A. 如何對特定區域內的生物多樣性進行監測和評價
如何對特定區域內的生物多樣性進行監測和評價
一是擴大微山湖保護范圍,搞好濕地生態環境建設。嚴禁圍湖造田,並對湖區進行功能、生物多樣性及生態環境評估,在此基礎上,擴大保護區與提升原有的自然保護區級別;控制微山湖開發規模,嚴禁由於工農業生產的發展和城市化的擴張對湖區濕地的侵佔,同時,加強周圍縣區濕地保護能力建設力度,搞好濕地生態環境建設,從而保護微山湖的生物多樣性。
二是加強微山湖區野生動植物保護管理。一是抓好宣傳工作,充分利用各類媒體廣泛宣傳《野生動物保護法》等有關法律法規,做到人人皆知;及時發現各類破壞天鵝及鳥類資源違法犯罪活動的行為,嚴厲打擊非法獵捕、收購、運輸、經營鳥類的犯罪行為;不定期對城區鄉鎮經營野生動物餐館、酒店進行突擊檢查,查處違法犯罪團伙,遏制微山湖地區非法捕獵行為;堅持「防、打、管、建」四管齊下,落實各項治理措施,及時有效地保護微山湖的野生動植物資源。
三是加強生物多樣性的研究。針對當前的現狀,對湖區野生動植物資源種群數量、生態習性、繁殖規律等進行等動態監測,建立起微山湖野生動植物信息系統和野生動植物的繁殖和保護中心,從而利用先進的繁殖技術,不斷擴大微山湖野生動植物的種群數量,最終實現對微山湖地區野生動植物的根本保護。
四是加強野生動物保護管理體系建設。建設完善的管理體系,明確各個部門、地區的責任,同時,設立獨立的野保站,配備專職的工作人員,進一步強化微山湖野生動物保護隊伍建設;是健全監測體系。在湖區多建立野生動物疫源疫病監測站和監測點,完善微山湖保護管理和監測網路體系建設;是積極開展宣傳教育工作,提高公眾的參與度,提高當地居民保護野生動植物的意識,只有這樣才能真正促進微山湖野生動物的保護與可持續發展
B. 生物多樣性包括哪三個層次的內容
通常包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性三個組成部分。
遺傳多樣性
遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分。廣義的遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲存在生物個體的基因之中。
狹義的遺傳多樣性主要是指生物種內基因的變化,包括種內顯著不同的種群之間以及同一種群內的遺傳變異。
物種多樣性
這是生物多樣性的核心。作為一個物種必須同時具備如下條件:
①具有相對穩定的而一致的形態學特徵,以便與其他物種相區別;
②以種群的形式生活在一定的空間內,占據著一定的地理分布區,並在該區域內生存和繁衍後代;
③每個物種具有特定的遺傳基因庫,同種的不同個體之間可以互相配對和繁殖後代,不同種的個體之間存在著生殖隔離,不能配育或即使雜交也不同產生有繁殖能力的後代。
生態系統多樣性
生態系統是各種生物與其周圍環境所構成的自然綜合體。所有的物種都是生態系統的組成部分。在生態系統之中,不僅各個物種之間相互依賴,彼此制約,而且生物與其周圍的各種環境因子也是相互作用的。
(2)生物多樣性評估指標及其案例研究pdf擴展閱讀:
保護措施
1 就地保護:
為了保護生物多樣性,把包含保護對象在內的一定面積的陸地或水體劃分出來,進行保護和管理。比如,建立自然保護區實行就地保護。
自然保護區是有代表性的自然系統、珍稀瀕危野生動植物種的天然分布區,包括自然遺跡、陸地、陸地水體、海域等不同類型的生態系統。自然保護區還具備科學研究、科普宣傳、生態旅遊的重要功能。
2 遷地保護:
遷地保護是在生物多樣性分布的異地,通過建立動物園、植物園、樹木園、野生動物園、種子庫、基因庫、水族館等不同形式的保護設施,對那些比較珍貴的物種、具有觀賞價值的物種或其基因實施由人工輔助的保護。
遷地保護目的只是使即將滅絕的物種找到一個暫時生存的空間,待其元氣得到恢復、具備自然生存能力的時候,還是要讓被保護者重新回到生態系統中。
3 建立基因庫:
人們已經開始建立基因庫,來實現保存物種的願望。比如,為了保護作物的栽培種及其會滅絕的野生親緣種,建立全球性的基因庫網。大多數基因庫貯藏著谷類、薯類和豆類等主要農作物的種子。
4 構建法律體系:
人們還必須運用法律手段,完善相關法律制度,來保護生物多樣性。比如,加強對外來物種引入的評估和審批,實現統一監督管理。建立基金制度,保證國家專門撥款,爭取個人、社會和國際組織的捐款和援助,為實踐工作的開展提供強有力的經濟支持等。
生物多樣性保護分四種:
一是就地保護,大多是建自然保護區,比如卧龍大熊貓自然保護區等;
二是遷地保護,大多轉移到動物園或植物園,比如,水杉種子帶到南京的中山陵植物園種植等;
三是開展生物多樣性保護的科學研究,制定生物多樣性保護的法律和政策;
四是開展生物多樣性保護方面的宣傳和教育。
其中最重要的是就地保護,可以免去人力、物力和財力,對人和自然都有好處。就地保護利用原生態的環境使被保護的生物能夠更好的生存,不用再花時間去適應環境,能夠保證動物和植物原有的特性。
C. 關於生物多樣性的科學小論文
自己寫吧,給你一些資料
【生物多樣性概念】
生物多樣性biodiversity是指一定范圍內多種多樣活的有機體(動物、植物、微生物) 有規律地結合所構成穩定的生態綜合體。
這種多樣包括動物、植物、微生物的物種多樣性,物種的遺傳與變異的多樣性及生態系統的多樣性。其中,物種的多樣性是生物多樣性的關鍵,它既體現了生物之間及環境之間的復雜關系,又體現了生物資源的豐富性。
