1、保护生物学,（二）,教师：熊源新 Email: Tel: 3865593,第二章、 生物多样性,生物多样性 （biodiversity 、 biological diversity）是一个描述自然界多样性程度的一个内容广泛的概念。,第二章的主要内容,一、什么是生物多样性,定义 1）、遗传多样性(genetic diversity) 2）、物种多样性(species diversity) 3）、 生态系统多样性（ecosystem diversity） 4）、 生物多样性公约,二、生物多样性的总量和分布,1）、地球生物资源概况 2）、生物多样性在世界的分布 3）、中国生物多样性的分布特点 4）、
2、我国有多少生物物种,生物多样性概念的提出,1）环境问题危机； 人口、 资源、 环境、 粮食、 能源 2）世界自然保护联盟（IUCN）。世界野生生物基金会（WWF）建立。1971年，由联合国教科文组织提出了著名的“人与生物圈计划”。等国际组织和国际活动的建立和开展。,人们在开展自然保护的实践中逐渐认识到，自然界中各个物种之间、生物与周围环境之间都存在着十分密切的联系，因此自然保护仅仅着眼于对物种本身进行保护是远远不够的，往往也是难于取得理想的效果的。要拯救珍稀濒危物种，不仅要对所涉及的物种的野生种群进行重点保护，而且还要保护好它们的栖息地。或者说，需要对物种所在的整个生态系统进行有效的保护。在这
3、样的背景下，生物多样性的概念便应运而生了。,一、什么是生物多样性,生物多样性就是生命形式的多样性”,生物多样性一般是指“地球上生命的所有变异“。,生物多样性是所有来源的活的生物体中变异性，这些来源包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成生态综合体；这包括物种内、物种之间和生态系统的多样性,生物多样性公约（Convention on Biological Diversity， 1992）, “生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合，包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统“,（Wilson, 1992）,孙儒泳（2001
4、）,蒋志刚等（1997）,生物多样性是指地球上所有生物和它们所包含的遗传物质，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化程度。包括了遗传基因多样性、生物物种多样性、生态系统多样性三个层次。,生物多样性的定义,1）、遗传多样性(genetic diversity),遗传多样性是生物所携带遗传信息的总和。,多用于种内不同群体。物种内不同群体之间在生理、形态和行为上的不同是遗传多样性的表现，其差异的程度即是遗传多样性的大小。基因的多样性是生命进化和物种分化的基础。,研究遗传多样性的理论和实践意义在于：,a. 能测量物种对环境的适应能力。,b. 可以揭示物种或居群的进化历史。,c. 能探讨物
5、种稀有或濒危的原因和过程。,鸽的品种：筋斗鸽、鹦鹉鸽、孔雀鸽、吹号鸽、毛领鸽、球胸鸽、喜鹊鸽、天使长鸽、皱背鸽,广义遗传多样性（genetic diversity）： 地球上所有生物携带的各种遗传信息的总和。 狭义的遗传多样性主要是指生物种内基因的变化，包括种内显著不同的种群之间以及同一种群内的遗传变异。 遗传多样性是生物适应环境能力的体现, 是生命进化和物种分化的基础。,遗传多样性的来源: 染色体畸变 基因突变 重组,什么是物种多样性？物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。,2）、物种多样性(species diversity),物种总数，即特定区域内所拥有的特定类群的
