论文名称：生物多样性及其生态系统功能
学院：生命科学学院
学号：
姓名：
生物多样性及其生态系统功能
摘要：生物多样性是指所有的植物、动物和微生物及其所构成的生态系统，以及物种所在的生态系统中的生态过程，通常包括三个水平,即遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。总结而言，生物多样性的形成是地球生命经过几十亿年发展进化的结果。也正是生物多样性的形成为人类生存提供了物质基础，而且在维持自然平衡等方面也起着不可替代的作用，是人类社会可持续发展的生存支持系统。但是，近年来，由于人口增长和人类经济活动的加剧，致使生物多样性受到了严重的威胁。本文主要阐述生物多样性的形成机制，生物多样性与生态系统的功能的关系以及我们应该如何保护生物多样性三个问题。
关键词生物多样性生态系统功能物种形成机制生态系统服务价值保护对策
1 生物多样性形成机制
1.1生物多样性的概念
生物多样性（biodiversity）实际上是一个具有进化意义的概念。经研究，广泛认同的
一个定义是由学者马克平等（1993）给出的：生物多样性是指地球上所有的动物、植物、
微生物和他们所拥有的基因以及他们与其生存环境形成的复杂的综合体，包括动物、植物、
微生物和他们所拥有的基因以及他们与其生存环境形成的复杂的生态系统。可以看出，生物多样性内涵丰富，包含了多个层次和水平。生物多样性是生命系统的基本特征，而生命系统是一个等级系统，包括多个层次或水平——基因、细胞、组织、器官、种群、物种、群落、生态系统，每个层次都存在着多样性。而研究众多，意义比较重大的主要是基因多样性，物种多样性和生态系统多样性。其中，基因多样性是基础，是保证物种进化的动力。而物种多样性则是基因多样性的载体，物种消失，也就不存在基因多样性了。多样的物种与多变的环境又构成了多样的生态系统。
1.1.1遗传多样性
遗传多样性是指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异，也称为基因多样性(刘红梅，2001) ，指地球上生物个体中包含的遗传信息之总和(宋丁全，2004)。遗传多样性主要包括3个方面，即染色体多态性，蛋白质多态性和DNA多态性。
1.1.2物种多样性
物种多样性(species diversity)是生物分类基本单位，是指地球上动物、植物、微生物等生物类的丰富程度。物种多样性包括两个方面: 一是指一定区域内的物种丰富程度，主要从分类学、系统学和生物地理学角度对一定区域内物种的状况进行研究; 其二是指生态学方面的物种分布的均匀程度可称为生态多样性或群落物种多样性(蒋志刚，1997) 。物种多样性也是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。
1.1.3生态系统多样性
生态系统由植物群落、动物群落、微生物群落及其生境的非生命因子( 光、空气、水、土壤等) 所组成。从结构上看，生态系统主要由生产者、消费者、分解者所构成。生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性，包括生境的多样性、生物群落和生态过程的多样化等多个方面。生境主要是指无机环境，如地貌、气候、土壤、水文等。生境的多样性是生物群落多样性甚至是整个生物多样性形成的基本条件。生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性，主要指群落的组成、结构和动态(包括演替和波动) 方面的多样化。
1.2生物多样性现状
生物多样性的分布格局受到诸如地形，气候和环境局部变化等多种因素的影响。在全球范围内，就生物多样性而言，分布是不均匀的，生物多样性由热带向极地减少。南极仅生长着两种开花植物：青草及漆姑草。而热带地区的亚马逊雨林地区，物种数目之多以至于从来没有人知道具体数目。另外，分布于热带地区的珊瑚礁、大型热带湖泊和深海、热带干性生境（如落叶、灌丛、草地和沙漠）以及“地中海气候”类型区域（如南非、加利福尼亚南部、澳大利亚西南部的灌丛）的物种数量也极为繁多。湿地因为水的存在，也成为各纬度带物种多样性最丰富的生态系统类型之一。
1.3生物多样性的形成机制
关于生物多样性的形成机制
（1）国内有的几种假说
突变选择、新种效应、生态位多样性假设、与生态位相关的竞争假说、环境变异假说、渐次变化时间假说、干扰假说、面积假说、生产力假说、综合作用假说(蒋有绪,1998)、资源平衡假说(Braakhekkeet al.,1999)、竞争平衡理论(Huston,1994)、中等干扰理论(Hacker et al.,1997;1999)。
实际上，平衡和非平衡理论都认为在中等尺度，中等频率和中等强度的干扰下，生物多样性最大（Roberts et al.,1995）。
（2）国外以Jeffries提出的观点较为全面。
Jeffries 认为生物多样性形成主要受三类生态因子的制约：
①主因子,即地理和自然因子,这是一些大尺度的全球或区域的物理影响因子。这类因子又可分为4种,即历史和年龄(生态系统形成的时间越古老,生物多样性就越高)、梯度(生物多样性随环境梯度,即纬度、海拔、深度、干旱度和盐度等的变化而变化)、面积(生物多样性随着面积的增加而增加)、隔离(又可称岛屿化,生物多样性随隔离的增加而降低)。
②区域或较小尺度的生态学模板,又可分为4种,即生产力(全球尺度上,生物多样性随生产力的增加而增加;但在局地,生产力的增加或降低通常会降低生物多样性)、无量纲格局(指与种群多度有关的食物网的一致性、物种丰富度格局等)、生境异质性与镶嵌性(生境种类越多,物种多样性越高)、生境架构(生物多样性随自然生境架构复杂性的增加而增加)。
③相互作用的内部因子,又可分为4种,即演替、种间作用、干扰和散布与拓居。
（3）总结而言，我认为
①生物多样性的形成是长时间自然选择的进化的结果。进化是指随时间消逝而发生的变化，进化理论用来描述生物如何随时间变化以适应异常多样的生境。在各个地质年代里，外界压力导致了物种的进化及新物种的产生。通过自然选择，生物在形态、生理、行为上产生了适应周围环境的变化。生活于顶级群落中的动物多为特化种，在相对稳定的环境中，种间竞争激烈，自然选择使动物向着适应范围狭窄进化，形成k-选择策略的物种；而在不稳定的环境中，机会主义者（r-对策者）则更适应于变化的环境。即生境的异质性和相对稳定性为多样性的产生提供了充分的场地。任何生物都是其生境的一部分,与其环境构成一个整体,其生存和发展必然受生境所制约。没有异质性,也就没有多样性,若生物的变异只有一种选择,生境也只有一种选择,其结果当然就不会产生多样性。只有在具有多种选择的生境中,才会产生适应多种生境的生物,才会形成生物多样性。然而生境若是没有相对稳定性,也不可能产生生物多样性。因为在不停变化的生境之中,生物只有两种选择,要么适应,要么绝灭,而不停地变化与适应,没有相对静止期,也就无物种可言,更不用说生物多样性了。现存的生物多样性的分布格局充分地证明了这一点。还有达尔文所观察的加拉帕格斯群岛各个岛上雀类种群形成的结果（每个岛上都有一个具有不同形状的喙的雀类种群，而雀类的喙的形状取决于其在岛上最容易找到的食物类型）。
环境中各因素差异越大，生物多样性指数就会越高，因为差异大的环境能够提供更多的生态位。
②生物多样性是一种自然界的自发过程。研究古生物及古地层地质的专家，发现地球上的生命至少曾遭受过三次大的劫难。每一次过后,所毁灭的物种都达到了90%以上,只有不足10%的物种幸存下来,但每一次毁灭之后,生命都顽强地再度繁荣起来,又产生了巨大的生物多样性。生物多样性的积累是依赖于形成新物种的速度大于旧物种的绝灭速率的。但是既然有连续三次的生物多样性毁灭——恢复的现象,因此生物多样性的产生就一定是一个必然过程。当然这种过程并不是无限的,可能形成一种循环往复的方式,也可能发展到一定阶段而走向灭亡。
③生物自其产生以后,与环境就是一个矛盾统一体,它通过多样化与自然界达到了最大的适应,从而也与自然界构成一个协调统一的整体。自然通过选择作用使生物适应环境,生物通过变异为选择提供材料,相互作用的结果,必然是多样性的产生,生物也在这个基础上继续扩大其多样性。所以多样性的产生是具有自我完善、自我适应能力的生物的固有特性。
④生物的骤变式形成，遗传多样性中的非选择性效应也是形成生物多样性的原因。因为生物不只一次出现过爆发式大发生,并且最近一次物种爆发被确认发生于距今5. 7亿年的前寒武纪,已在中国的云南找到了较为充分的证据。证据也表明,每一次发生物种爆发之后,生物不仅在进化上有一个飞跃,在多样性上也是一次剧增。另一方面生物多样性的基础是遗传多样性,而遗传多样性是基于遗传物质的巨大变异能力。变异对于生物来说,有两种效应,其一是选择性变异,其二是非选择性变异。选择性变异即为适应环境做出的变异，前文已经提
及，在此解释非选择性变异对于生物多样性形成的作用。非选择性变异的基础正是中性突变或近于中性突变,它是生物物种在稳定发展时期最大限度地扩大其多样性,从而产生多型科属,所以把它作为形成多型科属的机制。正是因为这种变异是非选择性的,才得以保全其产生的多样性,尤其是遗传多样性。
1.4影响生物多样性的因素
1.4.1 生物因子对生物多样性的影响
（1）生产力与生物多样性
