在复旦大学生态学暑期高级讲习班上报告：全球变化下生物多样性保护(20110705))

1、资源挖掘生物多样性核心理论问题发生丧失维持功 能 服务保护恢复优化经济价值估算持续利用生物多样性的科学问题关于可持续发展的倡议：一份生态学研究的日程表关于可持续发展的倡议：一份生态学研究的日程表关于可持续发展的倡议：一份生态学研究的日程表关于可持续发展的倡议：一份生态学研究的日程表 Biodiversity 生物多样性生物多样性? 生物多样性（生物多样性（Biodiversity）指地球上所）指地球上所有植物、动物、微生物物种及变异体以有植物、动物、微生物物种及变异体以及所有生态系统和它们形成的生态过程及所有生态系统和它们形成的生态过程Ecological diversity Biomes B

2、ioregions Landscapes Ecosystems Habitats Niche PopulationsGenetic diversity Populations Individuals Chromosomes Genes NucleotidesOrganismal diversity Kingdoms Phyla Families Genera Species Subspecies PopulationsCultural diversity: Human interactions at all levels生物多样性生物多样性基因多样性基因多样性生态系统多样性生态系统多样性物种多

3、样性物种多样性全球主要生物类群的物种数目全球主要生物类群的物种数目（Heywood Heywood et alet al,1995,1995）巴西、哥伦比亚、秘鲁、墨西哥、扎伊巴西、哥伦比亚、秘鲁、墨西哥、扎伊尔、马达加斯加、澳大利亚、尔、马达加斯加、澳大利亚、中国中国等等1212个国家（个国家（mega-diversity country）拥有）拥有全世界全世界60-70%的生物多样性的生物多样性物种高度丰富物种高度丰富高等植物排第高等植物排第3位位裸子植物排第裸子植物排第1位位特有属、种多特有属、种多大熊猫、扬子鳄大熊猫、扬子鳄银杏、水杉银杏、水杉 区系起源古老区系起源古老留有白垩纪、第三

4、纪留有白垩纪、第三纪 残遗成分残遗成分中国生物多样性的特点中国生物多样性的特点栽培植物、家养动物及其野生亲缘的种栽培植物、家养动物及其野生亲缘的种质资源异常丰富质资源异常丰富水稻水稻5万个品种万个品种大豆大豆2万个品种万个品种药用植物药用植物1.1万种万种全国家养动物品种、品种全国家养动物品种、品种群及类型共计群及类型共计650余个，其余个，其中马中马66个，驴个，驴20个，绵羊个，绵羊79个，山羊个，山羊48个，猪个，猪113个，个，鸡鸡109个，鸭个，鸭35个，鹅个，鹅21个个新金猪，东北花猪，三江新金猪，东北花猪，三江白猪，新淮猪，上海白猪，白猪，新淮猪，上海白猪，伊犁白猪，赣州白猪，吉

5、伊犁白猪，赣州白猪，吉林黑竹，芦白猪，荣昌猪，林黑竹，芦白猪，荣昌猪，金华猪金华猪贵州白山羊贵州白山羊崇明白山羊崇明白山羊宜昌白山羊宜昌白山羊生态系统丰富多样生态系统丰富多样陆地生态系统陆地生态系统27大类，大类，460个类型个类型 森林森林16大类，大类，185个类型个类型 草地草地4大类，大类，56个类型个类型 荒漠荒漠7大类，大类，79个类型个类型湿地和温水水域湿地和温水水域5大类大类海洋生态系统海洋生态系统6大类，大类，30个类型个类型中国主要生态系统类型中国主要生态系统类型空间格局复杂多样空间格局复杂多样气候气候 从北到南，由不同气候带引起不同的植被类型从北到南，由不同气候带引起不同

6、的植被类型 从东到西，随着降水量的减少，在北方，针阔混交从东到西，随着降水量的减少，在北方，针阔混交林和落叶阔叶林向西依次更替为草原和荒漠；在南林和落叶阔叶林向西依次更替为草原和荒漠；在南方方, ,东部东部( (江南丘陵江南丘陵) )和西部和西部( (云南高原云南高原) )亚热带常绿亚热带常绿阔叶林性质上明显不同阔叶林性质上明显不同地形地形 中国山地众多，地形复杂。特别是西部多山地区，中国山地众多，地形复杂。特别是西部多山地区，短距离内分布多种生态系统。如横断山脉的高山深谷短距离内分布多种生态系统。如横断山脉的高山深谷受太平洋东南季风和印度洋西南季风的影响，成为物受太平洋东南季风和印度洋西南季