我們目前已經知道大約有200萬種生物,這些形形色色的生物物種就構成了生物物種的多樣性。
生物多樣性是生物及其與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的總和,由遺傳(基因 )多樣性,物種多樣性和生態系統多樣性等部分組成。遺傳(基因)多樣性是指生物體內決定性狀的遺傳因子及其組合的多樣性。物種多樣性是生物多樣性在物種上的表現形式,可分為區域物種多樣性和群落物種(生態)多樣性。生態系統多樣性是指生物圈內生境、生物群落和生態過程的多樣性。遺傳(基因)多樣性和物種多樣性是生物多樣性研究的基礎,生態系統多樣性是生物多樣性研究的重點。
有人問根據對自然界的研究可以推斷造物主的工作有何特點,據說英國科學家約翰·波頓·桑德森·霍爾丹(J.B.S. Haldane)回答:「過於喜愛甲蟲。」因為甲蟲是地球上最大的動物群。美國史密森學會(Smithsonian Institution)的特里·歐文(Terry Erwin)推斷,多數未知的甲蟲種類可能生存於我們無法靠近的30米高的熱帶森林樹冠層。
【生物多樣性與健康 】
生物多樣性同樣關繫到我們的健康和這個星球的健康。實際上,你的健康和這個星球的健康之間的關系是密不可分的。
當我們生病的時候,我們依賴自然環境去幫助我們恢復健康。多少年以來,人們從自然世界中尋找對於傷病的治療方法。植物為現代醫葯提供了有效的成分,比如製作阿斯匹林的成分。順勢療法的醫葯也是大量利用植物成分的。從金錢的角度看,入葯的植物的價值是無法算清的。世界上這些以植物作為基礎的葯物的總價值大約是6千億。
生物多樣性的經濟價值是多數人並不了解的,但在醫葯公司的科學家們正在忙著從植物中尋找治療一些特定疾病的特定葯物成分。就在不久以前,專家們在太平洋紫杉樹和馬達加斯加長春花中發現了用於治療癌症的植物成分。也許,某一天我們能夠從一株植物上發現殺死艾滋病病毒的植物成分。
傳統醫學的醫生依賴植物和葯草治療疾病已經有很長時間了。在現代,人們也十分欣賞傳統醫學的療效。比如說,東部非洲的Maasai人以他們的傳統方式做肉、牛奶或血製品時,他們會加入一些樹皮,這樣的方法做出來可以減少膽固醇。
然而,對入葯植物和動物的收獲也並不都是好事。實際上,對這些植物、動物的需求導致這些物種瀕危。傳統葯物用烏龜入葯導致這個物種的極度衰落。
我們反復地從地球的葯櫃中搜尋葯物。我們需要保護生物多樣性,以便大自然的葯櫃能夠儲有現存醫葯的成分,和未來我們需要抵制新的疾病時製造新葯的所需成分。
【生物多樣性與你呼吸的空氣 】
在一些城市中,尤其是在夏天,呼吸外面的空氣是不健康的。我們知道我們必須減少汽車尾氣污染、工廠廢氣污染、發電廠的空氣污染來保證現代生活。是的,我們都知道這些,但是你知道生物多樣性對於環境的自動清潔起著什麼樣的作用嗎?你知道生物多樣性幫助清潔空氣嗎?
樹和其他綠色植物吸入二氧化碳--這種主要由汽車尾氣和工廠排放的產生的溫室氣體,然後還給自然純凈的氧氣。生物多樣性是這個世界的空氣凈化器。
然而,我們持續不斷的砍伐樹木,把它們切開運往各地。世界上,492種樹木物種已經有瀕臨滅種的危險。我們已經砍伐掉曾經裝點著地球的大約一半的樹木。我們砍伐但不修復,如此已經傷害了地球的肺。就像一個一天要抽10包煙的癮君子,一直吸煙,而損壞的肺一塊塊地被切掉。我們的肺還剩多大一塊?
另外,在許多地方,我們引入外來入侵物種。在過去的200年裡,我們將一些樹種從世界的這一頭運到那一頭。這種行為有的已經發展到一種產業的規模,像桉樹和藤條。也有一些退休人員或旅行者從他們的家鄉將土產的植物或是樹木帶上,隨他們旅遊。
問題是,這些植物完全適應它們原本的生長地,它們卻並不適應新的地點生長。它們也許比當地物種需要更多的水,或者需要殺蟲劑來幫助它們不被當地的蟲子蛀食。
我們必須尊重自然的安排,不要強迫某些特性的改變。順其自然。這樣,地球的肺能呼吸得更舒服些。
【生物多樣性與我們喝的水 】
所有的生命都離不開水,所以,生物多樣性也與水資源有關。
因為我們只有有限的水--不是說我們將來什麼時候都能從火星上運一船下來--生物多樣性、特殊的不同生態系統凈化我們的水:森林、土壤和細菌、小溪與雲彩一起運作--實際上是過濾,才使我們重新喝到水。沒有生物多樣性,這個世界就會變得貧瘠與中毒--更像火星--然後我們就不能再生存在地球上了。
所以,問題是,你已經准備好搬到另一個星球上去生活了嗎?
【生物多樣性、氣候和災難 】
你意識到最近我們一直在遭遇奇怪的氣候嗎?
科學證據是無法駁斥的:地球的氣候正在變化。整個地球上一直發生著奇奇怪怪的事情--珊瑚礁死亡、大型泥石流、不尋常的傾天大雨、一些地區的持續乾旱。不管是因為工業排放原因還是自然因素的原因,世界對這些現象的應付機制依舊是相互緊密聯系的,從生態系統方面到生態系統中的各類生命間。
例如,在地球上的許多地方,人們發現當他們砍伐森林後,它們的鄉村和城鎮就容易遭遇洪水。當這種洪水來時,就比以往的洪水要更兇猛、更快速。為什麼?不是火箭的推力讓它們變得更快,而是因為樹可以用它們的根保持水土。根在濕潮季節里吸水並在夏天放出水分來。這是一種自然調節方法。
現在你有兩個選擇:
1, 幫助保護生物多樣性
2, 什麼都不作只是去承受
我們希望你選擇第一項。我們正是那樣做的!