生产力对生物多样性的影响可能有不同的结果。不少研究表明,群落生产力的增加将降低物种多样性。草地在施用N肥后,生产力增加了,但生产力的增加有效地阻止了下层蕨类和本地种的萌发、存活与更新,从而降低了草地群落的物种多样性(Fosteret al.,1998)。Wohlgemuth(1998)也认为高生产力将会导致物种数的减少。Pollock(1998)在对湿地的研究中,发现在低→中生产力水平及受中等洪水频率影响的样地,物种多样性高,而在低或高洪水频率及低生产力的样地,物种多样性低。他们的研究也支持Michael Huston(1995)的物种多样性动态平衡模型。但是,在全球尺度,生物多样性却随生产力的增加而增加(Jeffries,1997)。虽然有两种不同的观点，但生态界在一定程度上达成一致，多数生态学家认为:植物种数量的增加将增加生态系统的净第一性生产力(Naeemet al.,1994;1996;Tilmanet al.,1996;1999)。在欧洲草地上的研究表明,植物多样性的减少会导致其地上部分生物量的降低;物种数量相同时,功能群较少的群落,其生产力较低(Hector et al.,1999)。
（2）生物量与生物多样性
在没有人为增加或减少物种及其多度的条件下,生物量低时,物种丰富度与生物量呈正相关;生物量超过一定水平时,物种丰富度与生物量呈负相关;当取样区包含不同的小生境类型时，这种关系呈正态分布(Guo et al.,1998)。
（3）种间关系对生物多样性的影响
种间协作可以改善环境和提高幼年个体的补充与更新,从而减少死亡率和促进定居(或萌发)(Wilson et al.,1997);并且,物种共存对维持雨林的物种多样性具有重要作用(Okuda et al.,1997)。Hacker等(1997)认为互惠和共生可以增加那些通常在高自然干扰、胁迫或捕食者等条件下难于生存的种类,从而增加群落的物种多样性;并提出了促进种的概念（促进种就是那些能改善环境条件、以利于别的种共存的种）。由此生物多样性高的原因主要取决于3个因子的共同作用:竞争优势种的缺乏,不严酷的自然条件和促进种的存在(Hacker et al.,1999)。种间竞争还影响物种丰富度与生物量之间的关系(Guo et al.,1998)。草食哺乳类动物对植物物种多样性的影响较大(Gough et al.,1999)。Givnish(1999)认为,在热带,高降水量、低降水变率的水分条件很适合两类重要的植物天敌——昆虫和真菌的生存,而昆虫和真菌可直接增加密度制约植物的死亡率,从而增加树种多样性。
1.4.2 非生物因子对生物多样性的影响
（1）干扰（火、水、人类活动等）、空间异质性等与生物多样性的关系
由于干扰可以阻止一个或少数种在竞争中占优势,因此,许多理论都认为干扰在维持物种多样性方面具有重要作用(Roberts et al.,1995)。小尺度和中等频率的干扰可以增加温带和热带森林的物种多样性(Brokaw et al.,1989;Moloneyet al.,1996;Businget al.,1997)。自然或人为干扰(如伐木)对物种多样性的影响是通过改变生境的异质性、改变种间的竞争平衡、从而形成特殊的生境来实现的(Denslow,1995)。
（2）气候因子与生物多样性的关系
Whittaker(王伯荪译,1986)认为,生物多样性似乎是从极地和高山气候向热带低地气候增加;在温带地区,由海洋性气候的内陆向大陆性气候增加。种群多度的长期变化取决于物种对环境波动的敏感性及由种间相互作用所引起的环境波动的幅度(Ives et al.,1999)。
2 生物多样性与生态系统的功能
生态系统能为人类提供多样的产品和服务(services),其中除提供食物、药品、建筑材料及遗传资源等产品外,更为重要的是调节气候、维持大气组成的稳定、土壤的形成与维持、废弃物扩散、害虫控制、物质循环等作用,这些作用构建了整个地球的生命支持系统。生态系统的功能最终总是通过物种来实现的,所以生态系统中多样性的状况直接影响其功能。甚至于像大气成分的维持、气候模式和水循环状况的改善、土壤养分的维持等过程也可能最终决定于物种的变化(Jermy和Stork,1995)。
但实际上对于物种多样性与生态系统功能之间关系的认识,有关的生态学家形成了两大阵营(Kaiser,2000a)：生物多样性导致生态系统功能优化学说和物种组成特点决定生态系统功能观点。前一方认为生态系统的功能受到物种多样性的影响或控制,这部分生态学家以Tilman(1996,1999)、Tilmanet al.(1994,1997a,1997b,1998)、Lawton(1994,2000)、Naeem(1998)、Naeem&Li(1997,1998)、Naeemet al.(1994,2000)等为代表。而另一方则认为前者将伴随物种多样性共同变化的其他因素的效应与物种多样性的效应混淆了,可能是“抽样效应”,而不是物种多样性本身,导致前者实验观察到的结果;而且他们还认为,生态系统功能更多地是受到物种组成(物种的生物学特征)等因素的控制,在物种多样性与系统功能之间可能不存在必然联系或存在不确定关系。这部分生态学家以Huston(1997)、Hustonet al.(2000)、Grime(1997)和Wardle(1998,1999)等为代表。此外还有一方保持中立状态。
群落中的普通种,稀有种,伴生种，优势种或建群种,它们的某一种灭绝将导致群落中大量物种的丢失,即生物多样性的减少，甚至引起整个生态系统的崩溃。本文以Tilman的观点为主，讨论生物多样性对生态系统功能的影响。
2.1生态系统功能
生态系统作为一个开放系统，其内部及其与外部环境之间所发生的物质循环、能量流动和信息传递便是生态系统功能。这是从总的方面描述了生态系统功能,具体来讲,对于生态系统的功能主要研究的是生态系统的生产力变化、系统稳定性和可持续性。
2.1.1生态系统的三大功能
能量流动：能量是生态系统的动力,是一切生命活动的基础.一切生命活动都伴随着能量的变化,没有能量的转化,也就没有生命和生态系统。
物质循环：生命的维持与延续不仅需要能量,而且还必须有各种物质,包括20余种必要元。生态系统的物质循环一般分为三类:水循环、气体型、沉积型的生物地球化学循环(Biogeo graphy-chemical Cycles)。
信息传递：信息传递包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息,诸多信息构成了生态系统的信息网。
2.1.2生态系统功能的具体表现
生态系统生产力：在讨论物种多样性与生态系统功能时，生产力被认为是受生物多样性影响的一个重要的生态系统功能特征，说明生产力水平的高低是生态系统功能的重要表现之一。
生态系统稳定性：由于物种灭绝速率的加快，人们在物种多样性对群落稳定性影响方面的兴趣越来越大，生态系统对干扰的抵抗和恢复速度即抵抗力和恢复力是生态系统稳定性的2个重要保障因素。
生态系统的可持续性：生物多样性对生态系统的物质循环有影响，同时影响了生态系统中元素循环和土壤肥力的可持续性。
2.2生物多样性影响生态系统功能的假说
（1）多样性-稳定性假说(stable-diversity hypothesis):MacArther(1955)首次提出了群落的
物种多样性和稳定性的关系,他认为随物种数的增加,生态系统的生产力和恢复干扰的能力均增强。Elton(1958)也提出了相似的假说。
（2）铆钉假说(rivet hypothesis):Ehrlich和Ehrlich(1981)将一个生态系统中的物种比作一架飞机上的铆钉,每个物种对生态系统的功能均有贡献,物种(铆钉)的丢失超过一定的限度将导致系统(飞机)突然的灾难性的崩溃。因为许多物种可能是冗余的,所以少量物种的灭绝可能不影响生态系统总的功能,这表明了物种丰富度和生态系统功能之间的非线性关系。（生态位互补假说，种间正相互作用）
（3）冗余种假说(redundancy hypothesis):(Walker,1992;Lawton和Brown,1993)生态系统中的物种可被划归不同的“功能群”(functional group)来考虑,有一些物种在其它相邻物种灭绝后,有一定的延伸其功能进行补偿的能力。需要一个最小的多样性来维持生态系统的功能,除此之外的大多数物种是冗余的,也就是说物种丰富度对生态系统功能并不非常重要。
（4）特异性假说(idiosyncratic hypothesis):Lawton(1994)认为生态系统的功能随多样性的改变而改变,因单个物种的地位是复杂和变化的,所以这种改变的程度和方向均是不可预测的。
（5）零假说(null hypothesis):(Vitousek和Hooper,1993;Lawton,1994)生态系统的功能性与物种的丢失和增加无关。
（6）多样性-可持续性假说(diversity-sustainability hypothesis):Tilman等(1996a)认为由于多样性高的生态系统中营养物的丢失会降低,故生态系统中土壤营养元素循环和土壤肥力的可持续性与多样性程度密切相关。
（7）保险假说：不同物种对各种环境变化的反应是不尽相同的,生物多样性对此提供了一种保险和缓冲。假说认为,对于在某一确定时间内的一个生态系统过程来讲在功能上是多余的物种,随着时间的变化就不再是多余的了。物种多样性越多，抗击干扰能力越强。
