生物多样性保护.ppt

1、生物多样性保护及人类可持续发展Biodiversity protection and Sustainable human development生命科学学院生命科学学院刘润忠刘润忠 Ph.D 2015.4生物多样性保护是全世界环境保护的核心问题，被列为全球重大环境问题之一。主要介绍内容：主要介绍内容：一、生物多样性及研究层次一、生物多样性及研究层次二、生物多样性的价值二、生物多样性的价值三、生物多样性面临的威胁及丧失原因三、生物多样性面临的威胁及丧失原因四、生物多样性的保护对策四、生物多样性的保护对策一、生物多样性及研究层次一、生物多样性及研究层次 （一）生物多样性的概念（一）生物多样性的概念

2、生物多样性：生物多样性：是指地球上所有生命形态和相关是指地球上所有生命形态和相关生态过程的总和，包括植物、动物、微生物和生态过程的总和，包括植物、动物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂生态系统和自然景观。的复杂生态系统和自然景观。即：生物多样性是指地球上即：生物多样性是指地球上各种生命形式的资各种生命形式的资源源，包括数百万种的，包括数百万种的生物生物、各物种所拥有的、各物种所拥有的基基因因及由生物与环境相互作用形成的及由生物与环境相互作用形成的生态系统和生态系统和生态过程生态过程。生态系统中的营养级及简单的能量传递途径生态系统中的

3、营养级及简单的能量传递途径（二）生物多样性的层次（类型）（二）生物多样性的层次（类型）目前地球上生物多样性通常被认为有三个层次目前地球上生物多样性通常被认为有三个层次：遗传多样性遗传多样性 物种多样性物种多样性 生态系统多样性生态系统多样性 （景观多样性景观多样性）1.遗传多样性遗传多样性广义的遗传多样性：广义的遗传多样性：广义的遗传多样性：广义的遗传多样性：地球上所有生物所携带的遗传信地球上所有生物所携带的遗传信息的总和息的总和，称为生物，称为生物遗传多样性遗传多样性。狭义的遗传多样性狭义的遗传多样性狭义的遗传多样性狭义的遗传多样性：是指同一生物物种内不同种群之是指同一生物物种内不同种群之间

4、或同一种群内不同个体之间的遗传变异的总和。间或同一种群内不同个体之间的遗传变异的总和。主主要包括染色体水平的多样性和要包括染色体水平的多样性和DNADNA水平（基因）的变水平（基因）的变异性。异性。遗传多样性是生物多样性的基础和内在形式。一个物遗传多样性是生物多样性的基础和内在形式。一个物遗传多样性是生物多样性的基础和内在形式。一个物遗传多样性是生物多样性的基础和内在形式。一个物种的遗传变异越丰富，对环境适应能力越强，进化的种的遗传变异越丰富，对环境适应能力越强，进化的种的遗传变异越丰富，对环境适应能力越强，进化的种的遗传变异越丰富，对环境适应能力越强，进化的潜力越大。潜力越大。潜力越大。潜力

5、越大。检测原理：检测原理：生物的遗传信息储存在染色体和细胞器的生物的遗传信息储存在染色体和细胞器的DNADNA系列中，系列中，即遗传多样性起源于即遗传多样性起源于 DNADNA分子水平。分子水平。由于大部分分子水平的变异，会通过上述的遗传中由于大部分分子水平的变异，会通过上述的遗传中心法则，影响到转译后的各个层次上或水平上。因心法则，影响到转译后的各个层次上或水平上。因此，遗传多样性可以从分子、蛋白质、细胞、器官此，遗传多样性可以从分子、蛋白质、细胞、器官以及形态学水平上反映出来，并由此得到检测。以及形态学水平上反映出来，并由此得到检测。如生物种内不同群体的生态型、变种、亚种、品系如生物种内不

6、同群体的生态型、变种、亚种、品系如生物种内不同群体的生态型、变种、亚种、品系如生物种内不同群体的生态型、变种、亚种、品系等，都是遗传多样性的表现形式。等，都是遗传多样性的表现形式。等，都是遗传多样性的表现形式。等，都是遗传多样性的表现形式。遗传多样性的多层次表现与检测：转录 转译DNA mRNA蛋白质(酶)细胞(组织)器官(个体)遗传多样性研究实例大熊猫大熊猫概况：数量稀少（少于数量稀少（少于10001000只）、分布地急剧减小只）、分布地急剧减小并割裂为小群体、生殖力低下，极度濒危。并割裂为小群体、生殖力低下，极度濒危。以箭竹为食，缺乏食肉齿，但臼齿具明显的以箭竹为食，缺乏食肉齿，但臼齿具明