同樣的,人們一點也不考慮生物多樣性,甚至很少考慮風暴可能造成的危險就把珊瑚紅樹林全部清除。紅樹林是自然暴雨的良好緩沖區,同時也是富於生物多樣性的生態系統。當它們被砍伐,這個緩沖區就不復存在了,無論是對於人類還是其它的物種。
當我們忽視我們應該得到的教訓的時候,這個世界上人們的做法導致了這樣的結果:山坡坍塌,整個群落全部被沖走,造成生命的喪失。生物多樣性的喪失也正在用極度悲痛的方式傷害著我們人類。也許現在是我們拾起我們早就該得到的教訓的時候了。
什麼是生物的多樣性
「生物多樣性」一詞是20世紀80年代初出現於自然保護刊物上,《生物多樣性公約》第二條中對「生物多樣性」作了如下解釋:「生物多樣性是指所有來源的活的生物體中的變異性,這些來源除其他外,包括陸地、海洋和其他水生生態系統及其所構成的生態綜合體,這包括物種內、物種之間和生態系統的多樣性。」
1995年,聯合國環境規劃署(NNEP)發表的關於全球生物多樣性的巨著《全球生物多樣性評估》(GBA)給出了一個較簡單的定義:「生物多樣性是生物和它們組成的系統的總體多樣性和變異性」。用句通俗的話說:生物多樣性是由地球上所有的植物、動物和微生物,它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態系統共同構成的。
生物多樣性的價值及其意義
生物多樣性的意義主要體現在生物多樣性的價值。對於人類來說,生物多樣性具有直接使用價值、間接使用價值和潛在使用價值。
直接價值生物為人類提供了食物、纖維、建築和傢具材料、葯物及其他工業原料。單就葯物來說,發展中國家人口的80%依賴植物或動物提供的傳統葯物,以保證基本的健康,西方醫葯中使用的葯物有40%含有最初在野生植物中發現的物質。例如,據近期的調查,中醫使用的植物葯材達1萬種以上。
生物多樣性還有美學價值,可以陶冶人們的情操,美化人們的生活。如果大千世界裡沒有色彩紛呈的植物和神態各異的動物,人們的旅遊和休憩也就索然寡味了。正是雄偉秀麗的名山大川與五顏六色的花鳥魚蟲相配合,才構成令人賞心悅目、流連忘返的美景。另外,生物多樣性還能激發人們文學藝術創作的靈感。
間接使用價值間接使用價值是指生物多樣性具有重要的生態功能。無論哪一種生態系統,野生生物都是其中不可缺少的組成成分。在生態系統中,野生生物之間具有相互依存和相互制約的關系,它們共同維系著生態系統的結構和功能。野生生物一旦減少了,生態系統的穩定性就要遭到破壞,人類的生存環境也就要受到影響。
潛在使用價值野生生物種類繁多,人類對它們已經做過比較充分研究的只是極少數,大量野生生物的使用價值目前還不清楚。但是可以肯定,這些野生生物具有巨大的潛在使用價值。一種野生生物一旦從地球上消失就無法再生,它的各種潛在使用價值也就不復存在了。因此,對於目前尚不清楚其潛在使用價值的野生生物,同樣應當珍惜和保護。
生物多樣性的三個層次
目前,大家公認的生物多樣性的三個主要層次是物種多樣性、基因多樣性(或稱遺傳多樣性)和生態系統多樣性。這是組建生物多樣性的三個基本層次。
物種多樣性常用物種豐富度來表示。所謂物種豐富度是指一定面積內種的總數目。到目前為止,已被描述和命名的生物種有160萬種左右,但科學家對地球上實際存在的生物種的總數估計出入很大,由500萬到1億種。其中以昆蟲和微生物所佔的比例最大。
基因多樣性代表生物種群之內和種群之間的遺傳結構的變異。每一個物種包括由若干個體組成的若干種群。各個種群由於突變、自然選擇或其他原因,往往在遺傳上不同。因此,某些種群具有在另一些種群中沒有的基因突變(等位基因),或者在一個種群中很稀少的等位基因可能在另一個種群中出現很多。這些遺傳差別使得有機體能在局部環境中的特定條件下更加成功地繁殖和適應。
不僅同一個種的不同種群遺傳特徵有所不同,即存在種群之間的基因多樣性;在同一個種群之內也有基因多樣性——在一個種群中某些個體常常具有基因突變。這種種群之內的基因多樣性就是進化材料。具有較高基因多樣性的種群,可能有某些個體能忍受環境的不利改變,並把它們的基因傳遞給後代。
環境的加速改變,使得基因多樣性的保護在生物多樣性保護中占據著十分重要的地位。基因多樣性提供了栽培植物和家養動物的育種材料,使人們能夠選育具有符合人們要求的性狀的個體和種群。
生態系統多樣性既存在於生態系統之間,也存在於一個生態系統之內。在前一種情況下,在各地區不同背景中形成多樣的生境,分布著不同的生態系統;在後一種情況下,一個生態系統其群落由不同的種組成,它們的結構關系(包括垂直和水平的空間結構,營養結構中的關系,如捕食者與被捕者、草食動物與植物、寄生物與寄主等)多樣,執行的功能不同,因而在生態系統中的作用也不一樣。
總之,物種多樣性是生物多樣性最直觀的體現,是生物多樣性概念的中心;基因多樣性是生物多樣性的內在形式,一個物種就是一個獨特的基因庫,可以說每一個物種就是基因多樣性的載體;生態系統的多樣性是生物多樣性的外在形式,保護生物的多樣性,最有效的形式是保護生態系統的多樣性。
我國生物多樣性的一般特點
我國是地球上生物多樣性最豐富的國家之一。在全世界佔有十分獨特的地位。1990年生物多樣性專家把我國生物多樣性排在12個全球最豐富國家的第8位。在北半球國家中,我國是生物多樣性最為豐富的國家。我國生物多樣性的特點如下。
1.物種高度豐富 我國有高等植物3萬余種,僅次於世界高等植物最豐富的巴西和哥倫比亞。
2.特有屬、種繁多 我國高等植物中特有種最多,約17 300種,佔全國高等植物的57%以上。581種哺乳動物中,特有種約110種,約佔19%。尤為人們所注意的是有活化石之稱的大熊貓、白鰭豚、水杉、銀杏、銀杉和攀枝花蘇鐵,等等。
