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文档介绍
保护生物学整理
保护生物学08级2班西西208寝室Lecture1保护生物学的基本任务1Lecture2生物多样性及其保护4Lecture3小种群与物种灭绝7Lecture4岛屿生态学的基本原理10Lecture5自然保护区的功能12Lecture6易地保护在物种保护中的作用17Lecture7生物资源的持续利用20Lecture8湿地的功能与保护现状23Lecture９生物入侵与生态安全28Lecture10自然保护机构与保护法规32Lecture11我国生物多样性的保护机构和保护法规37保护生物学ConservationBiologyLecture1保护生物学的基本任务一、什么是保护生物学？二、保护生物学的基本内容三、保护生物学与其他学科的关系四、保护生物学的发展历史一、什么是保护生物学？1.保护生物学的概念保护生物学（ConservationBiology）是现代生命科学的一个重要分支，是研究和保护地球上的生物资源，以便人类能够持续地予以利用的科学。(1)自然资源UNEP定义：“是指在一定时间、地点条件下能够产生经济价值、以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称”。指自然界中人类可以直接获得并用于生产或生活中的各种物质的总称。(2)生物资源生物资源是自然资源的一个重要的组成部分，是有生命的自然资源。包括动物、植物和微生物。生物资源和其它非生物资源的不同之处在于：它是一种可再生的自然资源，如果进行合理开发，能够长期予以利用。2.生物资源的价值包括直接价值与间接价值。(1)直接价值（DirectValue)也叫使用价值或商品价值。是人们直接收获和使用生物资源所形成的价值。包括消费使用价值和生产使用价值两个方面。（a）消费使用价值指不经过市场流通而直接消费的一些自然产品的价值。例如：人类直接从自然界收获和消费的水果、薪柴、木材、肉类、药材等。(b)生产使用价值指商业上收获的，用于市场上流通和销售的生物产品的价值。生物资源的产品一经开发，市场价往往要比其自身价值高出很多倍。40\n保护生物学08级2班西西208寝室例如：鼠李（Rhamnuspurshiana）。(2)间接价值(IndirectValue)•指通过生物在自然界中的存在或生态系统的服务功能（ecosystemservices）所体现的价值•包括非消费性使用价值、选择价值、存在价值和科学价值四种价值。（a）非消费性使用价值•是由生态系统的功能与生态效益所决定的。保护生物资源可以为人类社会的可持续发展创造条件。•Costanzaetal(1997)估计每年达33万亿美元。约为全球国民生产总值的2倍。•光合作用：中国陆地生态系统所生产的有机物的价值大约为RMB23300亿元/年。•保持水循环:森林涵养水源；湿地均化洪水。•营养元素的储存和循环：我国陆地固定•N86.64x106;P8.52x106;K49.09x106.非消费性使用价值,非消费性使用价值,生态旅游,欣赏风景,野外探险,观鸟,赏花,森林浴.（b）选择价值•能够在未来某个时候为人类社会提供经济利益，称为生物多样性的选择价值。•保护生物资源，可以为人类引种驯化野生动植物，培育农作物、家禽、家畜的新品种提供更多的可供选择的机会。例如：太平洋紫杉,银杏,野生西红柿,多年生的玉米,现代养殖业（c）存在价值•一些物种的存在，能为所在地区的人民带来某种荣誉感或心理上的满足。人们愿意为防止物种灭绝、生境破坏和遗传变异的丧失而支付的价值总和称为生物资源的存在价值。•例如：大熊猫、金丝猴、褐马鸡、黑颈鹤、白冠长尾雉等。•国鸟：美国（1782）白头海雕印度蓝孔雀•新西兰几维荷兰白琵鹭国鸟评选的标准我国特产或主要分布在我国境内的珍稀鸟类；与我国的历史文化有着十分密切的联系，为广大人民群众所熟知的鸟类；羽色艳丽或行为活动具有特点，具有某种象征意义，能够反映中华民族的精神风貌;具有相对较广的分布范围和一定的种群数量，非极度濒危并能够被人们所观赏到的种类；在维持生态系统的平衡与稳定方面发挥重要作用，具有重要的科学研究和保护价值的种类。（d）科学价值•大多数的生物在科学上都有重要的研究价值。目前，生命科学的实验材料主要是各种类型的生物。•一些物种在生物演化中占有十分重要的地位。例如：1938年在科摩罗群岛海域所发现的矛尾鱼•目前人类所记录到的生物物种在170~200万种。还有大量的物种没有被定名。3生物资源的危机•栖息地的丧失例如：非洲撒哈拉以南地区野生动物栖息地的丧失平均达到65%。•物种的灭绝:目前自然界中物种灭绝的速度被加快了1000倍！•大量的珍稀濒危物种:鸟类、兽类、植物物种的灭绝2002年，世界自然资源保护联盟在宣布，全世界总共又增加了121种濒临灭绝的野生动物。新的“红色名单”收录有1116740\n保护生物学08级2班西西208寝室种濒临灭绝动物，其中包括24％的哺乳动物、12％的鸟类、20％的两栖动物和30％的鱼类二、保护生物学的基本内容•保护生物学是一门新兴的综合性学科。它有三个目标：（1）全方位地记录生物多样性；（2）调查人类对物种、群落及生态系统的影响；（3）提出能够阻止物种大量灭绝、维持遗传多样性、保护和恢复生态系统的可行性方案.•保护生物学的根本任务就是在一定的理论基础上，对地球上的生物资源进行研究保护并进行合理的开发利用。保护生物学的重要研究内容1.可更新资源的持续利用（Sustainableuseofrenewableresources）最大持续产量（maximumsustainedyield;简称MSY)：是对种群的发展不会产生危害的最大可收获量。生物资源的持续利用:生物资源是可更新资源;反对两种倾向;最大持续产量（maximumsustainedyield;简称MSY)：是对种群的发展不会产生危害的最大可收获量;2.物种复壮（Speciesrecovery）受胁物种的等级划分;物种濒危的内因与外因;小种群的遗传管理;种群生存力分析;物种保护与生物多样性保护.3.栖息地的保护（habitatpreservation）栖息地是野生动植物赖以生存的场所，是生物周围环境中一系列自然条件的总合。就地保护与易地保护;自然保护区与国家公园.三、保护生物学与其它学科的关系保护生物学是一门综合性学科，涉及了自然科学与社会科学的多个学科保护生物学的基础是生命科学，它与生物学的其它分支学科的关系密切。四、保护生物学的发展历史•保护生物学的原始思想可以追溯到一千多年前。在世界不同的宗教中都强调对物种和自然环境的保护，主张人与自然的和谐并存。•“天地与我并生，而万物与我合一”（《庄子内篇齐物论》）。•在1937年，P.C.Errington和P.N.Hamerstrom提出了Conservationbiology这个名词。•1978年在美国圣迭戈(St.Diego)大学举行了第一届国际保护生物学大会。•Soule’、PaulEhrlich、JaredDiamond等人提出了保护物种的新的观点和方法，从而促进了保护生物学的形成。1980年Soule’和Wilcox主编的《自然保护生物学：进化生态学展望》出版，这标志着保护生物学开始进入一个发展壮大的新时期。保护生物学的形成•1985年,索莱等人为核心的“国际保护生物学会”（SocietyforConservationBiology）正式成立。