第二章 生物多样性及其测定.doc

第二章 生物多样性及其测定第一节 遗传多样性及其测定生命的三大特征：延续性、层次性、多样性生物多样性的基本层次：遗传（基因）多样性、物种多样性、生态系统多样性一、遗传多样性的概念1. 生物多样性：没有统一的概念，但主要包括四大要素：生命有机体、生态复合体、多样性、和变异性，这些总和就是生物多样性。 至于生物多样性的概念里是否包括人类，目前仍在争论中。2. 遗传多样性 广义： 地球上所有生物携带遗传信息的总和。 一般情况下，其含义主要包含三个要素：单一物种、各种基因以及种下分类单元之间的遗传差异。另外的定义： 物种内部基因上的变化，包括种群之间、每个种群不同个人晨遗传上的各种差异；有机体核苷酸、基因、染色体，或整个基因组中所出现的任何变异。表现： 同一个物种不同个体的表型、某个物种的不同种群之间。3. 产生的途径：突变、重组、杂交、人工选择、基因流动二、遗传多样性的表达1. 分子水平上的表达分子水平上遗传变异大小：DNA多态、DNA序列变化、等位基因多态、基因数量2. 个体水平上的表达多态现象：指纹、掌纹、五官、肤色、血型、个体的生理和行为3. 群体水平上的表达：亚种、品种、品系、种群三、遗传多样性的测定1. 表型性状分析：选取性状、确定遗传基础、度量和分析2. 细胞水平分析染色体测定：细胞培养、显微观察、度量和分析染色体（核型）分析：数目、结构、长度、形态、分带3. 分子水平分析蛋白质分析、传统southern杂交DNA分析、以PCR为基础的DNA分析、以重复序列为基础的DNA分析、NDA测序常见的分析技术：限制性片段长度多态性技术、聚合酶链反应技术随机扩增多态DNA技术、扩增片段长度多态技术简单重复序列分析第二节 物种多样性及其测定一、物种多样性的概念1. 定义及含义 简单说是地球上所有生物物种及其各种关系变化的总和。一般是指某个特定区域内各个不同物种的多少。不同侧重含义 区域物种多样性：特定地理范围内的物种及其多样性 群落物种多样性：特定群落或生态系统单元内的物种及其多样性 进化物种多样性：某个特定进化阶段或进化支系中的物种及其多样性 2. 衡量的指标（看书）物种丰富度、物种均匀度、特有物种的比量关键物种与关键类群、分类多样性、系统发生多样性3. 动植物区系区系：指某个特定区域内各种动物和植物的组合，也就是一个区域中的动植物组成。区系分析是物种多样性分析的一个方面，包含四个方面的内容。从自然地理、生态地理、地史演变、综合（的角度）来分析二、物种多样性的表达1. 地球上的物种数量人类不仅目前还不能完全了解地球的生物，而且好像也永远无法精确统计出物种的数量，原因有三：地球不断有新物种被发现人们对微小生物缺乏了解人们对物种的定义有不同理解，分类技术水平又有限，因而物种分类上存在差异、疏漏、重复和错误2. 物种的分布与格局时间格局 总体进化格局：物种在发生、发展、分化、灭绝过程中表现出来的规律 大尺度时间格局：物种在某个地质时期表现出来的分布规律 生态演替格局：物种在某个特定区域遭到火或农耕等干扰后重新有序定居时表现出来的规律 季节变化格局：物种数量随不同季节产生的变化空间格局 纬度格局：物种多样性随纬度不同而表现出来的变化 经度格局：物种多样性随经度不同而表现出来的规律 海拔格局：物种多样性随海拔高度而表现出来的不同 栖息地格局：物种多样性随栖息地条件而表现出来的变化3. 物种分布地区差异 热带和亚热带国家的生物多样性都比较高 热带雨林是人们物种最多的地方 那些只生活在地球某个特定地区的物种分布也是不是均匀的，而且特有物种越多，物种丰富度也越高三、物种多样性的测定1. 直接测定 测定物种丰富度：物种数量、类群数量、各物种和类群相对比值、物种分类组成和地位以及分布范围大小 测定物种多度：个体数量密度、生物量 测定特有物种2. 间接测定 指数：测量单一地区或生物群落中的物种丰富度 指数：测定不同地区或群落物种多样性沿着环境梯度而出现的变化 指数：度量整体大区域的多样性3. 化石测定 缺失法：根据某个物种的化石在某个地层是否缺失，来判断该物种在进化中的分布格局，并根据进化树中的假定谱系关系来加以分析 标记重捕法：把一系列岩层按年代顺序排列起来，然后从第一层开始记录有化石的物种第三节 生态系统多样性及其测定一、生态系统多样性的概念1. 定义及含义定义：生物群落及环境构成的复合体，以及各种生态过程变化的总和，包括无机环境，生物群落，各种生态过程。含义：无机环境、生物群落、生态过程三大要素的多样化程度。2. 影响的因素：物理环境、自身生物群落中的物种、环境物流与能流3. 变化与维持变化：物理环境的长期变化、生物的进化、一定区域中生物的变化维持：物种之间的相互制约、物种还能相互依赖而共存二、生态系统多样性的表达1. 生态系统的划分（WWF）：生态区、生物群系、生态域、特殊生境2. 主要的生境类型（IUCN）：一级生境、二级生境陆地生境：森林、稀树草原、灌丛、草原、内陆湿地、岩石区、洞穴和熔岩、荒漠海洋生境：浅海、海洋、海底、潮间带、海岸3. 生态系统的服务：指所有生物从生态系统中获得的收益。形式： 有形的、无形的、难以界定的类别： 功能性的：调节、搬运组织性的：组建生物实体描述性的：可更新产品、社会文化人类福利：供给服务、调节服务、文化服务、支持服务三、生态系统多样性的测定1. 对生态系统的评估（1）确定和划分生态系统类型，以及生态系统服务的类型，并以此作为评估平台（2）找出生态系统服务与人类社会的联系（3）确定导致生态系统及服务变化的驱动力，并分析直接驱动力和间接驱动力，以及驱动力这间的相互作用（4） 选取能说明生态系统状况、服务、人类福利、驱动力等的指标，并对其进化量化处理（5） 评估生态系统、服务、驱动力等历史变化和当前状况，并选择适宜的时空尺度（6） 评估生态系统及服务的变化对人类福利的影响，并开展信息转换和利弊分析，以及不同人群利益分配等的分析（7） 预测未来趋势，通过历史和现状分析，构建生态系统、服务、驱动力的中长期变化特征（8） 评估可以采取的应对措施，针对退化状况，提出修复对策，开展分析（9） 分析评估的可信性和不确定性2. 对服务功能的测量 采用多元分析途径，要选取适宜的时空尺度，还要获取多尺度和跨尺度的信息。尺度适宜的指标： 数据在区域之间能表现出最大变异，但在区域之内却表现出最小变异 观测或模拟时的统计误差为最小 尽可能增加数据分辨率，使信息量在可能的范围内达到最大评估对服务的考察指标：储存量、流量、弹性、生态健康3. 对未来趋势的分析采