7、风的影响，成为物种的形成和分化中心，物种丰富度高，特有程度高种的形成和分化中心，物种丰富度高，特有程度高生物多样性的巨大价值生物多样性的巨大价值使用价值使用价值直接使用价值：提供食物、纤维、药物和其它直接使用价值：提供食物、纤维、药物和其它产业的原材料，例如野生蔬菜、青蒿素、白果产业的原材料，例如野生蔬菜、青蒿素、白果素、橡胶等素、橡胶等间接使用价值：环境和生命维持系统的调节功间接使用价值：环境和生命维持系统的调节功能，例如碳氧平衡，水土保持，净化环境等能，例如碳氧平衡，水土保持，净化环境等选择价值选择价值（潜在价值）（潜在价值）为后代人提供选择机会的价值，例如抗性基因等为后代人提供选择机会的

8、价值，例如抗性基因等根据根据中国生物多样性国情研究报告中国生物多样性国情研究报告的研究的研究成果，中国生物多样性的价值为成果，中国生物多样性的价值为39.33万亿元万亿元 Nature（1997）估计，全球生物多样性经济价）估计，全球生物多样性经济价值为值为33万亿美元万亿美元/年年生物多样性：国家主权生物多样性：国家主权一些国家加紧获取我国的一些国家加紧获取我国的生物多样性资源生物多样性资源一个基因可以影响一个国家一个基因可以影响一个国家的兴衰；一个物种可以左右的兴衰；一个物种可以左右一个国家的经济命脉；一个一个国家的经济命脉；一个优良的生物群落的建立可以优良的生物群落的建立可以改善一个地区

9、的环境改善一个地区的环境实例：中华猕猴桃、巴西橡实例：中华猕猴桃、巴西橡胶、南方红豆杉胶、南方红豆杉生物多样性是人类生存的战略资源生物多样性是人类生存的战略资源南方红豆杉（福建明溪）南方红豆杉（福建明溪）生物多样性与国家安全生物多样性与国家安全一个国家的安全不仅意味着一个强大的国家，一个国家的安全不仅意味着一个强大的国家，还意味着有健康和受过良好教育的大众和健康、还意味着有健康和受过良好教育的大众和健康、富饶的环境富饶的环境重视生物多样性的国家具有最强大的国家安全重视生物多样性的国家具有最强大的国家安全生物多样性的最大价值可能还在于为人类提供生物多样性的最大价值可能还在于为人类提供适应局部和全

10、球变化的机会适应局部和全球变化的机会 全球生物多样性策略全球生物多样性策略生物多样性保育的紧迫性生物多样性保育的紧迫性地质史上已发生过地质史上已发生过5次自然大灭绝（次自然大灭绝（Wilson，1989）原因：地质变化和大灾变原因：地质变化和大灾变地球又一次进入大灭绝时期（地球又一次进入大灭绝时期（人类活动人类活动）类别类别 灭绝灭绝 濒危濒危 渐危渐危 稀有稀有 未定未定 全球受威胁总数全球受威胁总数 植植 物物 384 3325 3022 6749 5598 19078 鱼鱼 类类 23 81 135 83 21 343 两栖类两栖类 2 9 9 20 10 50 爬行类爬行类 21 37

11、 39 41 32 170 无脊椎动物无脊椎动物 98 221 234 188 614 1355 鸟类鸟类 113 111 67 122 624 1037 哺乳类哺乳类 83 172 141 37 64 497 自工业化初期至今，全球渔业资源减少自工业化初期至今，全球渔业资源减少了了90；1/3的两栖动物、的两栖动物、1/5的哺乳动物的哺乳动物和和1/4的针叶树种濒临灭绝的针叶树种濒临灭绝当代物种灭绝速度比自然灭绝速度快当代物种灭绝速度比自然灭绝速度快100-1000倍倍一个物种灭绝影响约一个物种灭绝影响约50个物种的生存个物种的生存1950-2008年间上海地区年均温变化aaaabc1950

