1、生物多樣性保護導論,解 焱 國際野生生物保護學會（WCS）,知識摸底,生物多樣性的定義 外來入侵種的概念 物種瀕危等級/紅色名錄 國際公約 就地保護 異地保護 物種信息系統(tǒng) GIS,內(nèi)容和時間,1. 9月10日：生物多樣性概念、價值和重要性 2. 9月17日：生物多樣性現(xiàn)狀和致危因素；國內(nèi)、國際相關組織和法規(guī)體系介紹 3. 9月25日：參觀麋鹿苑 4. 10月8日：全球變化和生物多樣性 5. 10月15日：生物入侵 6. 10月22日：物種瀕危機制和瀕危等級評估標準；生物多樣性信息收集、管理和分析,內(nèi)容和時間,7. 10月29日：中國生物地理區(qū)劃和生物多樣性特點 11月5日：出差 8. 11月

2、12日：生態(tài)系統(tǒng)恢復原理和基礎 9. 11月19日：自然保護地管理 10. 11月26日：就地保護和異地保護 有可能中間還會遇上我出差，將做相應調(diào)整,授課方式,隨時穿插提問和回答 分組辯論，并寫觀察門類的報告 評分： 40：閱讀一篇英文的生物和氣候變化關系的論文，編寫英文詳細摘要，并翻譯為中文，中文2000字左右 30：個人物種觀察筆記和保護評論（記錄10種以上自己觀察到的北京當?shù)匚锓N） 30：小組辯論的現(xiàn)場表現(xiàn) 無故缺課的扣分,目標,學習了解生物多樣性知識 鍛煉大家 觀察能力 思考能力 寫作能力 辯論能力 合作能力,參考資料,保護中國的生物多樣性網(wǎng)站Conserving Chinas Bio

3、diversity ,,Google: 解焱 博客,生物多樣性保護導論1：,生物多樣性的概念、重要性和價值 解 焱 中國科學院動物研究所,問題一,什么是生物多樣性？,This is biodiversity,生物多樣性的定義1,生物多樣性是生物及其與環(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)。,生物多樣性的定義2,Sandlund et al. 1993 生物多樣性是生命形式在分子、種群、物種、群落和生態(tài)系統(tǒng)等層次的結(jié)構與功能的多樣性,生物多樣性的定義3,

4、延續(xù)性與多樣性是生命的兩大基本特征。生命的延續(xù)性指地球上的所有生命形式都具有自我復制、繁衍再生的能力。生物多樣性則指地球上生物類群層次結(jié)構的多樣性。生物多樣性具有多個層次:遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性以及景觀多樣性。,生物多樣性的組分,遺傳多樣性 物種多樣性 生態(tài)系統(tǒng)多樣性 景觀多樣性,問題二、什么是物種?,物種多樣性,物種是生物分類的基本單元，代表一群在形態(tài)、生理、生化上與其他生物有明顯區(qū)別的生物。通常這群生物之間可以交換遺傳物質(zhì)，產(chǎn)生可育后代 生物種不是邏輯的聚類，是由生殖、遺傳、生態(tài)、行為以及相互識別系統(tǒng)聯(lián)系起來的個體集合,物種的概念,群體種概念: 生物種是一些具有形態(tài)和遺傳相

5、似性的種群組成，種內(nèi)個體的相似性大于種間個體的相似性 生殖種概念：“種是相互繁殖的自然群體，這個群體與其它群體在生殖上相互隔離” 生態(tài)種概念: 物種是生態(tài)系統(tǒng)的功能單元，每個物種占據(jù)一個生態(tài)位,物種的概念,物種是一個可以隨時間變化而變化的個體集合 物種是生態(tài)系統(tǒng)中的功能單元 物種是真實的存在，與種以上分類單元不一樣 表型是區(qū)別種的最重要標志 分子水平的區(qū)別,中國虎是不是一個種？,華南虎,問題三,物種是如何起源和進化？,物種起源,適者生存 環(huán)境改變 地理屏障 一般的，自然選擇會固定某些基因，降低遺傳多樣性 自然選擇有時會保持等位基因的多態(tài)性，因為不同的基因型會適應不同的生態(tài)環(huán)境,物種起源,唐納雀

