保护生物学课件 第1章绪论、第2章生物多样性的价值和危机.ppt

1、,保 护 生 物 学,课 程 内 容,保护生物学概论 生物多样性的价值与危机 生物多样性丧失的原因 生物多样性的三个层次 物种编目、保护类别和保护优先序 种群生存力分析 自然保护区 物种的迁地保护 生态恢复 生物安全与生物多样性 法律保护与可持续利用,教 学 目 的,了解生物多样性保护的指导思想、基本原理与工作方法。 培养对所学知识的综合运用能力，能够结合实际对出现的相关问题进行分析，并提出理论上的解决方法。 提高生物多样性的保护意识，树立人与自然和谐生存的思想观念。,参 考 资 料,马建章. 1992. 自然保护区学. 蒋志刚等. 1997. 保护生物学. Richard, P.、季维智.

2、2000. 保护生物学基础. 陈灵芝、马克平. 2001. 生物多样性科学. 任海、彭少麟. 2001. 恢复生态学导论. 李俊清、李景文. 2002. 保护生物学. 贾竞波译. 2005. 保护生物学. 迟德富等. 2005. 保护生物学. 张恒庆. 2005. 保护生物学. Richard B. Primack, 马克平. 2009. 保护生物学简明教程.,参 考 资 料,Heywood, V. H. 1995. Global biodiversity assessment. Pickett, S. T. A. 1997. The ecological basis. Gaston, K.

3、J. 1993年生物多样性杂志发行； 1994年政府颁布中国21世纪议程和中国生物多样性保护行动计划； 1994年召开第一届全国生物多样性保护与持续利用研讨会； 目前已出版多部研究专著。,1.3.1 灭绝,1.3 保护生物学的研究内容,灭绝是地球上生命进化史的一种自然现象。 人类活动使灭绝速度加快。 研究目的与内容： 预测生物多样性灭绝的趋势； 阐明灭绝的原因； 采取措施防止灭绝现象的发生。,1.3.2 进化的潜能,种群为什么会灭绝？丧失了进化潜能 种群生存力分析（PVA）。 研究内容与应用： 分析物种受威胁的原因； 探讨种群灭绝的可能性； 指导迁地种群的繁育与管理； 指导保护区的设计。,1.

4、3.3 群落和生态系统,在生态系统与群落中应该保护什么？ 生态系统多样性和稳定性之间的关系； 现有群落和生态系统的理论在保护实践中的应用。,1.3.4 生境的恢复,生态系统退化的形成原因与机制； 生态系统恢复的理论与方法； 生态系统的服务功能； 生态系统健康和生态系统管理。,1.3.5 物种的回归自然和圈养繁殖,圈养种群的遗传管理； 濒危物种的栽培管理和复壮； 野生种群的重建。,1.3.6 生物技术在物种保护中的应用,对未知物种进行定名和描述，完成物种的调查和编目工作； 小种群遗传多样性损失和近交衰退的问题； 种群遗传结构和适应潜力的分析； 物种和群落的长期保存； 生物安全问题。,1.4.1

5、种群生存力分析和小种群生存概率 确定物种的最小可生存种群,1.4 保护生物学的研究热点,1.4.2 生物多样性热点地区和关键地区的确定 全球气候变化下热点地区生境的变化 生态系统或物种受威胁的程度，物种的特有性，物种的稀有性等,1.4.3 物种濒危和灭绝的机制 生境破坏、生境破碎、生境退化、外来种入侵是受威胁物种或濒危物种研究中的热点,1.4.4 生物入侵 什么样的物种更容易成为入侵种 什么样的群落更容易被入侵 入侵种的扩散速度 如何评价入侵种的生态学效应 控制入侵种的有效对策,1.4.5 生物安全 GMOs 的释放对环境带来的风险 GMOs 对人体健康的影响 GMOs 对伦理道德的影响,遗传

