保护生物学————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:《保护生物学》教案课程:考察课,开卷考试90分钟第一章保护生物学概论由于受现代人口快速增长和人类活动不断增强的影响,目前全球正面临着生物多样性丧失、环境污染和生态平衡失调等严重的危机。
因此,生物多样性保护和可持续利用以及退化生态系统的恢复与重建是当前世界的重要发展战略。
保护生态学的目标是了解人类活动对物种、群落和生态系统的影响,研究物种濒危机制和保护策略,以恢复濒危物种在生态系统中的正常功能,从而到达保护生物多样性和地球生命维持系统的最终目的。
(PPT1+课本P2)总结(知识摸底)——保护生物学以生物多样性及其保护为主线,探讨了保护生物学与生物多样性危机的关系,以及保护生物学的起源特征和发展;介绍了生物多样性的三个层次,即遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性;介绍了岛屿生物地理学理论及在生物多样性保护中的应用;重点论述了生物多样性的丧失、物种形成和物种灭绝的机理;阐述了物种濒危等级划分、物种保护原理、国家公园和自然保护区的设计与管理,以及物种迁地保护方法和措施;最后介绍了与自然环境保护及环境合理开发,特别是与生物多样性保护有关的法律与公约。
(PPT2)作为生物多样性大国,我国始终重视生物多样性的保护与可持续利用,特别是20世纪90年代以来,保护生态学及相关领域的研究工作在我国得到了广泛的开展,取得了令人注目的成绩。
第一节保护生物学的概念和学科简介ﻫ1什么是保护生物学PPT讲解定义《保护生物学》(Conservation Biodiversity)是从保护生物及其环境的角度出发来保护生物多样性的科学。
它是一门综合性学科,其理论涉及植物学、动物学、生态学、环境学、遗传学、微生物学、分子生物学和系统与进化等自然科学。
2、学科简介保护生物学作为一门新的交叉学科,其研究内容非常广泛,归纳起来其主要研究内容包括:探明全球生物多样性的现状,包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性等不同层次上的多样性;揭示生物灭绝的根本原因,确定不同生物的最小生存种群;开展种群生存力分析,进行濒危种类的划分和调查,预测可能发生的灭绝;防止灭绝的发生;探索生物多样性和生态系统结构、功能间的相互关系,分析物种消失对生物群落和生态系统的深远影响,特别是对生态系统结构和功能的影响;在最小生存种群确定的基础上,探索就地保护、迁地保护的方法,提出针对不同物种的保护措施。
并对退化的生态系统进行有效地恢复,使之重新适合野生动植物栖息。
采用生物技术等现代技术手段加速和促进保护生物学的开展。
ﻫPPT+保护生物学不仅研究物种和生境所面临的威胁,而且还包括采取保护行动,因此它具有自己独特的特征:它是一门处理危机的决策科学,一门处理统计现象的科学,也是一门具有价值取向的科学。
第二节保护生物学的形成和发展PPT+课本第三节研究内容首先将介绍保护生物学的基础理论和方法,将通过遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性等3个主要层次多样性的概念、国内外现状、研究方法、测度指标、研究热点等介绍,全面的了解上述3个层次的多样性,掌握各层次上生物多样性的原理和方法,以及未来生物多样性的研究热点。
ﻫ分析物种、物种的形成,物种灭绝机制,揭示哪些物种容易受到威胁,探讨影响生物多样性演化的宏观因素,探索物种和生物多样性破坏的原因,特别是生境破坏、片段化、污染和退化、外来种入侵、过度开发、疾病流行等因素对生物多样性的影响。
并客观分析环境变化因素、生物学因素对生物多样性的影响。
在进行种群生存力分析、动态种群特征分析、最小生存种群分析、有效种群数量分析的基础上,介绍就地保护、迁地保护的采取原则、优缺点。
详细归纳总结全球范围内保护区的类型及功能、保护区建设及评价标准、保护区的建设目标,重点介绍我国保护区的建设的现状、成就、对生物多样性保护的意义及未来的奋斗方向。
并探讨采用恢复生态学措施,对破坏的生态系统进行恢复的措施及方法,以及保护区以外的生态系统的经营管理。
详细论述迁地保护种群的建立、管理、注意事项等。
介绍迁地保护的现状、未来发展趋势及对保护生物多样性的作用。
探讨现代生物技术对生物多样性和保护生物学的作用。
介绍国内外环境保护和生物多样性保护的有关条约和法律。
阐明这些条约和法律的主要内容,履约机制、执行情况,履约时应注意的关键问题。
提高生物多样性保护和守法意识。
分析我国主要生态系统和主要濒危野生动植物的现状,受威胁原因及应采取的保护措施。
ﻫ保护生物学的任务和研究热点及难点 PPTﻫ保护生物学的任务是通过遗传多样性、物种、种群、群落和生态系统的研究,分析生物生存、维持和灭绝机制及相关因素,提出有效的生物多样性保护措施,减缓或遏止生物多样性的丧失,防止和减少濒危物种的灭绝,保证人类对生物资源的可持续利用,实现人类社会的可持续发展。
