生物多样性论文董永然

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1、生物多样性生物多样性董永然 学号：2013013105 【摘摘 要要】生物多样性的研究随着人们对生命科学的认知的加强而逐渐加强，我们逐渐了 解到生物多样性对整个生态系统起到了非常重要的作用。本文从形成生物多样性的生态学 基础 、生物多样性对生态系统的作用、保护生物多样性的重要意义以及如何保护生物多样性这 四方面出发，详细介绍了有关生物多样性的有关内容。 【关键词关键词】生物多样性 生态系统 意义 对策生物多样性是指生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性，它包括植物、 动物和微生物的所有种及其组成的群落和生态系统。生物多样性可以分为遗传多样性、物 种多样性和生态系统多样性三个层次。遗传多

2、样性是指地球上生物个体中所包含的遗传信 息的总和；物种多样性指的是地球上生物有机体的多样化；生态系统多样性涉及的是生物 圈中生物群落、生境与生态过程的多样化。那么，生物多样性到底是如何形成的呢？ 一一 形成生物多样性的生态学基础形成生物多样性的生态学基础有关生物多样性形成机制的假说,国外以 Jeffries 提出的观点较全面。Jeffries 认为 生物多样性的形成主要受 3 类生态因子的制约:(1)主因子,即地理和自然因子,这是一些大 尺度的全球或区域的物理影响因子。这类因子又可分为 4 种,即历史和年龄(生态系统形成 的时间越古老,生物多样性就越高)、梯度(生物多样性随环境梯度,即纬度、海

3、拔、深度、 干旱度和盐度等的变化而变化)、面积(生物多样性随面积的增加而增加)、隔离(又可称岛 屿化,生物多样性随隔离的增加而降低);(2)区域或较小尺度的生态学模板,又可分为 4 种, 即生产力(全球尺度上,生物多样性随生产力的增加而增加;但在局地,生产力的增加或降低 通常会降低生物多样性)、无量纲格局(指与种群多度有关的食物网的一致性、物种丰富度 格局等)、生境异质性与镶嵌性(生境种类越多,物种多样性越高)、生境架构(生物多样性随 自然生境架构复杂性的增加而增加);(3)相互作用的内部因子,又可分为 4 种,即演替、种间 作用、干扰和散布与拓居1。由该假说可知，生物多样性的形成与物种及生境

4、有关。首先，因为有了物种，才有了基因库，物种的多样性也为基因的多样性提供了条件； 有了物种，才有了生态位，生态位主要是指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的 位置及与其相关种群之间的功能关系，物种间的种间关系如种间协作、互惠共生、物种共 存、竞争和捕食等对生物多样性也有影响。种间协作可以改善环境和提高幼年个体的补充 与更新,从而减少死亡率和促进定居(或萌发);并且,物种共存对维持物种多样性具有重要作 用。互惠和共生可以增加那些通常在高自然干扰、胁迫或捕食者等条件下难于生存的种类, 从而增加群落的物种多样性，进而促进生物多样性。另外，生境的多样性也对生物多样性有影响。生境不同，那么物种的丰富

5、度、均匀度 和多度也不同，物种组成和物种间相互关系也不同，从而形成多样的生态系统，生态系统 多样性也会促进生物多样性。 二二 生物多样性对生态系统的作用生物多样性对生态系统的作用有关生物多样性如何影响生态系统的过程与功能的假说主要有以下 6 种:(1)多样性_稳 定性假说:MacArthe 首次提出了群落的物种多样性和稳定性的关系,他认为随物种数的增加,生 态系统的生产力和恢复干扰的能力均增强。Elton 也提出了相似的假说。(2)铆钉假说: Ehrlich 和 Ehrlich 将一个生态系统中的物种比作一架飞机上的铆钉,每个物种对生态系统 的功能均有贡献,物种(铆钉)的丢失超过一定的限度将导