6、修饰生物体（genetically modified organisms，GMOs）： 2002年，转基因作物在全球（ 16个国家）的种植面积5870万hm2；美国、阿根廷、加拿大、中国占99，我国占4。 2003年，我国Bt棉花种植面积达58.8。,1.4.6 自然保护区理论 保护区之间的网络关系 如何建设保护区间的生境走廊 怎样减少保护区内的边缘效应和破碎效应 怎样管理和利用保护区,1.4.7 生态恢复 陆地自然生态系统的生态恢复 生态系统恢复过程中生物多样性的变化,1.4.8 生物多样性和生态系统功能 物种多样性与生态系统初级生产力的关系 生物多样性对主要生态系统过程的影响 生物多样性与

7、生态系统稳定性的关系 生物多样性与生态系统变化的机制,1.4.9 生物多样性价值评估体系的建立 如何客观地评价不同类型生态系统所提供的产品和各种生态服务功能的经济价值，即生态经济学的研究,小结与思考：,如何理解保护生物学这一概念？这门学科有哪些特点？ 保护生物学的起源和诞生过程。 保护生物学的研究内容和当前的研究热点是什么？ 人与自然的关系。 应该由保护生物学的理论来推动实践，还是应该由行动需要来引导保护生物学的研究方向?,课外读物：,蒋志刚等1997保护生物学 Richard Primack、季维智2000保护生物学基础 张恒庆2005保护生物学 贾竞波2005保护生物学 Vitousek,

8、 P. M., et al. 1997. Human domination of earths ecosystems. Science, 277: 494499. Rojstaczer, S., S. M. Sterling & N. J. Moore. 2001. Human appropriation of hotosynthesis products. Science, 294 (5551): 25492552.,第2章 生物多样性的价值与危机,保 护 生 物 学,生物多样性的概念 生物多样性的价值 生物多样性的丧失,生物多样性的价值与危机,Wilson（1992）：生物多样性就是生命形

9、式的多样性。 孙儒泳（2001）：生物多样性一般是指“地球上生命的所有变异”。,2.1.1 什么是生物多样性 （Biodiversity）？,2.1 生物多样性的概念,生物多样性公约（Convention on Biological Diversity）（1992）： 所有来源的活的生物体中的变异性，这些来源包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体；这包括物种内、物种之间和生态系统的多样性。 全球生物多样性策略项目（Global Biodiversity Strategy）（1992）： 一个地区内基因、物种和生态系统的总和。,Di Castri & Younes（1996）：

10、在不同的综合水平上，遗传上、分类上和生态上各层次组织结构的总和以及分等级的相互作用。 蒋志刚等（1997）： 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。,生物多样性是一个具有进化意义的概念 物种区系是经历长期选择、适应、协同进化的产物。 生命的诞生和进化是一个漫长的历史过程。 生物多样性是生物与环境协同进化的结果。,2.1.2 如何理解生物多样性,生物多样性是具有时空特征的概念 生物多样性具有空间格局。 生物多样性具有时间格局。,2.1.2 如何理解生物多样性,多样性体现在生命结构的各个层次和

11、方面 分子、细胞、组织、器官、表型等层次以及物种的行为特征均体现遗传的多样性。 物种的多样性还表现在分类差别和遗传距离。 生态的多样性不仅包括生境与群落的多样性，同时包括生物与环境、生物与生物之间生态过程的复杂程度。,2.1.2 如何理解生物多样性,2.2 生物多样性的价值,2.2.1 生物多样性的价值分类,直接经济价值： 人们直接收获和使用生物资源所形成的价值。 消耗性使用价值 指未经市场交易、直接消耗掉的产品价值。 生产使用价值 指从通过商业性收获供市场交换产品的价值。,间接价值： 非消耗性的利用价值 生物多样性的环境作用和生态系统服务。 备择价值 指物种在未来能为人类社会 提供经济利益的

12、潜能。 伦理价值 尊重生命、珍视生物、理解 自然的内在价值。,薪炭、粪肥提供了发展中国家能源需求的80。 非洲，野生肉类占所需蛋白质摄取量的2075。博茨瓦纳40，扎伊尔75。 全世界每年要捕获1亿吨野生鱼类；我国1996年水产品产量3000万吨。,消耗使用价值：,2.2.2 生物多样性的直接经济价值,农业： 食用植物：约5000种，其中150种进入商品市场。 改良家畜、家禽和农作物，每年价值数十亿美元。 野生动物传粉。 自然生态平衡。,生产使用价值：,医药卫生： 发展中国家80的人口依赖动植物提供的传统药物；当前世界上约一半药物的主要成分源自植物。 全球约21000种植物具药用价值；我国药用