（8)关键种假说(Keystone species hypothesis)。在影响生态系统的功能方面,物种的丰富度的作用有一个阈值。当生物多样性低于该阈值时,生态系统的功能将随着多样性的降低而不断降低;而当高于该阈值时,多样性的大小变化对生态系统的功能影响甚微。
（9)非线性假说(non-linear hypothesis)。该假说认为对于一个生态系统阈值存在的位点以及反应曲线的形状,目前还无法取得一致的意见(Schulze&Mooney,1993)。同时,一个特殊的物种对决定阈值的位点是否有至关重要的作用,还存在许多不确定性(Schindler,1990)。当生物资源的利用处于一种适度的状态下,一个生态系统就会维持在一种高生产力和高输出状态;当资源利用速率超过了一定的阈值,生态系统将转变为一种低生产力和低输出状态。生态系统的过程速率与多样性之间存在着一种非线性关系,每一种生态系统都有其特征性的非线性关系。
（10)弱相互作用假说(Weak interaction hypothesis)。对自然的食物网中作用强度的研究还表明,食物网作用强度实际上是以许多弱的相互作用和少量强的相互作用为特征。
2.2.1 生物多样性和生产力的关系
关于生产力和多样性之间的关系存在 4 种主要观点：一种是冗余种假说。生态系统中并不是所有种都在生态过程中发挥了作用，有些种是冗余的，损失一些物种不会降低他们生产物质的能力。因此物种多样性与生产力不呈相关关系。第2种观点认为简单系统的生产力高于生物多样性高的复杂系统，主要证据为自然界的大米草沼泽"高纬度的海洋系统和人工的农业系统。第 3 种观点认为生产力与多样性之间的关系是线性关系，即在生产力增加时多样性也在增加，主要支持者为Tilman和Naeem,对于这种正效应的解释,主要有抽样效应和生态位互补2种机制,并且Pacala和Tilman还提出了抽样效应向生态位互补效应转型的假说 : 群落建立初期，多样性作用机制主要是抽样效应，但是生态位互补作用会随时间推移而加强，并逐步成为主要的多样性作用机制，张全国和张大勇通过水生微宇宙实验也得出类似的结论。第4种观点认为生产力和多样性呈钟形的曲线关系，即多样性在低水平时随生产力增加而增加，在生产力为中等水平时其多样性最大，但最终在达到足够高的生产力时反而下降。这一观点的主要支持者为Kassen、杨利民、王长庭等，试图解释这种格局的假说很多，其中最有说服力的是生境异质性假说,在极端的生产力条件下，生境或资源的异质性不会高，其景观是单一的荒凉，随着物种多样性的增加，生态系统生产力呈现上升并接近饱和趋势，多样性对系统生产力作用的强度取决于构成系统的物种之间的差异性"即种间差异越大，多样性对系统功能的影响就越大。
2.2.2生物多样性与生态系统稳定性的关系
20世纪70年代前,许多生态学家都认为群落的多样性会促进生态系统的稳定性。代表人物有Elton、Odum和MacArthur等。他们的主要观点是:简单群落比复杂群落更易遭受破坏,即更易发生种群的毁灭性波动和更易遭到入侵。MacArthur(1955)根据食物网理论提出稳定性随着能量通路的增加而提高的论点。与MacArthur相类似,Elton(1958)提出了生态系统越简单就越不稳定的观点。此外,多样性-稳定性假说还有其他的表述形式,如物种丰富的群落较物种贫乏的群落具较高的稳定性(黄建辉,1994);物种的特征各不相同,物种多样性高的生态系统包含了能够抵御特定环境扰动的物种,从而补偿了扰动对系统所造成的影响。因此,生物多样性可以提高系统对扰动的抵抗力或增加生态系统的可靠性(reliability)。Briand(1983)通过对40个食物网相关分析表明,随着物种多样性的增加,种间的互作强度和联结度降低,说明复杂的食物网可使种群保持稳定。
但May(1972,1973)利用控制论理论(cybernetic theory)的概念构造了一个理论观点。他指出,系统复杂性的增加将削弱系统的稳定性。对于自然世界的一般系统(general system),种群的稳定性并不一定与营养的复杂性和动植物区系的多样性相关,Elton的6条论点是经不起推
敲的(May,1972,1973)。
我认为，May的理论推导过于依赖于数学方法,由于他所使用的系统都是人工模拟的,因而离实际相差甚远。所以我认为Elton、Odum和MacArthur的观点是比较正确的。即多样性-稳定性假说。
通过生物多样性与抵抗力、恢复力可以支持多样性-稳定性观点。
抵抗力是描述群落受到外界干扰而保持原状的能力。对因外来种入侵而引起的扰动,种群多样性程度高的群落由于缺乏闲置生态位,外来种群难以立足;而对于种群多样性低的群落,其空缺的生态位很容易被外来种群入侵和占据。对火烧的扰动,种群多样性高的植物群落可能因包含厚木栓层和含水率较高的抗燃树种而抗火力较强。就群落对害虫的抵抗力而言,复杂的群落很少发生爆发性的病虫害(周集中,马世骏,1990)。因为物种多样性高的群落可以降低植食性昆虫的种群数量。对于干旱(Tilman&Downing,1994;Tilman,1996)和砍伐(de Grandpre&Berg-eron,1997)的扰动,多样性程度高的群落同样表现出了较大的抵抗力。
恢复力是描述群落受到外界干扰后回到原来状态的能力。扰动前群落物种多样性水平的高低直接影响群落的恢复力(Tilman&Downing,1994),因为它直接决定了扰动后群落中种群构件和种子库的丰富度。扰动后群落的恢复主要是通过群落的种群构件组合对生态位的再分配来完成的。如在火烧和砍伐后,物种丰富的样地对干扰会做出迅速的反应,主要是通过增加盖度以阻止外来种的入侵,进而逐步恢复其物种组成和群落生产力(deGrandpre&Bergeron,1997)。
2.2.3生物多样性与生态系统可持续性的关系
Ewel等的研究表明在热带森林物种组成和丰富度不同的系统之间，土壤中营养物质差别很小;Hooper和Vitousek研究草地的物质循环结果表明,由于互补作用的影响，多样性升高会导致资源利用的更完全,但N的流失并不随多样性的升高而降低;Tilman等的多样性可持续性假说认为土壤元素循环即土壤肥沃程度的可持续性依赖于多样性,因为在多样性比较高的生态系统中营养物质的获取或固定同样也比较高。但有关多样性和生态系统物质循环的实验仍比较少，也未能得出一般性的结论。
3 生物多样性的保护
3.1生物多样性价值
生物多样性价值包括直接使用价值、间接使用价值（包括潜在价值）和伦理价值。直接使用价值为人类提供了食物、纤维、药物、燃料和建材等，其使用价值是人们普遍认识的。间接使用价值是对环境和生命维持系统的调节功能，例如CO2和O2平衡，水土保持，土壤形成，净化环境，调节气候，生物防治，休闲和生态旅游，环境监测等。这部分在以往被人们认为是可以“免费”使用的、公共的自然恩施。因此，它们又被称为生态系统服务。生物多样性的潜在价值——能为后代人提供选择机会的价值，例如抗性基因等，也可以列入间接使用价值的范畴。哲学家把价值分为工具主义价值和内在价值两类，伦理价值（ethical value）即属于内在价值之列。所谓的“深生态学家（deep ecologists）”认为，每种生物都有自己的生存权利，但这在伦理价值观上还是有争议的。
3.2生物多样性的丧失
生物的灭绝类型一般分为三类，即背景灭绝（background extinction）、大量灭绝（mass extinction）和人为灭绝（anthropogenic extinction）。
随着生态系统的变化，某些物种消失了，另一些代替了它们，这种物种的周转，其速度比较低，成为背景灭绝。达尔文的生存竞争学说和进化论告诉我们，随着地球环境的变化，地球上不断有新物种产生，不适应的物种淘汰，所以灭绝是自然过程。大量灭绝是由于自然灾害而发生的大规模物种死亡。火山、飓风、流星的影响偶尔有发生。人为灭绝是指由人类
引起的灭绝。
近代生物多样性丧失加剧的原因有：①过度利用、过度采伐和乱捕乱猎。②生境丧失和片段化。③环境污染。④外来物种的引入导致当地生物灭绝。⑤农业、牧业和林业品种的单一化。⑥城市化发展。显然，所有这几方面都与人口数量的迅速增加、人类活动，如自然资源的高度消耗、环境的污染等对地球的影响加剧有密切的关系，由此可见，人类不合理的活动是当前物种灭绝的最主要根源。
3.3生物多样性的保护
3.3.1生物多样性保护的原理
（1）一定要协调好人与自然的相互关系，当前主要是降低改变地球及其生态系统的速度：控制人口增长、有效地利用自然资源（有限度）、污染物质的资源化（重复利用）等。
（2）一定要坚持持续发展的原则
（3）要做好生态系统管理
（4）要深入开展生物多样性及其保育研究
3.3.2生物多样性保育对策
（1）以保护为主的对策
①建立自然保护区和国家公园。在生物多样性丧失对关键驱动力的变化比较敏感的地区,建立保护区（即优先保护地区的建立）是非常重要的。②受威胁物种的保护与恢复。在许多情况下,可以通过对单个物种采取更为有效的管理,来实现可持续利用和保育生物多样性的目的。③基因多样性的移地保护与就地保护（种子库和基因资源库）：对基因多样性采取移地保护,如建立基因库,可以取得显著的效益。④生态系统修复。⑤外来物种入侵的控制。⑥重视关键种的作用,对其优先保护。