7、显的高低不平，为食肉目。高低不平，为食肉目。随着地质年代中的环境变迁，体型经历了由随着地质年代中的环境变迁，体型经历了由小变大、又变小的过程。小变大、又变小的过程。以迁地保护为主。以迁地保护为主。19931993年，世界上有年，世界上有3535个单个单位饲养着位饲养着113113只大熊猫。只大熊猫。同工酶与蛋白质多态性的检测：以成都动物园人工饲养的以成都动物园人工饲养的12只大熊猫的血液样只大熊猫的血液样品，同时以品，同时以17只亚洲黑熊作为对照。只亚洲黑熊作为对照。分析分析36种血液同工酶及蛋白质，总计种血液同工酶及蛋白质，总计40个遗传个遗传座位。座位。分析结果表明大熊猫蛋白多态的参数：多

8、态座分析结果表明大熊猫蛋白多态的参数：多态座位百分比位百分比P=0.025（黑熊为（黑熊为0.216），平均杂合），平均杂合度度 H=0.008（黑熊为（黑熊为0.056，哺乳类平均值为，哺乳类平均值为0.02）。显然大熊猫的遗传多样性极低。）。显然大熊猫的遗传多样性极低。大熊猫的遗传多样性与保护：遗传多样性状况：遗传多样性状况：遗传多样性十分低下，遗传遗传多样性十分低下，遗传背景单一。群体杂合率低提示可能存在严重的背景单一。群体杂合率低提示可能存在严重的近交，近亲交配降低了群体的生殖力；适应力近交，近亲交配降低了群体的生殖力；适应力极低导致衰退致危。极低导致衰退致危。保护工作的指导原则：保护

9、工作的指导原则：最大程度地保持遗传多最大程度地保持遗传多样性，避免近交衰退，同时扩大种群数量。样性，避免近交衰退，同时扩大种群数量。保护保护途径：途径：1.建立人工走廊，以促进群体间的建立人工走廊，以促进群体间的基因流动；基因流动；2.建立大区域内的走廊，沟通割裂建立大区域内的走廊，沟通割裂的小群体；的小群体；3.建立大区域间的走廊。建立大区域间的走廊。2.2.物种多样性物种多样性 （1）物种多样性的概念）物种多样性的概念物种多样性物种多样性是指地球上生命有机体种类的多样化，包是指地球上生命有机体种类的多样化，包括括动物、植物、微生物物种的丰富性动物、植物、微生物物种的丰富性及其变化及其变化。

10、是生。是生物多样性在物种上的表现形式，反映了地球上生物有物多样性在物种上的表现形式，反映了地球上生物有机体的复杂性。机体的复杂性。10000 10000 米深海米深海米深海米深海 硫细菌硫细菌硫细菌硫细菌 4.5 km 4.5 km 深的地层中深的地层中深的地层中深的地层中细菌细菌细菌细菌 74 7485 km 85 km 高空高空高空高空 微生物微生物微生物微生物物种多样性是遗传多样性的载体或体现。被认为是生物种多样性是遗传多样性的载体或体现。被认为是生物多样性研究的核心内容。物多样性研究的核心内容。表表 全球主要生物类群的物种数全球主要生物类群的物种数生物类群生物类群已描述的物种数（万种）

11、已描述的物种数（万种）估计存在的物种数（万种）估计存在的物种数（万种）病毒病毒 0.4 0.4 40 40细菌细菌 0.4 0.4 100 100真菌真菌 7.2 7.2 150 150原生动物原生动物 4.0 4.0 20 20藻类藻类 4.0 4.0 40 40高等植物高等植物 27.0 27.0 32 32线虫线虫 2.5 2.5 40 40甲壳动物甲壳动物 4.0 4.0 15 15蜘蛛类蜘蛛类 7.5 7.5 75 75昆虫昆虫 95.0 95.0 800 800软体动物软体动物 7.0 7.0 50 50脊椎动物脊椎动物 4.5 4.5 5 5其他其他 11.5 11.5 25 2