6、物种数目 ；物种密度，指单位面积内的特定类群的物种数目；特有种比例，指在一定区域内某个特定类群特有种占该地区物种总数的比例。,在阐述一个国家或地区生物多样性丰富程度时，最常用的指标是区域物种多样性。区域物种多样性的测量有以下三个指标：,3）、 生态系统多样性（ecosystem diversity）,生态系统是各种生物与其周围环境所构成的自然综合体。 所有的物种都是生态系统的组成部分。,生产者,消费者,分解者,生态系统,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。,生态系统的功能是： 1）对地球上的各
7、种化学元素进行循环 2）维持能量在各组分之间的正常流动。其中，生境的多样性是生态系统多样性形成的基础，生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性。,附、景观多样性(landscape diversity)，,景观要素是：,景观多样性是指由不同类型的生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化程度。,组成景观的基本单元，相当于一个生态系统。,遗传传多样性是物种多样性和生态系统多样性的基础，或者说遗传多样性是生物多样性的内在形式。物种多样性是构成生态系统多样性的基本单元。生态系统多样性离不开物种的多样性，也离不开不同物种所具有的遗传多样性。,生物多样性各层次间的相互关系,4）、
8、生物多样性公约 （Convention on Biological Diversity）（1993年12月29日）,生物多样性公约是一项世界各国保护生物多样性,可持续地利用生物资源和公平地分享遗传资源所创效益的承诺。,生物多样性公约的目标是： （1）保护生物多样性及对资源的持续利用；（2）促进公平合理地分享由自然资源而产生的利益。,（1）各缔约方应该编制有关生物多样性保护及持续利用的国家战略、计划或方案，或按此目的修改现有的战略、计划或方案。 （2）尽可能的将生物多样性保护及其持续利用纳入到各部门的计划、方案或政策之中。 （3）采取立法、行政或政策措施，让提供遗传资源用于生物技术研究的缔约方，
9、尤其是发展中国家，切实参与有关的研究。 （4）促进并推动提供遗传资源的缔约方，尤其是发展中国家，在公平的基础上优先取得基于其提供资源的生物技术所产生的成果和收益。 （5）发达国家缔约方应提供新的额外资金，以使发展中国家缔约方能够支付因履行公约所增加的费用。 （6）发展中国家应该切实履行公约中的各项义务，采取措施保护本国的生物多样性。,生物多样性公约的主要内容有以下一些方面：,二、生物多样性的总量和分布,全世界倒底有多少物种呢？说来惭愧，我们不知道。人类的科技进步，可以探索银河、宇宙，可以下到深海研究，可以探求分子的内部结构，但却没有人知道我们生存的地球上有多少物种。有人估计全球的物有 3,00
10、0万种，也有人估计为1,000万种，比较保守的说法是500万种。即使全球只有500万种生物，我们迄今认识的物种也不到五分之二。,1、地球生物资源概况,人类科学家经过几百年的科学研究，描述研究地球上的生物,初步估计约有140万种生物物种， 其中有昆虫75万种，脊椎动物5.7万种，有花植物和苔藓约25万种。其他生物34万种.,世界有约141300个物种被描述,根据雨林冠层生物学、深海生物学、土壤DNA的分析，全世界大约有500万-5000万以上的物种，但实际上在科学上描述的仅有140万种。,除对高等植物和脊椎动物的了解比较清楚外，对其他类群如昆虫、低等无脊椎动物、微生物等类群，还很不了解。,为简便
11、，通常假定全世界生存有1000万种生物，可以大致反映出整个生物界的概貌(附表)。,为简便，通常假定全世界生存有1000万种生物，可以大致反映出整个生物界的概貌(附表)。,生物多样性并不是均匀的分布于全世界168个国家；全球生物多样性主要分布在热带森林，仅占全球陆地面积7%的热带森林容纳了全世界半数以上的物种。,2）、生物多样性在世界的分布,要点1：,热带生物学研究重点委员会（NAS,1980）根据生物多样性的丰富程度、高度的特有种分布以及森林被占用速度等因素，确定了11个需要特别重视的热带地区：,厄瓜多尔海岸森林,巴西可可地区,巴西亚马孙河流域东部和南部,缅甸,马达加斯加,坦桑尼亚山脉,新喀里
