生物多样性与生物入侵(学生)
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拉姆萨尔公约（Ramsar Convention）（伊朗拉姆萨尔，1975）
即国际重要湿地公约
1.5 我国生物多样性特点
丰富的物种多样性
12个物种多样性特别丰富的国家（McNeely等，1990）：
1. 巴西 2. 哥伦比亚 3. 中国 4. 墨西哥 5. 印度尼西亚 6. 厄瓜多尔
7. 澳大利亚 8. 印度
1.6 影响生物多样性的因素
物种多样性的丧失——灭绝
本底灭绝：没有人为干扰的物种灭绝。平均灭绝速率为275/400万年。
MSY 大规模灭绝：全球范围内、数量巨大的物种多样性异常丧失。
灭绝的可能原因——自然因素：种内竞争、气候变化、有害基因积累、 近亲交配、外力撞击等
——人为因素 我们正处于另一次仅由人类引发的大规模灭绝的开端，如不加控制，其 灭绝的程度可能赶上或超过以往任一次大规模灭绝（Given,1996），灭绝 速率大约是本底速率的1000-10000倍（Balmford等，1998）。
MSY
种内的多样性
同一种类不同种群间的遗传变异程度 同一种群不同个体间的遗传变异程度
物种多样性的测量指标
物种的丰富度（species richness）：指一个地区的所有物种数 物种的丰度（species abundance）：一个地区内某个物种所拥有的个体数 物种的均匀度（species evenness）：根据相对丰度而得到的各物种分布的
PCR反应
Taq DNA聚合酶
水生栖M热S菌Y
Thermus aquaticus
发展中国家一些自然资源直接使用价ห้องสมุดไป่ตู้估计
象牙出口，非洲 水果/橡胶收割，秘鲁 旅游，泰国 药材利用，哥斯达黎加 木材生产，秘鲁 生态旅游，哥斯达黎加 大象观赏价值，肯尼亚 热带雨林产品出口
估计价值 3500-4500万美元 6330美元/hm2 385-860000美元/年 481万美元/产品 490美元/hm2 1250美元/hm2 2500万美元/年 110亿美元/年
沙漠化、净化水质、调节气候、环境监测、废物处理、改善生活环境等方面 发挥着重要的作用。 潜在使用价值——許多物种的价值现在还不清楚，如用来治疗疾病，构成新 兴工业的基础，防止农作物衰退的功能，还有待人类进一步研究开发。如果 受到破坏，后代就再沒有机会利用它或从各种可能性中加以选择。
悬剑！
MSY
MSY
生态系统的恢复和物种的再引入
保护区数量和面积（至2000年）
全球：较大保护区数量近9832个，面积近925万km2，约占地球面积的8.2%； 小型保护区40000个，覆盖全球5%土地面积。
中国：各类保护区1276处，面积1.23亿hm2，占国土面积的12.4% 其中：林业909处，面积1.02亿hm2，占国土面积的10.6%
生物多样性公约（the Convention on Biological Diversity，CBD ）
1992年，巴西里约热内卢，联合国环境与发展大会(United Nations Conference on Environment and Development, UNCED) 目的：保护生物多样性；生物多样性的持续利用；分享用 野生和驯养物种制造的新产品的利益。 中国最早签署了《生物多样性保护公约》，最快制订出《 中国生物多样性保护行动计划》
原因：— 地域辽阔，地貌、气候多样，海岸线漫长形成复杂多样的生态系统类型
主要有：森林、灌木、草甸、沼泽、草原、稀树草原、荒漠、 冻原等 河流、湖泊、 海洋
— 第四纪冰川期的影响小
1.5 我国的生物多样性特点
生物区系起源古老
原因：第四纪冰川期的影响小，使许多古老的物种得以保存。
受冰川影响地区的物种南移，形成的独特类型。
其中粮食30余种，经济作物约70种，果树140种，蔬菜110余种，牧草约50种，花 卉130种，绿肥用植物约20种，药用植物50种，栽培林木100余种
MSY 其中起源于中国或在中国种植2000年以上的约350种