13、植物11146种，药用动物1581种。 目前已知500多种海洋生物的化学物质具抗癌潜力。,马达加斯加长春花：霍德金斯病，白血病。 药鼠李：轻泻剂，市场销售额7500万美元。 薯蓣科：地奥心血康。 栝楼属植物：天花粉。 水蛭素： 蜂毒： “海石花”毒性珊瑚： 环孢霉素：心脏与胃脏移植。,工业： 工业原料：纤维、橡胶、油脂、蚕丝、白蜡等。 全世界每年的木材产值超过750亿美元。亚洲、非洲和南美洲出口的木材产品的价值为平均81亿美元/年。 印尼非材用林产品出口创汇额2亿美元/年。,Costanza（1997）：整个生物圈每年可提供价值1654万亿美元的服务，平均为33万亿美元。 在各种生态系统服务功

14、能中，湿地的单位面积价值最高，海洋的总价值最高。,2.2.3 生物多样性的间接价值非消耗性的利用价值,固定太阳能： 人类利用了约40的陆地生态系统生产力。 美国由于江河入海口等植物和藻类高产区的破坏，每年损失的商业鱼类和贝类的生产使用价值及休闲使用价值达2亿美元。 涵养水源： 马来西亚森林集水区内每单位面积径流量高峰期约相当于种植园的50，低峰期的1倍。 波士顿的湿地减少洪水损失：7.2万美元/公顷。 日本：森林3.75亿亩，储存水量2300吨/年。,保护土壤： 多样化的天然植被可以阻止水土流失，从而起到保护土壤的生产力的作用。 日本：森林防止土壤流失量57亿m3 /年。 尼泊尔的皇家公园因天

15、然植被而自然扩大。 调节局部气候： 太阳的辐射能量中1016被林冠反射掉，3080被植物吸收。 在区域水平，可增加降雨。在全球水平，植物生长与CO2循环密切相关。,维护生态系统的平衡和稳定：,对污染物质的吸收和分解： 纽约港：5200km2的海湾可处理纽 约市区2千万人倾泻的污水。 休闲与生态旅游： 全球：生态旅游收入120亿美元/年。 卢旺达：大猩猩旅游业是第三大创汇产业。 肯尼亚：Amboseli国家公园每头狮子创汇2.7万美元/年，每个象群61万美元/年。 美国：近1亿人在生态休闲方面的花费约40亿美元/年。,环境监测： 苔藓、蜜蜂：污染监测。 软体动物、鱼类：有毒金属、杀虫剂监测。 水

16、生昆虫：水质监测。,教育、科研、文化等方面的价值：,物种多样性是一本书，每一物种是其中一页，缺少其中的几页或许对我们未来的生活造成巨大影响。,2.2.4 备择价值,过去：一种不起眼的野草。 现在：可用于各类疟疾的救治。,双氢青蒿素,茵陈蒿,霍霍巴： 油料植物， 抹香鲸的理想代用品。 热带雨林的山竹果：世界上最美味的水果。 翼豆：蛋白质含量非常高。 水稻丛矮缩病：由近缘野生稻种群找到抗病基因。 美国：19301980，农作物遗传改良的相关产值10亿美元/年的速率增长。,生物多样性具有内在价值 不管它们对于人类社会的物质价值如何，物种都具有它们自身的价值。它们的进化历史、独特的生态作用以及它们的存

17、在本身赋予了他们这种固有价值。 非人物种缺乏与权利和义务相关的自我意识 非人物种，无权利与义务的自我意识，但它们通过子代的生产和对变化着的环境的不断进化适应，表明了它们生活的意愿。,2.2.5 伦理价值,所有物种是相互依存的 作为自然群落的组成部分，物种以复杂的方式相互作用，一个物种的丧失可能对群落中其他成员有深远的影响。 地球是一个超级生态系统。 对人类生活多样性的尊重与对生物多样性的尊重兼容 对人类文化和自然世界的复杂性的赏识，引导人类尊重多种形式的所有生命。,自然的精神和美学价值胜过经济价值 确定生物的起源需要生物多样性 生命是如何起源的？ 现在地球上生命的多样性是如何产生的？,中国生物

