生态学：16 生物多样性

1、授课题目：生物多样性教学时数：2授课类型： 理论课 实践课教学目的、要求：掌握生物多样性概念及物种多样性的测度指数，理解物种多样性的时空分布格局及相应解释学说，了解生物多样性保护的相关内容。教学重点：生物多样性；物种多样性的恻度指数教学难点：物种多样性的三个层次教学方法和手段：讲授+多媒体展示教学内容及过程旁批教学内容与教学设计：第一节 生物多样性一、生物多样性(biodiversity)的概念： 生物种的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性生物多样性的三个水平 遗传多样性：地球上生物个体中所包含的遗传信息的总和 物种多样性：地球上多种多样的生物类型及种类。 生态系统多样性：是生物圈中生物群

2、落、生境和生态过程的丰富程度第二节 物种多样性一、物种多样性的含义 种的数目或丰富度：指一个群落或生境中物种数目的多寡 种的均匀度：指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况。二、物种多样性指数1、多样性：主要关注局域均匀生境下的物种数目，因此也被称为生境内的多样性。Simpsondiversity index D=1-Pi2Shannon-wiener index H=-pilnPiPielou均匀度指数 E=H/Hmax 式中Pi为第i个种的个体数占总个体数的比例；H为实际观察的物种多样性指数，Hmax为最大的物种多样性指数，Hmax=LnS（S为群落中的总物种数）。2、多样性：指沿环境

3、梯度不同生境群落之间物种组成的的相异性或物种沿环境梯度的更替速率也被称为生境间的多样性。1）Whittaker指数（w） w=S/m-1 式中：S为所研究系统中记录的物种总数；m为各样方或样本的平均物种数。 2）Cody指数（c） c=g（H）+l（H）/2 式中：g（H）是沿生境梯度H增加的物种数目； l（H）是沿生境梯度H失去的物种数目，即在上一个 梯度中存在而在下一个梯度中没有的物种数目。 3）Wilson Shmida指数（T） T=g（H）+l（H）/2 该式是将Cody指数与Whittaker指数结合形成的。式中变量含义与上述两式相同。 3、g 多样性：描述区域或大陆尺度的多样性，

4、是指区域或大陆尺度的物种数量，也被称为区域多样性。三、物种多样性的时空变化纬度：随纬度升高物种多样性降低 海拔：随海拔升高物种多样性降低 水体：随深度增加物种多样性降低 时间： 在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样性增加 在群落演替的后期，物种多样性会降低中国山地植物多样性的海拔格局四、解释物种多样性变化的学说 进化时间学说：热带群落比较古老，进化时间较长，并且在地质年代中环境条件稳定，很少遭受灾害性气候变化，所以群落的多样性较高。而温带和极地群落从地质年代比较年轻，遭受灾难性气候变化较多，所以多样性较低。 生态时间学说：考虑时间尺度更短，认为物种的分布区的扩大也需要一定时间。 空间异质

5、性学说：物理环境越复杂，或空间异质性越高，动植物群落的复杂性也越高，物种多样性也越大。如山区物种多样性明显高于平原；群落中小生境丰富多样，物种多样性越高。 气候稳定学说：气候越稳定，变化越小，动植物的种类越丰富，在生物进化的地质年代中，地球唯有热带的气候可能是最稳定的。 竞争学说：在环境严酷的地区，自然选择主要受物理因素控制，但在气候温和而稳定的热带地区，生物之间的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。 捕食学说：因为热带的捕食者比其他地区多，捕食者将被捕食者的种群数量压到较低水平，从而减轻了被食者的种间竞争。竞争的减弱允许更多的被食者种的生存。较丰富的种数又支持更多的捕食者种类。 生产力学说

6、：如果其他条件相等，群落的生产力越高，生产的食物越多，通过食物网的能流量越大，物种多样性就越高。五、生物多样性的价值直接价值：为人类提供了基本食物、纤维、药物和燃料和建材等间接价值：表现在生态系统的服务，具体表现在以下几个方面。 能量固定； 调节气候； 调节水文； 保护土壤； 贮存必须的营养元素，促进元素循环； 维持进化过程； 对污染物质吸收和分解作用； 娱乐美学、社会文化、教育、精神及历史方面具有重要价值。七、生物多样性的现状 生物多样性的丰富程度：世界上的物种估计有500万到3000万种，已定名的为140170万种。 生物多样性的受威胁现状：Schopf认为生物物种的寿命是20万年，地球上