•《保护生物学杂志》（JournalofConservationBiology）1987年正式创刊。保护生物学的伦理基础物种多样性和生物群落应受到保护;种群和物种异常快速的灭绝是人类应该尽量避免的;生态复杂性应当得到保持;生物进化应当持续;生物多样性具有内在价值。1992年，联合国环境与发展大会在巴西的里约热内卢举行，通过了“生物多样性公约”，标志着保护生物学进入到了一个新的阶段，即从单一物种的保护转入到了对生物多样性的保护。2007年戈尔和联合国政府间气候变化专家小组共同被授予诺贝尔和平奖。2009年7月第23届国际保护生物学大会在北京召开。保护生物学在我国1987年“中国自然保护纲要”出版；1990年“中国自然保护文集”问世；1991年“自然保护生物学—进化生态学展望”,1992年中国签署了生物多样性公约,1994年“40\n保护生物学08级2班西西208寝室中国生物多样性保护行动计划”。1998年“中国生物多样性国情研究报告”,2001年生物多样性973项目.中国主要濒危植物的保护生物学研究(1993-1997,NSFC)濒危植物的种群结构与动态模型;濒危植物的生殖生物学;濒危植物在形态、细胞和等位酶水平上的遗传多样性国家自然科学基金“九五”重大项目:题目:中国关键地区生物多样性保育的研究内容:关键地区生物多样性编目与评价;物种濒危机制与保育原理;生物多样性与生态系统的维持973项目:长江流域生物多样性变化、可持续利用与区域生态安全要研究主内容1生物多样性的大尺度格局及其形成机制;2生物多样性的生态系统功能;3生物入侵的生态学效应与生态安全4物种分化与物种多样性5.物种的濒危机制与保育对策6遗传多样性高技术保护与持续利用的科学基础7区域生态环境与生物多样性保护;8全国野生动植物保护及自然保护区建设工程我们面临着挑战我们的生态环境正日益恶化。主要表现在：（1）土地荒漠化（2）水资源严重不足（3）森林资源日益枯竭（4）水土流失（5）大量的珍稀濒危物种保护中国的生物多样性:意义重大;任务艰巨;我们的责任我们怎样做？1.学习生物多样性保护的相关知识2.提高生物多样性保护的意识3.用实际行动影响周围的人保护生物多样性Lecture2生物多样性及其保护l什么是生物多样性？l生物多样性的起源l世界生物多样性现状l中国的生物多样性联合国启动“国际生物多样性年”活动为了让人们了解保护生物多样性的重要性并推动各方迅速采取行动，联大在２００６年通过决议，将２０１０年设立为“国际生物多样性年”;主题为“生物多样性就是生命，生物多样性也是我们的生命”。国际生物多样性年活动于2010年１月１１日在德国柏林正式启动。联合国秘书长潘基文就“国际生物多样性年”正式启动发表致词，敦促地球上每一个国家的每一位公民加入保护地球生物的全球联盟。中国生物多样性保护战略国际论坛在成都召开一、什么是生物多样性？Biodiversity（Biologicaldiversity）“生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合，包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统”（蒋志刚等，1997）生物多样性一般是指“地球上生命的所有变异”（孙儒泳，2001）1.生物多样性的基本概念生物多样性是描述自然界生命形式多样化程度一个内容广泛的概念。指地球上所有生物（动物、植物、微生物等）、它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的自然综合体（生态系统）。40\n保护生物学08级2班西西208寝室通常包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个组成部分。（景观多样性）（1）遗传多样性geneticdiversity：是指地球上所有生物携带的各种遗传信息的总和。也称基因多样性。基因多样性是生物适应环境能力的体现，是生命进化和物种分化的基础。遗传多样性的来源：遗传变异（染色体畸变、基因突变、基因重组）（2）物种多样性SpeciesDiversity物种的定义：形态学定义---形态、生理和生化特征独特；生物学定义---自然条件下可相互交配且产生可育后代物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。物种多样性是衡量一个地区生物资源丰富程度的客观指标。在阐述一个国家或地区生物多样性丰富程度时，最常用的指标是：①物种总数，即特定区域内所拥有的特定类群的物种数目；②物种密度，指单位面积内的特定类群的物种数目；③特有种比例，指在一定区域内某个特定类群特有种占该地区物种总数的比例。发展中的生物分类学（形态分类、生化分类、分子鉴定）（3）生态系统多样性ecosystemdiversity生态系统是各种生物与其生存环境所构成的自然综合体。生态系统由生物群落（生产者、消费者和分解者）以及周边环境构成。生态系统的功能是物质循环和能量流转。生态系统的多样性主要是指生态系统类型的多样性和各种生态过程的多样性。（森林生态系统、草原生态系统、湿地生态系统、荒漠生态系统）2.保护生物多样性的重要意义生物多样性为我们提供了食物、纤维、木材、药材和多种工业原料。生物多样性在保持土壤肥力、保证水质以及调节气候等方面发挥了重要作用。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值等方面的调控方面发挥着重要作用。生物多样性的维持，将有益于一些珍稀濒危物种的保存。3.生物多样性的测度物种丰富度;在量化的领域特定物种的总数；物种均匀度：一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况。反映的是各个物种个体数目分配的均匀程度多样性的指数•Alphadiversity：群落内的物种总数，即物种丰富度•Betadiversity：一个区域内物种组成沿着环境梯度的变化程度。•Gammadiversity:一个大范围内所有生态系统中的物种总数。二、地球上生物多样性的起源最初的生命：最早的生物-水生、单细胞原核生物地球上生物进化的历程：地球与太阳系的形成约在46亿年前；35亿年前出现了原核生物；寒武纪（6亿年前），菌藻类；奥陶纪（5亿年前），棘皮动物多样化，无脊椎动物；石炭纪（3.5亿年前），陆生孢子植物（蕨类）繁盛、两栖动物多样化，出现最早的爬行类；三叠纪（2.3亿年前），早期恐龙、哺乳动物出现，裸子植物开始占优势。海洋无脊椎动物多样化；侏罗纪（1.8亿年前），爬行动物多样化。鸟类出现。裸子植物占优势；第三纪中新世（2300万年前），哺乳动物、鸟类、被子植物和昆虫发生适应辐射；第四纪全新世（250万年前），人类出现。三、世界生物多样性的现状1、地球上的生物资源现状：地球物种总数约在1000—5000万种之间；大量物种尚未被人类发现和描述（热带）；新种：水杉银杉柳莺；40\n保护生物学08级2班西西208寝室在挪威通过DNA检测，发现每克土壤有细菌4000多种。1983年一个新的动物门Loricifera被发现2、生物多样性的分布规律：低纬度地区的生物多样性高于高纬度地区（几乎所有的生物类群的物种多样性均随着纬度的降低而上升，即越靠近热带地区物种越丰富）。地质历史古老地区比年轻地区的生物多样性更为丰富。