《人与生物圈》课件.ppt

生态学原理讲授提纲,胡玉佳2002年3月,第六章 人与生物圈(1),第六章 人与生物圈,一、生物多样性及其保护 二、全球变化现象及其效应 三、可持续发展（Sustainable development）,一、生物多样性及其保护,（一）什么是生物多样性（biological diversity）定义生物多样性的价值（二）生物多样性的分布及其丧失 生物多样性的分布格局生物多样性的测度 物种多样性的丧失物种灭绝 物种多样性丧失的原因（三）生物多样性保护研究（四）我国生物多样性及其保护现状与未来,（一）什么是生物多样性（biological diversity）,1、定义：生物多样性是指有机体及其赖以生存的生态复合体（ecological complex）之间的多样性和变异性。具体包括下列三个层次：物种多样性（species diversity）（最基本层次）包括地球上整个空间的物种，它指物种水平上的表现形式。遗传多样性（gene diversity）(微观层次)指物种内基因的变化，包括同种内两个隔离地理种群间及单个种群内个体间的遗传变异。生物群落多样性或生态系统多样性（ecosystem diversity）(宏观层次)指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性以及生态系统内生境、生物群落和生态变化。全球生物物种估计有1400万种，而目前发现并描述了的只有175万种。（表）,（一）什么是生物多样性（biological diversity）,2、生物多样性的价值（1）直接经济价值为人类提供最广泛最重要的资源直接享用。（2）间接经济价值对环境的影响过程和生态系统的公益情况。主要是保护水资源、保护土壤、调节气候和处理废物。（3）伦理价值精神和美学价值。,（二）生物多样性的分布及其丧失,1、生物多样性的分布格局(1)时间分布格局主要是指地质历史时期生物多样性的变化。（图）(2)空间分布格局：纬度梯度格局（地球总体分布格局）指不同地理纬度生物多样性的变化，海拔高度不同的变化。(图)具体地说，目前全球生物物种多样性的分布是从热带 亚热带 温带 寒带的地理梯度减弱。在全世界中，有12个国家的物种多样性最为丰富，它们拥有全世界6070%的物种。最大分布格局由于历史原因或生境适宜某一些生物类群所达到的最大多样性。相关分布格局不同有机体类型之间，物种丰富度分布的相关性。,（二）生物多样性的分布及其丧失,2、生物多样性的测度测度主要是对生物群落内物种多样性的测度，常用的普通方法如下3种：(1)物种丰富度指数（d）有4种指数：Dgl=S/lnA(Gleason,1992)dma=(S-1)/lnN(Margalef,1958)dme=S/N1/2(Menhiniek,1964)dmo=S/N(Monk,1956)这里：d指物种数目随样方增大而增大的速率 s为物种数目 N为所有物种的个体数之和 A为样方面积,（二）生物多样性的分布及其丧失,2、生物多样性的测度(2)Simpson指数（D）又称优势度指数 D=1-Pi2=1-(ni/N)2 Pi 为第I物种被抽中的概率 ni 为第I个种的个体数 N是样方内所有个体数(3)ShannonWiener指数（H）H=-(ni/N)log(ni/N)=-Pi log Pi ni、N与上同义,（二）生物多样性的分布及其丧失,3、物种多样性的丧失物种灭绝(1)自然灭绝地史上5个时期（奥陶纪、泥盆纪、二叠纪、三叠纪、白垩纪）自然大灭绝概况。（见图）恐龙灭绝的假说。目前鸟类和哺乳类每世纪的灭绝率为1%或每年0.01%。自然灭绝是绝对的。生物只有灭绝才能进化，离开了进化，生物学是毫无意义的。,（二）生物多样性的分布及其丧失,3、物种多样性的丧失物种灭绝(2)人类造成的灭绝 自1600年至今，已有83种哺乳动物及113种鸟类遭人为灭绝（相当于哺乳动物种数的2.1%和鸟类种数的1.3%）。特别近150年丧失最多（图表），16001700年间鸟类和哺乳类灭绝率大约是每10年1个种，到了18501950年，上升到每年1个种。如果人类威胁不停止，则现在世界鸟类种的2%和哺乳类物种的5%将处于危在旦夕的灭绝境地。,（二）生物多样性的分布及其丧失,4、物种多样性丧失的原因(1)人口膨胀，资源利用不断增加(2)物种赖以生存的生境受破坏，热带雨林受威胁(3)生境片断化、生境退化与污染(4)外来种引入和外来病害的入侵和传播(5)对资源的过度开发,（三）生物多样性保护研究,1、生物多样性现状及其格局研究2、生物多样性形成、发展、衰退和丧失的机制研究3、物种濒危状况、灭绝速率、原因及其保护措施的研究4、生物多样性的监测研究“生物多样性指示物种”的寻找及其监测手段（生物多样性与物种的指示关系）。