7、有4000种哺乳动物，如果以4000个哺乳动物种作为平衡点，那么每50年就有一个物种灭绝。二十世纪内，每年灭绝0.27种哺乳动物，每4年有一个物种。灭绝速率为自然灭绝的近13倍。八、生物多样性丧失的原因 栖息地丧失和片断化； 掠夺式的过度利用； 环境污染； 工业化的农业和林业； 外来种的引入； 全球气候变化。第三节 生物多样性的保护一、目标通过不减少基因和生物多样性，不毁坏重要的生境和生态系统的方式，来保护和利用生物资源，以保证生物多样性的持续发展。二、生物多样性保护的主要观点1、人类中心论： 认为人类是地球的统治者，生物多样性应为人类服务；把生物多样性分为直接有用、间接有用和无用三类。2、生

8、物中心论： 认为除人类外，全部的生物个体从伦理上说都是重要的生命。人类不能以伤害其他物种的利益来获得人类自身的利益。3、生态中心论： 认为生物与生物、生物与非生物之间存在着复杂的相互作用的关系，保护的根本目的就是要保护整个生态系统和地球生命维持系统。二、物种受威胁等级的划分灭绝种：一个物种在野外已肯定有50年没有被发现。濒危种：生物类群（种或亚种）面临灭绝危险，如致危因素存在，就可能灭绝。易危种：如致危因素继续存在，很快就会成为濒危种。稀有种：在全球范围内数量很少的类群，但目前尚不属于濒危种。未定种：无充分资料说明究竟属于上述那一类。三、生物多样性的保育对策 保护公约和立法 就地保护：建立自然

9、保护区和国家公园 迁地保护 种子库和基因资源库 退化生态系统的恢复 生物多样性的监测保护公约 国际生物多样性保护公约：1992年6月在巴西首都里约热内卢召开了地球最高级会议，联合国环境与发展大会，通过了国际生物多样性公约，确立了生物多样性保护的重要地位，152个国家在公约上签字。5月22日世界生物多样性日。 保育对策应该包括全球、国家、地区和地方的一系列不同层次。 国际级对策保护全球受威胁生态系统，由IUCN (International Union for Conservation of Nature)牵头。成功的措施是濒危野生动植物物种国际贸易公约（CITES）以及南极协议（Antarct

10、ic Treaty,1992）。 国家级对策由政府组织安排和通过立法执行，如保护区的建立。四、中国生物多样性保护重大工程简介1、国家林业总局与2001.6制定全国野生动植物保护及自然保护区建设工程总体规划，在2001-2030年期间投资600亿元。重点有：l 国家重点野生动植物保护 l 主要用于保护大熊猫、虎、金丝猴、藏羚羊、扬子鳄、亚洲象、兰科、苏铁等，152亿元l 国家重点生态系统保护 454亿元l 国家重点科研与监测网络建设 35亿元l 野生动植物救护、种源繁育基地和产业化基地等建设 22亿元2、山西省自然保护区名录目前，山西省省级以上自然保护区总数共计46个，其中省级保护区40个，保护区总面积为114万公顷，占全省国土面积的比例7.4%。保护区名称行政区域面积/hm2主要保护对象芦芽山宁武、岢岚、五寨21453褐马鸡及华北落叶松、云杉次生林阳城莽河阳城县5600猕猴、娃娃鱼及暖温带亚热带森林植被庞泉沟交城县 、方山县10466褐马鸡及森林生态系统历山垣曲、沁水、翼城等24800森林及金钱豹、金雕等野生动物五鹿山蒲城、隰县14350褐马鸡及其生境太行山大峡谷壶关县作业布置：1、群落的物种多样性随哪些条件而变化？为什么热带地区的生物多样性高于温带和极地？2、简述生物多样性的价值。3、简述当前