12、多尼亚,夏威夷,斯里兰卡,喀麦隆,要点2：,海洋也蕴藏着极其丰富的多样性，至今仍不断有举世瞩目的新发现。在高级分类阶元“门”的水平上，海洋生态系统比陆地及淡水生物群落变化多，有更多的门和特有门。 世界生物多样性较丰富的海域包括西印度太平洋、东太平洋、西大西洋。,要点3：,生物多样性巨丰国家 （megadiversity country） 12个多样性特丰国家占全世界所拥有的60-70% 甚至于更高的生物多样性。,巴西,哥伦比亚,厄瓜多尔,墨西哥,马达加斯加,澳大利亚,中国,印度,印度尼西亚,扎伊尔,马来西亚,秘鲁,要点4：,世界物种的分布,中国是地球上生物多样性最丰富的国家之一。 根据一个国家
13、的脊椎动物，昆虫中的凤蝶科(Papillionidae)和高等植物 数目（上述表格）评定出12个这样的“巨大多样性国家（megadiversity country）”中，中国排名第八。 （墨西哥、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、巴西、扎伊尔、马达加斯加、中国、印度、马来西亚、印度尼西亚和澳大利亚。 ）,3）、中国生物多样性的特点,中国的生物多样性概括起来有下列特点:,(1) 物种高度丰富，,a.高等植物30000余种，仅次于世界高等植物最丰富的巴西和哥伦比亚，占世界第三位。 b.苔藓植物2200种，占世界总种数的9.7%，隶属106科，占世界 科数的70%； c.蕨类植物52科，约22002600种
14、，分别占世界科数的80%和种数的22%： d.裸子植物全世界共15科，79属，约850种，中国就有10科，34属，约250种,是世界上裸子植物最多的国家; e.被子植物约有328科，3123属，30000多种，分别占世界科，属，种数的75% ，30%和10%。,中国的动物也很丰富; f.脊椎动物共有6347种，占世界总种数（45417）的13.97%。 g.中国是世界上鸟类种类最多的国家之一，共有鸟类1244种，占世界总种数的13.1%； h.中国有鱼类3862种，占世界总种数（19056种）的20.3%。 i.包括昆虫在内的无脊椎动物，低等植物和真菌，细菌，放线菌，其种类更为繁多。目前尚难做
15、出确切地估计，因大部分种类迄今尚未被认识 。,特有性反应一个地区的分类多样性。中国生物区系的特有现象发达，说明了中国生物的分类多样性丰富。例如，有活化石之称的大熊猫、白鳍豚、水杉、银杏、银杉和攀枝花苏铁等等。,(2)特有属，种繁多；,中国国家保护动植物简介,大熊猫 (1级)拉丁学名：Ailuropoda melanoleuca英文名：Giant Panda别 名：大猫熊 竹熊 花熊 白熊体型似黑熊，头圆而大，尾极短。体长多在120180厘米，尾长1012厘米，体重60l千克。躯干和尾白色，两耳、眼周及四肢全黑色，界线分明。主要栖息在海拔140035O0米的落叶阔叶林、针阀混交林和亚高山针叶林带
16、的山地竹林内。无固定巢窝，常在大树上或竹林内卧睡，平时单独活动，行动缓慢，性情温顺，听觉、视觉较差，自卫能力较弱。主要以竹类的竹笋、竹叶及嫩竹尖为食，亦喜欢野果或一些动物性食物。每年多在45月发情交配，也有秋季交配的，妊娠7个月，多数每胎只产1仔，由雌兽单独抚育，仔兽56个月才能独立生活。大熊猫是我国特产，十分珍贵，在全世界范围内，只见于我国四川、甘肃、陕西等省的人迹罕至的高山竹林内,国家一级保护动物 体形似金丝猴，鼻孔上仰，吻鼻部略向下凹，不像金丝猴那样肿胀。脸部灰白或浅蓝。头顶前部毛基金黄色，至后部逐渐变为灰白，毛尖黑色。耳缘白色，背部灰褐色。两肩之间有一白色块斑，毛长达16厘米。上肢的戾
