1、生物多樣性研究綜述摘要：指生了 20年以來，在全球開展了討論和咨詢， 確定了世界生物多樣性保護的路線圖。對生物多樣性的概念和 生物多樣性的內涵和價值、研究的歷史背景和研究概況等方面 進行了綜述，重點總結了國內外在生物多樣性研究上所做的工 作和取得的進展，并對一些相關熱點、難點、存在的問題和矛 盾以及采取的措施進行了探討。關鍵詞：生物多樣性；價值；研究概況；綜述1生物多樣性的概念及意義生物多樣性(biodiversity 或 biological diversity ) 一詞，最初是由 Fisher和 W川iams (1943)在研究昆蟲物種 -多度關系時提由的，但生物多樣性這一術語及其內涵在全

2、球 范圍內被人們廣泛理解和接受還是20世紀80年代后期的事情，特別是1992年生物多樣性公約的正式簽署，使得人 們對生物多樣性的關注度空前提高，生物多樣性的研究與保護 更多的進入了實質性階段。目前人們公認的生物多樣性是指生 物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復合體以及與此相關的各種生態(tài)過程 的總和，包括數(shù)以百萬計的動物、植物、微生物和它們所擁有 的基因以及它們與其生存環(huán)境形成的復雜的生態(tài)系統(tǒng)，是生命第1頁共12頁3個層次,3個層次,遺傳多樣性(Genetic diversity )遺傳多樣性指種內基因的變化，包括種內顯著不同種群問 或同一種群內的遺傳變異，也稱基因多樣性。種內多樣性是物 種以上各水平多樣性

3、的最重要來源。遺傳變異、生活史特點、 種群動態(tài)及其遺傳結構等決定或影響著一個物種與其他物種及 其環(huán)境相互作用的方式。而且，種內的多樣性是一個物種對人 為干擾進行成功反應的決定因素。種內的遺傳變異程度也決定 其進化的潛勢，所有的遺傳多樣性都發(fā)生在分子水平，并且都 與DNA勺理化性質緊密相關。物種多樣性(Species diversity )物種是指遺傳特征相似，能夠繁殖由有生殖能力的后代的 一類生物。物種多樣性是物種水平上的生物多樣性。它是用一 定空間范圍內物種數(shù)量和分布特征來衡量的。一般來說，一個 種的種群越大，它的遺傳多樣性就越大。但是一些種的種群增 加可能導致其他一些種的衰退，而使一定區(qū)域

4、內物種多樣性減 少。估計全球生物種類在 200萬到1億種之間，而己被人類定 名或描述的物種一般認為是140170萬種，絕大多數(shù)的物種尚未被發(fā)現(xiàn)和認識。生態(tài)系統(tǒng)多樣性(Ecosystem diversity )第2頁共12頁生態(tài)系統(tǒng)多樣性是指生物圈內生境、生物群落和生態(tài)過程 的多樣化，以及生態(tài)系統(tǒng)內生境差異、生態(tài)過程變化的多樣性(Mcneely, 1990)。生境主要指無機環(huán)境，生境多樣性是生 物群落多樣性甚至是整個生物多樣性形成的基本條件。生物群 落多樣性主要指群落的組成、結構和動態(tài)方面的多樣性。生態(tài) 系統(tǒng)的類型變化也是生態(tài)系統(tǒng)多樣性研究的重要內容。有些生 態(tài)系統(tǒng)有它的獨特性，一旦遭到破壞，難

5、以恢復。在一定的區(qū) 域內，即使有相似的自然條件，也存在著多種多樣的生態(tài)系 統(tǒng)。生物群落內部、群落之間以及與環(huán)境之間都存在極其復雜 的關系。2生物多樣性對人類生存的重要價值(1)生物多樣性是人類賴以生存的物質基礎。生物資源 提供了地球人類生存的物質基礎。其社會、倫理、文化和經(jīng)濟 價值，從人類社會誕生起就已經(jīng)被人類逐漸認識。我們主要的食物都來自于對野生生物物種的馴化，例如：人類已利用了 大約5000種植物作為糧食作物，其中不到20種生物提供了世界絕大部分的食品。(2)許多野生動植物是珍貴的藥材野生生物作為人類祖 先的醫(yī)藥寶庫，使人類在抵抗疾病的過程中獲得了生存的機 會。至今世界上的很多藥物都是從動