3.區系起源古老 由於中生代末我國大部分地區已上升為陸地,在第四紀冰期又未遭受大陸冰川的影響,所以各地都在不同程度上保存著白堊紀、第三紀的古老殘遺成分。如松杉類植物,世界現存7個科中,我國有6個科。動物中的大熊貓、白鰭豚、羚羊、揚子鱷、大鯢等都是古老孑遺物種。
4.栽培植物、家養動物及其野生親緣種的種質資源異常豐富 我國有數千年的農業開墾歷史,很早就對自然環境中所蘊藏的豐富多彩的遺傳資源進行開發利用、培植繁育,因而我國的栽培植物和家養動物的豐富度在全世界是獨一無二、無與倫比的。例如,我國有經濟樹種1 000種以上。我國是水稻的原產地之一,有地方品種50 000個;是大豆的故鄉,有地方品種20 000個;有葯用植物11 000多種等等。
5.生態系統的類型豐富 我國具有陸生生態系統的各種類型,包括森林、灌叢、草原和稀樹草原、草甸、荒漠、高山凍原等。由於不同的氣候、土壤等條件,又進一步分為各種亞類型約600種。如我國的森林有針葉林、針闊混交林和闊葉林;草甸有典型草甸、鹽生草甸、沼澤化草甸和高寒草甸等。除此之外,我國海洋和淡水生態系統類型也很齊全。
6.空間格局繁復多樣 我國地域遼闊,地勢起伏多山,氣候復雜多變,從北到南,氣候跨寒溫帶、溫帶、暖溫帶、亞熱帶和熱帶,生物群落包括寒溫帶針葉林、溫帶針闊葉混交林、暖溫帶落葉闊葉林、亞熱帶常綠闊葉林、熱帶季雨林。從東到西,隨著降水量的減少,在北方,針闊葉混交林和落葉闊葉林向西依次更替為草甸草原、典型草原、荒漠化草原、草原化荒漠、典型荒漠和極旱荒漠;在南方,東部亞熱帶常綠闊葉林(分布於江南丘陵)和西部亞熱帶常綠闊葉林(分布於雲貴高原)在性質上有明顯的不同,發生不少同屬不同種的物種替代。
參考資料:http://ke..com/view/6597.htm
D. 生物多樣性監測與評估對環境有哪些重要作用
生物多樣性檢測是對環境檢測的一項重要標准。比如說對一些生物種類,數量的檢測可以直接或間接的得出環境的變化。例如赤潮,水華等,這些是比較常見的一些例子。生物生存的環境與生物的生活習性等是息息相關的,而生物的生活習性大多都是通過食物鏈的完整和多樣性體現的。環境有較大幅度的改變時,一些敏感的生物鏈就會首先對環境變化作出反應,或者食物鏈不能進行下去,或者食物鏈中的某一環節增強或減弱。所以對生物多樣性的檢測對環境評估很重要。它可以直接或間接的預測環境的變化程度,並針對某些環節制定一些方案來防止造成生物危害。
E. 生物多樣性指數的生物多樣性的主要組成
通常包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性三個組成部分。
遺傳多樣性
遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分。廣義的遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲存在生物個體的基因之中。因此,遺傳多樣性也就是生物的遺傳基因的多樣性。任何一個物種或一個生物個體都保存著大量的遺傳基因,因此,可被看作是一個基因庫(Gene pool)。一個物種所包含的基因越豐富,它對環境的適應能力越強。基因的多樣性是生命進化和物種分化的基礎。
狹義的遺傳多樣性主要是指生物種內基因的變化,包括種內顯著不同的種群之間以及同一種群內的遺傳變異(世界資源研究所,1992)。此外,遺傳多樣性可以表現在多個層次上,如分子、細胞、個體等。在自然界中,對於絕大多數有性生殖的物種而言,種群內的個體之間往往沒有完全一致的基因型,而種群就是由這些具有不同遺傳結構的多個個體組成的。
在生物的長期演化過程中,遺傳物質的改變(或突變)是產生遺傳多樣性的根本原因。遺傳物質的突變主要有兩種類型,即染色體數目和結構的變化以及基因位點內部核苷酸的變化。前者稱為染色體的畸變,後者稱為基因突變(或點突變)。此外,基因重組也可以導致生物產生遺傳變異。
物種多樣性
這是生物多樣性的核心。物種(species)是生物分類的基本單位。對於什麼是物種一直是分類學家和系統進化學家所討論的問題。邁爾(1953)認為:物種是能夠(或可能)相互配育的、擁有自然種群的類群,這些類群與其他類群存在著生殖隔離。我國學者陳世驤(1978)所下的定義為:物種是繁殖單元,由又連續又間斷的居群組成;物種是進化的單元,是生物系統線上的基本環節,是分類的基本單元。在分類學上,確定一個物種必須同時考慮形態的、地理的、遺傳學的特徵。也就是說,作為一個物種必須同時具備如下條件:①具有相對穩定的而一致的形態學特徵,以便與其他物種相區別; ②以種群的形式生活在一定的空間內,占據著一定的地理分布區,並在該區域內生存和繁衍後代; ③每個物種具有特定的遺傳基因庫,同種的不同個體之間可以互相配對和繁殖後代,不同種的個體之間存在著生殖隔離,不能配育或即使雜交也不同產生有繁殖能力的後代。
物種多樣性是指地球上動物、植物、微生物等生物種類的豐富程度。物種多樣性包括兩個方面,其一是指一定區域內的物種豐富程度,可稱為區域物種多樣性;其二是指生態學方面的物種分布的均勻程度,可稱為生態多樣性或群落物種多樣性(蔣志剛等,1997)。物種多樣性是衡量一定地區生物資源豐富程度的一個客觀指標。