17、部外侧至手背，由浅灰褐色逐渐变为黑色，下肢毛色变化与上肢相同。有人认为是金丝猴的一个亚种。 栖息于海拔1700米以上的山地阔叶林中，主要在树上活动，结群生活，有季节性分群与合群现象。以多种植物的叶、芽、花、果及树皮为食。黔金丝猴分布范围十分狭窄，总数仅几百只，现已建立梵净山自然保护区，对其栖息环境进行保护。,国家一级保护动物 黑叶猴体形纤瘦，四肢细长。头小尾巴长，体长50-60厘米，尾长79-86厘米。头顶有黑色直立的毛冠；两颊至耳基部有白毛；成体全身乌黑色体毛长而厚密，有光泽。手、足具乌黑扁平指（趾）甲；尾尖端白色。刚出生挑战黑叶猴，全身乳黄色，头部则为金黄色，尾为黑色，30天左右全身变黑，
18、但头部还是金黄色。 生活于热带、亚热带丛林中，树栖，喜群居，每群有一首领带领猴群活动。黑叶猴跳跃能力很强，一次可越出10多米。很少下地喝水，多饮露水和叶子上的积水，以嫩叶芽、花、果为食。通常2-3月份交配，8-9月份产仔，每年产1胎，每胎1仔，偶见2仔。 黑叶猴是珍贵稀有灵长类动物之一，分布区域狭窄，数量很少。,国家二级保护动物 体长11-15厘米。雌螈一般大于雄螈，头部扁平，吻端平切，外鼻孔位于近吻端。除唇缘、指、趾及尾外，全身布满瘰粒与疣粒；头侧棱脊显著，背中线棱脊明显。体侧自肩部向后至尾基部各有一列整齐的瘰粒。前后肢几乎等长，指扁平，末端钝圆。体色除尾部腹缘及四指为橘红色外，其余皆为黑色
19、。 生活于海拔650-2500米山区溪流的塘边，多在夜间捕食。平时生活在陆地上，夏季繁殖期进入水池中。,国家二级保护动物 大鲵是现存有尾目中最大的一种，最长可超过1米。头部扁平、钝圆，口大，眼不发达，无眼脸。身体前部扁平，至尾部逐渐转为侧扁。体两侧有明显的肤褶，四肢短扁，指、趾前五后四，具微蹼。尾圆形，尾上下有鳍状物。体表光滑，布满粘液。身体背面为黑色和棕红色相杂，腹面颜色浅淡。 生活在山区的清澈溪流中，一般都匿居在山溪的石隙间，洞穴位于水面以下。每年7-8月间产卵，每尾产卵300枚以上，雄鲵将卵带绕在背上，2-3周后孵化。,国家一级保护动物 大型涉禽。全长约120厘米。体羽几乎 全为纯白色。
20、头顶裸出部分鲜红色； 额和眼先微具黑羽；喉、颊和颈大部 为暗褐色。次级和三级飞羽黑色，延 长弯曲呈弓状。尾羽短、白色。嘴灰 绿色，脚灰黑色。 栖息于芦苇及其他荒草的沼泽地带。 食水生植物的嫩芽、种子、水生昆虫、 软体动物和鱼类等。4月中、下旬开始 营巢产卵，筑巢于周围环水的浅滩上 的枯草丛中，每窝产卵2枚，雌雄鸟轮 流孵卵，孵化期20-33天。待幼鸟学会 飞行，入秋后，丹顶鹤从东北繁殖地 迁飞南方越冬。我国在丹顶鹤等鹤类 的繁殖区和越冬区建立了扎龙、向海、 盐城等一批自然保护区。在江苏省盐城自然保护区，越冬的丹顶鹤最多一年达600多只，成为世界上现知数量最多的越冬栖息地。 丹顶鹤羽色素朴纯洁，
21、体态飘逸雅致，鸣声超凡不俗，在诗经鹤鸣中就有“鹤鸣于九皋，声闻于野”的精彩描述。在中国古代神话和民间传说中被誉为“仙鹤”，成为高雅、长寿的象征，在诗词和中国画中，常被文学家、艺术家作为主题而称颂。,国家一级保护动物 大型涉禽。全长约120厘米。体羽银灰色至近白色，羽缘沾棕色。头顶暗红色，具稀疏黑色发状羽；头、颈的三分之二为黑色；眼下有一白斑。飞羽黑褐色，三级飞羽黑色，延长而弯曲呈弓形，羽端分枝成丝状，尾羽灰黑色。嘴淡绿色，脚黑色。雌鸟上背有淡棕褐色的蓑羽。 栖息于海拔2500-5000米的高原，是世界上唯一生长、繁殖在高原的鹤。通常生活在沼泽地、湖泊及河滩地带。以绿色植物的根、芽为食，兼食软体
22、动物、昆虫、蛙类、鱼类等。早春3月，黑颈鹤便离开越冬地云贵高原，集群北上，飞抵青藏高原的草甸、沼泽地带，成双结对，于4月下旬开始繁殖，筑巢于沼泽地带地势较高的草墩或泥墩上，每窝产卵1-2枚，淡青色，杂以棕褐色斑点。孵卵期31-33天,国家二级保护动物 雄鸟全长约100厘米，雌鸟约70厘米。雄鸟头顶具金黄色丝状羽冠；后颈披肩橙棕色。上体除上背为深绿色外，大都为金黄色，腰羽深红色。飞羽、尾羽黑褐色，布满桂黄色点斑。下体通红，羽缘散离。嘴角和脚黄色。雌鸟上体棕褐，尾淡棕色，下体棕黄，均杂以黑色横斑。 栖息于海拔600-1800米的多岩山坡，活动于竹灌丛地带。以蕨类、麦叶、胡颓子、草籽、大豆等为食。3