这些“指示物种需具备下列特征：具有足够的敏感性来指示早期的环境变化具有较广的地理分布范围具有提供连续评价环境威胁的能力应比较容易收集和量度能够用来指示由于人类干扰趋势而产生的自然循环周期的变化,（三）生物多样性保护研究,5生物多样性保护的对策与手段研究保护政策：保护与利用关系的调整，保护管理政策保护手段：就地管理与保护，异地管理与保护，建立濒危物种基因库（克隆）等。6生物种类的评估等级：1UCN濒危等级结构世界保护自然协会评估系统其他类型等,（三）生物多样性保护研究,图：1UCN濒危等级结构 灭绝（Extinct）(EX)野生灭绝（Extinct in the wild）(EW)极危（Critically Endangered）(CR)数据足够（LR）受威胁 濒危（Endangered）(EN)易危（Vulnerable）(VU)已评估依赖保护 低危接近受危 略需关注 数据不足（Data Deficient）(DD)未评估,（三）生物多样性保护研究,6生物种类的评估等级：世界自然保护协会系统：分五个等级G1全球极度危机物种。现存1000个成熟个体或在分布区内只出现5次或更小。G2全球危机的物种。现存10003000个成熟个体或在分布区内只出现620次。G3不常见但不危机的物种。现存300010000个成熟个体，或在分布区内出现21100次。G4较常见且非濒危的物种。G5已证明在分布区内具高丰富度，没有濒危，但也可以是稀有的。,（四）我国生物多样性及其保护现状与未来,1我国生物多样性的现状我国生物多样性既丰富又独具特色，多样性在全球居第8位，北半球居第1位。其主要特点是：生态系统多样性类型多样：陆地生态系统共计27大类460个类型，其中森林16大类，185个类型；草地4大类，56个类型；荒漠7大类，79个类型；湿地和温水水域5大类；海洋生态系统计有6大类，30个类型。生物种类繁多，且具特有成分，孑遗成分及经济种类多的特点。高等植物计32800种，而特有种估计有1500018000种，约占维管植物总数的5060%。种子植物数居世界第3位。动物种类10.45万种，而特有高等脊椎动物种约662种（特有种居世界第8位）。驯化物种及野生亲缘种多。世界上有237种栽培植物起源于我国。我国常见的栽培作物有600多种，果树品种1万多个，畜禽400多种。,（四）我国生物多样性及其保护现状与未来,2我国生物多样性面临的主要问题生态系统遭受破坏，原始林每年减少0.5万km2。草原退化面积已达87万km2，国土受水、风力侵蚀面积已达367 km2。物种受威胁，灭绝较严重。我国动植物种类中已有1520%受到灭绝威胁，高于世界1015%的水平。世界分布的濒危野生动植物种共640个，其中我国占156个。遗传种质资源受威胁，外来种入侵，古老土著种受排挤。,（四）我国生物多样性及其保护现状与未来,3我国生物多样性的保护现状自然保护区已建立708处，面积56.8万km2，占国土面积的5.54%；动物园28个，饲养脊椎动物600多种。野生动物人工繁殖场227处，植物园110多个，引种保存的中国植物区系达13000多种并保存生物种质35万份。4我国生物多样性保护之未来保护与研究计划建立和完善全国自然保护网络。全球实施生物多样性优先保护区域，目前世界自然基金会（WWF）发起并将全球生物多样性优先保护地区划分为233个生态区，其中陆地生态系统生态区136个（占58%），淡水生态系统生态区36个（占16%），海洋生态系统生态区61个（26%）。这233个生态区涉及中国的生态区有17个，其中陆地生态系统12个，淡水生态系统4个，海洋生态系统1个（见图），这些也是我国自己划分的生物多样性保护关键地区（见图）。,（四）我国生物多样性及其保护现状与未来,4我国生物多样性保护之未来保护与研究计划建立和完善全国珍稀濒危植物动物迁地保护网络。保护特殊生境和生态系统，如湿地、珊瑚礁、红树林等。加强珍稀、濒危野生动植物农业驯养利用、种质资源考察收集等。保护淡水和海洋水生生物多样性，开展异地保护与研究（兴建水族馆）。寻找生物多样性保护与资源持续利用协调的途径建立生物多样性管理区，开展退化生态系统的恢复工作。大力开展生物多样性的本底调查，总结保护技术与管理经验，保护示范工程建设等。,