6、植物或微生物中提取有效 成分。野生動植物有許多是工業(yè)的原料。生物多樣性可為人類第3頁共12頁提供特殊的基因。多樣的生物具有眾多特殊的基因，如研究耐 寒抗病基因，可以培育動植物新品種，用以改善人類食品的品質和對生物的利用能力。(3)生物多樣性的間接價值，生物多樣性的間接價值主 要與生態(tài)系統(tǒng)的功能有關，如固定太陽能、調節(jié)水文、防止水 土流失、調節(jié)氣候、吸收和分解污染物、貯存營養(yǎng)元素并促進 養(yǎng)分循環(huán)和維持進化過程等。3生物多樣性研究產生的歷史背景20世紀以來，由于工業(yè)的發(fā)展和人口的增加，人們對資 源的利用大大提高了，特別是對生物資源掠奪式的開發(fā)，加之 環(huán)境污染導致生物物種的銳減，己成為經(jīng)濟發(fā)展的制約

7、因素。 據(jù)統(tǒng)計，近200年來，地球上已有106種哺乳類動物和127種 鳥類滅絕；瀕臨滅絕的哺乳類動物有406種，鳥類有593種，爬行動物209種，魚類242種，其他低等動物更不計其數(shù)。位 于地球赤道一帶的熱帶雨林，是天然的動植物園，是地球的生 物寶庫，被譽為“地球之肺”，但是全球的熱帶雨林現(xiàn)在正以 每分鐘20hm2的速率減少，照此下去，不由 100年，全球的熱 帶雨林將蕩然無存，大量珍稀生物也將隨熱帶雨林的消失而滅 絕，生物多樣性保護正遭受到嚴峻的挑戰(zhàn)。面對如此嚴峻的形 勢，人們逐漸認識到人類社會發(fā)展與自然之間相互協(xié)調的關 系，1948年由版的我們被掠奪的星球和1962年由版的第4頁共12頁寂

8、靜的春天作為自然保護的先驅之作，喚起了人類對自己 生存的環(huán)境的關心。第二次世界大戰(zhàn)以后，國際社會在發(fā)展經(jīng)濟的同時更加關 注生物資源的保護問題，并且在拯救珍稀瀕危物種、防止自然 資源的過度利用等方面開展了很多工作。1948年，由聯(lián)合國和法國政府創(chuàng)建了世界自然保護聯(lián)盟（IUCN） o 1961年世界 野生生物基金會建立。 20世紀7080年代，召開了一系列有 關人類環(huán)境、自然資源保護和可持續(xù)發(fā)展的國際會議。1971年，由聯(lián)合國教科文組織提由了著名的“人與生物圈計劃”。1980年由IUCN等國際自然保護組織編制完成的世界自然保 護大綱正式頒布，該大綱提由了要把自然資源的有效保護與 資源的合理利用有機

9、結合起來的觀點，對促進世界各國加強生 物資源保護工作起到了極大的推動作用，并由版了包括“我們 共同的未來”、“關心地球”等在內的綱領性文件，其中對生 物多樣性保護給予了高度重視。20世紀80年代以后，人們在開展自然保護的實踐中逐漸認識到，自然界中各個物種之間、 生物與周圍環(huán)境之間都存在著十分密切的聯(lián)系，因此自然保護 僅僅著眼于對物種本身進行保護是遠遠不夠的，也難于取得理 想的效果，要拯救珍稀瀕危物種，不僅要對所涉及物種的野生 種群進行重點保護，而且還要保護好它們的棲息地，或者說，第5頁共12頁 需要對物種所在的整個生態(tài)系統(tǒng)進行有效的保護。在這樣的背 景下，生物多樣性的概念便應運而生了。1992