23、月下旬进入繁殖期，筑巢于乔木树下或杂草丛生的低洼处，每窝产卵5-9枚，淡黄褐色，无斑，孵卵期22天,树形蕨类，高1-6cm,主要高1-3cm，胸径10-20cm。叶片三回羽状深裂，长1-3m，生于茎顶，幼叶拳卷。主要分布于东南和西南地区，生于海拔400-900m处的山沟潮湿地和溪边阳光充足的地方，有时也散生于林缘灌丛中。东南亚和日本南部也有分布。中生代地球上曾广泛分布，现分布区缩小。国家一级保护渐危种。,棕榈状常绿植物，树干高约65cm。叶羽状全裂，长达1.6m,裂片条形或条状披针形，厚革质，无毛，深绿色，叶柄两侧具短刺。大孢子叶多数，密生茎顶呈球形，密被黄褐色或锈褐色绒毛。中国特有种。分布于
24、贵州，广西，生于海拔400-1060m处。,青岩油杉 常绿大乔木，高达50m，胸径2.5m，冬芽圆球形。叶条形，上面绿色，下面有2条灰白色的气孔带。球果直立，圆柱形。中国特有种。仅分布于贵州贵阳青岩，在海拔1100-1300m处的石灰岩山地上尚有小片纯林。,银杉 Cathaya argyrophylla Chun et Kuang 常绿乔木，高达24m，胸径40（85）cm。叶螺旋状排列，辐射散生，在小枝上端排列紧密呈簇生状，线形。雌雄同株。球果卵圆形，淡褐色或绿褐色。种子暗绿色。中国特有孑遗种。分布于广西、湖南、四川、贵州、生于海拔941-1870m处的陡坡山脊、孤立的石山顶部或悬崖绝壁缝隙
25、中。该属花粉曾在欧亚大陆第三纪沉积物中发现，被誉为植物界的“大熊猫”。其胚发育与松属植物相似。国家一级保护稀有种。,4）我国有多少生物物种？,根据中国生物多样性国情研究报告的统计，我国约有生物物种140402种，主要组成如下： 微生物（不含细菌、病毒）： 8139 动物； 86244 植物（包括藻类、地衣和高等植物）；46019,世界上有多少生物物种？上节课说过500-5000万，这是一个非常保守的估计，看看教材上的表2、1（P18）1125万-18100万, 还是“部分举例”。描述过的生物物种也有1604000。根据中国生物多样性国情研究报告的统计，全世界已知生物物种有1731641种。,在
26、世界生物物种中，除了高等植物和脊椎动物外（约占已知生物物种数的18%）其余的生物物种数已知的和估计数悬殊在2个数量级上，也就是说在百倍以上。按此比例，我国的生物物种也应估计在100万1200万左右。,我国的生物物种估计在100万1200万左右。,我们这个星球上的生物，经过亿万年的进化发展，形成了如此丰富的生物多样性，“聪明的”人类想在历史长河的一瞬间-极短的几百年内弄清楚？我们连大多数生物物种的名字都不知道，更不要说它们的分布、生理、和遗传基因和利用了。,准确的数字： 我国有多少生物物种？ 地球上有多少生物物种？,人类已经认识了地球上的175万个物种，新的物种还在不断被发现。随着科技不断的发展
27、，计算机生物多样性数据库的建立和完善，人类对生物多样性的认识在不断的加深。遗憾的是在全球信息化的今天，世界上没有任何一个研究机构或大学具有所有这175万个物种的编目。进行这样工作的重要性并不亚于人类基因组计划，在这个意义上说，生物多样性的编目生物物种的分类鉴定工作，要比太空旅行、登陆火星、人类基因组的研究，都要困难得多，尽管实际研究手段不是很难，尽管这种研究是有时间的、迫在眉睫的。 人类现在唯一能做的是大量的消灭我们这个星球上亿万年进化的生物多样性和人类自己！,人类需要更多的生物分类学家！,本次小结,第二章 生物多样性（生物多样性概念的提出）,二、生物多样性的总量与分布,1）、 2）、,一、什么叫生物多样性,2）、生物多样性在世界的分布,3）、中国生物多样性的特点 4）、我国有多少生物物种？ 5）、准确的数字：,