地球上生物多样性的分布还受到一系列因素的影响，如地形、气候等等。3、世界上生物多样性特别丰富的国家确定一个国家生物多样性是否丰富主要从两个方面来考虑：（1）所拥有的物种总数。物种数越多，生物多样性越丰富。（2）所拥有的特有种类数量。某个国家特有种(Endemicspecies)越多，则其生物多样性越丰富。在全世界范围内，生物多样性特别丰富的国家有12个，即巴西、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、墨西哥、扎伊尔、马达加斯加、澳大利亚、中国、印度、印度尼西亚和马来西亚。这12个国家占有全世界60—70%的多样性。巴西的生物多样性：巴西的面积和人口在世界上占第五位。851万平方公里,人口1.92亿，7491km海岸线，是全世界物种多样性最丰富的国家。许多生物类群在世界上名列榜首。例如，灵长类有55种，占世界的14%；有花植物56000种，占世界的19%；两栖类516种，为世界之首；淡水鱼3000种以上，为其它国家的三倍以上；昆虫估计有1000—1500万种；其热带雨林的面积达3亿5千7百万公顷，占全世界热带森林面积的30%，面积位于世界的首位。哥伦比亚的生物多样性：哥伦比亚领土面积约为114万平方公里，仅占世界陆地面积的0.77%，人口4453万，却分布有约占世界10%的动植物种类。以物种数计，哥伦比亚是全世界物种最丰富的国家之一，仅次于巴西，据世界第二位。哥伦比亚拥有高等植物45000—50000种，几乎与巴西相同（而巴西的面积为其7倍）；兰科植物有3500种，占世界总数的15%，名列世界的榜首；鸟类1721种，占世界总数的20%，为世界第一；陆生脊椎动物有2890种，占世界第三位。印度尼西亚的生物多样性：领土192万平方公里（包括13000座岛屿）人口2.15亿。印度尼西亚为亚洲生物多样性最丰富的国家。森林面积为114万平方公里，仅次于巴西；其高等植物约20000种，占世界的第7位，棕榈科植物在世界上首屈一指；拥有丰富的动物区系，哺乳动物515种，在世界上为第一位；鸟类1515种，为世界上第三位，亚洲第一位；凤蝶121种，为世界第一；爬行类600种，为亚洲第一，世界第三；海洋鱼类约有7000余种，位居世界前茅。印度尼西亚的动植物区系中特有种类十分丰富。哺乳类中有36%为特有种；515种鹦鹉中有40%为特有种；凤蝶121种之中44%为特有种。扎伊尔的生物多样性：面积234万平方公里，人口3485万，为非洲生物多样性最丰富的国家。热带雨林面积为世界第三；哺乳动物409种，名列世界第4位；鸟类1086种；两栖类216种，约为非洲第一；植物11000种，仅次于南非。澳大利亚的生物多样性：面积768万平方公里（第6），人口2170万。澳大利亚因特有动植物种类十分丰富而成为生物多样性最为丰富的国家之一。有686种爬行动物，据世界第二位；23000种有花植物，据世界第五位；197种两栖动物，据世界第十位；有世界上最大的珊瑚礁群—大堡礁。特有种类：40%的鸟类；37%的哺乳类为特有种，在陆生脊椎动物和有花植物中特有种占81%。四、我国生物多样性的现状•我国国土辽阔，气候多样，地貌类型丰富，河流纵横，湖泊众多。复杂的自然地理条件为各种生物的生存和繁衍提供了有利条件40\n保护生物学08级2班西西208寝室，使我国成为世界上物种多样性最丰富的国家之一。1、生态系统的多样性：1、森林生态系统：寒温带针叶林：落叶松林、云杉林、冷杉林和松林。温带针阔叶混交林：红松阔叶混交林为主。暖温带落叶阔叶林和针叶林：由各种栎树、落叶松及油松等构成。亚热带常绿阔叶林和针叶林：主要分布在华中、华南地区。热带雨林：占我国国土面积的0.5%，却拥有全国种类的25%，主要分布在云南、海南、广西南部和西藏东南部。2、草原生态系统:温带草原：内蒙古草原、黄土高原北部、松嫩平原；高寒草原：青藏高原；荒漠山地草原：阿尔泰、天山、昆仑山地区。3、荒漠生态系统:主要分布在中国的西北部，面积约占国土面积的20%，其中沙漠和戈壁面积共有100多万平方公里。4、农田生态系统:主要分布于我国的东南部，耕地占国土面积的11%，包括农田、茶园、桑园、果园、橡胶园等。5、湿地生态系统：主要包括淡水湖泊、河流和沼泽。我国湖泊很多，面积在50平方公里以上的大中性湖泊主要分布在青藏高原、蒙新地区、云贵高原、江汉平原和三江平原。我国沼泽总面积约1400万公顷，集中分布在三江平原、东北山地、若尔盖高原等地。6、海岸与海洋：海岸滩涂生态系统、河口湾生态系统、海岸湿地生态系统、红树林生态系统：红树占世界红树种类的40%以上、珊瑚礁生态系统：185种造礁珊瑚（海南）、海岛生态系统、大洋生态系统。2物种多样性：据统计，我国已记录到的主要生物类群的物种总数有83000多种，其中不包括尚未记录到的大约10万种昆虫和许多土壤动物。3遗传多样性：我们的生物遗传多样性十分丰富，可以从栽培植物和家养动物丰富的品种资源反映出来（栽培作物：中国是世界上主要作物的起源中心和多样性分布中心。目前栽培的农作物有600多种，其中237种起源于中国。各种栽培作物都有许多品种。如：水稻、玉米、小麦、大豆；我国蔬菜有56科229种。其中常见蔬菜80多种，品种20000个以上。我国特产蔬菜：白菜、冬瓜、毛豆、韭菜、大葱等。常见果树30多种，品种上万个。我国特产果树：柿、甜橙、荔枝、龙眼、枇杷、杨梅等。我国现有家养动物596种，品种有2222个。各种家养动物都有很多类型。马66种，驴22种，牛73种，水牛20种，绵羊79种，山羊48种，猪113种，鸡109种，鸭35种，鹅21种。保护生物多样性的途径设立自然保护区，对生物多样性和珍稀濒危物种开展就地保护工作。开展迁地保护，拯救珍稀濒危物种。建立保护机构和自然保护团体，加强自然保护法规的建设。积极开展科学研究，为生物多样性的保护提供理论依据。Lecture3小种群与物种灭绝一、小种群的形成与自然选择二、最小可存活种群及其估算方法三、物种灭绝的方式四、物种灭绝的原因一、小种群的形成与自然选择1.小种群（smallpopulation)形成的方式（1）一些野生动植物种群在某些生态因子的作用下数量锐减，最终形成了小的种群。例如：虎，朱鹮，百山祖冷杉（2）通过遗传突变，在原来种群的基础上所形成的一些新的种群虎的现状Pantheratrigus1、孟加拉虎：分布于印支半岛，数量约3,060--4,735头。2、西亚虎（又称里海虎）：分布于土耳其、亚洲中部及西部，现已绝种。3、东北虎（又称西伯利亚虎40\n保护生物学08级2班西西208寝室）：分布于中俄边境的黑龙江及朝鲜一带，估计种群数量约有437--506头。 4、爪哇虎：分布于印尼爪哇，现已绝种。5、华南虎：分布于华中地区南部。6、巴厘虎：分布于印尼巴厘岛，现已绝种。7、苏门答腊虎：分布于印尼苏门答腊，约有400--500头。8、东南亚虎（又称印支虎）：分布于东南亚大陆地区，约有1,180--1,790头。2.自然选择NaturalSelection（1）小种群因受到环境因子（如天灾、疾病、外来物种的压力等）的冲击而导致种群数量波动甚至灭绝的机会要高于数量大的种群。（2）遗传基因，尤其是那些稀少而特殊基因的丧失，对种群的存活影响可能很大。**有些稀有而特殊的基因，尽管在种群中出现的频率不高，但可能具有一些特殊功能。（3）小种群发生近亲交配的机会较多，而导致种群的繁殖成功率下降或死亡率上升。