10、年6月，在巴西里約熱內盧召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā) 展大會上通過了 “生物多樣性公約”，包括我國在內的150多個國家和地區(qū)的首腦在公約上簽字，并于1993年12月29日生效，該公約的簽署標志著生物多樣性的研究、保護和開發(fā)利 用進入了一個全新的發(fā)展階段。20世紀以來，隨著世界人口的持續(xù)增長和人類活動范圍與強度的不斷增加，人類社會遭遇 到一系列前所未有的問題，面臨著人口、資源、環(huán)境、糧食和 能源等5大危機。這些問題的解決都與生態(tài)環(huán)境的保護與自然 資源的合理利用密切相關。4生物多樣性的研究進展國際生物多樣性科學研究規(guī)劃國際生物多樣性科學研究規(guī)劃（ DIVERSITA0 ,是由6個 國際組織于1996年7月

11、提由，該計劃提由了 5個核心研究計 劃和5個特殊研究領域。其核心研究計劃是：生物多樣性對 生態(tài)系統(tǒng)功能的影響；生物多樣性的起源、維持和變化； 系統(tǒng)學研究、生物多樣性編目和分類；生物多樣性的監(jiān)察； 生物多樣性保護、恢復和可持續(xù)利用。其特殊研究領域是： 土壤和沉積物中的生物多樣性；海洋生物多樣性；微生 物生物多樣性；淡水的生物多樣性；與生物多樣性有關的第6頁共12頁 人文因素。該計劃將生態(tài)系統(tǒng)的功能列為核心研究計劃之首， 其他的4個核心研究計劃都將圍繞生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)功能 的影響來開展，這一國際科學研究規(guī)劃向我們展示了當前生物 多樣性研究的熱點及未來若干年的研究方向。遺傳多樣性的研究物種遺傳多

12、樣性的大小是長期進化的產物，是其生存和發(fā) 展的前提。對遺傳多樣性的研究始于19世紀中葉，達爾文物種起源中用大量資料和證據(jù)指由生物中普遍存在的變異 現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)了大部分變異有遺傳傾向，隨著孟德爾遺傳定律 的重新發(fā)現(xiàn)，遺傳學家把遺傳學定律應用于生物種群中，并對 自然種群中的遺傳變異數(shù)量進行了廣泛的研究。早期的遺傳變 異研究主要在表型性狀和染色體水平上進行，在染色體水平上 發(fā)現(xiàn)了大量植物自然種群中的變異，其中包括染色體結構的變 異。20世紀60年代，同工酶電泳技術的產生為檢測遺傳變異 提供了有力的工具，1969年，Parakash等提由把同一基因位 點的不同等位基因編碼的一種酶的不同形式叫”等位酶(

13、Allozyme ) ”，將它從同功酶的概念中分離由來，等位酶譜 帶與等位基因之間關系明確，其變化直接反應了DNA分子水平上的變化，使其成為一種十分有效的遺傳標記，成為檢測遺傳 多樣性最普遍的方法，是當前分子系統(tǒng)學研究中應用最為廣泛 的手段。迄今為止，應用凝膠技術研究遺傳變異已積累了豐富第7頁共12頁的資料，并建立起檢測種群遺傳分化、遺傳多樣性和基因流水 平的方法。20世紀80年代以來，分子生物學技術的快速發(fā)展 為遺傳多樣性檢測提供了更直接、更精確的方法，即直接檢測 DN玨身的序列變化。特別是聚合酶鏈式反應（ PCR技術的 由現(xiàn)及成熟，使 DN6析方法成為目前為止最有效的遺傳分析 方法。在有關

14、遺傳多樣性的研究中，等位酶水平上的研究占了 很大比例，已建立起一整套數(shù)據(jù)處理和分析方法；DNRK平上的各種分析技術產生較晚，但由于其具有快速、靈敏、精確、 直接的優(yōu)點，已逐漸被研究人員作為主要分析手段。利用分子 標記技術分析種群地理格局和異質種群動態(tài)，確定種群間的基 因流、確定個體間的親緣關系等方面的研究成果也已有大量報 道。物種多樣性的研究物種多樣性的研究內容包括物種多樣性的現(xiàn)狀、物種多樣 性的形成，演化及維持機制，種群生存力分析，物種的瀕危狀 況，滅絕速率及原因，物種多樣性的有效保護與持續(xù)利用等。物種多樣性編目是一項艱巨又急待加強的工作，是了解物 種多樣性現(xiàn)狀及物種特有程度的根本途徑。目前

