保护生物学.docx

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保护生物学

MadebyCrystal2007.1.14不完全版

1，GMOs（转基因生物）释放的生态风险有哪些？

i.GMOs是指经遗传修饰的生物体，常称为转基因生物或工程生物。

世界范围内已经大面积释放的转基因作物有烟草、棉花、油菜、大豆、玉米等。

它将可能给环境、人类健康甚至伦理道德各方面带来危机，因此生物安全已成为世界各国关注的焦点问题之一。

ii.转基因生物的入侵风险：

与外来种入侵相似。

如为了控制另外一个引入种，Moorea岛引入了一种蜗牛，结果使当地六种蜗牛几乎全部消失。

优良性状的转基因作物容易成为入侵种。

已有证据表明，Bt基因提高了转基因甘蓝型油菜在田间的适合度。

iii.转基因逃逸的风险：

转基因可以通过传粉在空间上逃逸，也可以通过种子库在时间上逃逸，并通过转基因作物与其野生亲缘种的杂交种在自然界中存留。

若获得选择优势的野生亲缘种本身就是杂草，那就会为该杂草的控制增加很大的困难。

例子：

转基因水稻如与起源的野生种同在一个区域时，水稻中的转基因会转移到野生稻中去。

野生稻是危害很大的杂草，若商品化稻田里的野生稻得到了来自抗除草剂转基因水稻的抗除草剂基因，则野生稻的危害更大。

iv.抗病毒转基因作物可以产生新的病毒：

转基因生物有可能会与其它病毒重组，从而产生新的、甚至是更具毒性的病毒。

v.转基因作物释放对土壤生物群落及生物地球化学循环的影响：

一旦环境由于转基因产品的释放而发生改变，一些敏感生物体快速发生反应，达到一定程度时，其它生物也发生反应，从而影响到整个土壤生物群落。

vi.害虫对转Bt抗虫植物的抗性风险：

由于转Bt基因植物能够持续地高水平表达单一的杀虫毒蛋白，因此Bt植物对害虫造成的选择压力甚至比Bt杀虫剂还要高，Bt植物的释放将会加速害虫的抗性进化。

vii.转基因植物产生的杀虫剂对非目标生物的影响的风险：

目前已经商品化的抗虫转基因植物就是能够产生Bt杀虫蛋白的转基因作物，其残留组织中的杀虫蛋白的消散时间较长。

它对非目标生物影响的潜在风险不容忽视。

2，IUCN定义的6个protectedarea类型是什么？

i.IUCN1994：

Aprotectedareais“anareaoflandand/orseaespeciallydedicatedtotheprotectionandmaintenainceofbiologicaldiversity,andofnaturalandassociatedculturalresources,andmanagedthroughlegalandothereffectivemeans”（保护区专门用于生物多样性以及自然和有关文化资源的保护与维持，并通过法律和其它有效手段进行管理的陆地和海域。

）

ii.IUCN（1994）把保护区统一划分为6个类型（其中前5个类型是真正的保护区，目的是保护生物多样性；更为严格的定义只包括前3个类型）：

iii.严格的自然保护区与公共莽原区：

是为了科学研究、教育、环境监测、维持遗传变异性等建立的保护区。

此类保护区内物种的种群和生态系统必须在最大程度上得到维持和不受干扰。

iv.国家公园Nationalparks：

是范围较大的风景和自然景观区，为保护一个或多个生态系统而建立，其使用价值包括科研、教学、娱乐休闲等内容。

主要特点是可以参观访问和旅游。

但一般不允许自然资源的开发。

v.国家历史遗迹和文物地Nationalmonumentsandlandmarks：

是范围比较小的保护区，为保护生物、地质或文化等某一方面的价值。

vi.有管理的野生动物禁猎区和自然保护区Managedwildlifesanctuariesandnaturereserve：

与严格的自然保护区相似，但是为了维持群落的特征，某些人为操作是允许的（如受控的收获）

vii.陆地和海洋景观保护地Protectedlandscapesandseascapes：

容许当地居民对环境的非破坏性传统利用，特别是在环境的利用方面已具当地的文化、民族和生态特色。

用这些传统关系安全保障完整性对保持、维护和进化这些区域十分重要。

viii.资源管理保护区Managed-resourceprotectedareas：

这些地区允许利用自然资源生产可持续的产品，故为了保护自然资源以利于将来的开发，自然资源的利用根据国家政策予以控制。

这些区域往往很大，现代和传统的资源利用方式都有。

3，保护区的设计原则有那几条？

6项原则:

A大保护区比小保护区好。

因为大保护区的物种迁入速率和灭绝速率平衡时，大保护区拥有较多的物种数量，而且大保护区的物种灭绝率较低。

B如果栖息地是同质性的保护区，但又必须被分成几个不相连的小保护区，则这些保护区应尽可能靠近。

因为这样将有利于增加保护区的物种迁入速率，降低物种的灭绝概率。

C若栖息地是同质性的保护区，分成不相连的碎片愈少愈好。

原因是在大保护区存活率高、小保护区低，同时大保护区比总面积之和等于该大保护区的几个小保护区拥有更多的物种。

D如果有几个不相连的保护区，这些保护区应是等距离排列，而不是线性排列。

因为等距离排列意味每一个保护区的物种可以比较容易地在保护区之间迁移和再定居的可能性。

E若有几个不相连的保护区，用“走廊”将它们连接起来，也许明显改变其保护功能。

因为物种可能在保护区间通过“走廊”扩散，从而会增加物种的存活机会。

F保护区应尽可能按圆形设计，以减少保护区间物种扩散的距离。

如果保护区太长，保护区局部发生物种的灭绝，物种从中心地区向边缘地区扩散的速率也许很低。

因此，无法防止类似于岛屿效应的局部灭绝。

4，保护区的选址原则有哪些？

A，典型性（Typicalness）：

在不同自然地理区域中选择有代表性生物群落的地区建立保护区。

保护区所代表的自然地理区域的范畴对确定该保护区的类型和级别有着至关重要的意义

B,稀有性（Rarity）：

濒危种、稀有种、地方特有种或群落及其独特生境，以及汇集了

一群稀有种的动植物避难所。

C,脆弱性（Fragility）：

对环境改变敏感的生态系统具有较高的保护价值。

需要特殊的管理。

D,多样性（Diversity）：

群落的数量多寡和群落多样性。

由保护区立地条件的多样性以及植被的发生历史因素决定。

E,自然性（Naturalness）：

自然生态系统未受人类影响的程度。

对于建立以科学研究为目的的保护区或保护区核心的选择具有特别的意义。

F,感染力（Intrinsicappeal）:

由于不同的物种和生物群落类型是不可替代的，因此各个物种、生物群落和自然景观都是等价的。

但由于人类的感觉和偏见，不同有机体有不同的感染力。

它对选择风景保护区来说很重要。

G,潜在价值（Potentialvalue）：

一些地域由于各种原因遭到了破坏，如森林采伐、沼泽排水和草原火烧等。

如能进行适当的人工管理或减少干扰，通过自然演替恢复原有的生态系统，有可能发展成为比现在价值更大的保护区。

H,科研潜力（Scientificresearchpotential）：

包括一个地区的科研历史、科研基础和进行科研的潜在价值

5，保护生物学有哪些特征？

i.保护生物学的定义。

ii.保护生物学是一门决策科学。

为了保护自然，减缓物种灭绝，人们依据保护生物学原理每时每刻都在作出管理决策。

iii.保护生物学是一门危机学科。

这种科学往往要求根据不完全的信息进行决策，而等搜集到足够的信息再行决策时将错过决策机会。

iv.保护生物学是一门处理统计现象的科学。

只能在一定概率水平上给出生态环境和生物多样性问题的答案。

v.保护生物学是一门价值取向、使命取向的科学。

保护生物学是为了保护有价值的生物多样性。

6，边缘效应的三个类型

i.边缘效应。

片段越小则边缘比例增加、其相对重要性越大

ii.片段的边缘效应大致有三个类型

iii.非生物效应：

包括来源于不同结构基质的环境条件的变化；

iv.直接生物效应：

包括直接由物理条件变化引起的物种多度和分布的改变（如干燥、刮风和植物生长），以及在或接近边缘的物种的生理忍受能力；

v.间接生物效应：

包括种间关系如捕食、营养寄生、竞争、生物传粉、草食作用、种子扩散等的改变。

7，阐述入侵种及其主要特点

入侵种（Invasivespecies）：

指在自然、半自然生态系统或生境中定居下来的，对本地生物多样性产生影响并构成威胁的外来种。

外来种成为入侵种的概率约为1/1000。

主要特点：

•传播能力强（关键）

•对环境的适应性强

•生命力强

8，地球上迄今六次物种大灭绝的时间和主要特点？

（1）FromCambrian（寒武纪末期）toOrdovician（440mya）（晚奥陶纪,4.4亿年前）—50%ofanimalfamilies;