品种类型多
如稻类，中国的地方品种近5万个，有籼（xian）和粳（jing）亚种。米色、米质 、栽种期、成熟时间，谷粒形态、穗颈的长短、植株的高矮等各有不同。
MSY 3. 生态系统多样性（ecosystem diversity）：生态上或栖息地水平上的多 样性（生态系统水平）。 4. 景观多样性（landscape diversity）：
景观：一种由一系列相互作用的生态系统组成的、并以相似形式重复出现的
异质性土地。
草鱼 Ctenopharyngodon idellus
0.025 3.0 0.63 0.39
百分比 12.9%
28.5% >10%
14% 15.8%
1.5 我国生物多样性特点
物种的高度特有性
高等植物中，特有种1.73万种，占我国总数的57%。如水杉 三大特有中心：川东—鄂西，川西—滇西北，滇东南—桂西
MSY 脊椎动物中，特有种667种，占我国总数的10.5%。如大熊猫
MSY
例如：高等植物中，松杉类7科中，中国有6科，如水杉 脊椎动物中，如大熊猫、白鳍豚、扬子鳄等 无脊椎动物中，如鲎和鹦鹉螺等
中国鲎 Tachypleus tridentatus
MSY
1.5 我国的生物多样性特点
农业物种多样性程度高——栽培植物的多样性
作物种类多 中国主要栽培植物种类700余种，占世界总数的50%左右
1.7 生物多样性的保护
物种多样性的保护措施
就地保护：在物种所在的生态系统或栖息地中对物种进行保护。 实质是对物种所在的整个生态系统的保护
就地保护方式：保护地（区） MSY
易地保护：在远离物种所在的生态系统或栖息地对物种进行保护。 适合于微生物和所生存的生态系统面临崩溃的物种保护 易地保护方式：动物园、植物园、种子库、基因库等
食用野生植物：1700种 其中野生蔬菜700余种，野生果树1000余种
MSY 工业用野生植物：1800余种 其中纤维类植物440种，淀粉类150余种，油脂类370余种， 芳香油类290种，用材植物300余种 饲用野生植物：6000余种 药用野生植物：约10000种 经济动物：鸟类330种，兽类190种，鱼类600多种
MSY 不能有效扩散的物种；
迁移性物种如候鸟、大型哺乳动物的迁徙对于食物、繁殖等需要而进行的，不同 的生态环境是动物迁徙的基础，假如异地的环境被破坏或迁徙路线受到阻隔，这些 物种就容易受到灭绝； 很少遗传变异的物种； 以稳定生态环境为特征的物种，环境破坏后，容易灭绝； 被人类过度收获的种类，如甘草、冬虫夏草，因收获野生植物，采收过度，会造 成灭绝。
1.6 影响生物多样性的因素
栖息地的破坏或片断化 世界上许多国家，原始生境都已被破坏，湿地 生境如红树林，热带干旱林，草地的生境受到威胁，北方的草原、森林生 态破坏变成沙漠化。
MSY 环境污染 主要指农药污染；水体污染；大气污染，例如有毒灰尘，酸
雨，使生物群落内的许多物种在没有受到明显干扰的情况下走向灭绝。 温室效应 温度升高，许多物种因不能适应迅速的气温变化而趋于灭绝 。一旦极地的冰帽溶解，海岸上的生命群落将会由于海洋平面的升高而遭 受灭顶之灾。 生物入侵 外来种的引入会抑制和排挤当地种，造成对当地物种的威胁 。外来种不但包括大型的动植物，也包括各种病害。外来种往往具有很强 的侵入能力，影响生物多样性的同时也危害了人类的健康。 滥捕乱伐 对物种造成毁灭性的打击。如发菜、冬虫夏草等
发现地 土耳其 印度 埃塞俄比亚 北欧 墨西哥
对生产的影响 抗病基因，所产生的价值达5万美元/年
MSY 其野生种可抵御草状矮化病毒
每年使加利福尼亚1.6亿美元小麦免受黄矮病毒之害 减少苦味，使酿酒业增收1500万美元/年 抗象鼻虫基因， 此前非洲和南美洲储存的大豆有15%-25%遭此虫害
1.4 生物多样性重要法规
MSY
今年国际生物多样性日（5月22日）的主题
MSY
海南坡鹿 Cervus eldi hainanus
1.1 生物多样性概念的提出和普及