（2）以可持续利用为主的对策
①建立生物多样性与生态系统服务的付费制度及交易市场。可以利用市场机制促进生物多样性的保育及可持续利用,如开展生态旅游等。②将生物多样性保育纳入到农业、林业和渔业等有关行业的管理当中。③当地社区的利益获取。利用生物多样性增加收入的做法可以成为保育的动力。④退化生态系统的恢复。
（3）兼顾保护与可持续利用的综合对策
①加强多边环境协议之间以及环境协议与其它国际经济社会制度之间的协调。②公众意识、宣传和教育，提高全民生物多样性保护意识。③提高评估生态系统变化对人类福祉影响的人力与机构能力,以及根据评估结果采取行动的能力。④加强对不同部门对策的整合。农业、渔业和林业跨部门制定工作政策。⑤环境和野生动植物保护法律。《中华人民共和国野生动物保护法》、《渔业法》等。
参考文献
1.生物多样性的形成、维持机制及其宏观研究方法-郭志华
2.生物多样性的成因及保护策略-李天煜
3.生物多样性的进化原理及其保护对策-曹家树
4.生物多样性研究进展-黎燕琼
5.再论生物多样性与生态系统的稳定性-王国宏
6.生物多样性与生态系统稳定性研究进展-高东
7.生物多样性与生态系统功能关系研究进展-张庆
8.生物多样性与生态系统功能的关系研究进展-杜丽
9.生物多样性与生态系统功能内涵与外延-袁建立
10.生物多样性与生态系统功能进展与争论-张全国
11.生物多样性和生态系统稳定性-黄建辉
12.生物多样性和生态系统功能的研究历史与现状-贾力
13.生物多样性对生态系统功能及其稳定性的影响-张步翀
14.生物多样性的生态系统功能-刘峰
15.中国生物多样性保护立法现状与需求-薛达元
16.生物多样性面临的威胁及其原因-张维平
17.生物多样性减少的原因及其保护对策-崔丹
18.生物多样性的研究及其保护-周兴民
19.生物多样性的保育及可持续利用对策-张永民
20.生物多样性保护与可持续发展-王昕
21.生物多样性保护及其研究进展综述-马克平
22.生态系统健康与生物多样性保护-白音达来
23.论生物多样性减少的原因-王丰年
24.《生物多样性保育学》-何春光、崔丽娟、盛连喜
25.《生态学的归宿——人类生态学》-周鸿
26.《生物圈谁是最后的生灵》-达娜·德索尼
27.《基础生态学》-牛翠娟、娄安茹、孙儒泳、李庆芬
浅析生物多样性对生态系统功能及其稳定性的影响 摘要生物多样性和生态系统功能之间关系，是生态学和环境科学的热门话题。围绕这一主题，文章回顾了学术界不同的观点假说，说明了生物多样性对生态系统功能的影响，指出生物多样性与生态系统功能成一种正相关关系，生物多样性的丧失会极大的改变生态系统功能。此外，生物多样性对生态系统稳定性方面，多样性降低会导致生态系统稳定性下降。本文主要归纳整理了生物多样性对生态系统功能及稳定性的影响，并对对局部多样性、区域多样性及全球范围内生物多样性改变及其相应保护措施的研究及保护提出一些建议，通过保护生物多样性从而达到保护生态系统的目的。 关键词：生物多样性，生态系统功能，稳定性，保护 生物多样性是指一定时间和一定地区所有生物及其所在生态复合体的种类丰富度和相互间的差异性，是生态系统稳定性的基础；它通常有4个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观系统多样性[1]。生物多样性发挥着极其重要的生态功能，生物多样性不仅为人类提供了食品、医药保健及多种多样的工业原料[2]，而且在调节气候、涵养水源、保护土壤、固定能量、促进生物能源循环等生态系统功能方面的作用，是任何活动都无法替代的。随着近年来由于人为的或自然干扰的原因生物多样性在全球范围内骤减。 目前，物种消失的速度是人类出现前的成数百倍。生物物种的贫乏严重降低了生态系统的功能，而生态系统功能的恢复必须要改善生态环境从而提高生物多样性才能得到恢复和保持。本文归纳，探讨生物多样性对生态系统功能及其稳定性的影响的各类假说，进而为其保护提供理论支撑，指导未来保护方向。 1生物多样性与生态系统功能的关系 1.1生态系统功能 生态系统功能是指生态系统作为一个开放系统，其内部及其与外部环境之间，所发生的能量流动、物质循环和信息传递的总称；一般而言，生物多样性与生态功能呈现正相关关系，生物多样性的丧失，会改变生态系统功能[3-4]。数十年前年前，一些生态学家就提出，物种多样性丧失将导致生物化学过程中生态系统功能退化。显然，此种生物多样性-生态系统功能假说的动机出于物种保护考虑[5]。然而，生态学家们对物种多样性的丧失是或否会损害生态系统的功能和降低生态系统对人类的贡献，及生物多样性提高是否有利于其功能的而改善仍持有不同的观点。 1.2生物多样性对生态系统功能的影响 近半个世纪以来，物种在生态系统中的地位，生物多样性对生态系统功能的影响，归纳起来，有以下不同的假说：①多样性-稳定性假说[6]即随物种数量增多，系统内的生产力和恢复能力均呈现正相关。②冗余种假说[7]即最小物种数，具体指系统内存在可以维持其正常功能的物种数量，也可以理解成系统中有一定数目的关键种，生态系统的物种数目到一定程度后达到饱和。其他物种对生态系统的功能是冗余的。③不确定假说[8]即生态系统的功能随多样性的改变，单个物种也是处于动态平衡中，因而系统功能随多样性改变的剧烈程度和方向是无法完成预料的。④零假说[9]即生态系统中物种数目的减少和增加，对生态系统的功能没有影响，也可理解成系统对物种数量不敏感。⑤多样性—可持续性假说[8]即多样性高的生
生态期末名词解释 生物多样性： 生物体及其所生活的生态系统的多种变化。包括不同物种的多样性(物种多样性)，物种内部基因的多样性(基因多样性)，生态系统内和生态系统间相互作用的多样性(生态系统多样性)。区域（γ）多样性： 是不存在生物传播障碍的一个地理区域的所有栖息地中观察到的物种总数。 局域（α）多样性： 是同质栖息地的一个小面积内的物种数。 β多样性： 是指一个栖息地到另一栖息地之间物种的差异或变化 物种库： 一个物种源区域中所有物种的整体，一个岛屿或栖息地的定居物种就来源于物种库。 生态位： 一个个体或物种能够生存和繁殖需要的环境条件和资源质量的范围。 基础生态位： 一个物种在无别的竞争物种存在时所占有的生态位。 实际生态位： 考虑竞争的存在后，物种实际占据的生态位；小于食物和物理因素决定的基础生态位。 物种拣选： 由于物种对条件的耐受性、对资源的需求或与竞争者和捕食者的相互作用，局部群落中区域物种库对物种的约束。 生态释放： 当种间竞争减弱时，一个物种就可以利用那些以前不能被它利用的空间，从而扩大自己的生态位。由于种间竞争减弱而引起的生态位扩展就称为生态释放。 中度干扰假说： 由于早期和晚期的演替物种的共存，物种多样性在具有中等强度物理干扰的栖息地中最大的观点。 害虫压力假说: 认为个体拥挤在亲体附近时，使许多被不同有害动物所攻击的物种共同生活在一起，因此对于有害动物和病原体的侵袭很脆弱的观点。 生物多样性平衡理论：见专题 特有种： 仅分布于某一地区或某种特有生境内，而不在其他地区自然分布的物种。 背景灭绝： 人类出现之前的灭绝。 大量灭绝： 生物区系的一大部分突然消失，据认为，其引起的原因可能是环境灾变，如流星的影响；巨大的大量灭绝出现在二叠纪末和白垩纪。 人为灭绝： 是由于人类引起的灭绝，其受影响的类群数、影响到全球范围和源于自然灾害，这些与大量灭绝相同。 生态灭绝：？ 由于一些野生动物数量太少，种群过小，遗传变异性丧失，不仅对生态环境影响甚微，自身
苏教版八年级下册生物第23章生物多样性保护同步测试 一、选择题 1、保护生物多样性最有效的措施是（） A．建立自然保护区 B．将动物放到动物园里 C．建立基因库 D．将濒危物种迁出原地 2、如果一个物种的所有个体从地球上消失，那么这种物种将( ) A.受到威胁 B.永远消失 C.还可以再生 D.濒危 3、我国物种丰富，是世界上（）最多的国家 A．苔藓植物B．蕨类植物C．被子植物D．裸子植物 4、生物多样性不包括( ) A．遗传多样性B．环境多样性 C. 物种多样性D．生态系统多样性 5、种植药材利用的是生物多样性中的( ) A．潜在价值B．间接价值C.直接价值D．没有价值 6、对生物多样性最直观、最基本的认识就是（） A．遗传多样性B．环境多样性 C. 物种多样性D．生态系统多样性 7、建立自然保护区的主要目的是( ) A．生态旅游B．法治管理 C．迁地保护D．就地保护 8、使全球生物多样性面临威胁的原因不包括( ) A．物种绝灭速度加快B．人口的快速增长C．环境污染D. 生物资源的开发和利用 9、将濒危动物进行特殊的保护和管理，是对就地保护的补充的是( ) A．生态旅游B．法治管理 C．迁地保护D．将动物放到动物园里 10、破坏或改变野生生物栖息地和过度利用生物资源的最主要原因是（） A．环境污染B．人口的快速增长C．生物资源的开发与利用D．森林的过量开采 11、进入20世纪后，几乎每年都有一种鸟类或哺乳类从地球上消灭，造成野生动物濒危和灭绝的主要原因是 A、自然灾害 B、天敌过多 C、动物病虫害 D、人类对生态环境的破坏 二填空题 12、生物多样性，简单地说，就是生物及其的多样性；确切地说，生物多样性包括、和微生物及其所拥有的全部和各种各样的。 13、生物多样性的显而易见，其价值也很巨大。生物多样性的是不可估量的。 14、生物多样性，包括__________、__________、__________。 15、生物多样性面临的威胁主要表现在 16、生物多样性的保护主要包括__________和__________等。 三、判断题：