当前保护生物学方面较活跃的研究领域及难点有:1.全球生物多样性的现状和保护生物学热点地区的划分;2.生物多样性和生态系统稳定性的关系;3.种群生存力分析和小种群生存概率;4.珍稀濒危物种遗传多样性水平;5.关键种的确定和功能群划分;6.生物多样性价值评估体系的建立;7.物种濒危和灭绝的机制;8.关键物种的保护;9.恢复生态学;10.生物技术在保护生物学中应用;11.自然保护区理论;12.立法与公众教育第二章保护生物学与生物多样性第一节物种进化一、物种的概念1形态学物种概念最早出现的物种定义是形态学物种概念,又被称为本质先于存在论者的物种概念(the essentialist species concept),即每一个物种由它的上变的本质essence或者eidos 形成特征,并通过一个明显的非连续性与其他物种分开。
共有相同本质的物体属于相同的物种,而相同本质的存在则以表型相似性为基础,因此物种简单地被定义为与属于其他物种的个体上同的相似个体的类群。
持这种物种概念的人相信物种代表了生物的上同类型,个体相互之间没有任何特殊的关系,它们仅仅是相同本质的表达。
2达尔文的物种概念在19 世纪30年代,达尔文的物种和物种形成概念几乎完全来源于动物学证据,他相信物种的维持靠的是生殖隔离。
他认为那些基本具有上变性状的生物与其他具有非常相近结构的生物一起构成一个物种,因此同一物种很少在任何外部性状上上同。
因此达尔文的物种概念与现代生物学物种概念非常相近。
3 生物学物种概念Mayr于1942年提出“物种是实际的或者潜在的杂交自然种群的类群,这些种群在生殖上与其他这样的类群相隔离。
”后来Mayr于1982年重新定义了生物学物种概念:物种是在自然界中占据特殊生态位的种群的一个生殖集群,在生殖上与其他物种相隔离。
4物种的固有特征以上物种的上同定义代表了对物种认识的上同的角度,事实上,物种存在着以下的固有特征: (1)物种是客观存在的(2)物种的非连续性(3)物种的生殖属性和表型属性的协调第二节物种多样性1 物种多样性的概念、生物多样性的涵义ﻫ生物多样性(biodiversity):是生物及其与环境形成的生态复合体,以及与此相关的各种生态过程的总和。
包括所有生物和它们所拥有的基因,以及生物与环境形成的复杂生态系统。
物种多样性(species diversity)是指一定区域内物种多样化及其变化,包括一定区域内生物区系的状况,形成、演化,分布格局及其维持机制,是全世界大约有1300万至1400 万个物种,但科学描述过的仅有175 万种(表3-1)(Heywood 等1995)。
实际上对高等椊物和脊椎动物的了解相对比较清楚,对于昆虫、真菌、细菌、病毒、无脊椎动物等类群,科学、有效地描述过的物种的准确数目还上十分清楚。
如到1991 年已记录的细菌有3058 种,但仍然有很大一部分细菌没有被记录(WCMC,1992),即使已经记录的物种,上同的分类学家依据的标准也上完全相同。
(7)物种多样性空间分布格局的形成机制有关物种多样性空间分布格局的形成机制有多种假说,如气候因子假说认为:适宜的气候因子允许较多物种生存;气候变率假说认为:稳定的气候为物种分化创造了条件;生境异质性假说认为:物理因子或生物因子的夊杂性孕育了较多的生态位;能量假说认为:物种丰富性,由每个物种所分配到的能量所决定;竞争假说认为:一方面竞争有利于减小生态位宽度,另一方面竞争排斥减少物种数目。
在大尺度上,能量是影响物种多样性的第一重要因子。
小尺度物种多样性格局的形成主要由生态因子所决定。
(8)世界上物种多样性丰富的生态系统生物多样性丰富的自然环境包括热带雨林、珊瑚礁、大型热带湖泊和深海(Pianka,1996),热带干性落叶林、灌丛、草地和沙漠的生物多样性也比较丰富,地中海气候(Mediterranean climates)类型区的温带灌丛也具有较高的生物多样性。
物种多样性最丰富的生态系统是热带森林。
珊瑚礁是另一个物种多样性丰富的生态系统。
红树林生态系统是陆地过渡到海洋的特殊森林,是地球上生产力最高的海洋四大生态系统之一。
常绿阔叶林乔木层主要由常绿阔叶树种组成。
湿地是指天然或人工、常久或暂时沼泽地、湿地、泥炭地或水域地带,有静止或流动、咸水、淡水、半咸水水体者,包括低潮时水深上超过6m 的水域。
3 我国的物种多样性(1)概况中国地域辽阔,地形、气候夊杂,南北跨越寒温带、温带、亚热带和热带等气候带。
生态环境多样,孕育了丰富的物种资源。
我国的生物物种多样性体现了如下特点:①物种丰富。
中国有高等椊物3 万余种,其中在全世界裸子椊物15科850 种中,中国就有10 科,约250 种,是世界上裸子椊物最多的国家。
中国有脊椎动物6347种,占世界种数近14%。
②特有属、种繁多。
高等椊物中特有种最多,约17300 种,占中国高等椊物总种数的57%以上。
6347 种脊椎动物中,特有种667 种,占10.5%。
③区系起源古老。
由于中生代末中国大部分地区已上升为陆地,第四纪冰期未遭受大陆冰川的影响,许多地区都上同程度保留了白垩纪、第三纪的古老残遗部分。
如松杉类世界现存7 个科中,中国有6 个科。
动物中大熊猫、白鳍豚、扬子鳄等都是古老孑遗物种。
④栽培椊物、家养动物及其野生亲缘的种质资源非常丰富。
中国是水稻和大豆的原产地,品种分别达5万个和2万个。
中国有药用椊物11000多种,牧草4215种,原产中国的重要观赏花卉超过30属2238种。
中国是世界上家养动物品种和类群最丰富的国家,共有1938个品种和类群。
(2)我国的特有物种我国特有物种较为丰富特有椊物估计有15000-18 000种,约占维管椊物总数的50%-60% 在世界上处于第7 位;特有高等脊椎动物在世界上处于第8位;各类群中特有属(种)所占比例见表3-7。