6、科Honeycreeper 夏威夷所特有 嘴型的變化適應不同的食物類型,達爾文錯了？,遺傳變異 自然突變 定向突變 緩慢進化 生命爆發(fā),生物分類階元,生物分類階元,問題四、物種有多少界Kingdom？ 5個界： 原核生物界 Monera：細菌、放線菌等 原生生物界 Protista：藻類、原生動物、粘菌等 真菌界 Fungi：酵母、霉菌 動物界 Animalia： 植物界 Plantae： 五界系統(tǒng)是以細胞結(jié)構分化的等級以及和光合、吸收、攝食這三種主要營養(yǎng)方式有關的組織類型為基礎的。 第六界：病毒界,物種命名法,卡爾林奈 學名或拉丁名 雙名法 Dendroica fusca 標準寫法（問題五）

7、 Homo sapiens Linnaeus Hemiechinus auritus (Gmelin, 1770) Erinaceus auritus Gmelin, 1770 Dendroica spp. Dendroica sp.,物種的多樣性,問題六、世界上有多少物種？ 估計全世界生物總數(shù)在200萬種至1億種之間。全球已記錄的生物為近200萬種。 昆蟲75.1萬種， 其它動物28.1萬種， 高等植物24.84萬種， 真菌6.9萬種， 真核單細胞有機體3.08萬種， 藻類2.69萬種， 細菌等0.48萬種， 病毒0.1萬種。 據(jù)E.O. Wilson 1992年的統(tǒng)計資料，,2007年5月

8、報道，德國科學家通過近幾年對南極附近的威德爾海（Weddell Sea，南極洲的邊緣海）的3次探測，最終發(fā)現(xiàn)了從單細胞有孔微生物（foraminifera）到形狀奇特的蟹類等700余種新的生物 在2005年7月到2006年9月間,研究人員在婆羅洲島新發(fā)現(xiàn)了至少52個動植物新物種。 一個國際研究小組2006年5月4日報告說，他們在大西洋深處發(fā)現(xiàn)了約10-20種新的微型生物物種,過去十年間，科學家們一共發(fā)現(xiàn)了300種以前從未發(fā)現(xiàn)的哺乳動物,直升機、衛(wèi)星制圖、潛水器、深海照相機和其他現(xiàn)代化的工具可以幫助科學家們進行系統(tǒng)的實地探測包括一些因為戰(zhàn)爭爆發(fā)或政治阻礙而無法進入的熱點地區(qū)。人類不斷深入到偏遠地

9、方，可以說，當下是新物種發(fā)現(xiàn)的黃金時期。 一種細長蠑螈就在離洛杉磯不到50公里的地方；而另一種可以長到40米高的新喬木離澳大利亞的悉尼也只有兩個小時的車程。有三分之二的新哺乳動物是在博物館的收藏柜里被發(fā)現(xiàn)的。,奇龐吉猴（kipunji）,Satomi的侏儒海馬（Hippocampus satomiae），印度尼西亞,古德溫鼠狐猴（Microcebus lehilahystara），馬達加斯加,龍馬陸（Desmoxytes purposa），泰國,斑紋兔（Nesolagus timminsi），越南,遺傳多樣性,問題七：如何理解遺傳多樣性？ 遺傳多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性和物種多樣性的基礎，是生物多

10、樣性的內(nèi)在形式,遺傳多樣性定義,蘊藏在地球上植物、動物和微生物個體基因中的遺傳信息的總和。 McNeely (1990) 是指種內(nèi)基因的變化，包括同種顯著不同的群體間或同一群體內(nèi)的遺傳變異 全球生物多樣性策略1992,遺傳多樣性,我們?nèi)粘Ｋ姷降氖巧矬w表型的變異 表型= 遺傳型+環(huán)境,遺傳多樣性,生物體遺傳型的變異來源于 基因突變：堿基的插入、缺失等 染色體變異：染色體重組、交換、缺失、反轉(zhuǎn)、重復等,檢測方法,形態(tài)學 染色體 DNA序列,遺傳多樣性的一般規(guī)律,遺傳多樣性與種群大小有關 遺傳多樣性與生境大小有關 分布廣的物種比分布狹窄的物種遺傳多樣性高 動物的遺傳多樣性與動物個體大小呈反比 瀕