在闡述一個國家或地區生物多樣性豐富程度時,最常用的指標是區域物種多樣性。區域物種多樣性的測量有以下三個指標:①物種總數,即特定區域內所擁有的特定類群的物種數目 ;②物種密度,指單位面積內的特定類群的物種數目; ③特有種比例,指在一定區域內某個特定類群特有種占該地區物種總數的比例。 生態系統是各種生物與其周圍環境所構成的自然綜合體。所有的物種都是生態系統的組成部分。在生態系統之中,不僅各個物種之間相互依賴,彼此制約,而且生物與其周圍的各種環境因子也是相互作用的。從結構上看,生態系統主要由生產者、消費者、分解者所構成。生態系統的功能是對地球上的各種化學元素進行循環和維持能量在各組分之間的正常流動。生態系統的多樣性主要是指地球上生態系統組成、功能的多樣性以及各種生態過程的多樣性,包括生境的多樣性、生物群落和生態過程的多樣化等多個方面。其中,生境的多樣性是生態系統多樣性形成的基礎,生物群落的多樣化可以反映生態系統類型的多樣性。
近年來,有些學者還提出了景觀多樣性(landscape diversity),作為生物多樣性的第四個層次。景觀是一種大尺度的空間,是由一些相互作用的景觀要素組成的具有高度空間異質性的區域。景觀要素是組成景觀的基本單元,相當於一個生態系統。景觀多樣性是指由不同類型的景觀要素或生態系統構成的景觀在空間結構、功能機制和時間動態方面的多樣化程度。遺傳傳多樣性是物種多樣性和生態系統多樣性的基礎(施立明等1993 葛頌等1994),或者說遺傳多樣性是生物多樣性的內在形式。物種多樣性是是構成生態系統多樣性的基本單元。因此,生態系統多樣性離不開物種的多樣性,也離不開不同物種所具有的遺傳多樣性。 (1)保護生物多樣性及對資源的持續利用;
(2)促進公平合理地分享由自然資源而產生的利益。 (1)各締約方應該編制有關生物多樣性保護及持續利用的國家戰略、計劃或方案,或按此目的修改現有的戰略、計劃或方案。
(2)盡可能並酌情將生物多樣性的保護及其持續利用納入到各部門和跨部門的計劃、方案或政策之中。
(3)酌情採取立法、行政或政策措施,讓提供遺傳資源用於生物技術研究的締約方,尤其是發展中國家,切實參與有關的研究。
(4)採取一切可行措施促進並推動提供遺傳資源的締約方,尤其是發展中國家,在公平的基礎上優先取得基於其提供資源的生物技術所產生的成果和收益。
(5)發達國家締約方應提供新的額外資金,以使發展中國家締約方能夠支付因履行公約所增加的費用。
(6)發展中國家應該切實履行公約中的各項義務,採取措施保護本國的生物多樣性。
F. 什麼是生物多樣性
生物多樣性是指地球上的生物所有形式、層次和聯合體中生命的多樣化,簡單地說,生物多樣性是生物及其與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的總和。生物多樣性包括三個層次:基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。生物入侵則是指外地生物進入另一地區,因為在此地區沒有天敵,會較快繁殖而形成種群,打破本地生態系統的平衡,對本地物種的生存造成威脅。生物入侵是對生物多樣性的破壞。生物多樣性是地球生命經過幾十億年發展進化的結果,是人類賴以生存和持續發展的物質基礎。
物種的多樣性意味著生態系統的結構復雜,網路化程度高,異質性強,能量、物質和信息輸入輸出的渠道眾多而密集,縱橫交錯,暢通無阻,因而流量大、流速快、生產力高。即使個別途徑被破壞,系統也會因多樣物種之間的相生相剋、相互補償和替代而保證能量流、物質流、信息流的正常運轉,使系統結構被破壞的部分迅速得到修復,恢復系統原有的穩定態,或形成新的穩定態。
1.生物多樣性
物種多樣性是群落生物組成結構的重要指標,它不僅可以反映群落組織化水平,而且可以通過結構與功能的關系間接反映群落功能的特徵。
生物群落多樣性研究始於本世紀初葉,當時的工作主要集中於群落中物種面積關系的探討和物種多度關系的研究。1943年,Williams在研究鱗翅目昆蟲物種多樣性時,首次提出了"多樣性指數"的概念,之後大量有關群落物種多樣性的概念、原理、及測度方法的論文和專著被發表,形成了大量的物種多樣性指數,一度給群落多樣性的測度造成了一定混亂。自70年代以後,Whittaker(1972)、Pielou(1975)、Washington(1984)和Magurran(1988)等對生物群落多樣性測度方法進行了比較全面的綜述,對這一領域的發展起到了積極的推動作用。
生物多樣性通常包含三層含義,即生態系統多樣性、物種多樣性和遺傳多樣性。狹義的遺傳多樣性是指物種的種內個體或種群間的遺傳(基因)變化,亦稱為基因多樣性。廣義的遺傳多樣性是指地球上所有生物的遺傳信息的總和。物種多樣性是指一定區域內生物鍾類(包括動物、植物、微生物)的豐富性,即物種水平的生物多樣性及其變化,包括一定區域內生物區系的狀況(如受威脅狀況和特有性等)、形成、演化、分布格局及其維持機制等。生態系統多樣性是指生物群落及其生態過程的多樣性,以及生態系統的內生境差異、生態過程變化的多樣性等。
從目前來看,生物群落的物種多樣性指數可分為α多樣性指數、β多樣性指數和γ多樣性指數三類。α多樣性指數包含兩方面的含義:①群落所含物種的多寡,即物種豐富度;②群落中各個種的相對密度,即物種均勻度。β多樣性指數可以定義為沿著環境梯度的變化物種替代的程度。不同群落或某環境梯度上不同點之間的共有種越少,β多樣性越大。精確地測定β多樣性具有重要的意義。這是因為:①它可以指示生境被物種隔離的程度;②β多樣性的測定值可以用來比較不同地段的生境多樣性;③β多樣性與α多樣性一起構成了總體多樣性或一定地段的生物異質性。