知识点16 生态系统和生态环境 1.(2019·全国卷Ⅱ·T6)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示,并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔,则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草,第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木,第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是( ) A.前者为金字塔形,后者为倒金字塔形 B.前者为倒金字塔形,后者为金字塔形 C.前者为金字塔形,后者为金字塔形 D.前者为倒金字塔形,后者为倒金字塔形 【解析】选A。题目要绘制的是数量金字塔,夏季草原生态系统的第一营养级是牧草,第二营养级是羊,牧草的数量远远大于羊的数量,所以两者的数量关系符合金字塔形;森林生态系统第一营养级乔木的数量不如第二营养级昆虫的数量多,一棵乔木树上往往有许多昆虫,所以两者的数量关系最可能为倒金字塔形。 2.(2019·江苏高考·T15)我国生物多样性较低的西部沙漠地区生长着一种叶退化的药用植物锁阳,该植物依附在另一种植物小果白刺的根部生长,从其根部获取营养物质。下列相关叙述正确的是 ( ) A.锁阳与小果白刺的种间关系为捕食 B.该地区生态系统的自我调节能力较强,恢复力稳定性较高 C.种植小果白刺等沙生植物固沙体现了生物多样性的间接价值 D.锁阳因长期干旱定向产生了适应环境的突变,并被保留下来 【解析】选C。锁阳叶退化,从小果白刺的根部获取营养物质,二者为寄生关系,A项错误;西部沙漠地区的生物多样性较低,自我调节能力较差,由于环境条件恶劣,恢复力稳定性也较低,B项错误;沙生植物可以防风固沙,维持生态平衡,属于间接价值,C项正确;变异是不定向的,自然选择是定向的,D项错误。 3.(2019·北京高考·T5)为减少某自然水体中N、P含量过高给水生生态系统带来的不良影响,环保工作者拟利用当地原有水生植物净化水体。选择其中3种植物分别置于试验池中,90天后测定它们吸收N、P的量,结果见下表。 结合表中数据,为达到降低该自然水体中N、P的最佳效果,推断应投放的两种植物及对该水体的生态影响是( )
生物多样性与人类的关系 摘要： 随着社会经济的加速发展，人们的生活水平都迅速地提高了，但是与此同时，与我们人类共同拥有地球母亲的其他生物日益的减少，生物的多样性受到严酷的考验和威胁，于是保护生物多样性是当前世界国家最紧迫的任务之一，也是全球生物学界共同关心的焦点问题之一。据可靠的数据说明每天约有100多种生物在地球上绝灭，很多生物在没有被人类认识以前就消亡了，这对人类无疑是一种悲哀和灾难。保护生物多样性的行动势在必行、迫在眉睫。 关键词：生物多样性，威胁，保护 一、生物多样性的认识 生物多样性包括动物、植物、微生物的物种多样性，物种的遗传与变异的多样性及生态系统的多样性。其中，物种的多样性是生物多样性的关键条件，它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系，又体现了生物资源的丰富性。目前我们已经知道的生物大约有200万种，这些形形色色的生物物种就构成了生物物种的多样性。 生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，由遗传（基因）多样性，物种多样性和生态系统多样性等部分组成。遗传（基因）多样性是指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式，可分为区域物种多样性和群落物种（生态）多样性。生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性。遗传（基因）多样性和物种多样性是生物多样性研究的基础。 二、生物多样性对人类的影响 生物多样性提供了地球生命的基础，包括人类生存的基础。除了经济价值和生态价值外，还具有重大的社会价值，如艺术价值、美学价值、文化价值、科学价值、旅游价值等。许多动物、植物和微生物物种的价值现在还不清楚，如果这些物种遭到破坏，后代人就不再有机会利用，因此必须注意保护，才能使社会实现可持续发展。 人类也是生物多样性的一部分。没有生物多样性，人类不能在地球上生存。
生态系统的多样性 作者山西临汾屯里中学杨录梅 1．生态系统的概念及其规律 生态系统是指生物群落与无机环境的综合体。在综合体中进行着物质循环和能量流动。它包括四个组成部分，非生物物质和能量、生产者、消费者、分解者，它们通过物质循环和能量流动过程，彼此紧密地联合起来，其中光能生产者分解者是任何生态系统都不能缺少的最基本的成分，生产者----植物在生态系统中起主导作用。 在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成一种联系叫食物链。在复杂的生态系统中，个食物链互相交叉形成复杂的营养关系叫食物网。 生态系统是长期历史发展的结果，通常处于相对稳定状态，具有自动调节能力，即在一定范围内，能忍受改变的条件，并能自动调节、修补或建造自己去适应改变了的环境，从而形成新的平衡状态，推动了生态系统的变化发展，这就是生态系统的反馈。生态系统结构简单，反馈能力小，结构复杂，反馈能力大。 2．生态系统的多样性概念 生态系统的多样性是生态系统的一个重要生物学特征，它是指生竟的生态复杂性和物种多样性，包括两方面的内容，即生态系统多样性和物种多样性。
由于太阳对地球表面的辐射强度不均等，地球表面地理环境不同而形成大小不同、形态多样的多样化生态系统。例如，生物圈是地球上最大的生态系统，它可以分为海洋、陆地生态系统两大类，陆地生态系统又可以分为草原生态系统、各种类型的森林生态系统、荒漠生态系统等等。总的来说，高度多样化的生态系统分布地球的各个位置，它们能使营养物质不同程度的得以循环，作为能量的载体使之单向流动，从而对人类的幸福作出不同程度的贡献 物种多样性主要指生态系统内各个营养层次物种的多样性。绿色植物是生态系统的主要成分，它的多样性是生态系统多样性的基础。植物的多样性为草食性动物提供各种食物，从而草食性动物能够进一步繁荣；繁荣的草食性动物又为肉食性动物提供了繁荣的条件；植物、草食性动物、肉食性动物的繁荣更进一步促进了分解者的繁荣。因此，作为多样性程度决定生态系统中物种多样性程度。 不同生态系统，物种多样化程度不同，它服从于地域分布规律。地理纬度不同，太阳辐射量不同，形成不同的热量带；同一热量带内经度不同，距离海洋远近不同，水分状况不样。一一般来说，离赤道、海洋愈远，生态系统物种愈少。就我国来说，纬度愈高经度愈低，生态系统中物种愈少。例如，离海洋很远的荒漠生态系统，物种的多样化程度低，净初级生产量约为0——10克/米2/年；而热带雨林生态系统，物种的多样化程度高，净初级生产量为1000—5000克/米2/年. 物种多样性还指地球上生命有机体的多样化。它既包括多样化
生物多样性和陆地生态系统功能对全球气候变化的响应 王清涛1李新蓉2 （新疆农业大学1、林学与园艺学院，2、草业与环境科学学院乌鲁木齐830052 ）摘要：生物多样性是人类生存的重要资源，也是人类赖以生存和持续发展的物质基础。人类活动引起的土地利用、气候变化、大气CO2浓度增高和氮沉降加剧等使得生物有机体的性状、种间关系、分布格局与生物多样性发生改变，进而影响生态系统过程和功能，并最终威胁到人类的生存。本文系统阐述了国内外生物多样性研究及生物多样性保护的方法和成果，并结合我国在该研究领域已有的研究成果和存在的问题，对我国的生物多样性研究和生物多样性保护进行了展望，以求对生物多样性研究和生物多样性保护有更大的研究进展。