Hardy-Weinberg定律：在一个有性生殖的自然种群中，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。要满足的条件：种群大；随机交配；没有突变发生；没有新基因的加入。二、最小可存活种群MinimumViablePopulation指的是一个能够容忍某种程度的环境冲击而继续存活一段相当长的时间的最小生物种群。其种群大小为一阈值（threshold），当种群数量低于这个阈值时，将有灭绝的危险；而当种群数量高于这个阈值时，则该种群就可以安全的存活一段时间。MVP的估算方法：因为每一代遗传基因的变异度的损失率（ΔF）均与种群大小有关，即存在如下公式：ΔF=1/（2Ne）；其中，遗传基因变异度的损失率ΔF，在这里是1%，Ne为有效种群大小（effectivepopulationsize)，指的是种群内可以产生子代的个体数目。将ΔF=1%代入上述公式，则：Ne=1/（2X1%）=50结果表明，至少Ne=50时，才能使基因变异度的损失低于1%，也就是10代以后，该种群仍有原种群90%的遗传基因变异度存在。因此，种群在短时间内存活不成问题。在保护生物学上，Ne=50可代表一般生物短期“最小可存活种群”的数量。对于长期存活，还应考虑遗传漂变所造成的基因变异度的损失。根据有关专家推算，长期存活的“有效种群数量”Ne至少应在500以上。几种特例:（1）当性比不为1:1时（或婚配为多配制时）Ne=4NmNf/(Nm+Nf),Nm和Nf分别为参加繁殖的雄性动物个体数和雌性个体数。（2）对于存在世代重叠的种群（如昆虫、两栖类），种群大小在各世代都不相同时，则有效种群大小为各世代Ne的调和平均数，即：1/Ne=1/t(1/N1+1/N2+…+1/Nt),其中Nt：t年的平均有效种群大小。三、物种灭绝的过程物种的灭绝是生物进化的产物;灭绝的概念:一般是指生物物种消失的现象。从对物种保护程度的不同认识，可把灭绝分为以下5个类型（1）正常灭绝(normalextinction)或背景灭绝(backgroundextinction):即在正常的生态环境条件下，某个生物类群因不能适应或者来不及适应环境条件的变化而逐渐衰落，直至全部死亡。这种灭绝是生物进化过程中物种更替的一种正常的现象，自生命起源之后就已存在。（2）集群灭绝(massextinction):在某些地质时期，由于生态环境发生剧烈的变化而导致的生物大规模灭绝现象。整科、整目甚至整纲的生物在可以很短的时间内彻底消失或仅有极少数残存下来。大规模的集群灭绝有一定的周期性，大约6200万年就会发生一次。（3）野外灭绝:如果一分类单元一直仅是在人为控制状况下存活，而野生个体不存在，就可认为是野外灭绝。(4)局部性灭绝:40\n保护生物学08级2班西西208寝室一个种若在生活过的某栖息地不再存在，但在其他地方有发现，则称为局部性灭绝。（5）生态灭绝(ecologicallyextinction):当一个种的数量减少到对群落的其他成员不足以产生影响时，可算作是生态灭绝。如现在世界上尚存数量极少的虎，它们对猎物种群的影响已无多大意义。2.历史上的六次物种大灭绝事件第一次生物大灭绝:时间：为距今4.4亿年前的奥陶纪末期。原因：古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。大片的冰川使洋流和大气环流变冷，整个地球的温度下降，海平面降低。结果：原先丰富的沿海生物圈被破坏了，导致了85%的物种灭绝。50%的动物科灭绝（三叶虫）第二次生物大灭绝:时间：距今3.65亿年前的泥盆纪后期。原因：地球气候变冷和海洋退却。事件：海洋生物遭受了灭顶之灾。30%的动物科灭绝（无颌类、盾皮鱼类）第三次生物大灭绝:时间：距今2.5亿年前的二叠纪末期原因：由气候突变、沙漠范围扩大、火山爆发等一系列原因造成。事件：导致超过95%的地球生物灭绝。其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝。三叶虫、海蝎以及重要珊瑚类群全部消失。许多爬行类也灭绝了。意义：这次大灭绝使得占领海洋近3亿年的主要生物从此衰败并消失，生态系统也获得了一次最彻底的更新，为恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路。第四次生物大灭绝:时间：距今2亿年前的三叠纪晚期。事件：估计有76%的物种，其中主要是海洋生物在这次灭绝中消失。爬行类动物遭遇重创。海平面下降之后又上升，出现了大面积缺氧的海水。第五次生物大灭绝:时间：6500万年前后，白垩纪晚期;事件：是地球史上第二大生物大灭绝事件，约75%--80%的物种灭绝。长期统治地球的恐龙灭绝了。海洋中的菊石类也一同消失。第六次生物大灭绝:时间：更新世（1万年前）开始;事件：1600年以来，有记录的高等动物和植物已灭绝724种。原因：人类活动引起的。3.红色皇后假说一些研究者将生命的进化历史比喻为一场持久的竞赛。在这场竞赛中永远没有胜者，只有退出比赛的一方——即那些走向绝灭的物种。这种观点被VanValen（1973）归纳为一个假说，即RedQueenhypothesis这个假说的基本思想是，一个物种必须不停的进化以便与周围不断变化的环境步伐一致，因为其他的物种都在进化之中，这种进化改变了资源的可利用性和生物之间相互作用的格局。四、物种灭绝的原因:1)长期/大面积的物种灭绝：指物种在一个相对较长的时间内，在一个面积较大的分布区内出现灭绝的情形。2)短期/小规模的物种灭绝：指生境岛屿（或狭义的岛屿）形成的时间较短，而其面积相对较小的物种灭绝方式。许多物种所出现局域性灭绝（localextinction）多属于这种方式。物种的灭绝是一个自然过程。在这个过程中，有一系列因素在起作用，包括：内因：造成物种灭绝的根本原因内因在于其本身的生物学习性。一般来说，已灭绝物种或濒于灭绝的动物物种都具有以下几个特点：（1）体型较大（2）种群密度较低（3）出生率低，死亡率高，导致种群负增长。（4）扩散能力较差（5）食性出现特化，对环境的适应性较差。外因：加速物种的灭绝进程:（1）非人为因素(天体运动,地质活动,气候变化,物种之间的相互作用)（2）人为因素(栖息地的改变：过度狩猎,引进物种,化学污染)栖息地的破坏(森林的砍伐,湿地被围垦,农业耕作制度的改变)过度利用:40\n保护生物学08级2班西西208寝室世界上有些物种是由于人类过度利用而灭绝的。著名的例子：旅鸽、渡渡鸟。引进物种:将物种从一个地区人为引种到另一个新的地区的行为称为“引入”（introduction).将不属于本地区的动植物物种引入到该地区，往往会造成本地区动植物区系的破坏和一些特有种的灭绝。化学污染(剧毒农药的使用,水域污染,大气污染)滇金丝猴的保护:科学家发现，金丝猴属在系统发育上，正处于旧大陆猴与猿之间的特殊分类地位，因此研究金丝猴对于人们认识和了解人类自身的进化历程有着特别重要的意义和极高的学术价值。目前全世界范围内共发现金丝猴属有４个现生物种，即越南金丝猴、川金丝猴、黔金丝猴和滇金丝猴。它们均被列入了世界濒危动物红色名单。这４种金丝猴，除越南金丝猴分布在越南北部外，其余三种均为我国大陆所特有分布。滇金丝猴(Rhinopithecusbieti),又名黑白仰鼻猴,当地人称为“雪猴”。属灵长目(Primates),猴科(Cercopithecidae),金丝猴属(Rhinopithecus)。