12、-2008年上海地区最冷月份的年均气温 1950-2008年间上海地区极端最低气温 1950-2008年间上海地区最热月份平均气温 aaaaab1950-2008年间上海地区极端最高气温的变化 a,bbbbba,c1959-2008年间上海地区年降水量的变化 y = 0.0012x - 2.1485R2 = 0.05910%10%20%30%40%50%195919691979198919992009冬季降水量所占比例y = -0.0022x + 4.6611R2 = 0.16480%10%20%30%40%50%60%195919691979198919992009春季降水量所占比例y =

13、0.0034x - 6.3116R2 = 0.19430%10%20%30%40%50%60%70%80%195919691979198919992009年份夏季降水量所占比例y = -0.002x + 4.2113R2 = 0.16320%10%20%30%40%50%60%195919691979198919992009年份秋季降水量所占比例1959-2008年间上海地区不同季节(冬季：12-2月；春季：3-5月；夏季：6-8月；秋：9-11月)降水量占全年降水量的比例 上海地区观鸟报告的来源及数量上海地区观鸟报告的来源及数量78 - 14 = 6459 - 48 = 11上海地区不同时期

14、鸟类种数变化上海地区不同时期鸟类种数变化上世纪上世纪80年代至今崇明东滩记录到的越冬小天鹅数量年代至今崇明东滩记录到的越冬小天鹅数量 北竿山鹭科鸟类数量变化(数据来源：陈璐璐等，2008) 草鸮远东苇莺凤头百灵上世纪80年代的新记录鸟类的原分布区位置53153340102030405060原来分布区上海以南上海以北上海以西其他鸟类种类数近年的新记录鸟类的原分布区位置20143370102030原来分布区上海以南上海以北上海以西其他鸟类种类数1980s-2000s部分鸟类居留型的变化部分鸟类居留型的变化 旅鸟春季迁徙期记录月份的变化旅鸟春季迁徙期记录月份的变化夏候鸟迁来和迁离记录月份的变化夏候鸟

15、迁来和迁离记录月份的变化Global threats to human water security and river biodiversityVorosmarty et al., 2010, Nature水安全与生物多样性水安全与生物多样性 全球人类水安全和淡水生物多样性受到威胁全球人类水安全和淡水生物多样性受到威胁我 的 思 考 我们面对的问题远比我们想象的复杂；我们面对的问题远比我们想象的复杂； 国内外研究大多在简化我们的问题；国内外研究大多在简化我们的问题； 因此，生态学的许多结论遇到挑战！因此，生态学的许多结论遇到挑战！ 要审视国际生态学研究经验与不足；要审视国际生态学研究经验与不

16、足； 我们应当作出令世人瞩目的重要成果！我们应当作出令世人瞩目的重要成果！ 我们需要的是历史使命感、科学热忱、我们需要的是历史使命感、科学热忱、人文素养、超凡智慧和献身精神！人文素养、超凡智慧和献身精神！我的科研观(1) 科学的社会功能是解决人的世界观和我们科学的社会功能是解决人的世界观和我们面临的问题。面临的问题。 学术带头人应是科学组织家、战略家。学术带头人应是科学组织家、战略家。 只为自己的科学家是没有出路的。只为自己的科学家是没有出路的。 优秀科学家一生应在研究工作第一线。优秀科学家一生应在研究工作第一线。我的科研观(2) 求其上者得其中，求其中者得其下。求其上者得其中，求其中者得其下。 不断创新是科学研究的灵魂。不断创新是科学研究的灵魂。 严谨的学风是科学家的学术生命。严谨的学风是科学家的学术生命。 青年学者要在稳定的方向上做系统、深入的青年学者要在稳定的方向上做系统、深入的研究。研究。我的科研观(3) 团队的人文精神是：进取、包容、多元和团队的人文精神是：进取、包容、多元和感恩！感恩！ 要学会与政府部门和公众沟通的技巧。要学会与政府部门和公众沟通的技巧。 要具备用准确、生动的语言将艰深的科学要具备用准确、生动的语言将艰深的科学道理讲解给公众听的能力。道理讲解给公众听的能力。我的教育观(1) 爱护学生要超过爱护自己的子女。