是一个矛盾统一体,它通过多样化与自然界达到了最大的适应,从而也与自然界构成一个协调统一的整体。自然通过选择作用使生物适应环境,生物通过变异为选择提供材料,相互作用的结果,必然是多样性的产生,生物也在这个基础上继续扩大其多样性。所以多样性的产生是具有自我完善、自我适应能力的生物的固有特性。

④生物的骤变式形成，遗传多样性中的非选择性效应也是形成生物多样性的原因。因为生物不只一次出现过爆发式大发生,并且最近一次物种爆发被确认发生于距今5. 7亿年的前寒武纪,已在中国的云南找到了较为充分的证据。证据也表明,每一次发生物种爆发之后,生