是我国特有珍稀濒危灵长类动物,保护级别Ⅰ级。世界自然保护联盟(IUCN)将其列为世界高度濒危物种。滇金丝猴（Rhinopithecus）有着重要的科学研究价值：1.世界上海拔分布最高的灵长类(海拔3800～4300m)2.为数不多的几种完全分布于温带的灵长类之一3.国家一类保护动物，我国特有灵长类之一分布及现状;现存种群数量约为1000~1500只;所有现存自然种群几乎均处在相互隔离状态，呈岛屿分布，群间不可能进行基因交流。造成濒危的原因（分布区人口不断增加,高山牧场不断扩大，使得栖息地极度破碎，基因交流中断，种群增长率衰退）和过度盗猎导致濒危保护措施就地保护（就地保护）迁地保护（人工驯养繁殖）离体保护（超低温冷藏技术）成果：种群数量有所增加；群众的保护意识明显提高问题：保护区的投资和建设尚未到位；人与野生动物的资源竞争Lecture4岛屿生态学的基本原理l岛屿生态学的基本理论(什么是岛屿？岛屿生态学的形成历史;物种——面积关系;岛屿平衡理论;对岛屿平衡理论的检验)l自然保护区及其效应(样本效应短期岛屿化效应长期岛屿化效应l生境片段化与集合种群的理论一、岛屿生态学的基本理论1.什么是岛屿？岛屿有广义和狭义两种不同的含义。1)狭义的岛屿：散布在海洋、江河或湖泊中的四面环水、高潮时露出水面、自然形成的陆地。彼此相距较近的一组岛屿称为群岛。形成方式：（1）火山活动造成海底隆起；形成「海洋島」（Oceanicislands）（2）大陆割裂，形成「大陸島」（Continentalislands）2）广义的岛屿:自然界中具有明显边界、任何呈孤立存在的环境类型。在保护生物学中，我们经常使用的名词为“生境岛屿”或“栖息地岛屿”（habitatisland40\n保护生物学08级2班西西208寝室）。生境岛屿的形成许多与人类活动有关。2.岛屿生态学的形成历史岛屿生态学IslandEcology:是生态学中的一个分支学科.主要研究在岛屿上生活的生物与其周围环境之间的相互关系岛屿生态学形成于20世纪60年代3.物种—面积关系现象：岛屿面积越大，在岛屿上生活的生物的种类越丰富Darlington:在西印度群岛中，两栖爬行动物物种数的分布与岛屿的面积相关。面积缩小10倍，岛屿上的物种数减少一半。岛屿上物种与面积的关系通常是一种曲线关系;这种关系可以用一个数学公式来表示：S=cAZS为物种数；A为岛屿面积；C，Z均为无单位的参数C的数值取决于分类类群以及生物地理区域。在种数较多的生物类型较高（如昆虫），而在种数少的类群值较小（如鸟、兽）Z值一般为0.25左右，变化范围在0.12—0.35之间；C的数值取决于分类类群以及生物地理区域。在种数较多的生物类型较高（如昆虫），而在种数少的类群值较小（如鸟、兽）Z值一般为0.25左右，变化范围在0.12—0.35之间；岛屿面积与物种的关系（取对数）logS=zlogA+logcz为直线的斜率;Z值的大小:样本z值岛屿z值(隔离区z值）规律：样本z值总是小于隔离区z值样本z值0.12----0.17岛屿z值0.18----0.35物种-面积关系的应用预测物种灭绝的速率:Simberloff(1986)预测50%生境破坏，10%的物种消失；90%生境破坏，50%物种消失确定自然保护区的大小4.岛屿平衡理论MacArthur和Wilson提出“岛屿平衡理论”（Equilibriumtheoryofisland）一个岛屿上的物种数实际上是由迁入(immigration)和灭绝(extinction)两者的平衡决定的，而这种平衡是一种动态的平衡，物种不断地灭绝或被相同的或不同的种类所替代。岛屿平衡理论的预测l一个岛屿上的物种数随着时间推移最终会达到大致恒定的水平。l大型岛屿可以支持比小型岛屿更多的物种。l随着岛屿孤立程度（remoteness）的增加，生活在岛屿上的物种数将下降。5.对岛屿平衡理论的检验岛屿面积效应（Islandeffects)岛屿隔绝对岛屿物种数的影响三、生境的片段化与集合种群1.生境片段化HabitatFragmentation栖息地片段化有两方面含义，其一是指栖息地连续性（continuity）被破坏的结果，即由栖息地斑块构成的空间格局（pattern）；其二是产生这种空间格局的过程。生境片段化的后果总生境面积的减少影响种群大小和灭绝率;40\n保护生物学08级2班西西208寝室形成非连续的生境斑块或碎片影响扩散和迁入率边缘效应Edgeeffects2.集合种群由于栖息地片段化，从而形成了一系列在空间上具有一定距离的栖息地斑块，同时也使一个较大的生物种群被分割成许多小的局部种群（localpopulations）。由于片段化生境的随机变化，致使这些小的局部种群随时都可能灭绝。但由于个体在斑块间的扩散（dispersal）作用[7]，又可能在那些已灭绝的栖息地斑块中重新建立起新的局部种群。这就形成了一种典型的集合种群（metapopulation）动态。集合种群是指在相对独立的地理区域内，由空间上相互隔离但又有功能联系的两个或两个以上的局部种群组成的种群镶嵌系统。三、自然保护区及其效应自然保护区NatureReserve:人为划定的需专门加以保护的特殊地理区域。1.样本效应:大多数自然保护区，无论其面积大小，实际上都仅仅代表了陆地上某种景观的一个部分而非其整体，换言之，自然保护区是某种生境的一个样本。其具体表现是，随着保护区面积的减少，一些物种（稀有种、聚集分布的物种）将会被排除到保护区范围以外。2.短期岛屿化效应:邻近生境的作用:为一些物种提供足够的生活空间为濒危种群补充一些个体，防止小种群的灭绝（营救效应）随着适宜物种生存的邻近生境随之消失，导致那些对邻近生境有所依赖的的物种会立即消失。保护区的这种效应，称为短期岛屿化效应。3.长期岛屿化效应随着自然区域日益变成岛屿状以及种源地日益变得稀少和遥远，迁入率会随之而减少，迁入—绝灭的平衡被打破。因为迁入—绝灭的平衡被打破而导致岛屿上物种丧失的现象称为长期岛屿化效应。气候周期性变化也可以使生活在岛屿环境中的物种灭绝Lecture5自然保护区的功能一、自然保护区与保护地的基本概念二、世界自然保护地的基本类型三、我国自然保护区的基本类型四、自然保护区的功能五、自然保护区的规划六、世界自然保护区的发展历史七、我国自然保护区的发展历史与现状一、自然保护区的基本概念1.定义：自然保护区（NatureReserve)是一个人为划定的、需加以保护的特殊地理区域。Ø自然保护区是一个特殊的地理区域Ø自然保护区是人为划定的40\n保护生物学08级2班西西208寝室Ø自然保护区需要进行保护建立自然保护区是保护典型生态系统和生物多样性、拯救珍稀濒危野生动植物的最有效措施。IUCN的定义:通过法律及其他有效方式，特别用以保护和维护生物多样性、自然及文化资源的陆地或海洋。大自然保护协会（TheNatureConservancy):成立于1951年。2009年会员有100多万人。采取温和的、企业式运营手段开展保护;推广合理利用土地的经验;购买需要保护的土地;资金来源(企业资助,私人捐款)2自然保护区的保护对象典型的、有代表性的自然生态系统。珍稀、濒危及重要资源动植物。重要的水源涵养地。著名的自然景观和人类自然与历史文化遗产。二、世界自然保护区的类型1.严格自然保护区（Strictnaturereserve)l为了生物多样性的保护、科学研究、教育、环境监测的目的而建立的。