1980年，Norse & McManus 首次使用 “Biologyical Diversity” 1985年，Rosen 在“生物多样性国家论坛”提出 “Biodiversity”， 1986年，该会议的论文集以“Boidiversity”为书名出版。
MSY
世界畜禽品种3600种，中国574种，占16%；家蚕品种1400个，占世界61.4%； 中国地方品种437个，占76.13%。
用途多
肉、蛋、奶、蜜、毛、丝、药等；乌鸡白凤丸、 金华火腿、北京鸭等传统产品
遗传多样性丰富
1.5 我国的生物多样性特点
农业物种多样性程度高——野生经济动物的多样性
MSY
9. 秘鲁
10. 马来西亚
11. 扎伊尔
12. 马达加斯加
我国丰富的物种多样性
微生物 地衣 藻类 苔藓 蕨类 裸子 被子 脊椎动物 鱼类
全球物种数量（万） 14.4 >1.35 4.0 1.4-1.6 1.5 0.085 23.5-30.0 4.54 2.46
中国物种数量（万） 1.88
MSY
资料来源 Barbier等，1990 Peters等，1989
MSY Dixon和Sherman，1990 Aylward，1993 Peters等，1989 Tobias等，1991 Brown等，1993 Barbier，1994
野生近缘种对农作物产量贡献的实例（UNEP,1995）
农作物 小麦 水稻 大麦 啤酒花 豆类
特异性状多 抗病、抗逆、早熟、丰产、优质
糯性基因起源中心、矮秆基因起源地、雄性不育基因产地、广交配基因起源地
杂交稻
中国春
1.5 我国的生物多样性特点
农业物种多样性程度高——家养动物的多样性
种类多
世界上经FAO确认的家养物种33种，中国23种，占70%
中国起源的13种。如番禺猪、狼山鸡等
品种类型多
均匀程度 MSY
物种的丰富度：A = B = 3 物种的丰度：A = B = 16 ind./unit
A区
B区
物种多样性的测量指标
物种丰富度 物种丰度 物种的鉴定分类，计数
MSY 多样性指数：H’ = –∑Pi×log2Pi …………（Shannon-Wiener, 1949）
均匀度：J = H’/ log2S …………(Pielous, 1969) 优势度：D2 = (N1+N2)/NT …………(McNaughton, 1969)
1.4 生物多样性重要法规
濒危野生动植物物种国际贸易公约（the Convention on International Trade
in Endangered Species of Wild and Flora，CITES）（1975，华盛顿）
目标：通过控制特殊物种的交易程度来规范野生动物的贸易。特殊 物种是指受到灭绝威胁的、正在或已经因为贸易而受到影响的物种。 列入限制的物种数量有675+24700+50000种 依然是全球第二大非法贸易，贸易额约40-50亿美元。 局限性
式中S为种类数；Pi为i种个体数占总个体数的比例；N1与N2为样品中 数量居第一、二位的优势种的个体数；NT为样品的总个体数。
1.3 生物多样性的价值
直接的使用价值——不仅为人类提供了食物、纤维、药物和其他原材料等， 还为人类提供了享受不尽的美景，是人类艺术和科学灵感的源泉。
MSY 间接使用价值——它具有的巨大的生态功能，在涵养水源、保持水土、防止
MSY
生物多样性：指地球上所有的生物、它们所包含的基因以及
由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样性程度
1.2 生物多样性的不同层次
景观多样性
生态系统多M样S性Y
物种多样性 遗传多样性
生物多样性研究的核心
1.2 生物多样性的不同层次
1. 遗传多样性（genetic diversity）：物种内的多样性（基因水平）。 2. 物种多样性（species diversity）：物种间的多样性（物种水平）
哪些物种容易灭绝？哪些物种最需要保护？
地理分布狭窄的物种，需要特殊生态位（小生境）的物种； 只有1个或少数几个种群，而且种群规模小，种群密度低的物种（例如分布区被 人为切割）； 需要较大分布空间，个体较大的物种，在食物来源缺乏时容易受危； 种群个体增长速率低的物种，生活稳定的生境中，倾向于年龄较大才开始繁殖；