6、致系统(飞机)突然的灾难性的崩溃。 因为许多物种可能是冗余的,所以少量物种的灭绝可能不影响生态系统总的功能,这表明了物种丰富度和生态系统功能之间的非线性关系。(3)冗余种假说： Lawton 和 Brown 认为生 态系统中的物种可被划归不同的“功能群”来考虑,有一些物种在其它相邻物种灭绝后,有 一定的延伸其功能进行补偿的能力。需要一个最小的多样性来维持生态系统的功能,除此之 外的大多数物种是冗余的,也就是说物种丰富度对生态系统功能并不非常重要。(4)“特异 性假说”Lawton 认为生态系统的功能随多样性的改变而改变,因单个物种的地位是复杂和 变化的,所以这种改变的程度和方向均是不可预测的。

7、(5)“零假说”Vitousek 和 Hoope Lawton 认为生态系统的功能与物种的丢失和增加无关。(6)多样性_可持续性假说:Tilman 等认为由于多样性高的生态系统中营养物的丢失会降低,故生态系统中土壤营养元素循环和 土壤肥力的可持续性与多样性程度密切相关2。通过对以上假说，我们可以得出以下几点：第一是生物多样性对生态系统的稳定性的影响。因为在生态系统中，组成成分较多， 那么如果某一物种的数量突然减少，该物种可以由该营养级的其他物种取代，这样不会影 响生态系统的正常生命活动，从而维持生态系统的稳定性。所以说生物多样性的增加可以 加强生态系统的稳定性。第二是生物多样性对生态系统生产力

8、的影响。生物多样性的变化对生态系统生产力的 影响可能有三种不同的结果:(1)物种的丢失对生态系统的功能有微小的影响或没有影响。 这可能主要是由于剩余物种的增长补偿了物种丢失的作用。Hooper 认为需区分由物种组成 不同而造成的生产力增加和由物种丰富度的增加及互补所产生的生产力增加。故他采用功 能群代替物种来考察丰富度生态系统功能的影响。他根据植物不同的生长型、表型及根的 深度、凋落物 CN 等特征将草地上的植物分为:早季的一年生杂草(E);晚季的一年生杂草 (L);多年生丛生杂草(P)及固氮植物四种功能型(N)。实验的结果说明,更多样化并不意味着 更高的生物生产力。在影响生态系统的过程方面,

9、物种的组成至少与多样性有同样重要的作 用。(2)随多样性的升高,生态系统的生产力降低。在对纽约弃耕地的研究中,平均生产力随 多样性的升高而降低。Silvertown 等的研究也表明,植物地上部分的现存生物量随多样性 升高而降低。(3)随物种多样性的增加,生态系统的生产力提高。支持该结论的实验证据较 多,例如,Naeem 巧妙地利用受控的“生态箱”,分别用 9、15 和 31 个物种组成一个多营养 级的群落,低物种数的群落作为高物种数群落的子集,模拟自然生态系统中各营养级上的物 种均匀丢失的结果。他在实验过程中测定了 5 个生态系统过程:群落的呼吸;分解;营养物的 存留;植物的生产力及群落对水的

10、存留。实验的结果表明:群落的呼吸和植物生产力与多样 性有密切的关系。这是第一次在受控的条件下说明生物多样性的丢失与遗传资源的丢失、 生产力的丢失、生态系统对干扰缓冲能力的丢失以及美学和商业价值的丢失一样,能够改变 或损害生态系统所能提供的“服务”3。第三是生物多样性对生态系统的可持续性的影响。生物多样性对生态系统的物质循环 有影响,同时影响了生态系统中元素循环和土壤肥力的可持续性。Tilman 等的多样性_可持 续性假说认为土壤元素循环即土壤肥沃程度的可持续性依赖于生物多样性。 三三 保护生物多样性的意义保护生物多样性的意义生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值。被直接用作食物 、

11、药物 、 能源和工业原料等所表现出来的价值称做生物多样性的直接价值，它包括消费使用价值和 生产使用价值。生物多样性的间接价值主要包括：植物通过光合作用将太阳能储藏起来, 从而形成食物链中能量流的来源， 为绝大多数物种的生存提供能量基础；保护水源，维持 水体的自然循环，减弱旱涝；调节气候，森林消失不仅对局部，而且对全球的气候都会产 生影响， 对农业生产和生态环境造成不良后果；防止水土流失，减轻泥石流滑坡等自然灾 害； 吸收和分解环境中的有机废物、农药和其他污染物；为人类身心健康提供良好的生活 和娱乐环境。正是生物多样性的这两种价值给我们带来了很大的好处。(一)、生物多样性为我们提供了食物、纤维、