l具有典型的生态系统和极特殊的动植物区系以及一些特别珍贵的物种资源。该区域的保护对于全球生物多样性的保护与研究有十分重要的价值。l实行严格的保护。一般不向公众开放，不允许进行休养、旅游等活动，但可以进行有组织的科学考察。l这种保护区的土地所有权和使用权均属于国家，由国家的有关权利机构设立专门的管理机构负责保护区的日常管理。2.国家公园（NationalParks）建立目的：为了科学研究、教育、休闲娱乐目的而建立的风景名胜区。主要特点：（1）面积较大。（2）区内具有一些未被人类开发利用的生态系及一些可供观赏的自然景观。（3）在区域内严禁开发自然资源的大规模生产性活动。(4）可以参观访问。3.国家自然历史遗迹保护区（Nationalmonumentsandlandmarks）l指为保护具有重要意义的特殊自然体，如地质断层、地貌结构、冰川、火山遗迹等而设立的保护区l一般区域面积较小;可以进行参观4.保护性景观（Protectedlandscape）l具有一定面积的陆地、海洋或海岸带。l是在人与自然长期相互作用下形成的具有显著美学、生态学或文化价值的特殊地段。l包括自然的、半自然的、文化性的景观。既有自然风景，又有历代人为加工改变而形成的人工景观，多为风景名胜区。5野生动物管理区(ManagedNatureReserveandWildlifeSanctuaries）l保护具有重要意义的生态系统、生物群落和生物物种l通过对栖息地/物种的有效管理来进行保护l这种保护区可以开展适当的人为活动，并允许一定程度的收获。6.多种经营管理区（Multiple-usemanagementareas）与自然资源保护区（Resourcereserve）l单项自然资源的保护地或储备地、禁猎区等。目的是为资源持续利用创造条件。l具有相当大面积的区域，可以进行木材生产、水资源利用、放牧、养殖等活动。l要计划经营，并进行一定的保护管理，划分为多个小区，分别经营和管理。特殊类型的自然保护区l生物圈自然保护区;世界自然历史遗产保护地;人类学保护区40\n保护生物学08级2班西西208寝室人与生物圈保护区l生物圈保护区是按照地球上不同生物地理省建立的全球性的自然保护网l把自然保护地与科学研究、环境监测、人才培训、示范作用和当地人民的参加结合起来l强调人与自然的协调和谐。保护区是开放的并与其区域互相作用。当地居民参与保护区管理l到2009年，我国有28个自然保护区加入了世界生物圈保护地网。三、我国自然保护区的类型1.自然生态系统类型自然保护区Ø保护对象:有一定代表性、典型性和完整性的自然生态系统。分5类：Ø森林生态系统;草原与草甸类型生态系统;荒漠生态系统;内陆湿地和水域生态系统;海洋与海岸生态系统2.野生生物类自然保护区l保护对象为：野生生物物种尤其是珍贵、濒危的动植物的种群及其栖息地。l分野生动物与野生植物两种类型。3.自然遗迹类自然保护区保护对象：特殊意义的地质遗迹和古生物遗迹等自然历史遗迹。中国的保护地l自然保护区NatureReserves2000(15%)l风景名胜区ScenicLandscapeandHistoricalSites800(>1%)l森林公园ForestParks1400(>1%)l地质公园、水利风景区、自然保护小区等GeologicalParks,WaterConservationScenicAreasandNaturalsmallreserves四、自然保护区的功能1自然资源与自然环境的保存基地。l保护自然资源与自然环境是自然保护区的首要任务：通过设立保护区，使各种典型的生态系统，在人工保护下，正常的生存与繁衍，使各种有科学价值和历史意义的自然历史遗迹和各种有益于人类的自然景观可以保持其本来面目。2珍稀濒危物种的避难所l随着工农业生产活动的加剧，珍稀濒危物种所面临的威胁越来越严重。许多种类已面临灭绝的危险，而保护区的建立，为这些物种提供了一块相对比较安全的避难所。使其在相当长的时间内能够存活，并有希望以保护区为根据地来逐渐扩展其分布区，恢复野生种群的规模。海南坡鹿:栖息地需求:海拔低于200米的山地;喜欢灌丛草地和低平热带草原;随机利用季雨林;在开阔的栖息地中进行繁殖活动;新生仔鹿隐藏在灌丛草地中3监测全球环境变化的良好的基地全球环境变化与我们人类的生产、生活密切相关，因此已成为当前科学界研究的一个热点课题。自然保护区是地球上受到人类活动干扰相对较小的区域，自然环境具有典型性和原始性，因而在这些区域开展环境变化的研究可以得到十分客观的科学数据，对于揭示全球环境的演变规律发挥着重要作用。4良好的科研基地由于自然保护区内生态系统具有典型性和代表性，区域内物种多样性程度高，珍稀濒危物种种类多，因此往往成为生物学家良好的科研基地。40\n保护生物学08级2班西西208寝室5宣传教育基地l普及科学知识、宣传野生动物保护法规、培育人们的自然保护观念l一些大专院校的实习、夏令营活动往往也在自然保护区进行6资源合理利用的示范基地五、自然保护区设计原理l物种—面积关系：S=cAzl岛屿平衡理论：岛屿上的物种数是迁入率与绝灭率达到平衡的结果。迁入率与绝灭率均与岛屿距种源地的距离有关。距离越近则迁入率越高，而绝灭率越低。l最小可存活种群理论考虑的问题l保护区建立的地点l保护区应多大面积才能保护物种？l单个大型的保护区还是几个小型的保护区效果好？l一个保护区最好的形状是什么？l当建立几个保护区时，其布局应该如何？保护地的大小lSLOSS争论（singlelargeorseveralsmall）l大型保护地支持论：ü可以降低边沿效应ü能够包括更多的物种ü当保护地大到一定程度，更好的策略是在一定范围之外建立一个新的大型保护地l小型保护地支持论：ü同样总面积，小型保护地包括更多的物种ü可以防止灾害发生ü利于宣传教育工作的开展l核心区：是保护区的核心，主要是各种原生性生态系统类型保存最好的地方。核心区除供观测、研究外，实行绝对保护，不得进行任何影响或干扰生态环境的活动。l缓冲区（半保护区）：位于核心区的周围，可以包括一部分原生性生态系统类型和由演替类型所占据的半开发地段。其作用有两个方面：一是可以防止核心区受到外界的影响与破坏，起一定的缓冲作用；二是可用于某些试验性或生产性的科学试验研究，可从中划出一些地方做薪材、采药和观光旅游的基地。l实验区（过渡区）：在缓冲区的周围划出一定地段的保护区。可根据自然资源条件，开展科学试验、教学实习、参观考察、驯养繁殖和多种经济活动。七、自然保护区的发展历史l1872年，美国国会批准建立了世界上第一个自然保护区，即黄石国家公园，面积约81万hm2。国际自然保护区l日本已有369个国家公园，370个自然保护区，总面积560万ha，占国土面积的15％。l美国有自然保护区669个，国家公园38个，总面积达9360万ha，占用土面积的10％。l保护区面积较大的国家有德国（29%）、澳大利亚（28%）；英国（15%）。l智利、博茨瓦纳等国家的自然保护区崐面积都已达到国土面积的20％。l40\n保护生物学08级2班西西208寝室扎伊尔、巴西、智利、坦桑尼亚等国家自然保护区的面积都已发展到1000多万ha以上。l保护地面积比例较少国家有俄罗斯（5%），希腊（2%）、土耳其（0.7%）。八、我国自然保护区的发展历程我国自然保护区的历史l第一个自然保护区是由中国科学院建立于1956年的广东省鼎湖山自然保护区，与“世界第一”相比，晚了84年l历史发展分为四个阶段：1）-创建时期（1956-1965）l我国自然保护区的建立开始于1956年。