价值和重要性-people,environmentandsustainablility

生物多样性保护导论解焱中国科学院动物研究所国际野生生物保护学会（WCS）知识摸底•生物多样性的定义•外来入侵种的概念•物种濒危等级/红色名录•国际公约•就地保护•异地保护•物种信息系统•GIS内容和时间1.9月10日：生物多样性概念、价值和重要性2.9月17日：生物多样性现状和致危因素；国内、国际相关组织和法规体系介绍3.9月25日：参观麋鹿苑4.10月8日：全球变化和生物多样性5.10月15日：生物入侵6.10月22日：物种濒危机制和濒危等级评估标准；生物多样性信息收集、管理和分析内容和时间7.10月29日：中国生物地理区划和生物多样性特点11月5日：出差8.11月12日：生态系统恢复原理和基础9.11月19日：自然保护地管理10.11月26日：就地保护和异地保护有可能中间还会遇上我出差，将做相应调整授课方式•随时穿插提问和回答•分组辩论，并写观察门类的报告•评分：–40％：阅读一篇英文的生物和气候变化关系的论文，编写英文详细摘要，并翻译为中文，中文2000字左右–30％：个人物种观察笔记和保护评论（记录10种以上自己观察到的北京当地物种）–30％：小组辩论的现场表现–无故缺课的扣分目标•学习了解生物多样性知识•锻炼大家–观察能力–思考能力–写作能力–辩论能力–合作能力参考资料•保护中国的生物多样性网站ConservingChina’sBiodiversity••解焱博客生物多样性保护导论1：生物多样性的概念、重要性和价值解焱中国科学院动物研究所问题一什么是生物多样性？Thisisbiodiversity生物多样性的定义1•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,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。生物多样性的定义2•Sandlundetal.1993•生物多样性是生命形式在分子、种群、物种、群落和生态系统等层次的结构与功能的多样性生物多样性的定义3•延续性与多样性是生命的两大基本特征。生命的延续性指地球上的所有生命形式都具有自我复制、繁衍再生的能力。生物多样性则指地球上生物类群层次结构的多样性。生物多样性具有多个层次:遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性以及景观多样性。生物多样性的组分•遗传多样性•物种多样性•生态系统多样性•景观多样性问题二、什么是物种?物种多样性•物种是生物分类的基本单元，代表一群在形态、生理、生化上与其他生物有明显区别的生物。通常这群生物之间可以交换遗传物质，产生可育后代•生物种不是逻辑的聚类，是由生殖、遗传、生态、行为以及相互识别系统联系起来的个体集合物种的概念•群体种概念:生物种是一些具有形态和遗传相似性的种群组成，种内个体的相似性大于种间个体的相似性•生殖种概念：“种是相互繁殖的自然群体，这个群体与其它群体在生殖上相互隔离”•生态种概念:物种是生态系统的功能单元，每个物种占据一个生态位物种的概念•物种是一个可以随时间变化而变化的个体集合•物种是生态系统中的功能单元•物种是真实的存在，与种以上分类单元不一样•表型是区别种的最重要标志•分子水平的区别中国虎是不是一个种？•华南虎问题三物种是如何起源和进化？物种起源•适者生存•环境改变•地理屏障•一般的，自然选择会固定某些基因，降低遗传多样性•自然选择有时会保持等位基因的多态性，因为不同的基因型会适应不同的生态环境物种起源•唐纳雀科Honeycreeper•夏威夷所特有•嘴型的变化适应不同的食物类型达尔文错了？•遗传变异•自然突变•定向突变•缓慢进化•生命爆发生物分类阶元生物分类阶元•问题四、物种有多少界Kingdom？