（2）Devonian（晚泥盆纪,350mya）—30%ofanimalfamilies;

（3）Permian（晚二叠纪,230mya）—50%ofanimalfamilies,including95%ofmarinespecies;

（4）Triassic（晚三叠纪,190mya）—35%ofanimalfamilies;

（5）Cretaceous（晚白垩纪,65mya）—60%ofanimalspecies，统治了地球近2亿年的爬行动物——恐龙灭绝了;

（6）1万年前的更新世Quaternary（第四纪）开始，以岛屿型物种、大型哺乳动物和鸟类的灭绝为标志，与人类活动密切相关。

9，国家环保总局公布的首批入侵我国的16种动植物是哪些？

举例说明特点

（1）紫茎泽兰：

原产中美洲，现分布于我国云南、广西、贵州、四川、台湾，排挤本地植物；侵入经济林和农田；全株有毒，危害畜牧业等

（2）薇甘菊:

原产中美洲，现广泛分布于我国香港、澳门、和广东珠江三角洲地区，严重危害6－8米以下的天然次生林、人工速生林、经济林和风景林

（3）喜旱莲子草（空心莲子草）:

原产南美洲，现几乎遍及我国黄河流域以南地区

（4）豚草:

为一种恶性杂草，原产北美洲，1935年发现于杭州，在我国见于东北、华北、华东和湖北

（5）毒麦:

原产欧美洲　地中海地区，现广布世界各地，是我国限制检疫对象，我国除西藏和台湾外，各省（区）都曾有过报道

（6）互花米草:

原产美国东南部海岸，1979年引入我国，分布于我国上海、浙江、福建、广东、香港

（7）飞机草:

原产中美洲，1934年在云南发现，现分布于我国台湾、广东、香港、澳门等地，危害多种植物和牧场。

（8）假高梁:

原产地中海地区，现分布与我国16个省（自治区、直辖市），是30多种家作物的杂草

（9）凤眼莲（水葫芦）:

原产巴西，见于我国华北、华东、华中和华南的19个省（自治区、直辖市），作为猪饲料推广后大量逸生

（10）蔗扁蛾:

原产非洲，1987年随巴西木进入广州，现传入我国10余个省、直辖市、威胁农作物、果树、名贵花卉等。

（11）红脂大小蠹:

原产非洲，现分布于我国山西、陕西、河北、河南等地，严重危害松树。

（12）非洲大蜗牛:

原产非洲东西部，20世纪20年代末在福建厦门发现，现已扩散到我国香港、台湾、海南、广西等地，已成为危害农作物、蔬菜和生态系统的有害生物

（13）湿地松粉蚧:

原产美国，1988年随湿地松无性系穗进入我国，广东、广西、福建等地有报道，严重危害松林

（14）福寿螺:

原产来马逊河流域，1981年引入，现广泛分布于我国广东、福建、云南、浙江等地，危害水稻，威胁入侵地的水生贝类、植物，也是一些寄生虫病的中间宿主

（15）牛蛙（美国青蛙）:

原分布于北美洲，1959年引入我国，现几乎遍及我国北京以南地区，由于其适应性强，易于入侵扩散，使本地两栖类面临减少和绝灭的危险。

（16）美国白蛾:

原产北美洲，现分布于我国辽宁、河北、山东、天津、陕西、等地，危害果树、林木、农作物及野生植物等200多种植物

10，恢复生态系统的方法主要有哪几个？

1）不行动。

因为花费太大，或以前的恢复努力已失败，或以往经验表明该生态系统能自我修复。

典型例子是北美东部的弃耕地，在放弃农业后的数十年间自然恢复成森林。

我国南方也是。

2）恢复。

恢复到该地原来的种类组成和结构。

需积极引入原有物种，特别是栽植和播种原生植物。

3）重建。

复原一部分生态系统的功能和一部分原生种类。

如用植树造林更新已退化的森林。

4）替换。

用另一种有生产力的生态系统替换退化的生态系统。

如将退化的森林替换为草原。

5）

11，集合种群的类型有哪些？

1.大陆和岛屿型（Mainlandandisland）

这种类型的集合种群中有一个种群很大或者它的栖息地特别好，在没有很大的外界干扰情况下，可以单独地长期生存，为大陆种群。

另有一些局部种群比较小，称岛屿种群，它们不断地灭绝，再由大陆种群的迁入个体重建种群。

局部种群的灭绝率和迁入率与种群的大小、和“大陆”的距离以及物种的迁移能力有关。

这种集合种群的生存力主要取决于大陆种群。

2.斑块型（Patchy）

由一系列栖息在斑块状栖息地内的局部种群所组成，它们之间或多或少有相互作用。

扩散能力很强的动物通常可以在斑块间迁移。

如许多地区的森林受人为影响形成斑块状分布，生活在斑块中的某些鸟类个体形成局部种群，进而组成斑块集合种群。

3.卫星型（Satellite）

由位于分布区中央的一个大种群和周围的多个不同种群所组成。

历史上，这个物种可能是连续分布的，但由于人为和其他因子的作用，分布区边缘的种群逐渐与中心区隔离，形成围绕中心区的若干卫星小种群，这些小种群一般正面临着灭绝的危险。

4.完全隔绝型（非平衡型Non-equilibrium）

物种的各局部种群之间完全隔绝，或虽有联系但极少。

12，哪些物种容易灭绝？

形态单一的类群容易灭绝

特有类群尤其是特有属容易灭绝

热带分布类群容易灭绝

Specieswithaverynarrowgeographicalrange

Specieswithonlyoneorafewpopulation

Speciesinwhichpopulationsizeissmall

Speciesinwhichpopulationsizeisdeclining

Speciesthatarehuntedorharvestedbypeople

Speciesthatneedalargehomerange

Animalspecieswithlargebodysize

Specieswithlowincreasingrate

Speciesthatarenoteffectivedispersers

Seasonalmigrants

Specieswithlittlegeneticvariability

Specieswithspecializednicherequirements

Speciesthatarecharacteristicallyfoundinstable,pristineenvironments

Speciesthatarecharacteristicallyfoundinstable,pristineenvironments

Speciesthathavenothadpriorcontactwithpeople

Speciesthathavecloselyrelatedspeciesthatarerecentlyextinctorarethreatenedwithextinction

13，群落物种多样性的测定有哪三个层次？

它们分别是什么含义？

14，如何减弱疾病的扩散？

（1）Plant,animals,soils,andotherbiologicalmaterialsneedtobeinspectedtested,andquarantinedandappropriatelytreatedbeforecrossingborders.

（2）Caremustbetakentoreducetheinteractionofendangeredspecieswithhumans,domesticatedspecies,andcloselyrelatedspecies.

（3）Endangeredspeciesneedtobemonitoredtodetectoutbreaksofdisease.Ifnecessary,diseasedindividualsmayhavetobetreatedorremovedfromthepopulation.

（4）Appropriatelivingconditionsandpopulationdensitiesinbothwildandcaptivesituationwilllowerthesusceptibilitytodiseasevectorsandreducetherateoftransmission.

15，什么叫生境片段化？

谈谈它的生态学后果？

？

？

i.生境片段化（habitatfragmentation）：

一个面积大而连续的生境缩小并分割为两个或更多小块的过程。

ii.形成：

人类对生境进行干扰而形成片断化生境的过程存在着两个不同过程：

林窗形成（gapformation）:

干扰从生境内部开始；片段形成（fragmentation）:

干扰从生境外部开始；两种过程单独或协同作用均可导致生境片段化，协同作用时片段化加速。

iii.后果：

最初两个现象：

各片段之间的隔离（isolation）

内部小气候（microclimate）的变化（如太阳辐射、风和水分循环）

进一步导致片断中物理、化学和生物学因素的一系列变化

生态系统的变化：

植物群落空间结构、种类组成、物种多样性、动态，植物功能群（functionalgroup）结构、种群更新格局和生殖生态等的变化，物种局域灭绝。

竞争、捕食者-被捕食者和寄生等种间关系，避难鸟类的拥挤效应。

养分循环变化：

因土壤热量增加及由其引起的土壤微生物和无脊椎动物数量和活性、凋落物分解、土壤湿度等改变。

16，试比较物种形成的两种模式

渐进的种形成

在物种的内部分异之初，外界物理因素起着阻止种群间基因交流的作用，从而促进种群间遗传差异的逐渐的、缓慢的增长，通过若干中间阶段，最后达到种群间完全的生殖隔离和新种形成。