即国际重要湿地公约
1.5 我国生物多样性特点
丰富的物种多样性
12个物种多样性特别丰富的国家（McNeely等，1990）：
1. 巴西 2. 哥伦比亚 3. 中国 4. 墨西哥 5. 印度尼西亚 6. 厄瓜多尔
7. 澳大利亚 8. 印度
1.6 影响生物多样性的因素
物种多样性的丧失——灭绝
本底灭绝：没有人为干扰的物种灭绝。平均灭绝速率为275/400万年。
MSY 大规模灭绝：全球范围内、数量巨大的物种多样性异常丧失。
灭绝的可能原因——自然因素：种内竞争、气候变化、有害基因积累、 近亲交配、外力撞击等
——人为因素 我们正处于另一次仅由人类引发的大规模灭绝的开端，如不加控制，其 灭绝的程度可能赶上或超过以往任一次大规模灭绝（Given,1996），灭绝 速率大约是本底速率的1000-10000倍（Balmford等，1998）。
MSY
种内的多样性
同一种类不同种群间的遗传变异程度 同一种群不同个体间的遗传变异程度
物种多样性的测量指标
物种的丰富度（species richness）：指一个地区的所有物种数 物种的丰度（species abundance）：一个地区内某个物种所拥有的个体数 物种的均匀度（species evenness）：根据相对丰度而得到的各物种分布的
PCR反应
Taq DNA聚合酶
水生栖M热S菌Y
Thermus aquaticus
发展中国家一些自然资源直接使用价ห้องสมุดไป่ตู้估计
象牙出口，非洲 水果/橡胶收割，秘鲁 旅游，泰国 药材利用，哥斯达黎加 木材生产，秘鲁 生态旅游，哥斯达黎加 大象观赏价值，肯尼亚 热带雨林产品出口
估计价值 3500-4500万美元 6330美元/hm2 385-860000美元/年 481万美元/产品 490美元/hm2 1250美元/hm2 2500万美元/年 110亿美元/年
沙漠化、净化水质、调节气候、环境监测、废物处理、改善生活环境等方面 发挥着重要的作用。 潜在使用价值——許多物种的价值现在还不清楚，如用来治疗疾病，构成新 兴工业的基础，防止农作物衰退的功能，还有待人类进一步研究开发。如果 受到破坏，后代就再沒有机会利用它或从各种可能性中加以选择。
悬剑！
MSY
MSY
生态系统的恢复和物种的再引入
保护区数量和面积（至2000年）
全球：较大保护区数量近9832个，面积近925万km2，约占地球面积的8.2%； 小型保护区40000个，覆盖全球5%土地面积。
中国：各类保护区1276处，面积1.23亿hm2，占国土面积的12.4% 其中：林业909处，面积1.02亿hm2，占国土面积的10.6%
生物多样性公约（the Convention on Biological Diversity，CBD ）
1992年，巴西里约热内卢，联合国环境与发展大会(United Nations Conference on Environment and Development, UNCED) 目的：保护生物多样性；生物多样性的持续利用；分享用 野生和驯养物种制造的新产品的利益。 中国最早签署了《生物多样性保护公约》，最快制订出《 中国生物多样性保护行动计划》
原因：— 地域辽阔，地貌、气候多样，海岸线漫长形成复杂多样的生态系统类型
主要有：森林、灌木、草甸、沼泽、草原、稀树草原、荒漠、 冻原等 河流、湖泊、 海洋
— 第四纪冰川期的影响小
1.5 我国的生物多样性特点
生物区系起源古老
原因：第四纪冰川期的影响小，使许多古老的物种得以保存。
受冰川影响地区的物种南移，形成的独特类型。
其中粮食30余种，经济作物约70种，果树140种，蔬菜110余种，牧草约50种，花 卉130种，绿肥用植物约20种，药用植物50种，栽培林木100余种
MSY 其中起源于中国或在中国种植2000年以上的约350种
品种类型多
如稻类，中国的地方品种近5万个，有籼（xian）和粳（jing）亚种。米色、米质 、栽种期、成熟时间，谷粒形态、穗颈的长短、植株的高矮等各有不同。
