谁有关于生物多样性和生态保护的论文?

20世纪后期,生命科学的各个领域都取得了巨大的进展,尤其是分子生物学,使生命科学在自然科学中的地位发生了革命性的变化。许多科学家认为生物科学将成为未来自然科学的主导学科,甚至预言本世纪将是生物学的世纪。从事生命科学研究的专业人士越来越多。比如美国近几年48万博士学位获得者中,51%从事生命科学。在生物科学的众多分支中,保护生物多样性是当前生物科学最紧迫的任务之一,也是全球生物界关注的焦点问题之一。据可靠数据显示,地球上每天大约有100种生物灭绝,很多生物在被人类认识之前就已经死亡,这对人类来说无疑是一种悲哀和灾难。保护生物多样性势在必行,刻不容缓。

生物多样性是近年来国内外最热门的词汇。由于合理利用自然资源和保护生态环境是人类实现可持续发展的基础,生物多样性的研究和保护已成为世界各国关注的问题。目前,无论是联合国还是世界各国政府每年都投入大量的人力和资金进行生物多样性的研究和保护,一些非政府组织也积极支持和参与全球生物多样性保护工作。例如,由联合国和世界银行共同建立的全球环境基金每年花费数亿美元支持生物多样性保护。美国麦克阿瑟基金会在1992年花费17万美元支持保护生物多样性。

65438年至0992年,联合国环境与发展大会在巴西里约热内卢召开,世界上许多国家派代表团与会。我国领导人也参加了这一盛会。这次会议通过了《生物多样性公约》,标志着世界范围内的自然保护工作进入了一个新的阶段,即从保护珍稀濒危物种到保护生物多样性。

1.什么是生物多样性?

1.提出生物多样性的概念

20世纪以来,随着世界人口的不断增长和人类活动范围和强度的不断加大,人类社会遇到了一系列前所未有的环境问题,面临着人口、资源、环境、粮食和能源五大危机。这些问题的解决与生态环境的保护和自然资源的合理利用密切相关。

第二次世界大战后,国际社会在发展经济的同时更加重视生物资源的保护,在拯救珍稀濒危物种、防止过度利用自然资源方面做了大量工作。1948年,联合国和法国政府成立了世界自然保护联盟(IUCN)。世界野生动物基金会成立于1961。1971年,联合国教科文组织提出了著名的“人与生物圈计划”。65438-0980年,由IUCN等国际自然保护组织编写的《世界自然保护大纲》正式颁布,提出了把有效保护自然资源和合理利用资源有机结合起来的观点,对世界各国保护生物资源起到了巨大的推动作用。

20世纪80年代以后,人们在自然保护的实践中逐渐认识到,自然界中的各种物种之间、生物与周围环境之间存在着非常密切的关系。因此,自然保护仅仅着眼于物种本身的保护是远远不够的,往往难以取得理想的效果。拯救珍稀濒危物种,不仅要注重保护相关物种的野生种群,还要保护它们的栖息地。也就是说,要有效保护物种所在的整个生态系统。在这种背景下,生物多样性的概念应运而生。

2.生物多样性的定义

生物多样性(英文为Biodiversity或biological diversity)是一个描述自然界多样性程度的广泛概念。不同的学者对生物多样性有不同的定义。比如Onorsee等人(1986)认为生物多样性体现在多个层面。威尔逊等人认为,生物多样性是生命形式的多样性(“生命的多样性”)(Wilson & amp;彼得,1988;威尔逊,1992).孙儒勇(2001)认为生物多样性一般是指“地球上生命的所有变异”。

在《生物多样性公约》(1992)中,生物多样性被定义为“所有来源的活生物体的可变性,包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其生态复合体;这包括物种内部、物种和生态系统之间的多样性(所有来源的生物多样性,包括:动物间、陆地、海洋和其他水生生态系统以及它们所属的生态复合体,这包括物种内部、物种之间和生态系统的多样性)”。

在《保护生物学》一书中,蒋志刚等人(1997)将生物多样性定义为:“生物多样性是由生物及其环境和与之相关的各种生态过程的综合而形成的生态复合体,包括动物、植物、微生物及其基因和与其生活环境形成的复杂生态系统。”

基于各种观点,我们认为“生物多样性是指所有生物(动物、植物、微生物等)的多样性。)在地球上,它们所包含的基因以及这些生物与环境相互作用形成的生态系统”。

3.生物多样性的主要组成部分

通常包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

(1)遗传多样性

遗传多样性是生物多样性的重要组成部分。广义的遗传多样性是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。这些遗传信息储存在个体生物的基因中。所以遗传多样性也是生物的遗传多样性。任何物种或个体生物都持有大量遗传基因,因此可以视为基因库。一个物种包含的基因越多,对环境的适应能力就越强。基因多样性是生命进化和物种分化的基础。

从狭义上讲,遗传多样性主要是指生物体内基因的变化,包括生物体内显著不同种群之间以及同一种群内的遗传变异(世界资源研究所,1992)。此外,遗传多样性可以表现在多个层面,如分子、细胞、个体等。在自然界中,对于大多数有性生殖的物种来说,种群中的个体之间往往没有完全相同的基因型,种群是由这些具有不同遗传结构的个体组成的。