群落物種多樣性是梯度變化的。群落物種多樣性的變化特徵是指群落組織水平上物種多樣性的大小隨某一生態因子梯度有規律的變化。①緯度梯度:從熱帶到兩極隨著緯度的增加,生物群落的物種多樣性有逐漸減少的趨勢。如北半球從南到北,隨著緯度的增加,植物群落依次出現為熱帶雨林、亞熱帶常綠闊葉林、溫帶落葉闊葉林、寒溫帶針葉林、寒帶苔原,伴隨著植物群落有規律的變化,物種豐富度和多樣性逐漸降低。②海拔梯度:隨著海拔的升高,在溫度、水分、風力、光照和土壤等因子的綜合作用下,生物群落表現出明顯的垂直地帶性分布規律,在大多數情況下物種多樣性與海拔高度呈伏相關,即隨著海拔高度的升高,群落物種多樣性逐漸降低。如喜馬拉雅山維管植物物種多樣性的變化,就表現了這樣的規律。③環境梯度:群落物種多樣性與環境梯度之間的關系,有的時候表現明顯,而有的時候則表現不明顯。如Gartlan(1986)研究發現土壤中P、Mg、K的水平與熱帶植物群落物種多樣性之間存在著顯著的關系。Gentry(1982)對植物群落物種多樣性進行的研究表明,在新熱帶森林類型,物種多樣性與年降雨量呈顯著正相關,而在熱帶亞洲森林類型,兩者則不存在相關關系。④時間梯度:大多數研究表明,在群落演替的早期,隨著演替的進展,物種多樣性增加。在群落演替的後期當群落中出現非常強的優勢種時,多樣性會降低。
2.生態系統穩定性
生態系統的穩定性是指生態系統所具有的保持自身結構和功能相對穩定的能力,以及在受到一定的干擾後恢復到原來平衡狀態的能力。它包括以下幾個概念。1.抵抗力穩定性和恢復力穩定性 抵抗力也叫抗變能力,表示生態系統抵抗外界干擾和維持系統的結構和功能保持原狀的能力。恢復力穩定性表示生態系統在受到外界干擾後恢復到原來狀態的能力。2.局域穩定性和全域穩定性 局域穩定性表示生態系統在經受小的干擾後回到原狀的能力。全域穩定性表示生態系統在經受一次大的干擾後恢復到原狀的能力。對不同的生態系統來說,這兩種穩定性可能有下列4種情況(圖8-13):(1)局域穩定性和全域穩定性都低(圖中以小球是否容易保持穩定來表示);(2)局域穩定性高,全域穩定性低;(3)局域穩定性低,全域穩定性高;(4)局域穩定性和全域穩定性都高。3.脆弱性和強壯性 能在環境條件改變不大的情況下保持穩定的生態系統稱為脆弱的生態系統。能在環境變化范圍很大的條件下保持穩定的生態系統稱為強壯的生態系統
3.生物的多樣性導致穩定性
在生物多樣性與生態系統穩定性研究動態的基礎上,從生物多樣性和穩定性的概念出發,可以確定忽視多樣性和穩定性的生物組織層次可能是造成觀點紛爭的根源之一。特定生物組織層次的穩定性可能更多地與該層次的多樣性特徵相關。探討多樣性和穩定性的關系應從不同的生物組織層次上進行。擾動是生態系統多樣性與穩定性關系悖論中的重要因子,如果根據擾動的性質,把生態系統(或其他組織層次)區分為受非正常外力干擾和受環境因子時間異質性波動干擾 " 類系統,穩定性的 ( 個內涵可以理解為:對於受非正常外力干擾的系統而言,抵抗力和恢復力是穩定性適宜的測度指標;對於受環境因子時間異質性波動干擾的系統而言,利用持久性和變異性衡量系統的穩定性則更具實際意義。結合對群落和種群層次多樣性與穩定性相關機制的初步討論:在特定的前提下,多樣性可以導致穩定性。例如採用多樣性理論和冗餘理論對固沙植物群落穩定性機制進行論述.物種多樣性的變化能很好地反映固沙植物群落的穩定性狀態.在生物學各級水平都存在冗餘,冗餘是生命系統在長期的進化過程中逐漸形成的一種特性,其主要功能是確保生物個體和群體更好地適應極端環境、維持正常的生長發育和保持穩定,而且其功能只是在受到干擾時才明顯地表現出來.削弱冗餘,會導致在個體、種群或群落水平上產生補償作用,以此來增加群落的功能.固沙植物群落的穩定程度主要取決於群落內冗餘的數量和結構,冗餘越多結構越復雜,群落越穩定.削弱固沙群落的根系冗餘可獲得生物量上的補償,但使群落穩定性下降.
①多數生態學家認為,群落的多樣性是群落穩定性的一個重要尺度,多樣性高的群落,物種之間往往形成了比較復雜的相互關系,食物鏈和食物網更加趨於復雜,當面對來自外界環境的變化或群落內部種群的波動時,群落由於有一個較強大的反饋系統,從而可以得到較大的緩沖。從群落能量學的角度來看,多樣性高的群落,能流途徑更多一些,當某一條途徑受到干擾被堵塞不通時,就會有其它的路線予以補充
②May(1973,1976)等生態學家認為,生物群落的波動是呈非線形的,復雜的自然生物群落常常是脆弱的,如熱帶雨林這一復雜的生物群落比溫帶森林更易遭受人類的干擾而不穩定。共棲的多物種群落,某物種的波動往往會牽連到整個群落。他們提出了多樣性的產生是由於自然的擾動和演化兩者聯系的結果,環境的多變的不可測性使物種產生了繁殖與生活型的多樣化。
在群落多樣性與穩定性的關繫上,目前仍未定論。
物種多樣性在生物群落中的功能和作用:1.有關物種在生物群落中作用的假說,物種以什麼樣的機制維持生物群落的穩定?這是一個非常重要的但是目前還仍然沒有解決的生態學問題,而且是生物多樣性與生物群落功能關系中的核心問題。目前有關物種在生態系統中作用的假說有下列4種。(1)冗餘種假說(Rendancy species hypothesis) :生物群落保持正常功能需要有一個物種多樣性的域值,低於這個域值群落的功能會受影響,高於這個域值則會有相當一部分物種的作用是冗餘的(Walker 1992)。(2)鉚釘假說(Rivet hypothesis):鉚釘假說的觀點與冗餘假說相反,認為生物群落中所有的物種對其功能的正常發揮都有貢獻而且是不能互相替代的(Ehrlich,1981) ,正像由鉚釘固定的復雜機器一樣,任何一個鉚釘的丟失都會使該機器的作用受到影響。(3)特異反應假說(Idiosyncratic response hypothesis): 特異反應假說認為生物群落的功能隨著物種多樣性的變化而變化,但變化的強度和方向是不可預測的,因為這些物種的作用是復雜而多變的。