12、5总计总计总计总计 175.0 175.0 175.0 175.0 1362 1362 1362 1362物种多样性有两方面的含义物种多样性有两方面的含义:区域物种多样性：区域物种多样性：是指一定区域内物种的多样是指一定区域内物种的多样化及其变化。化及其变化。测度指标包括物种丰富度、物种测度指标包括物种丰富度、物种密度、特有物种比例等。密度、特有物种比例等。群落物种多样性：群落物种多样性：又称生态多样性，是指从群又称生态多样性，是指从群落组织水平上研究物种分布的均匀程度。落组织水平上研究物种分布的均匀程度。测度测度指标主要有群落多样性指数指标主要有群落多样性指数各种花卉北美红杉龙血树捕蝇草(V

13、enus Flytrap)猪笼草并蒂莲绿牡丹人参水葫芦（凤眼莲）水葫芦（凤眼莲）大麻罂粟各色的动物微生物（2）物种多样性的分布）物种多样性的分布 地球上的物种并不是均匀分布地球上的物种并不是均匀分布生生物物多多样样性性特特丰丰富富国国家家：地地处处或或拥拥有有大大面面积积的的热热带带、亚亚热热带带地地区区，占占有有全全世世界界最最高高比比例例物种多样性的一些国家物种多样性的一些国家。12个生物多样性特丰富国家，个生物多样性特丰富国家，包括：巴西、包括：巴西、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、墨西哥、扎伊哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、墨西哥、扎伊尔、马达加斯加、澳大利亚、中国、印度、尔、马达加斯加、澳大利亚

14、、中国、印度、印度尼西亚、马来西亚。印度尼西亚、马来西亚。这些国家拥有全世界这些国家拥有全世界60%-70%以上的生物多以上的生物多样性，对全球生物多样性的生存和保护起着样性，对全球生物多样性的生存和保护起着关键作用。关键作用。世世界界范范围围或或一一个个国国家家内内部部的的不不同同区区域域，其其生物多样性丰富程度也存在着差别。生物多样性丰富程度也存在着差别。那那些些生生物物物物种种丰丰富富、物物种种特特有有程程度度较较高高以以及及濒濒危危物物种种集集中中的的区区域域就就称称为为生生物物多多样样性性热热点点地地区区（hot-spots area）或或生生物物多多样样性性关键地区关键地区（cri

15、tical regions）。）。（3 3）物种多样性规律）物种多样性规律就进化时间而言就进化时间而言，物种多样性的总趋势是逐物种多样性的总趋势是逐渐增加的。渐增加的。随着纬度的降低随着纬度的降低，大多数陆生动物和植物物大多数陆生动物和植物物种多样性有明显增加的趋势，极地最低，热种多样性有明显增加的趋势，极地最低，热带地区最高。但是，也有个别生物类群例外，带地区最高。但是，也有个别生物类群例外，如企鹅和海豹的种类在极地最多。如企鹅和海豹的种类在极地最多。随着山体海拔升高随着山体海拔升高，鸟类、微管植物的多样鸟类、微管植物的多样性表现出降低的趋势。性表现出降低的趋势。随水体深度的增加随水体深度的

16、增加，物种多样性而减少。物种多样性而减少。3 3.生态系统多样性生态系统多样性生生态态系系统统多多样样性性是是指指生生物物圈圈内内物物种种集集合合的的空空间间多多样样性性。即即生生物物圈圈内内生生境境、生生物物群群落落和和生生态态过过程程的的多多样样化化及及生生态态系系统统内内生生境境差差异异、生生态态过过程变化的多样性。程变化的多样性。生态系统多样性是维持物种多样性和遗传多样生态系统多样性是维持物种多样性和遗传多样性的前提和基础保证。性的前提和基础保证。生态系统多样性类型：生态系统多样性类型：p 海洋生态系统海洋生态系统p 淡水生态系统淡水生态系统p 陆地生态系统陆地生态系统p 农田生态系统农田生态系统p 森林生态系统森林生态系统p 草地生态系统草地生态系统p 湿地生态系统湿地生态系统p 城市生态系统城市生态系统生态系统的多样性草原生态系统草原生态系统森林生态系统森林生态系统湿地生态系统湿地生态系统荒漠生态系统荒漠生态系统海洋生态系统海洋生态系统农田生态系统农田生态系统沼泽生态系统沼泽生态系统湖泊生态系统湖泊生态系统城市生态系统城市生态系统生态系统的分布规律：生态系统的分布规律：纬向