11、危物種一般比正常物種的遺傳多樣性低,生態(tài)系統(tǒng)多樣性,生態(tài)系統(tǒng)多樣性,問題八：什么是生態(tài)系統(tǒng)多樣性？ 生物群落：占據(jù)一個特定地點的所有物種及這些物種間的相互作用 生態(tài)系統(tǒng)是生物體及其有機和無機環(huán)境的復合體 物種之間和物種與環(huán)境之間的相關性,物理環(huán)境和生物群落的關系,溫度和降水量決定生物群落的類型 生物群落影響風速、濕度、溫度和土壤等,生態(tài)系統(tǒng)是動態(tài)變化的,問題九,為什么物種多樣性和遺傳多樣性不能全部涵蓋生物多樣性的全部內(nèi)容？ 生物之間的關系 競爭 捕食 互惠共棲 傳粉 播種,共棲關系,生物多樣性的價值和重要性,為什么要保護生物多樣性？,The Millenium Ecosystem Assess

12、ment model,表1：全球和中國生態(tài)系統(tǒng)服務功能的估計價值,生物多樣性價值評估,直接經(jīng)濟價值 間接經(jīng)濟價值,直接經(jīng)濟價值,問題十一、有哪些直接價值？ 當?shù)叵M使用價值（食物、燒柴、建筑材料、漁業(yè)） 馬來西亞東部Sarawak土著人每年野豬肉的直接使用價值約為4000萬美元,直接經(jīng)濟價值,生產(chǎn)使用價值（野外收獲進入貿(mào)易市場） 紙漿、樹脂、松香、橡膠、木柴和木炭等燃料、木材、食品、布料和醫(yī)藥等 通?？梢栽趪业慕?jīng)濟統(tǒng)計資料，如GDP中體現(xiàn),直接經(jīng)濟價值,生產(chǎn)使用價值 19881996年間中國每年的商品木材生產(chǎn)量平均為6230104 m3。根據(jù)1999年進口原木的價格（每立方米1020 元）計

13、算，中國商品原木價值約每年635108 元。 竹子90年代，中國每年生產(chǎn)約1000104 t竹竿和近200104 t竹筍，總價值為57.9108 元。以竹子為主要原料的建筑板材，到1994年，其年產(chǎn)量達到225000m3，價值8.27108 元。,間接經(jīng)濟價值,問題十二、有哪些間接價值？ 間接價值包括： 水土保持 氣候調(diào)節(jié) 控制污染 控制生物災害 種間關系 休閑和生態(tài)旅游 可更新能源,間接經(jīng)濟價值,教育和科學價值 環(huán)境監(jiān)測預警者 備擇價值 存在價值,間接經(jīng)濟價值,1. 水土保持作用 問題十三、如何計算水土保持作用？,1.1 水源保持,樹冠攔截的雨水量一般高達15%40%。 灌木與草本植物層攔截

14、并保留的雨水更多。 枯枝落葉層是森林海綿效應最重要的組成部分，最低有效厚度為0.51.0cm，效應可達80%以上。 緩解雨水的侵蝕作用； 吸收雨水； 增加地面的粗糙度，過濾、阻斷和減緩地表徑流； 改善土壤結(jié)構和肥力，提高持水能力。 森林的龐大根系以及各種土壤無脊椎動物和微生物的活動。,1.3 預防水災,1998年的水災 1998年全國受影響的農(nóng)田達2229104 hm2，受災區(qū)域為1378104 hm2，死亡4150人，倒塌房屋685萬間。 直接經(jīng)濟損失2551108 元。如果計入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民災難的間接損失，損失則更為嚴重。,1.3 預防水災,中國森林面積為159104 km2。 森林的蓄水

15、量每公頃比荒地多14.510418.3104 m3 森林在雨季蓄水量達到飽和狀態(tài)時可以多吸收2.31082.91108 m3的雨水。也就是說，現(xiàn)有森林在雨季可以在230104291104 km3范圍內(nèi)吸收1m深的洪水。這個范圍比1998年洪水影響的整個地區(qū)的大10倍。,1.3 預防水災,按照1998年每公頃的經(jīng)濟損失（22.3104 km2損失2.55108 元，平均每公頃損失人民幣1.14元），現(xiàn)有森林每年能節(jié)省2.6310123.331012 元。,1.4 防止水土流失,中國水土流失面積367104 km2，占國土面積的38 據(jù)估計，每公頃山地森林防止泥沙流失效益為32元，全國山地森林的效