量子种形成

种群内部分个体，因遗传机制或（和）随机因素（如显著的突变、遗传漂移）而相对快速地获得生殖隔离，并获得新种。

比较：

17，试论生物多样性的价值

经济价值

☐消耗性使用价值（薪炭、饲料、野味等）

☐生产使用价值（食品、药物、木材等）

☐娱乐与生态旅游（狩猎、钓鱼、观鸟）

☐环境监测（指示生物及群落）

☐选择价值（潜在的）

☐教育和科学活动

生态价值

☐生态系统生产力

☐生命支持系统

☐涵养水源

☐保护土壤

☐调节气候

☐对污染物质的吸收和分解

☐物种关系

伦理价值

☐每一物种都有生存的权力

☐所有物种均相互依存

☐人类作为stewards对于地球生命有责任（许多传统宗教的观点）

☐人们的行为必须对他人（neighbors）负责

☐人类的行为必须对后代（futuregenerations）负责

18，试论生物学种的概念及其基本特征？

种是在自然界中占据特殊生态位的种群的一个生殖集群（生殖隔离）。

可从3个方面理解

a）把物种想象为种群（或者种群团）而不是模式，即从本质论到种群思想的转变；

b）不用差异程度，而是通过独特性即生殖中断定义物种；

c）用与其他共存物种的关系定义物种，这种关系既表现在行为上（与其他共存物种不能杂交）也表现在生态学上（非致命竞争）。

生物学种基本特征：

形态学特征:

同一物种必须具有相对稳定的、一致的形态学特征。

地理学特征:

物种以种群的形式生活在一定空间内，占据着一定的地理分布区。

遗传学特征:

每一物种具有特定的遗传基因，表现为同种的个体之间可以配育，不同种之间不能配育或虽可偶然杂交但杂交的子代不具繁殖能力。

“生殖隔离与否”在判断物种与未知种群间的关系上是关键性的条件

19，试论有关生物多样性的生态功能的几个假说

a）冗余种假说。

认为生态系统保持正常功能需要有一个物种多样性的域值，低于这个域值系统的功能会受到影响，高于这个域值则会有相当一部分物种的作用是冗余的。

b）铆钉假说。

观点与冗余种假说相反，认为生态系统中所有的物种对其功能的正常发挥都有贡献而且是不能相互替代的。

c）特异反应假说。

认为生态系统的功能随物种多样性的变化而变化，但变化的强度和方向是不可预测的，因为这些物种的作用是复杂而多变的。

d）零假说。

认为生态系统的功能与物种多样性无关，即物种的增减不影响生态系统功能的正常发挥

20，试述入侵种的主要特点及入侵途径

（第7题）入侵种（Invasivespecies）：

指在自然、半自然生态系统或生境中定居下来的，对本地生物多样性产生影响并构成威胁的外来种。

外来种成为入侵种的概率约为1/1000。

主要特点：

•传播能力强（关键）

•对环境的适应性强

•生命力强

入侵过程：

入侵途径：

？

21，试述物种濒危等级体系

22，试述物种灭绝的外部机制

生物学机制

1）种间竞争

☐竞争的两种类型：

资源利用性竞争和互干涉竞争

☐竞争的结果：

⏹两个物种或两个种群的生态位分化或占据不同的分布区

⏹一个物种或一个种群排挤掉另一个物种或另一个种群，造成另一物种或种群的消失。

☐生态习性相似的种往往构成镶嵌型分布，使两个竞争物种可能长期共存。

☐竞争可能使一个物种的地理分布范围和数量减少。

☐竞争往往要伴随其他因素才会导致物种的灭绝。

⏹只有在特殊情况下，如较小的岛屿、重大的地质事件以及人类干扰，才有可能使一个物种或种群走向灭绝。

如在较小的岛屿上，一个新的物种的侵入有可能导致当地种的灭绝。

⏹仅仅是竞争这单一因素造成的物种或种群灭绝很少见

2）猎物动态的关系

☐广义的捕食者，包括草食者、肉食者和寄生虫。

☐捕食者和被捕食者的关系在长期的协同进化过程中，逐步从单方的依赖变成了双方的依赖，其种群数量亦常常围绕着一个平衡点按照一定的周期摆动。

这对于维持生态系统的稳定性起着非常重要的作用。

☐外界的干扰将会影响捕食者和被捕食者之间达成的上述平衡，并增加其摆动的幅度，进一步的干扰就有可能导致一个种群的灭绝，或两个种群的同时灭绝。

3）病菌及病害的流行

☐从适合度意义上讲，有毒病菌的适应性很差，这是因为有毒病菌使寄主致死或严重衰弱的同时，也不可避免地导致了自身的灭亡。

☐病菌的致病能力减弱，这是在长期的协同进化过程中逐步形成的。

在这一过程中，被寄生物种对病菌逐渐产生了抗性，同时病原体