l１９５６年10月，林业部批发了《天然林禁伐区(自然保护区)划定草案》和《狩猎管理办法(草案)》。l1956年我国在广东省肇庆市建立了以保护南亚热带季雨林为主的第一个自然保护区──鼎湖山自然保护区。l1957年在福建建立了以保护中亚热带常绿阔叶林为主的万木林自然保护区。l1958年在云南西双版纳建立了小勐养、勐后、勐腊三个保护区，对热带雨林及珍稀动物亚洲象、野牛、犀鸟等进行保护。l1961年，全国各地规划的自然保护区和禁猎区有70多处，其中自然保护区级20处，面积814万ha，约占我国国土面积的0.1％。l到1965年为止，我国正式建立的自然保护区19处，面积为64.8874万ha。2）-停滞与缓慢发展时期（1966-1976）l10年文革，我国自然保护区事业基本上处于停滞状态，不仅没有建立新的保护区，一些已建的自然保护区也受到了一定程度的破坏。l1973年8月召开了第一次全国环境保护工作会议，在会议上提出了我国《自然保护区暂行条件(草案)》供会议讨认并获通过。l1975年后我国又新建了一批自然保护区，如浙江天目山自然保护区于1975年建立l1975年-1978年建立了卧龙、九寨沟等8个大熊猫自然保护区。l到1978年底，我国共建自然保护区34个，面积达126.5万ha占国土面积的0.13％。3）快速发展阶段（1978--2000）l1978年12月十一届三中全会召开以来，改革开放到1996l《关于加强自然保护区管理、区划和科学考察工作的通知》l稳步增长阶段，平均每年增加55个保护区，6个国家级保护区l相应的法律和法规体系在这期间逐步建立起来l1978年3月5日，通过《中华人民共和国宪法》使我国的自然保护事业纳入了法制轨道。l1978年中华人民共和国人与生物圈国家委员会l1979年通过了《中人民共和国环境保护法》l1984年颁布《中华人民共和国森林法》和《全国自然保护区区划方案》l1985年《森林和野生动物类型自然保护区管理办法》、《中华人民共和国草原法》、《保护世界文化和自然遗产国际公约》l1987年纲领性文件《中国自然保护纲要》l1988年11月颁布《中华人民共和国野生动物保护法》。l1992年加入《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》、签署了《生物多样性公约》、成立第一届国家级自然保护区评审委员会40\n保护生物学08级2班西西208寝室l1994年《中华人民共和国自然保护区条例》、《地质遗迹保护管理规定》、签署了《联合国防治荒漠化公约》l1995年全球环境基金（GEF）“中国自然保护区管理”项目启动（1790万美元）、《海洋自然保护区管理办法》。•到1987年初，我国自然保护区总数达481个，总面积2370万ha，占国土面积的2.4％。•1998年中国发生严重的水灾。在长江上游实施了禁伐令和1999秋天开始实施退耕还林还草和退耕还湖工程•平均每年增加160个保护区，16个国家级保护区•2000年一年内保护区数量的增长达到320个l截止2007年底，全国共建立自然保护区2531处，面积为1.52亿公顷。4）科学发展阶段（2001-l2001年《全国野生动植物保护及自然保护区建设工程》正式启动l目前全国80%的野生动物和60%的高等植物，特别是国家重点保护的珍稀濒危动植物绝大多数都在自然保护区里得到较好保护。存在问题l现有保护区的数量和面积不能适应自然保护工作的需要。l自然保护区建设未得到普遍重视，发展不平衡。l经费投入明显不足。l管理工作落后，保护区管理人员素质较差。北京自然保护区现状l北京现有自然保护区20个，共13.4万公顷，占北京市国土面积的8%。2个国家级；12个市级6个区县级Ø松山国家级自然保护区:属于燕山山系，区内生境多样、溪流丰富。Ø华北地区面积最大的天然油松林。Ø维管植物800余种，脊椎动物180余种。多样的生境和丰富的物种资源野鸭湖湿地自然保护区n由官厅水库及附近的水系构成，湿地生态系统典型。n华北地区重要的鸟类迁徙停歇地。n共有湿地植物380余种，栖息的鸟类达到240余种。丰富的鸟类资源，开阔了学生的视野，增进了学生的自然保护意识。定期的全国大学生观鸟比赛，为学生参与社会搭建了平台。百花山自然保护区ü属太行山系，境内东灵山是北京市第一高峰。ü植被类型多样，垂直带明显。ü植物1075种，脊椎动物170余种。汉石桥湿地自然保护区；怀沙河怀九河自然保护区；拒马河自然保护区；白河堡自然保护区；龙庆峡自然保护区Lecture6易地保护在物种保护中的作用物种保护的两种基本途径l就地保护insitupreservation,on-sitepreservation40\n保护生物学08级2班西西208寝室在野生动植物的原产地对物种实施有效的保护。l易地保护（迁地保护）exsitupreservation,off-sitepreservation通过将野生动植物从原产地迁移到条件良好的其它环境中进行有效保护的一种方式。易地保护l植物的易地保护l动物的易地保护：饲养繁殖CaptiveBreeding：再引入Reintroduction一、饲养繁殖Captivebreedingl建立能够自我维持的人工种群l保存珍贵物种的活体和基因l实施再引入来重建野生动物种群人工种群的功能（1）保存物种（2）作为一种物种基因库，为一些濒危物种的种群复壮或建立新的种群奠定基础。（3）通过饲养繁殖及散放，可增加一些资源动物的数量，实现生物资源的持续利用。（4）在生物学的研究中，人工养殖的野生动物可以作为其野生种群的替代。（5）唤起人们的自然保护意识等方面发挥重要作用。（6）饲养繁殖是人类驯化利用野生动物的有效途径。二、饲养繁殖的主要过程•收养将野生动物从其自然环境中转移到人工环境中的过程称为收养。•饲育主要任务是保证已收养的野生动物在人工条件下存活并能够顺利繁殖出一定数量的后代。收养①收养的标准ü对有经济价值的资源动物的收养，主要考虑其潜在的经济价值，同时考虑开发利用这种生物资源产出与投入的比值。ü濒危程度越高的物种，进行收养越有价值。通常情况下，把野生种群的数量低于1000只作为必须进行收养的标准。②收养的数量要建立一个能够长期生存的人工种群，应收养的野生动物的数量至少应在50只以上。饲养：饲养野生动物的标准：Ø要有良好的养殖环境和笼舍条件。Ø要为动物提供充足的营养条件。Ø制订科学的日常管理制度。Ø要有严格的卫生防疫措施。繁殖l半自然繁殖：在人工养殖条件下，尽量由动物自己来完成大部分繁育后代的活动。如：动物自然配对，自己孵卵或育幼，动物双亲自己照顾后代。l人工繁殖：动物在人工辅助的条件下完成大部分的繁殖活动。如：人工配对，人工催情人工受精，人工孵卵，胚胎移植、克隆。优缺点比较•自然繁殖：后代成活率高，后代能保留更多的野生行为；但繁殖速度慢。•人工繁殖：后代数量多，繁殖规模大，速度快；但可能有印痕行为。二、饲养种群的遗传管理1.近亲繁殖的概念与近亲繁殖系数40\n保护生物学08级2班西西208寝室l近亲繁殖（Inbreeding）：指亲缘关系较近的生物个体互配繁殖、生育后代的现象。l近亲繁殖系数（inbreedingcoefficient）是一个生物个体从其双亲的一个共同祖先，通过两种不同路径遗传下来的两个隐性等位基因的概率。近亲繁殖系数的计算计算公式F=å(1/2)n+1F为近亲繁殖系数n为从一个亲本通过共同祖先到达另一个亲本的所有路径数2.