12、木材、药材和多种工业原料。 我们的食 物全部来源于自然界, 维持生物多样性, 食物品种会不断丰富。 人民的生活质量会不断提 高。在偏僻地区生活的居民的蛋白质主要来源于狩猎野生动物。 在非洲, 野生动物的肉制 品在人们食物中占据了所需蛋白质的很高比例。 (二)、生物多样性还为人类提供多种多样的工业原料, 如木材、纤维、橡胶等。 甚至 能源石油、煤、天然气等也是由古代森林所储藏的几百万年前的日光能所提供。 木 材是一些发展中国家的重要出口产品, 全世界每年的木材产值在 750 亿美元以上。 现代 工业生产还需要开发更多新的生物资源, 以提供原料和新型能源。 (三)、生物多样性还在保持土壤肥力、保证

13、水质以及调节气候等方面发挥了重要作用。黄河流域曾是我们中华民族的摇篮。 几千年以前, 那里还是一片十分富饶的土地, 树木 林立, 百花芬芳, 各种野生动物四处出没。 但由于长期的战争及人类过度地开发利用, 这 里已变成生物多样性十分贫乏的地区, 到处是黄土荒坡, 遇到刮风的天气便是飞沙走石,沙 漠化现象十分严重。 近年来由于人工植树, 大搞“ 三北防护林”工程, 生物多样性得到 了一定程度的恢复, 沙漠化进程得到了抑制, 森林覆盖率逐年上升, 环境不断得到改善。 受自然植被覆盖和凋落层保护的优质土壤可保持肥力、防止危险滑坡、保护海岸和河岸以 及防止淤积作用。 有树木的农田很大程度上使土壤的冲刷

14、危害大幅减少, 有利于保持土壤 的完整性和最小的侵蚀量。(四)、生物多样性在大气层成分、地球表面温度、地表沉积层氧化还原电位以及 PH 值等方面的调控发挥着重要作用。例如, 现在地球大气层中的氧气含量为 21%, 供给我们 自由呼吸, 这主要应归功于植物的光合作用。 在地球早期, 大气中氧气的含量要低很多。 据科学家估计, 假如断绝了植物的光合作用, 那么大气层中的氧气, 将会由于氧化反应在 数千年内消耗殆尽。(五)、生物多样性的维持, 将有益于一些珍稀濒危物种的保存。 我们都知道, 任何一 个物种一旦灭绝, 便永远不可能再生。 今天仍生存在我们地球上的物种, 尤其是那些处于 灭绝边缘的濒危物

15、种, 一旦消失了, 那么人类将永远丧失这些宝贵的生物资源。 而保护生 物多样性, 特别是保护濒危物种,对于人类后代, 对科学事业都具有重大的战略意义。(六)、生物遗传多样性为人类提供了大量的基因资源。 每一个物种或品种在遗传组织 上都可能是唯一的, 即使是一草一木也应该珍惜。 谁能在若干年前就想到中药天花粉的蛋 白质不仅能治愈绒毛膜皮癌, 而且还是治疗艾滋病的良药?人类未来还会面临各种各样意想 不到的挑战, 那些现在看来毫无用处, 微不足道的生物, 也许将来某一天却能帮助人类免 于饥荒, 祛除疾病而继续生存下去。(七)、 生物多样性对人类健康也有很大贡献。 在科学技术发达的今天, 人们的医疗 保健在很大程度上仍依赖于生物。 大约 80%的世界人口仍主要依赖从植物中获得的各种药 材。 中国有记载的药用植物就有 5000 多种, 其中 1700 种为常用药物。 相当多的陆生 动物也是医药来源, 如蜂毒可以治疗关节炎, 某些蛇毒能控制高血压, 斑蝥素可以治疗某 些癌症。 目前, 已知的具有抗癌潜力的海洋生物有 500 余种, 但被人们研究应用的仅是 其中极少一部分4。现在我们还不能确定生态系统的潜在价值，但是可以确定的是，它的价值不管是直接 价值还是间接价值还是潜在价值都是非常重要的，所以保护生物多样性