•5个界：–原核生物界Monera：细菌、放线菌等–原生生物界Protista：藻类、原生动物、粘菌等–真菌界Fungi：酵母、霉菌–动物界Animalia：–植物界Plantae：•五界系统是以细胞结构分化的等级以及和光合、吸收、摄食这三种主要营养方式有关的组织类型为基础的。•第六界：病毒界物种命名法•卡尔·林奈•学名或拉丁名•双名法Dendroicafusca•标准写法（问题五）–HomosapiensLinnaeus–Hemiechinusauritus(Gmelin,1770)•ErinaceusauritusGmelin,1770–Dendroicaspp.–Dendroicasp.物种的多样性•问题六、世界上有多少物种？•估计全世界生物总数在200万种至1亿种之间。全球已记录的生物为近200万种。–昆虫75.1万种，–其它动物28.1万种，–高等植物24.84万种，–真菌6.9万种，–真核单细胞有机体3.08万种，–藻类2.69万种，–细菌等0.48万种，–病毒0.1万种。–据E.O.Wilson1992年的统计资料，•2007年5月报道，德国科学家通过近几年对南极附近的威德尔海（WeddellSea，南极洲的边缘海）的3次探测，最终发现了从单细胞有孔微生物（foraminifera）到形状奇特的蟹类等700余种新的生物•在2005年7月到2006年9月间,研究人员在婆罗洲岛新发现了至少52个动植物新物种。•一个国际研究小组2006年5月4日报告说，他们在大西洋深处发现了约10-20种新的微型生物物种过去十年间，科学家们一共发现了300种以前从未发现的哺乳动物直升机、卫星制图、潜水器、深海照相机和其他现代化的工具可以帮助科学家们进行系统的实地探测——包括一些因为战争爆发或政治阻碍而无法进入的热点地区。人类不断深入到偏远地方，可以说，当下是新物种发现的黄金时期。一种细长蝾螈就在离洛杉矶不到50公里的地方；而另一种可以长到40米高的新乔木离澳大利亚的悉尼也只有两个小时的车程。有三分之二的新哺乳动物是在博物馆的收藏柜里被发现的。奇庞吉猴（kipunji）Satomi的侏儒海马（Hippocampussatomiae），印度尼西亚•古德温鼠狐猴（Microcebuslehilahystara），马达加斯加•龙马陆（Desmoxytespurposa），泰国•斑纹兔（Nesolagustimminsi），越南遗传多样性•问题七：如何理解遗传多样性？•遗传多样性是生态系统多样性和物种多样性的基础，是生物多样性的内在形式遗传多样性定义•蕴藏在地球上植物、动物和微生物个体基因中的遗传信息的总和。–McNeely(1990)•是指种内基因的变化，包括同种显著不同的群体间或同一群体内的遗传变异–《全球生物多样性策略》1992遗传多样性•我们日常所见到的是生物体表型的变异–表型=遗传型+环境遗传多样性•生物体遗传型的变异来源于–基因突变：碱基的插入、缺失等–染色体变异：染色体重组、交换、缺失、反转、重复等检测方法•形态学•染色体•DNA序列遗传多样性的一般规律•遗传多样性与种群大小有关•遗传多样性与生境大小有关•分布广的物种比分布狭窄的物种遗传多样性高•动物的遗传多样性与动物个体大小呈反比•濒危物种一般比正常物种的遗传多样性低生态系统多样性生态系统多样性•问题八：什么是生态系统多样性？•生物群落：占据一个特定地点的所有物种及这些物种间的相互作用•生态系统是生物体及其有机和无机环境的复合体•物种之间和物种与环境之间的相关性物理环境和生物群落的关系•温度和降水量决定生物群落的类型•生物群落影响风速、湿度、温度和土壤等生态系统是动态变化的问题九•为什么物种多样性和遗传多样性不能全部涵盖生物多样性的全部内容？•生物之间的关系–竞争–捕食–互惠共栖–传粉–播种共栖关系生物多样性的价值和重要性为什么要保护生物多样性？