关键词：生物多样性；陆地生态系统；气候变化；生物多样性保护； 英文摘要：Biodiversity is the important resources to human survival,also is the material base Of human survival and development. The land use, climate change, atmospheric CO2 concentration increased nitrogen and deposition intensified is caused by human activity,make the organisms character, the kind of relationship between the distribution pattern and biodiversity, change, further influence ecological system process and function, and ultimately threaten the survival of mankind. This paper introduced the biodiversity protection methods and results of the domestic and foreign biodiversity research. and with China's in this field of the existing research results and the existing problems and prospects for China's biodiversity research and biological diversity protection. In order to research on biodiversity and biodiversity protection more research progress. Key words:Biological diversity；terrestrial ecosystem；climate change；Biodiversity Conservation 0引言：生物多样性的概念及其价值 生物多样性(biological diversity或biodiversity)是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和,包括数以百万计的动物、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,是生命系统的基本特征.生命系统是一个等级系统(hierarchical system),包括多个层次或水平:基因、细胞、组织、器官、种群、物种、群落、生态系统、景观.每一个层次都具有丰富的变化,即都存在着多样性.但理论与实践上重要,研究较多的主要有基因多样性(或遗传多样性)、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性[1]。生物多样性包括不同的水平,每个水平的多样性都有各自的特点,很难用统一的方法和标准予以测度.物种丰富度(species richness)可以用于物种水平的多样性,即用一定面积内的物种数目表示.更精确的方法是考虑物种之间的关系,即测度分类学多样性(taxonomic diversity)
农业生态系统的物种多样性 农业生态系统包括：已经建立的和被改良过的耕地、园林（果园）、葡萄园、森林公园的树林、水土保持林、农田林带、弃耕地、改良过的草地等等植被生态系统。在国家国土面积的一半左右作为农业用地使用，其中大部分面积被草地所占（草地面积最大）。农业生态系统的总面积为：272.4900万公顷总面积，其中耕地面积占222.100万公顷。耕地面积中，包括182.800万公顷的草地；31.900万公顷的耕地面积；5.0500万公顷的割草地面积；2.800万公顷的弃耕地。灌溉耕地面积为2.300万公顷，该灌溉农田提供农业总生产量的30%的农产品。但是目前实际灌溉的面积为1.300万公顷面积的耕地。其他耕地因为农田的次生盐渍化、农田灌溉系统的老化、水分缺乏或者没有灌溉水、土壤结构的破坏或恶化、组织管理措施的缺乏，特别是缺乏经费和农业物资和科学技术等等原因没有被利用。 在，由于农田的粗放耕作和所有的自然景观地带都被改造（改造大自然），近10年来，生态环境状况越来越恶化了。 所有土地的被开垦，由于过度放牧荒漠草地的退化，大部分大型河流的所有支流的调节水利（径流的调节），特别是在南部水域地区，由于储备植物资源的粗放利用、乱砍森林资源和无节制的开垦土地资源等等原因使植物资源的枯竭（植物种类的贫瘠化），土地被化学物质污染和核污染等等原因引起了大部分区域的生物资源系统的（生态系统的）的被破坏和恶化。 生态系统的特征是在很大程度上是自然生态系统被破坏，从而能够引起生物圈的稳定性的被破坏，丧失生物圈的功能，从而影响人类生存环境。非常尖锐的问题是土地的荒漠化。主要原因是人类活动的影响，自然的环境的被污染和人类的贫穷问题，同时没有确定需要保护的自然生态系统的面积问题。已经明确指出了生物资源的枯竭和生态系统的退化已经占到66%的比列（占国土面积的66%）。特别是在沙漠和草原地带，由于开垦土地和过渡放牧。 根据已经掌握的数据，国土面积的75%处在生态系统平衡被破坏的状态，生态稳定性被破坏了。由于水资源的缺乏和不合理的利用，被沙漠化的面积达到了3000万公顷，盐渍化和盐碱地面积达到了9300万公顷。由于人类活动的影响生态系统的功能原来越变弱。由于受到人类活动的影响，草地生态系统被大面积的
生态系统的多样性保护 作者：八（14）班孙慧玲指导教师：党溪生态系统指由生物群落与无机环境构成的统一整体。生态系统的范围可大可小，相互交错，最大的生态系统是生物圈；最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统，人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。生态系统是开放系统，为了维系自身的稳定，生态系统需要不断输入能量，否则就有崩溃的危险；许多基础物质在生态系统中不断循环，其中碳循环与全球温室效应密切相关，生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。 随着生产力水平的提高，人类活动对生态系统的干扰日益增大，在破坏与保护、生命与金钱的痛苦交织中，人类逐渐意识到了生态系统的真正价值，人类开始关注生态系统的现状，并将其纳入伦理道德体系中，形成了全新的生态伦理道德，这一切深刻影响着庞大的工业帝国，与人类的终极命运。生物多样性指的是一定范围内动物、植物、微生物有规律地结合所构成稳定的生态综合体。这种多样包括：物种多样性、遗传与变异多样性、生态系统多样性。 生态系统多样性是指不同生境、生物群体以及生物圈生态过程的总和。它表现为生态系统结构多样性以及生态过程的复杂性和多变性。保护生态系统多样性尤为重要，因为无论是物种多样栓还是遗传多样性．都是寓于作为一个独立运转的开放系统，生态系统有一定的稳定性，生态系统的稳定性指的是生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，生态系统稳定性的内在原因是生态系统的自我调节（参，稳态与环境[3]，第109页）。生态系统处于稳定状态时就被称为达到了生态平衡。 生态系统多样性之中，生态系统多样性保护直接影响物种多样性及其基因多样牲。生态系统保持自身稳定的能力被称为生态系统的自我调节能力。生态系统自我调节能力的强弱是多方因素共同作用体现的。一般地：成分多样、能量流动和物质循环途径复杂的生态系统自我调节能力强；反之，结构与成分单一的生态系统自我调节能力就相对更弱。热带雨林生态系统有着最为多样的成分和生态途径，因而也是最为稳定和复杂的生态系统，北极苔原生态系统由于仅地衣一种生产者，因而十分脆弱，被破坏后想要恢复便需花费很大代价。所以我们要行动起来，保护生态环境，热爱我们的地球！！！对于保护环境，需要做的事情实在太多了。许多事情当然必须由国家和政府来做，比如控制二氧化碳的排放量、禁止使用氟利昂等等。但是，有些事情却与我们每一个人有关。我们如何做到从我做起，保护环境呢?下面几条是我们每个人应该做
第四节生物多样性保护 【教学目标】 一.知识与技能目标 1.了解生物多样性的层次，地球物种数量与分布. 2.了解物种灭绝的自然原因和人为原因. 3.了解保护生物多样性的措施. 二.过程与方法目标 1.运用整体性思维，理解生物物种资源（多样性）对地理环境以及人类生产生活的重要意义，逐步树立保护生物多样性的意识. 2.通过对周边地区的生物多样性保护的成效的实例，知道政府和个人能做的合理科学的生物保护途径. 三.情感.态度与价值观目标 理解生物多样性保护与经济发展之间的矛盾与统一的关系.形成区域可持续发展观念，明确区域经济发展与生物多样性维护之间的平衡与和谐发展的关系. 【教学重难点】 重点：从地理环境整体性的角度，认识生物多样性保护对地理环境以及人类生产生活的影响或重要性，有一个基本的理性化的认知，形成一些观念，知道一些我们能够做的合理科学的保护途径. 难点：从地理环境整体性的角度认识生物多样性的意义.理解生物多样性保护与经济发展之间的矛盾与统一的关系. 【教具准备】多媒体视频、图片、学案 【教学方法】讲授法、讨论法、案例分析法、探究法 【教学过程】 【导入】自问引思: 我国最珍贵濒危的十大动物，你知道吗？