18、多样性经济价值评估（1993）,生产使用价值： 林业：46.28109元 农业（种植业和野生植物）：534.59109元 畜牧业：268.68109元 渔业：78.36109元 医药业（中药工业）：11.65109元 工业：1397.54109元 消耗性使用价值： 消费生物资源的净值：126.0109元 服务价值：780.98109元,1. 直接经济价值：,3.2441012元,有机物的生产量（陆地上光合生物同化的有机物的净价值）：23.31012元 维持大气CO2与O2的平衡：6.381012元 营养物质的循环与储存（生态系统每年新吸收N、P、K的总量按化肥的平均价计）：324109元 水土

19、保持（水土流失引起的土地、有机质、N、P、K的损失和泥沙淤积的经济价值）：6.641012元 涵养水源：271.28109元 环境净化（植物吸收CO2、滞尘等）：399.7109元,2.间接经济价值,小计：37.311012元,3. 备择价值 生物多样性潜在的经济价值：89.3109元 生物多样性潜在的保留价值：134109元 小计： 223.3109元,4. 非利用价值 主要为存在价值。 约13.0109元,中国生物多样性总经济价值 （1993） 直接经济价值= 3.244081012元 间接经济价值= 37 .311012元 备择价值= 0 .22331012元 非利用价值= 0.013

20、1012元 总计：￥40.78 1012,哺乳动物： 寿命约为20200万年，灭绝速度应为1种/50500年。 过去400年，全世界共灭绝58种，平均1种/7年。 过去100年，世界共灭绝23种，平均1种/4年。,2.3.1 生物灭绝的速度不断加快,2.3 生物多样性的丧失,鸟类和兽类灭绝的速度：16001700年大约1种/10年，18501950年约1种/年。 我国列入野生动物保护名录的哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类和鱼类： 1962年：59个分类单元， I 级保护27个分类单元。 1989年：376个分类单元 I 级保护101个分类单元。 现在物种灭绝的速度是自然灭绝 速度的1001000倍

21、。,白臀叶猴，1893,2.3.2 大量物种遭受灭绝或受到 威胁：,2000年 IUCN受威胁物种红色名录： 过去500年灭绝816种 11,046种被列入受威胁 4,595种接近受威胁 联合国环境规划署（90年代）：在可以预见的未来，5至20的动植物种群可能受到灭绝的威胁。,世界鸟类区系研究结果表明，在世界上的9000多种鸟类中，约1000种（占11%）不同程度地受到灭绝的威胁。而1978年才只有290种鸟类受到威胁。 大陆上66的陆生脊椎动物已成为濒危种和渐危种。 岛屿上大约有74的鸟类和哺乳动物灭绝。加拉帕戈斯群岛60%的特有植物濒危。 过去60年中，欧洲一些地方的真菌多样性减少了50%

22、。 美国97的蔬菜品种已经消失。,卡罗来纳鹦鹉，1904,渡渡鸟，1681,袋狼，1936,欧洲野牛，1627,已 经 灭 绝 的 动 物,1600年以来物种灭绝的记录 （Reid & Miller, 1989）,世 界 动 物 灭 绝 墓 地,裸子植物 32% 棕榈类植物 33% 鬣蜥科 68% 鹿科 79% 犬科 38% 有袋类 48% 蟒科 53% 水禽 49 淡水鱼类 软体动物,受灭绝威胁严重的类群及濒危物种百分比：,动植物：1520受到威胁，世界水平1015。 高等植物：近50年来约200种灭绝，40005000种濒危或受威胁，占总数的1020%。 近百年来，10余种动物绝迹，大熊猫、金丝猴、东北虎等20余种珍稀物种濒危。,我 国 物 种 灭 绝 现 状,普 氏 野 马,高 鼻 羚 羊,各类群受到威胁和接近受威胁的比例： 哺乳类 39.82% 10.69% 鸟类 7.36% 7.36% 爬行类 26.04% 15.3% 两栖类 39.88% 19.63% 裸子植物 69.91% 21.23% 杜鹃花科 55.44% 兰