16、益約36108 元；每公頃山地森林防止土壤養(yǎng)分流失效益為3元，全國約3108 元。二項合計，全國山地森林的保土效益每年約39108 元。,1.5 土壤肥力的養(yǎng)護,森林枯枝落葉層的腐爛可以使每年每公頃平均3990kg的硝酸鹽返回到土壤中 據(jù)估計森林每年每公頃可固氮510kg。因此，森林能夠每年每公頃將大約4000kg的硝酸鹽轉(zhuǎn)移到土壤中。 中國森林總面積為159104 km2，因此每年可以將6.36108 t硝酸鹽轉(zhuǎn)化到土壤中。按1999年中國出口尿素的價格（每噸1050元）計算，森林每年固定到土壤里的硝酸鹽價值達665108 元。,2. 調(diào)節(jié)氣候和天氣,冬季更冷、夏季更熱了。 總降水量也只是略

17、微減少，但其季節(jié)分布不均卻明顯加劇了。冬季降水量與從前相比大大降低。 每年的霧天天數(shù)減少了30%。這種霧氣的減少危及到了熱帶常綠植物的生存，而這其中也包括當?shù)卦诮?jīng)濟上高度依賴的橡膠植物。,4. 防范風暴,紅樹林和沿岸森林有助于降低嚴重風暴的風速和破壞力。,Mangrove Conversion,Private Net Present Value per hectare Mangrove: $91 Shrimp Farm: $2000,1987,1999,Public Net Present Value per hectare Mangrove: $1,000 to $3,600 Shrimp

18、Farm: $-5,400 to $200,Source: Millennium Ecosystem Assessment; Sathirathai and Barbier 2001,Source: UNEP,5. 固碳作用,問題十四、為什么固碳作用很重要？ 問題十五、如何計算固碳作用？ 森林每生產(chǎn)1kg干物質(zhì)需吸收1.84kg二氧化碳，或每生產(chǎn)出1m3的木材，大約需要吸收850kg的二氧化碳，或折合成230kg碳。 全球森林每年通過光合作用可固定10001200108 t碳，占大氣總碳貯量的13%16%,5. 固碳作用,在亞馬遜河流域是進行的大規(guī)模生物圈與大氣實驗表明，由于19791989年

19、間熱帶美洲森林喪失，造成每年有24108 t碳被排放到大氣中 森林喪失的影響遠遠超過人為二氧化碳的排放。,5. 固碳作用,據(jù)估計，釋放到大氣中的碳每噸至少造成165元的損失 中國森林資源活立木總蓄積量是125108 m3 。由于需要230kg碳來生產(chǎn)1m3木材，全部活立木共貯存著約28.8108 t碳。按每噸碳165元計算，則此儲存量價值4752108 元。 中國目前草原覆蓋面積是400104 km2，可以固定大約5.21012 t碳，價值約85.8108 元。,6. 控制污染,天然植被，特別是森林，能夠通過吸收污染物而凈化空氣和水。要生產(chǎn)1kg的干物質(zhì)，需要過濾3110m3的空氣 能夠從大氣

20、中去掉的有毒氣體有二氧化硫、氟化氫、氯和氨 都市森林每年每公頃能吸收30006000kg的二氧化硫。每公頃都市闊葉林有400t樹葉，每年能吸收3002000kg的氟和氟化物，以及30005000kg的氯,6. 控制污染,沉降煙塵（攔截、沉淀、增加濕度） 杉、松和櫟木林每年每公頃的截塵能力分別為3200，3440和6800t 更新的研究（1998）估計每年與環(huán)境污染有關的損失約為986108 元,7. 娛樂與旅游,1994年，中國自然保護區(qū)的全部旅游收入為300500萬元 1995年，中國森林公園接待了總共6090萬旅客，直接收入為5.21108 元 1998年的1030108 元 2004 外

21、國游客達到1.09 億人次 狩獵場 觀鳥活動,Ecosystem services: Tourism,Tourism to protected areas can bring significant profits for local people,8. 可更新能源,薪柴和木炭 提高發(fā)電效率 問題十六、為什么能夠提高發(fā)電效率？,8. 森林具有調(diào)節(jié)水量的作用,森林覆蓋與旱季河流水流量的關系 減少泥沙淤積,8. 森林可以提高發(fā)電效率,河流水流量與發(fā)電效率的關系圖 森林覆蓋至少可使水力發(fā)電的效率提高10%30%,8. 森林對發(fā)電的貢獻,發(fā)電量每年4340億kW/h 如果用20%這個中等水平的森林潛在