学生讨论,思考然后回答(分组讨论) 幻灯片展示我国十种珍稀野生动物,学生熟悉的或不熟悉的加以解说.了解生物多样性减少的事实. 再以长江刀鱼为情景案例佐证上述事实.提出---- 【概念】什么是生物多样性？ 生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，而物种灭绝是生物多样性减少的具体表现。 互问明思: 提问1：你赞同生物灭绝是一种自然的现象与过程？还是认为是偶然不幸事件? 提示：阅读课本P66最后两自然段，利用数字论证，从数量、分布、寿命三个方面进行对比. 点拨：物种灭绝不是偶然事件，而是一种正常的自然现象。物种和它的个体一样，也有发生、发育和消亡的过程. 请同学们阅读课本P66阅读《地球历史上5次物种大灭绝事件》和图4.12 指出：2.45亿年前，几乎是整个动物王国，95％灰飞烟灭；6500万年恐龙灭绝 提问2：物种灭绝与哪些自然因素有关呢？ 点拨：物种大规模灭绝的自然原因可能是火山爆发、地壳运动、陨石撞击地球、气候变化. 提问3：现今世界动植物物种灭绝速率令人担心——人类活动引起第六次大灭绝 科学家警告：地球上的生物的灭绝速度超过了以往任何时候。《自然》杂志称，50年后100多万种陆地生物将从地球上消失.人口急速增长、全球气温变暖和自然环境恶化，使地球上的生物正在经历有史以来第六次大灭绝. 点拨：人口数量不断增加；物种灭绝数量也不断增加→世界人口增加和物种灭绝数量是正相关. 点拨：让学生认识到----人类活动加速了物种灭绝 寻找证据：读课本P68页：案例4——北美候鸽的灭绝史 提问4：人类的哪些行为导致了生物多样性减少？ 学生讨论，利用所学知识例证分析. 乱砍乱伐、滥捕滥捞；环境污染； 生态破坏、生物入侵现象. 追问深思: 如何保护生物多样性？
论文名称：生物多样性及其生态系统功能 学院：生命科学学院 学号： 姓名： 生物多样性及其生态系统功能 摘要：生物多样性是指所有的植物、动物和微生物及其所构成的生态系统，以及物种所在的生态系统中的生态过程，通常包括三个水平,即遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。总结而言，生物多样性的形成是地球生命经过几十亿年发展进化的结果。也正是生物多样性的形成为人类生存提供了物质基础，而且在维持自然平衡等方面也起着不可替代的作用，是人类社会可持续发展的生存支持系统。但是，近年来，由于人口增长和人类经济活动的加剧，致使生物多样性受到了严重的威胁。本文主要阐述生物多样性的形成机制，生物多样性与生态系统的功能的关系以及我们应该如何保护生物多样性三个问题。 关键词生物多样性生态系统功能物种形成机制生态系统服务价值保护对策 1 生物多样性形成机制 1.1生物多样性的概念 生物多样性（biodiversity）实际上是一个具有进化意义的概念。经研究，广泛认同的 一个定义是由学者马克平等（1993）给出的：生物多样性是指地球上所有的动物、植物、 微生物和他们所拥有的基因以及他们与其生存环境形成的复杂的综合体，包括动物、植物、
微生物和他们所拥有的基因以及他们与其生存环境形成的复杂的生态系统。可以看出，生物多样性内涵丰富，包含了多个层次和水平。生物多样性是生命系统的基本特征，而生命系统是一个等级系统，包括多个层次或水平——基因、细胞、组织、器官、种群、物种、群落、生态系统，每个层次都存在着多样性。而研究众多，意义比较重大的主要是基因多样性，物种多样性和生态系统多样性。其中，基因多样性是基础，是保证物种进化的动力。而物种多样性则是基因多样性的载体，物种消失，也就不存在基因多样性了。多样的物种与多变的环境又构成了多样的生态系统。 1.1.1遗传多样性 遗传多样性是指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异，也称为基因多样性(刘红梅，2001) ，指地球上生物个体中包含的遗传信息之总和(宋丁全，2004)。遗传多样性主要包括3个方面，即染色体多态性，蛋白质多态性和DNA多态性。 1.1.2物种多样性 物种多样性(species diversity)是生物分类基本单位，是指地球上动物、植物、微生物等生物类的丰富程度。物种多样性包括两个方面: 一是指一定区域内的物种丰富程度，主要从分类学、系统学和生物地理学角度对一定区域内物种的状况进行研究; 其二是指生态学方面的物种分布的均匀程度可称为生态多样性或群落物种多样性(蒋志刚，1997) 。物种多样性也是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。 1.1.3生态系统多样性 生态系统由植物群落、动物群落、微生物群落及其生境的非生命因子( 光、空气、水、土壤等) 所组成。从结构上看，生态系统主要由生产者、消费者、分解者所构成。生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性，包括生境的多样性、生物群落和生态过程的多样化等多个方面。生境主要是指无机环境，如地貌、气候、土壤、水文等。生境的多样性是生物群落多样性甚至是整个生物多样性形成的基本条件。生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性，主要指群落的组成、结构和动态(包括演替和波动) 方面的多样化。 1.2生物多样性现状 生物多样性的分布格局受到诸如地形，气候和环境局部变化等多种因素的影响。在全球范围内，就生物多样性而言，分布是不均匀的，生物多样性由热带向极地减少。南极仅生长着两种开花植物：青草及漆姑草。而热带地区的亚马逊雨林地区，物种数目之多以至于从来没有人知道具体数目。另外，分布于热带地区的珊瑚礁、大型热带湖泊和深海、热带干性生境（如落叶、灌丛、草地和沙漠）以及“地中海气候”类型区域（如南非、加利福尼亚南部、澳大利亚西南部的灌丛）的物种数量也极为繁多。湿地因为水的存在，也成为各纬度带物种多样性最丰富的生态系统类型之一。 1.3生物多样性的形成机制 关于生物多样性的形成机制 （1）国内有的几种假说 突变选择、新种效应、生态位多样性假设、与生态位相关的竞争假说、环境变异假说、渐次变化时间假说、干扰假说、面积假说、生产力假说、综合作用假说(蒋有绪,1998)、资源平衡假说(Braakhekkeet al.,1999)、竞争平衡理论(Huston,1994)、中等干扰理论(Hacker et al.,1997;1999)。 实际上，平衡和非平衡理论都认为在中等尺度，中等频率和中等强度的干扰下，生物多样性最大（Roberts et al.,1995）。 （2）国外以Jeffries提出的观点较为全面。 Jeffries 认为生物多样性形成主要受三类生态因子的制约：
题型三材料题 类型二生态系统、生物多样性与环境保护1. (2018岳阳)阅读材料作答 【资料一】过去，在洞庭湖湿地栽种了大量欧美黑杨，该树生长快、耗水多。调查还发现种植户选湖泊湿地，挖沟起垄，沟排水垄植树，导致洞庭湖湿地生态系统向陆地生态系统发展。为了尽快修复湿地，目前西洞庭湖正在全力清理欧美黑杨。 【资料二】袁隆平院士团队利用半野生水稻与栽培稻进行杂交获得了180个品种，通过耐盐碱栽培实验，有三个品种正常生长！对这三个品种的后代继续进行耐盐碱选育，获得了耐盐碱效果更高的海水稻。其最低亩产300公斤，最高亩产620公斤，口感香甜甘糯，且栽种过程不需要施用化肥。我国盐碱地有9900多万公顷。袁隆平院士表示继续对海水稻优化选种，力争在2020年种植1亿亩盐碱地，按最低亩产计算相当于湖南省全年粮食总产量！昔日贫瘠荒芜的盐碱地将变成希望的田野！ (1)资料一，导致湿地生态系统向陆地生态系统发展的因素有________________________________。欧美黑杨当初作为经济林木和抑螺血防林引入，我们熟悉的辣椒、红薯也是自国外引入的。对外来物种的引进，说说你的观点____________________________。 (2)海水稻的获得及其耐盐碱能力不断提升都是变异，这些变异包括________。 A. 单纯受盐碱环境影响 B. 基因的重新组合 C. 染色体数目加倍 D. 基因的改变 (3)种植海水稻不用施化肥，原因是________________________。另有研究
设想：将海洋生物高耐盐的性状利用到栽培稻上。需要的生物技术是__________。 2. (2018湘潭)分析以下材料，回答问题： “海水稻”是耐盐碱水稻的俗称，相对于传统水稻能在较高盐碱浓度的水田里正常生长，1986年，陈日胜偶然在海水短期浸泡过的土地边发现了一株带芒的水稻，从那时开始，陈日胜每年一代代种植，不断对其进行繁殖、筛选，最终，选育出名为“海稻86”的新品种。“海稻86”具有很高的营养价值，同时具有不需施肥、抗病虫、耐盐碱的独特生长特性，但早期“海稻86”亩产比较低。2014年，袁隆平团队参与改良“海稻86”，通过杂交试验和选育，到2017年秋，海水稻最高亩产为620.95公斤，轰动全国。 (1)水稻与玉米一样，同属于单子叶纲植物，水稻种子的营养主要储存在________(填种子结构名称)中。海水稻能从盐碱地有选择地吸收无机盐，体现了细胞膜具有____________功能。 (2)从以上信息可以推断，育种工作者运用选择育种和________的方法培育出高产、耐盐碱的新品种，这是利用了生物多样性中的________多样性。 (3)海水含盐率约为3.5%，某品种海水稻的耐盐率约为0.8%。在大面积海水稻试验田中，分别采取以下方式处理该品种海水稻：Ⅰ直接利用海水灌溉；Ⅱ用淡化至0.9%的海水灌溉。试判断，试验后最可能出现的结果是：________ A. 全部存活 B. 前者全部死亡，后者可能有部分存活 C. 全部死亡