近亲繁殖对生物种群的影响•近交衰退(Inbreedingdepression)近亲繁殖使一些有害的隐性基因在后代身体上得到纯和而被固定下来，从而使后代出现先天畸形、死亡率上升、繁殖成功率降低。3.饲养种群的遗传管理l目的：避免近亲繁殖l具体措施：标记动物：建立记录：动物谱系薄（Studbook）；国际物种信息系统（ISIS）；遗传管理的具体措施谱系（studbook）管理•中国于1986举办首次珍稀动物谱系登记培训班•1991年完成大熊猫谱系•小熊猫、黑颈鹤、丹顶鹤、华南虎的谱系三、再引入在珍稀濒危物种保护中的作用l利用再引入方法挽救濒危动物l再引入的价值l再引入所面临的问题再引入项目的实施•立项前的准备–可行性分析和背景研究•对存在野生种群的现状和生物学进行细致的研究•被引入物种的生态位•评估重引入的物种将对生态系统产生的影响•模拟实验–物种重引入地点的评估–对释放种群的评估•圈养种源的释放动物的再引入•IUCN调查，至1992年，回归野外的项目已达138个•涉及120个物种和1400万个个体。•其中动物园参与了52%•成功率11%。物种再引入的难度引种而异•r对策者：草食动物–高繁殖率、没有亲体关怀行为–机会主义者•K对策者：食肉动物–低生育能力、亲体有良好育幼行为–自稳定种群40\n保护生物学08级2班西西208寝室•r-K连续体四、植物的易地保护l植物引种驯化注重驯化、改变遗传性；迁地保护则要求保持原来的遣传多样性。l引种驯化提出的要变野生为栽培、变它地为本地；而迁地保护强调的是野生植物，基本上不搞栽培植物种类。l植物迁地保护目前主要是对活的植物体、器官和组织等在人为件下进行保存1珍稀濒危植物的活体栽培•植物园、树木园目前全世界的植物园约有1600个，栽种的植物总数8万种400万株，约为植物总数的30%。我国的植物园迁地保护l180个植物（树木）园l在植物园中收集、栽培了约18000种的中国区系植物，占全国种类的65%l第一批保护植物389中已有332种，占总数的85%在48个植物园中进行迁地保护l第二批640种植物中，占总数的25%在25个植物园中栽培2.种子和组织的迁地保护•保存种子、孢粉、器官和组织等。–这种方法的好处是所占空间小，所需的人力少，而又能较好地保护物种及其遗传的多样性。–（1）种子贮藏：（2）组织培养种子库(SeedBank)：建立种子库的依据是大多数植物种子在低温下能保存相当长的时间。Ø1952年在辽宁普兰店的泥炭层出土的古莲子有1000年左右的历史，经培育长成植株；Ø加拿大也曾发掘出埋藏在冻土层中的20粒羽扇豆，出土以后发芽，据鉴定，其年龄已有10000年之久。五、遗传资源库冷冻动物园：将濒危物种的卵细胞、精子、胚胎和组织保存在低温环境下，将来通过细胞克隆等新技术，重建物种。Lecture7生物资源的持续利用主要内容l生物资源开发利用的历史l生物资源的特点l“可持续发展”的理论l持续利用生物资源的基本原则一、生物资源开发利用的历史l构成我们人类社会的三大要素是：人口、知识及经济活动。人类社会的发展经过了：采集狩猎期;农牧文化期;工业文化期;后工业文化期。l生物资源的利用：利用初期;开发过度期;恢复保护期;持续利用期。原始利用时期—采集狩猎期l200万年前到1万年前；原始的工具（5万年前）狩猎，旧石器；改进的工具（5万年前—1万年前）、集体狩猎，开始驯化动植物；世界人口少，对资源利用有限农牧文化期l1万年前到18世纪；公元前3000年，青铜器时代；公元前2000年，铁器时代；40\n保护生物学08级2班西西208寝室人类生产力提高，农业得到发展，出现了四大文明古国。工业文化时期l从18世纪到第二次世界大战；欧洲的工业革命—1785年蒸汽机的发明；世界人口快速增加1650年5亿，1850年10亿；1930年20亿。；对资源开始过度开发利用生态保护期；l第二次世界大战以后至今；世界人口快速增长；生产力不断提高；开始重视资源和生态环境的保护1948年IUCN成立，1971年人与生物圈计划，1980年《世界自然保护大纲》，1992年《生物多样性公约》，2000年《21世纪议程》l提出了可持续发展的思想二、生物资源的特点１．有限性l自然资源的最基本特点l任何资源在数量上都是有限的l生物资源的丧失尤其是物种的灭绝是难于挽回的２．区域性l生物多样性的分布在世界上是不均匀的l资源分布存在地域性３．整体性l自然资源的各个要素之间是相互关联的l例如：森林资源４．多用性l任何自然资源都有多种用途l例如：银杏５．再生性l生物资源是可以再生的l不同资源再生的速度是不同的三、“可持续发展”的理论1.“持续发展”的概念l是20世纪80年代以来国际社会在对待资源利用上形成的一个新的观念。l1980年3月5日，联合国向全世界发出呼吁：“必须研究自然的、社会的、生态的、经济的以及利用自然资源工程中的基本关系，确保全球持续发展。"l1983年11月，联合国成立了包括科学、教育、经济社会及政治方面的22位成员组成的环境与发展委员会（WCED）l布伦特兰夫人(1987)《我们共同的未来》“持续发展”的概念l"Sustainabledevelopmentisdevelopmentthatmeetstheneedsofthepresentwithoutcompromisingtheabilityoffuturegenerationstomeettheirownneeds."“现阶段的生产力提高和社会进步既满足现代的需要而又不损害后代的发展能力。”2.可持续发展的内涵l核心思想：需要限制公平可持续发展的内涵l经济的可持续发展l社会的可持续发展40\n保护生物学08级2班西西208寝室l资源的可持续发展l环境的可持续发展l全球的可持续发展3.可持续发展的三大特征l生态持续l经济持续l社会持续可持续发展的目标函数SD=f(X,Y,Z,T,L)可持续发展的理论（1）资源利用模型可更新资源X=G(x,t)–U(t)G(x,t)----资源的再生能力U(t)-----某个时间段的资源利用量资源利用的经济利益目标函数：MaxJ=L(x,u)e-dtdt（2）最大持续产量理论(maximumsustainableyieldtheory)最大持续产量是指对种群的发展不会产生危害的最大可收获量。其理论基础是种群增长的Logistic模型。环境容纳量l一个在资源有限的空间中生长的种群，其种群增长都是有限的，因为种群的数量总会受到食物、空间和其它资源的限制（或受其它生物的限制）。l种群的出生率和死亡率都将随着种群密度的变化而变化，因为种群密度大时，种群内个体之间竞争资源的斗争也就更加激烈。当种群更加拥挤时，增长率下降为零，种群大小就会稳定，达到一个平衡的种群密度，这时的种群数量是环境所能承受的最大值，称为环境容纳量K。l它是种群增长的上限或者饱和值，在特定生境，特定条件下这个值即环境容纳量是恒定的。其要点为：在一个有限空间内生物种群的增长速度受到密度的制约作用，在种群数量较小时，种群增长速度慢；而后种群增长速度加快；当N＝K/2以后，增长速度下降；当N＝K时，种群不再增长而保持相对稳定。l将N＝K/2，代入Logistic方程，即可以算出最大的持续产量MSY。即：MSY=rK/4固定配额的收获方式固定比例收获方式自然界中的野生动植物种群自然界中的野生动植物种群，根据其种群密度大致可分为以下三种类型： （1）种群密度很低，远远未达到环境容纳量的一半(N查看更多