(4)零假說(Null hypothesis)零假說認為生物群落功能與物種多樣性無關,即物種的增減不影響生物群落功能的正常發揮。 2、概念與類型:上述4個假說中都沒有對每個物種的作用程度做出明確的說明。在生物群落中不同物種的作用是有差別的。其中有一些物種的作用是至關重要的,它們的存在與否會影響到整個生物群落的結構和功能,這樣的物種即稱為關鍵種(Keystone species)或關鍵種組(Keystone group)。關鍵種的作用可能是直接的,也可能是間接的;可能是常見的,也可能是稀有的;可能是特異性(特化)的,也可能是普適性的。依功能或作用不同,可將關鍵種分為7類。關鍵種的鑒定目前比較成功的研究多在水域生態系統,而陸地生態系統的成功實例相對較少(Menge等,1994 )。3.功能群的劃分及其意義 :為了更好地認識生物多樣性與生物群落結構和功能的關系,有必要引入功能群的概念。功能群是具有相似的結構或功能的物種的集合,這些物種對生物群落具有相似的作用,其成員相互取代後對生物群落過程具有較小的影響。將生物群落中的物種分成不同的功能群的意義表現在:(1)使復雜的生物群落簡化,有利於認識系統的結構和功能(2)弱化了物種的個別作用,從而強調了物種的集體作用。
4.多樣性穩定性的意義及其價值
生物多樣性是地球上生命長期進化的結果,更是人類賴以生存的物質基礎。由於當今世界人口的高速增長,人類經濟活動的不斷加劇,生物多樣性正面臨著日益嚴重的威脅,其原因原因在於以下幾點:(1)人口增加;(2)生境破壞;(3)環境污染;(4)人類大規模的遷移。除外界因素之外,物種本身的遺傳特點,也往往促成了滅絕的發生。如某些種定居與食物鏈的高級位,還有一些種分布的范圍十分有限,某些種散步和定居的能力很弱,它門對環境有特殊的要求,等等這些原因。通過對生物多樣性穩定性的研究,從生物多樣性的保護與持續利用的角度出發,很好的利用生物多樣性具有的現實及其未來的社會經濟價值,等等。
隨著生物多樣性研究的不斷深入,從以物種為中心轉向一生態系統為重點,即從多樣性的生物學研究向轉向多樣性的生態學研究,在大多數物種特化群落或營養級網路層次上認識種群和群落的多樣性結構、功能和動態特徵。這樣將能使種群生物學和保護生物學與生態學的研究內容有機的聯系起來,予以它們某種統一規律的認識。充分考慮生物多樣性從個體至生態系統的多層次組織結構及其功能的重要性,從而深入了解生物多樣性的產生、維持和瀕危機制,以及生物多樣性結構與動態變化過程的相互關系。
G. 微生物多樣研究—α 多樣性指數分析
一、多樣性指數介紹
多樣性指數:是指物種多樣性測定。
主要有三個空間尺度:α多樣性,β多樣性,γ多樣性。
每個空間尺度的環境不同測定的數據也不相同。
α多樣性: 主要關注局域均勻生境下的物種數目,因此也被稱為生境內的多樣性(within-habitatdiversity)。
群落生態學中研究微生物多樣性,通過單樣品的多樣性分析(α[Alpha]多樣性)可以反映微生物群落的豐度和多樣性,包括一系列統計學分析指數估計環境群落的物種豐度和多樣性。
β多樣性: 指沿環境梯度不同生境群落之間物種組成的的相異性或物種沿環境梯度的更替速率也被稱為生境間的多樣性(between-habitatdiversity),控制β多樣性的主要生態因子有土壤、地貌及干擾等。
β多樣性意義:
①它可以指示生境被物種隔離的程度;
②β多樣性的測定值可以用來比較不同地段的生境多樣性;
③β多樣性與α多樣性一起構成了總體多樣性或一定地段的生物異質性。
群落生態學中研究微生物多樣性,β(Beta)多樣性是對不同樣品/不同組間樣品的微生物群落構成進行比較分析。
γ多樣性: 描述區域或大陸尺度的多樣性,是指區域或大陸尺度的物種數量,也被稱為區域多樣性(regionaldiversity)。控制γ多樣性的生態過程主要為水熱動態,氣候和物種形成及演化的歷史。
群落生態學中研究微生物多樣性,γ多樣性分析是指α多樣性與β多樣性相結合的分析。
二、α多樣性指數
1.計算菌群豐度(Community richness)的指數
a) Chao- the Chao1 estimator
Chao:是用chao1演算法估計樣品中所含OTU數目的指數,chao1在生態學中常用來估計物種總數,由Chao(1984) 最早提出。
利用chao指數評估一個樣本中OTU數目多少,chao指數越大,OTU數目越多,說明該樣本物種數比較多。
b)Ace - the ACE estimator
Ace:用來估計群落中OTU數目的指數,由Chao提出,是生態學中估計物種總數的常用指數之一,與Chao1的演算法不同。
2. 計算菌群多樣性(Communitydiversity)的指數
a) Shannon- the Shannon index
Shannon:用來估算樣品中微生物多樣性指數之一。它與Simpson多樣性指數常用於反映alpha多樣性指數。 Shannon值越大,說明群落多樣性越高。
b)Simpson - the Simpson index
Simpson:用來估算樣品中微生物多樣性指數之一,由EdwardHugh Simpson ( 1949) 提出,在生態學中常用來定量描述一個區域的生物多樣性。
3. 測序深度指數
a)Coverage- the Good』s coverage
Coverage:是指各樣品(克隆)文庫的覆蓋率,其數值越高,則樣品中序列被測出的概率越高,而沒有被測出的概率越低。該指數反映本次測序結果是否代表了樣品中微生物的真實情況。
三、與物種多樣性相關的曲線
1.稀釋性曲線(Rarefaction curve)