TheMilleniumEcosystemAssessmentmodel表1：全球和中国生态系统服务功能的估计价值编号生态系统服务生态系统功能生态系统服务价值×108/USD·a-1中国全球(%)1空气调节调节大气化学成分237.18134101.772气候调节调节气温、降雨以及其他生物学相关的气候过程224.5468403.283干扰调节应对环境波动的生态系统的容量、控制及完整性1184.05177906.664水调节调节水文297.40111502.675提供水储存及保持水资源1319.54169207.806防止水土流失和泥沙淤积在生态系统内保留土壤324.4457605.637土壤形成土壤形成过程18.135303.428营养循环营养的存储、循环、作用和获取2561.301707501.509污染处理营养流动的恢复，过量及异质营养物或化合物的移除及分解791.54227703.4810授粉和种子传播植物配子转移133.99117011.4511生物控制种群营养结构动态的调节178.6541704.2812避难所为定居或迁徙的种群提供栖息地72.5212405.8513食品部分初级产物可以成为食品503.12138603.6314原材料部分初级产物可以作为生产的原材料279.8172103.8815遗传资源独一无二的生物材料及产物资源33.697904.2616娱乐为娱乐休闲活动提供资源234.5381502.8817文化为非商业用途提供机会636.45301502.119030.883326802.71生物多样性价值评估•直接经济价值•间接经济价值直接经济价值•问题十一、有哪些直接价值？•当地消费使用价值（食物、烧柴、建筑材料、渔业）–马来西亚东部Sarawak土著人每年野猪肉的直接使用价值约为4000万美元直接经济价值•生产使用价值（野外收获进入贸易市场）–纸浆、树脂、松香、橡胶、木柴和木炭等燃料、木材、食品、布料和医药等–通常可以在国家的经济统计资料，如GDP中体现直接经济价值•生产使用价值–1988~1996年间中国每年的商品木材生产量平均为6230×104m3。根据1999年进口原木的价格（每立方米1020元）计算，中国商品原木价值约每年635×108元。–竹子90年代，中国每年生产约1000×104t竹竿和近200×104t竹笋，总价值为57.9×108元。以竹子为主要原料的建筑板材，到1994年，其年产量达到225000m3，价值8.27×108元。间接经济价值•问题十二、有哪些间接价值？•间接价值包括：–水土保持–气候调节–控制污染–控制生物灾害–种间关系–休闲和生态旅游–可更新能源间接经济价值–教育和科学价值–环境监测预警者–备择价值–存在价值间接经济价值•1.水土保持作用•问题十三、如何计算水土保持作用？1.1水源保持•树冠拦截的雨水量一般高达15%~40%。•灌木与草本植物层拦截并保留的雨水更多。•枯枝落叶层是森林海绵效应最重要的组成部分，最低有效厚度为0.5~1.0cm，效应可达80%以上。–缓解雨水的侵蚀作用；–吸收雨水；–增加地面的粗糙度，过滤、阻断和减缓地表径流；–改善土壤结构和肥力，提高持水能力。•森林的庞大根系以及各种土壤无脊椎动物和微生物的活动。1.3预防水灾•1998年的水灾–1998年全国受影响的农田达2229×104hm2，受灾区域为1378×104hm2，死亡4150人，倒塌房屋685万间。–直接经济损失2551×108元。如果计入农业生产和人民灾难的间接损失，损失则更为严重。1.3预防水灾•中国森林面积为159×104km2。•森林的蓄水量每公顷比荒地多14.5×104~18.3×104m3•森林在雨季蓄水量达到饱和状态时可以多吸收2.3×108~2.91×108m3的雨水。也就是说，现有森林在雨季可以在230×104~291×104km3范围内吸收1m深的洪水。这个范围比1998年洪水影响的整个地区的大10倍。1.3预防水灾•按照1998年每公顷的经济损失（22.3×104km2损失2.55×108元，平均每公顷损失人民币1.14元），现有森林每年能节省2.63×1012~3.33×1012元。1.4防止水土流失•中国水土流失面积367×104km2，占国土面积的38％•据估计，每公顷山