22、作用計算 森林相當于貢獻了每年868億kW/h的電力，相當于價值每年434億元（每kW/h0.5元計）,10. 環(huán)境監(jiān)測和預警價值,有些物種可以提供早期預警信息，減少昂貴的設備和大規(guī)模破壞帶來的損失 苔蘚 水生生物,11. 備擇價值,新藥的發(fā)明 食品：de-Coffee 用于擴增DNA的多聚酶鏈式反應（PCR）技術是數(shù)十億美元生物技術產(chǎn)業(yè)的最重要工具之一。其中基礎的高溫下穩(wěn)定的酶最初是從黃石公園天然溫泉特有的一種細菌中獲得的,12. 種間關系,問題十七：種間關系為什么有價值？ 物種之間的生態(tài)交互作用是生態(tài)系統(tǒng)自我更新和維持能力的基礎 授粉或傳播種子的媒介動物 控制病蟲害的天敵動物 分解枯枝落葉

23、，加速土壤營養(yǎng)循環(huán)的動物,12. 種間關系,農(nóng)作物和昆蟲授粉 有75%的世界主要作物和 80%的所有開花植物都依賴于動物傳粉。 動物傳粉的作物提供了全球大部分的食物來源，其中15%是由家養(yǎng)蜜蜂授粉，但至少 80%是由野生蜜蜂和其他野生動物授粉。 大約73%的世界栽培的作物，如腰果、南瓜、芒果、可可、蔓越莓、藍梅由各種品種的蜜蜂授粉， 19%是蒼蠅授粉， 6.5%是蝙蝠，5%是黃蜂，5%甲蟲，4%鳥類 ，4%蝴蝶和蛾子。,12. 種間關系,農(nóng)作物和昆蟲授粉 估計大約有25,000個種的蜜蜂，所有傳粉動物的數(shù)量超過 40,000種。 僅美國的農(nóng)業(yè)，估計一年的當?shù)貍鞣壅撸ǚ敲鄯漕悾┨峁┑膫鞣鄯账@

24、得的收益價值41億美元。 傳粉動物對于全球所有主要依賴于傳粉的作物的貢獻價值估計超過540億美元。,Ecosystem services: Biodiversity conservation such as pollinators,In Costa Rica, forest-based pollinators increased coffee yields by 20%,13. 存在價值,關注野生動植物 私人捐助 政府投資,藏羚羊的形象價值,自2005年北京奧組委奧運會吉祥物發(fā)布起，共開發(fā)了包括玩具、箱包、文具、服裝服飾、貴金屬紀念章和徽章等六大類，總計300中福娃系列奧運商品，成為奧運會的重

25、要收入來源之一。 根據(jù)國家審計署審計結(jié)果，北京奧組委收入205億元。吉祥物收入一般約占10%，北京奧運會吉祥物的收入為20億元左右。 藏羚羊為五個福娃之一，從2005年到2008年的三年中因其形象獲得的商業(yè)價值應該為1.2億元（RMB），按年份平均計算，則奧運福娃之一的藏羚羊“迎迎”系列商品年均商業(yè)收入達4000萬元左右。 在網(wǎng)絡上搜索到有藏羚羊商貿(mào)公司、藏羚羊文化傳播公司，還有包括藏羚羊形象在內(nèi)的藏飾品生產(chǎn)和銷售企業(yè)等數(shù)量,藏羚羊的教育價值,當當網(wǎng)搜索到2002-2009年出版的涉及藏羚羊375種圖書，分兩大類： 一：科普、小說、散文、教材及輔導材料等文化教育類書籍300種?；蛘咭圆亓缪驗橹?/p>

26、角講述故事，啟發(fā)少年兒童的思想和智慧，或者介紹藏羚羊的相關知識、生存現(xiàn)狀，提高公眾的保護意識 均價15元25元，平均發(fā)行2萬，總收入：9000萬元15000萬元 二、藏羚羊自助游手冊或指南的系列叢書75種。以青藏高原上奔跑的藏羚羊形象，把 “藏羚羊”作為“自助游行”的一個代名詞 均價2535元，平均發(fā)行1.5萬，總收入2813萬元3938萬元 2004年我國上映的電影可可西里 ，上映不到2個月其票房收入就達到近500萬元,羌塘地區(qū)藏羚羊價值綜合評估,10億元每年,Provisioning Services,Food Crops Livestock Capture fisheries Aquac

27、ulture Wild foods Fiber Timber Cotton, hemp, silk Wood fuel Fresh water Biochemicals Genetic resources,Goods produced or provided by ecosystems,Regulating Services,Air quality regulation Erosion regulation Climate regulation Water purification Disease regulation Pest regulation Pollination Natural hazard regulation,Benefits obtained from regulation of ecosystem processes,Cultural Services,Spiritual and reli