稀釋曲線 是從樣品中隨機抽取一定數量的個體,統計這些個體所代表的物種數目,並以個體數與物種數來構建曲線。它可以用來比較測序數據量不同的樣品中物種的豐富度,也可以用來說明樣品的測序數據量是否合理。採用對序列進行隨機抽樣的方法,以抽到的序列數與它們所能代表OTU的數目構建rarefactioncurve,當曲線趨向平坦時,說明測序數據量合理,更多的數據量只會產生少量新的OTU,反之則表明繼續測序還可能產生較多新的OTU。因此,通過作稀釋性曲線,可得出樣品的測序深度情況。
2. Shannon-Wiener曲線
Shannon-Wiener是反映樣品中微生物多樣性的指數,利用各樣品的測序量在不同測序深度時的微生物多樣性指數構建曲線,以此反映各樣品在不同測序數量時的微生物多樣性。當曲線趨向平坦時,說明測序數據量足夠大,可以反映樣品中絕大多數的微生物信息。
3. Rank-Abundance曲線
Rank-abundance曲線是分析多樣性的一種方式。構建方法是統計單一樣品中,每一個OTU所含的序列數,將OTUs按豐度(所含有的序列條數)由大到小等級排序,再以OTU等級為橫坐標,以每個OTU中所含的序列數(也可用OTU中序列數的相對百分含量)為縱坐標做圖。
Rank-abundance曲線可用來解釋多樣性的兩個方面,即物種豐度和物種均勻度。在水平方向,物種的豐度由曲線的寬度來反映,物種的豐度越高,曲線在橫軸上的范圍越大;曲線的形狀(平滑程度)反映了樣品中物種的均度,曲線越平緩,物種分布越均勻。
4. Specaccum物種累積曲線
物種累積曲線( species accumulation curves): 是用於描述隨著樣品量的加大物種增加的狀況,是調查樣品的物種組成和預測樣品中物種豐度的有效工具,在生物多樣性和群落調查中,被廣泛用於樣品量是否充分的判斷以及物種豐富度(species richness) 的估計。因此,通過物種累積曲線不僅可以判斷樣品量是否充分,在樣品量充分的前提下,運用物種累積曲線還可以對物種豐富度進行預測(默認在同類樣品量大於10個分析)。
四、與物種組成相關的圖表
1.優勢物種相對豐度圖
根據OTU注釋結果分別在各個分類水平:domain(域),kingdom(界),phylum(門),class(綱),order(目),family(科),genus(屬),species(種)統計各樣品的物種相對豐度並作圖。
在結果中,包含了兩個信息:–樣品中含有何種微生物;–樣品中各微生物的序列數,即各微生物的相對豐度。
因此,可以使用統計學的分析方法,觀測樣品在不同分類水平上的群落結構。將多個樣品的群落結構分析放在一起對比時,還可以觀測其變化情況。根據研究對象是單個或多個樣品,結果可能會以不同方式展示。通常使用較直觀的餅圖或柱狀圖等形式呈現。群落結構的分析可在任一分類水平進行。
2. 優勢物種Heatmap圖
Heatmap可以用顏色變化來反映二維矩陣或表格中的數據信息,它可以直觀地將數據值的大小以定義的顏色深淺表示出來。常根據需要將數據進行物種或樣品間豐度相似性聚類,將聚類後數據表示在heatmap圖上,可將高豐度和低豐度的物種分塊聚集,通過顏色梯度及相似程度來反映多個樣品在各分類水平上群落組成的相似性和差異性。
3. OTU分布Venn圖
Venn 圖可用於統計多個樣品中所共有和獨有的OTU數目,可以比較直觀的表現環境樣品的OTU數目組成相似性及重疊情況。
4. 單樣品多級物種組成圖
單樣品多級物種組成圖通過多個同心圓由內向外直觀地展現出單個樣品在域、門、綱、目、科等分類學水平的物種比例和分布。
H. 生物資產評估的西方國家生物資產價值評估的現狀分析
英國《評估指南》(紅皮書)1996版指南12——森林與林地資源評估,提到了關於資源類植物價值評估的一些方法。《歐洲資產評估准則》(EVS)2000版指南5
貸款為目的的農業資產評估中將農業資產劃分三個大部分來說明:第一部分介紹農業資產包含的內容以及相互之間的區別、評估方法以及市場價值的確定;第二部分介紹了多年生植物的存在形式——正在生長著的、培育中的、收獲的和其他形式的,還介紹了一些牲畜;第三部分主要介紹了在評價這些動植物時影響因素和多年生植物的評估方法。《IVS指南10——業資產評估》2005版該指南中指出了生物資產是活的動物和植物,評估中將其劃分為附著地的生物資產和非附著地的生物資產,將其區別於農業資產和個人財產進行評估,要求根據農業生物資產的類型和周期性按照市場法對農業資產進行評估。《澳大利亞評估准則與實踐》對鄉村資產評估進行了介紹,其中包括對生物資產相關不動產的闡述,如果園的建設投資、養殖設備、設施等評估。國外學者進行很多有關生物多樣性經濟價值評估的理論、方法及其應用的研究,從生物多樣性經濟價值的類型、評估方法和案例研究等方面進行論述,國外比較流行的是條件價值法。20世紀70年代以後,隨著福利經濟學對消費者剩餘、機會成本、非市場化商品與環境等公共產品價值的思考,生物多樣性經濟價值的評估研究逐步形成了一套較為完整的理論、方法體系。經濟合作與發展組織(簡稱經合組織,OECD)將評估方法分為三類,即實際市場價格法(市場分析)、模擬市場法和替代市場法。
從上述國外研究現狀來看,雖然國際評估准則和發達國家的評估准則中對農業資產評估的研究有許多可取之處,但相對於其他資產評估研究來講,起步較晚,而且也不成熟。各評估准則中只是粗略介紹影響生物資產的自然因素,都沒有詳細說明生物資產具體的評估依據、評估原則和不同生長階段下的評估方法及一些參數的選取,未將其作為重點進行研究.、隨著社會的進步及評估的范圍的不斷擴大,現有的國外的理論與方法不能滿足生物資產發展的需要。