MSY 3. 生态系统多样性（ecosystem diversity）：生态上或栖息地水平上的多 样性（生态系统水平）。 4. 景观多样性（landscape diversity）：
景观：一种由一系列相互作用的生态系统组成的、并以相似形式重复出现的
异质性土地。
草鱼 Ctenopharyngodon idellus
0.025 3.0 0.63 0.39
百分比 12.9%
28.5% >10%
14% 15.8%
1.5 我国生物多样性特点
物种的高度特有性
高等植物中，特有种1.73万种，占我国总数的57%。如水杉 三大特有中心：川东—鄂西，川西—滇西北，滇东南—桂西
MSY 脊椎动物中，特有种667种，占我国总数的10.5%。如大熊猫
MSY
例如：高等植物中，松杉类7科中，中国有6科，如水杉 脊椎动物中，如大熊猫、白鳍豚、扬子鳄等 无脊椎动物中，如鲎和鹦鹉螺等
中国鲎 Tachypleus tridentatus
MSY
1.5 我国的生物多样性特点
农业物种多样性程度高——栽培植物的多样性
作物种类多 中国主要栽培植物种类700余种，占世界总数的50%左右
1.7 生物多样性的保护
物种多样性的保护措施
就地保护：在物种所在的生态系统或栖息地中对物种进行保护。 实质是对物种所在的整个生态系统的保护
就地保护方式：保护地（区） MSY
易地保护：在远离物种所在的生态系统或栖息地对物种进行保护。 适合于微生物和所生存的生态系统面临崩溃的物种保护 易地保护方式：动物园、植物园、种子库、基因库等
食用野生植物：1700种 其中野生蔬菜700余种，野生果树1000余种
MSY 工业用野生植物：1800余种 其中纤维类植物440种，淀粉类150余种，油脂类370余种， 芳香油类290种，用材植物300余种 饲用野生植物：6000余种 药用野生植物：约10000种 经济动物：鸟类330种，兽类190种，鱼类600多种
MSY 不能有效扩散的物种；
迁移性物种如候鸟、大型哺乳动物的迁徙对于食物、繁殖等需要而进行的，不同 的生态环境是动物迁徙的基础，假如异地的环境被破坏或迁徙路线受到阻隔，这些 物种就容易受到灭绝； 很少遗传变异的物种； 以稳定生态环境为特征的物种，环境破坏后，容易灭绝； 被人类过度收获的种类，如甘草、冬虫夏草，因收获野生植物，采收过度，会造 成灭绝。
1.6 影响生物多样性的因素
栖息地的破坏或片断化 世界上许多国家，原始生境都已被破坏，湿地 生境如红树林，热带干旱林，草地的生境受到威胁，北方的草原、森林生 态破坏变成沙漠化。
MSY 环境污染 主要指农药污染；水体污染；大气污染，例如有毒灰尘，酸
雨，使生物群落内的许多物种在没有受到明显干扰的情况下走向灭绝。 温室效应 温度升高，许多物种因不能适应迅速的气温变化而趋于灭绝 。一旦极地的冰帽溶解，海岸上的生命群落将会由于海洋平面的升高而遭 受灭顶之灾。 生物入侵 外来种的引入会抑制和排挤当地种，造成对当地物种的威胁 。外来种不但包括大型的动植物，也包括各种病害。外来种往往具有很强 的侵入能力，影响生物多样性的同时也危害了人类的健康。 滥捕乱伐 对物种造成毁灭性的打击。如发菜、冬虫夏草等
发现地 土耳其 印度 埃塞俄比亚 北欧 墨西哥
对生产的影响 抗病基因，所产生的价值达5万美元/年
MSY 其野生种可抵御草状矮化病毒
每年使加利福尼亚1.6亿美元小麦免受黄矮病毒之害 减少苦味，使酿酒业增收1500万美元/年 抗象鼻虫基因， 此前非洲和南美洲储存的大豆有15%-25%遭此虫害
1.4 生物多样性重要法规
MSY
今年国际生物多样性日（5月22日）的主题
MSY
海南坡鹿 Cervus eldi hainanus
1.1 生物多样性概念的提出和普及
1980年，Norse & McManus 首次使用 “Biologyical Diversity” 1985年，Rosen 在“生物多样性国家论坛”提出 “Biodiversity”， 1986年，该会议的论文集以“Boidiversity”为书名出版。