15、，世界上對物 種的估計甚至不能達到一個確定的數(shù)量級，具變化范圍從500萬到3000萬種（Wilson , 1988）,甚至有 200萬到1億種（世界資源研究所，1992）;要弄清這些，需要大量的調查研第8頁共12頁究工作，中國從20世紀50年代起組織了多地區(qū)、大規(guī)模的生 物資源、區(qū)系、植被的綜合考察，陸續(xù)由版了全國性和地區(qū)性 的植被專著，動物志，植物志和各種經(jīng)濟生物志，為中國物種 多樣性編目打下較好的基礎。對瀕危、受威脅物種的瀕危狀況 和瀕危機制、滅絕速率進行深入研究，為保護重點生物物種提 供最有力的依據(jù)，同時也提高了我們對物種滅絕過程和存活條 件的認識。美國1973年頒布瀕危物種法令，開始致

16、力于 這方面的研究，我國從 20世紀80年代陸續(xù)開展了有關瀕危植 物的解剖、生理、生殖、遺傳和生態(tài)學研究，1993年起實施國家自然科學基金重大項目“中國主要瀕危植物的保護生物學 研究”，對10種具代表性的瀕危植物同時進行生態(tài)學、生殖 生物學、遺傳多樣性的研究，這是我國對瀕危植物進行系統(tǒng)研 究的開始。當前，對瀕危物種的研究只限于極少數(shù)物種，大多 數(shù)珍稀種、瀕危種的研究還有待于廣泛開展。生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究內容包括生態(tài)系統(tǒng)的組成與結構， 生態(tài)系統(tǒng)多樣性的維持與變化機制，生態(tài)系統(tǒng)多樣性的調查、 編目和動態(tài)監(jiān)測等。當前的熱點主要有生物群落多樣性的測 度、人類活動對生態(tài)系統(tǒng)多樣性的影

17、響，生物多樣性的長期動 態(tài)監(jiān)測。第9頁共12頁人類活動對生態(tài)系統(tǒng)多樣性的影響是生物多樣性研究的核 心內容，己受到廣泛關注，Dompka （1996）指由許多自然保護區(qū)因為人為干擾而被破壞。歐陽志云等（1999）以大熊貓為例，指由人為因素對野生動物生境的影響并提由了評價方法。生物多樣性的動態(tài)監(jiān)測活動從 20世紀80年代初開始，主要是 美國一些研究機構在南美洲開展的若干生物多樣性動態(tài)監(jiān)測項 目。我國在1950年以來，中科院已在全國建立了64個生態(tài)定位站，一直從事生態(tài)系統(tǒng)結構、功能、演替、物種消長等方面 的研究，取得了大量研究成果。近年來我國在生物多樣性研究方面所做的工作應該說，人類對生物多樣性重要

18、性的認識及對其采取保護 措施由來己久，但生物多樣性作為一門正在形成的高度交叉的 學科，卻不過是 20世紀90年代初的事情。1990年中國科學 院成立了生物多樣性工作組（即后來的生物多樣性委員會）。 1993年中國第一個全國性的生物多樣性刊物生物多樣性 創(chuàng)刊由版。在生物多樣性的遺傳、物種、生態(tài)系統(tǒng)乃至景觀等 不同層次上，我國科學工己做了大量的研究工作，取得了許多 有價值的研究成果。對遺傳多樣性的研究集中在對蛋白質、 DN所口染色體多態(tài)性的測定上，涉及的對象主要是一些農作物 如水稻、油菜等，家畜如滇南小耳豬、黃牛等，有關的研究方 法主要包括 RFLP DN殍紋、RAPD PC嚙技術及對氨基酸、第10頁共12頁 等位酶及染色體組型的分析。目前物種多樣性的研究所占的比 例較大，主要是以莫一地理區(qū)域為單位（如自然保護區(qū)等）， 內容以區(qū)系組成為主。生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究主要是在探討生 境類型的差異及不同生境中生物群落在物種組成及多樣性上的 變化。有關景觀多樣性的研究工作開展較少，一些學