2012年5月 内蒙古科技与经济 M ay 2012 第10期总第260期 Inner M o ngo lia Science T echnolo gy &Economy N o .10T o tal N o .260 生物多样性和生态系统功能的研究历史与现状 贾 力1 ,赵 娜 2 (1.包头市赛罕塔拉城中草原湿地管理处,内蒙古包头 014030; 2.中国科学院西北高原生物研究所,青海西宁 810008) 摘 要:介绍了生物多样性的研究进展,综述了生物多样性概念的由来、多样性测度方法,同时在简述生态系统稳定性概念的基础上,对稳定性研究的历史、现状等作了评述,详细介绍了生物多样性在生态系统功能,特别是在生态系统稳定性方面的研究进展,最后指出了今后的研究方向。 关键词:生物多样性;植物功能性状;生态系统功能;稳定性 中图分类号:Q 146;X 176 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)10—0046—05 当前,世界上的动物和植物正在迅速减少,据M A (2005)统计,生物多样性正在以比化石记录快1000倍的惊人速度锐减。由于物种灭绝速率的加快,人们在物种多样性对生态系统功能影响方面的兴趣越来越大。随着对生物多样性和生态系统功能认识的逐渐加深,生物多样性锐减对生态系统的功能、生态系统稳定性以及给人类带来了一系列直接或间接的负效应(Chapin et al,2000;Kinzig et al,2001;Lo reau et al ,2001;Hoo per et al ,2005),已引起科学界的普遍关注,生物多样性与生态系统功能的关系成为生态和环境科学的中心问题(Chapin et al,2000;Kinzig et al,2002)。自20世纪90年代以来,两者关系的研究已经开展了大量的工作,但在解释二者之间的作用机制问题时,存在很大的争论和不确定性(T ilman et al,1997;Hooper et al,2005;Balv anera et al ,2006;Cardinale et al ,2006)。笔者尝试在对一系列相关理论的发展、观点、研究方法归纳和分析的基础上,对多样性及其多样性与生态系统功能的关系研究的历史与现状进行初步总结,为将后的研究方向提出几点建议。1 生物多样性的研究进展 1.1 生物多样性的由来及面临危机 生物多样性一词在20世纪70年代末出现。1988年,Wilson 主编的《生物多样性》一书出版,引起了学术界和社会的广泛关注。1991年,国际生物科学联盟(IU BS)提出了“生物多样性的生态系统功能”研究项目。1992年,该项目与环境问题科学委员会(SCOP E )和联合国教科文组织(U NESCO )合作,把项目名称改为DIVERSIT AS 。此后,项目的研究发展为从遗传到生态系统水平的地球上所有生物。然而,关于生物多样性的概念及其测量方法一直以来都没有统一的标准。生态学家们往往根据不同的需求来定义多样性。对于生物多样性试验中所采用的分析方法,争议很大(Grime 1997;Wardle et al .1997;Hust on et al.2000)。1993年,我国学者也提出了生物多样性的相关概念。生物多样性(biodiver sit y )是所有生物种类、种内遗传变异及其与它们生存环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。它包括数以万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的全部基因以及它们与生存环境形成的复杂的生态系统(马克平1993)。作为 宝贵的资源为人类的生存与发展提供物种与环境方 面的保障,已经成为与人类社会持续发展息息相关的最重要因素。 然而,生物多样性的分布极其不均匀,并且面临着巨大的灭绝威胁。热带原始森林仅占全球陆地面积的7%,却拥有全球50%以上的物种数目。当今物种的灭绝速率是过去任何时期自然灭绝速率总和的1000倍(Wilson 1988),即自恐龙消失后物种自然灭绝速率的最高记录。物种的丧失也不是局限在某一区域内,而是世界范围内的普遍现象。保护和维持现有的生物多样性和生态多样性,使其持续性发展,已经成为国际社会最为关注的重大问题之一。1.2 生物多样性的发展 1.2.1 物种丰富度。物种丰富度是生物多样性的相关研究中最早涉及到的概念,指在一个群落中出现的全部物种数目。它作为一种传统的生物多样性评估手段,具有很大的直观性及不完整性,它是一种粗糙的评估多样性水平的方法(P ielou 1975;T t hm r z ,1995;Pet chey and Gasto n 2002;Jiguet et al.2005)。然而,由于它的易测量性,迄今为止,在很多生物多样性的研究中,人们仍然常用物种数目(物种丰富度)来代替生物多样性。 1.2.2 物种多样性。采用物种丰富度的测量方法,意味着群落中的每一个物种对环境的响应一致,同时对生态系统功能的贡献也都相同,物种之间彼此独立(P et chey et al .2004)。然而,群落中的优势种、伴生种、稀有种及偶见种等在群落的结构中发挥着不同的作用,它们对生态系统的必定产生不同的效应。所以,Shannon 和Simpson 多样性指数随后被提出。这两种指数包含了物种均匀度的信息(Sim pson,1949;Krebs,1978;Rico tt a 2002)。因为,物种丰富度和物种均匀度对生物多样性起着同等重要的作用。然而,在此概念提出的最初一段时间,并没有受到足够的重视。直到几年以后它们在生态学研究中的价值才被发现并且广为流传(MacArt hur ,1955),因为它们能够高效地定量群落中物种分布的不确定性。 Simpso n 指数(D)D=1- 2 i=1(pi) Shannon -Wiener 指数(H ,)H ,= s (P i )(lnP i) ? 46? 收稿日期:2012-02-25 作者简介:贾力(1977—),女,内蒙古包头人,工程师,副总经理。
摘要:本文通过对生物多样性危机及其根源的论述,提出了城市生物多样性的保护措施,探讨了生物多样性与态公园的关系,并针对生态公园的建立提出一些建议,从而提高公园的生态效应和景观效应。 关键词:生物多样性,生态公园 Biological diversity and ecological park Abstract:This paper discusses the biodiversity crisis and its root causes , propose measures to protect urban biodiversity , explores the relationship between biodiversity and state parks , and offer some suggestions for the establishment of the ecological park , thereby enhancing the Park ecological effects and landscape effects . Keywords: biodiversity ；ecological park
当今世界面临的人口、粮食、资源、环境、能源五大危机，无一不与生物多样性存在着直接或间接的关系。生物多样性是包括数百万种植物、动物、微生物,及其这些物种所有的基因、由各种生物与环境相互作用所形成的生态系统,以及它们的生态过程。 1.城市生物多样性的概念及其严峻形势 1.1城市生物多样性的概念 城市生物多样性是指城市范围内除人以外的各种活的生物体，在有规律地结合在一起的前提下，所体现出来的基因、物种和生态系统的分异程度。在城市系统中，生物基因是物种的组成部分，物种是群落的组成部分，群落是生态系统的组成部分。因此，城市生物多样性(基因、物种、群落及生态系统)与城市自然生态环境系统的结构与功能(能量转化、物质循环、食物链、净化环境等)直接联系，它与大气环境、水环境、岩土环境一起，构成了城市居民赖以生存的生态环境基础。由此可见，城市生物多样性是城市生物间、生物与生境间、生态环境与人类间的复杂关系的体现，是城市中自然生态环境系统的生态平衡状况的一个简明的科学概括。 1.2城市生物多样性面临的严峻形势 随着城市化进程和人类的盲目建设，城市生物多样性正急剧减少，严重影响了城市生态环境的稳定与发展。近年来，城市生态公园的兴起，将城市公园从传统的游憩、观赏功能发展到维持城市生态平衡，保护生物多样性和在线自然的高层次阶段，为生物多样性保护创造了机会。生物多样性是人类赖以生存和发展的多种生命资源的总和，保护盒发展生物多样性对人类的生存及社会经济的持续发展有着重要意义。在近代，忧郁人类活动的干扰，天然生物资源日益减少，生物多样性面临极大威胁。当今，保护生物多样性的紧迫性已超越了历史上的的任何时候，保护生物多样性已成为城市公园建设函待解决的问题。 2.城市生态公园 2.1城市生态公园的概念 城市生态公园是一类以人工生态为主题的景观。一个完善的，生态稳定的园林景观其结构与功能应高度统一，和谐。城市生态公园的外部形式应该符合美学规律，其内部结构与整体功能更应符合生态学原则和生态学特征。在传统的城市公园观念中，人们往往过分强调其外部形式的美，而忽略了园林景观结构功能的统一，因而使得园林景观变得单调和极不稳定。