MSY
世界畜禽品种3600种，中国574种，占16%；家蚕品种1400个，占世界61.4%； 中国地方品种437个，占76.13%。
用途多
肉、蛋、奶、蜜、毛、丝、药等；乌鸡白凤丸、 金华火腿、北京鸭等传统产品
遗传多样性丰富
1.5 我国的生物多样性特点
农业物种多样性程度高——野生经济动物的多样性
MSY
9. 秘鲁
10. 马来西亚
11. 扎伊尔
12. 马达加斯加
我国丰富的物种多样性
微生物 地衣 藻类 苔藓 蕨类 裸子 被子 脊椎动物 鱼类
全球物种数量（万） 14.4 >1.35 4.0 1.4-1.6 1.5 0.085 23.5-30.0 4.54 2.46
中国物种数量（万） 1.88
MSY
资料来源 Barbier等，1990 Peters等，1989
MSY Dixon和Sherman，1990 Aylward，1993 Peters等，1989 Tobias等，1991 Brown等，1993 Barbier，1994
野生近缘种对农作物产量贡献的实例（UNEP,1995）
农作物 小麦 水稻 大麦 啤酒花 豆类
特异性状多 抗病、抗逆、早熟、丰产、优质
糯性基因起源中心、矮秆基因起源地、雄性不育基因产地、广交配基因起源地
杂交稻
中国春
1.5 我国的生物多样性特点
农业物种多样性程度高——家养动物的多样性
种类多
世界上经FAO确认的家养物种33种，中国23种，占70%
中国起源的13种。如番禺猪、狼山鸡等
品种类型多
均匀程度 MSY
物种的丰富度：A = B = 3 物种的丰度：A = B = 16 ind./unit
A区
B区
物种多样性的测量指标
物种丰富度 物种丰度 物种的鉴定分类，计数
MSY 多样性指数：H’ = –∑Pi×log2Pi …………（Shannon-Wiener, 1949）
均匀度：J = H’/ log2S …………(Pielous, 1969) 优势度：D2 = (N1+N2)/NT …………(McNaughton, 1969)
1.4 生物多样性重要法规
濒危野生动植物物种国际贸易公约（the Convention on International Trade
in Endangered Species of Wild and Flora，CITES）（1975，华盛顿）
目标：通过控制特殊物种的交易程度来规范野生动物的贸易。特殊 物种是指受到灭绝威胁的、正在或已经因为贸易而受到影响的物种。 列入限制的物种数量有675+24700+50000种 依然是全球第二大非法贸易，贸易额约40-50亿美元。 局限性
式中S为种类数；Pi为i种个体数占总个体数的比例；N1与N2为样品中 数量居第一、二位的优势种的个体数；NT为样品的总个体数。
1.3 生物多样性的价值
直接的使用价值——不仅为人类提供了食物、纤维、药物和其他原材料等， 还为人类提供了享受不尽的美景，是人类艺术和科学灵感的源泉。
MSY 间接使用价值——它具有的巨大的生态功能，在涵养水源、保持水土、防止
MSY
生物多样性：指地球上所有的生物、它们所包含的基因以及
由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样性程度
1.2 生物多样性的不同层次
景观多样性
生态系统多M样S性Y
物种多样性 遗传多样性
生物多样性研究的核心
1.2 生物多样性的不同层次
1. 遗传多样性（genetic diversity）：物种内的多样性（基因水平）。 2. 物种多样性（species diversity）：物种间的多样性（物种水平）
哪些物种容易灭绝？哪些物种最需要保护？
地理分布狭窄的物种，需要特殊生态位（小生境）的物种； 只有1个或少数几个种群，而且种群规模小，种群密度低的物种（例如分布区被 人为切割）； 需要较大分布空间，个体较大的物种，在食物来源缺乏时容易受危； 种群个体增长速率低的物种，生活稳定的生境中，倾向于年龄较大才开始繁殖；