在生物的长期进化中,遗传物质的变化(或突变)是遗传多样性的根本原因。遗传物质中有两种主要类型的突变,即染色体数量和结构的变化以及基因位点内核苷酸的变化。前者称为染色体畸变,后者称为基因突变(或点突变)。此外,基因重组也会导致生物体内的遗传变异。

(2)物种多样性

物种是生物分类的基本单位。什么是物种一直是分类学家和系统发育化学家讨论的问题。迈耶(1953)认为,物种是能够(或可能)相互繁殖并具有自然种群的群体,这些群体与其他群体是生殖隔离的。中国学者陈(1978)将物种定义为一个生殖单位,由连续种群和不连续种群组成;物种是进化的单位,是生物系统线的基本环节,是分类的基本单位。在分类学中,形态特征、地理特征和遗传特征必须同时考虑才能确定一个物种。也就是说,作为一个物种,必须同时满足以下条件:①具有相对稳定、一致的形态特征,以区别于其他物种;②作为种群生活在一定的空间,占据一定的地理分布区域,并在该区域内生活和繁衍;(3)每个物种都有特定的遗传数据库,同一物种的不同个体可以相互配对,繁衍后代。不同物种的个体有生殖隔离,即使杂交也不能交配或产生不同的生殖后代。

物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物物种的丰富性。物种多样性包括两个方面,一是一定区域内的物种丰富度,可称为区域性物种多样性;二是指生态学中物种分布的均匀性,可称为生态多样性或群落物种多样性(蒋志刚等,1997)。物种多样性是衡量某一地区生物资源丰富程度的客观指标。

在描述一个国家或地区的生物多样性丰富程度时,最常用的指标是区域物种多样性。区域物种多样性的衡量有以下三个指标:①物种总数,即特定区域特定类群的物种数量;(2)物种密度是指单位面积内特定类群的物种数量;③特有物种比例是指某一类群的特有物种占某一地区物种总数的比例。

(3)生态系统多样性。

生态系统是各种生物及其周围环境的自然综合体。所有物种都是生态系统的一部分。在生态系统中,不仅物种之间相互依赖、相互制约,而且生物与周围的各种环境因素相互作用。从结构上看,生态系统主要由生产者、消费者和分解者组成。生态系统的功能是循环地球上的各种化学元素,维持各成分间能量的正常流动。生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成、功能和各种生态过程的多样性,包括生境、生物群落和生态过程的多样性。其中,生境的多样性是生态系统多样性形成的基础,生物群落的多样性可以反映生态系统类型的多样性。

近年来,也有学者提出景观多样性作为生物多样性的第四层次。景观是一个大尺度的空间,是由一些相互作用的景观要素组成的空间异质性很高的区域。景观元素是景观的基本单位,相当于一个生态系统。景观多样性是指由不同类型的景观要素或生态系统组成的景观在空间结构、作用机制和时间动态上的多样性。遗传多样性是物种多样性和生态系统多样性的基础(史立明等1993等1994),或者说遗传多样性是生物多样性的内在形式。物种多样性是生态系统多样性的基本单位。因此,生态系统的多样性离不开物种的多样性和不同物种的遗传多样性。

4.《生物多样性公约》

《生物多样性公约》是国际社会达成的最重要的自然保护公约之一。该公约由联合国于1992年6月5日在里约热内卢召开的世界环境与发展大会上正式通过,并于1993年2月29日正式生效(因此每年的1993被定为国际生物多样性日)。截至目前,已有100多个国家加入了该公约。《公约》秘书处设在瑞士日内瓦,最高理事机构是缔约方会议。缔约方大会由政府代表组成。其职责是根据《生物多样性公约》规定的程序通过该公约的修正案、附件和议定书。

《生物多样性公约》的目标是:

(1)生物多样性保护和资源可持续利用;

(2)促进公平合理地分享自然资源产生的惠益。

《生物多样性公约》的主要内容如下:

(1)各缔约方应制定保护和可持续利用生物多样性的国家战略、计划或方案,或为此修改现有的战略、计划或方案。

(2)尽可能和酌情将生物多样性的保护和可持续利用纳入各部门和部门的计划、方案或政策。

(3)酌情采取立法、行政或政策措施,以便为生物技术研究提供遗传资源的各方,特别是发展中国家,能够有效地参与相关研究。

(4)采取一切可行措施,促进和推动遗传资源提供方,特别是发展中国家,在公平的基础上优先考虑基于其提供的资源的生物技术所产生的成果和利益。

(5)发达国家缔约方应提供新的和额外的资金,使发展中国家缔约方能够支付因实施《公约》而增加的费用。

(6)发展中国家应切实履行公约义务,采取措施保护生物多样性。

二、生物多样性的起源和发展

1.地球上生物进化的历史

地球上发现的最古老的岩石的放射性年龄为38亿年。然而,根据陨石和月岩的年龄测定和其他天文学证据,地球和太阳系的形成约在46亿年前(彭一新和黄,1997)。

(1)前寒武纪(5.7亿年前)

通过对1978-1980年西澳大利亚出土的丝状化石的研究,表明约35亿年前地球上就出现了原核生物。最早的原核生物可能是异养生物。在南非岩石中发现的化石表明,蓝藻在365,438+0-34亿年前开始形成。蓝藻是能够进行光合作用的原核生物。大约20亿年前,光合作用释放的氧气开始在大气中含有氧气,这可能导致许多厌氧生物的灭绝,但甲烷菌及其相关物种仍然存在于无氧环境中。蓝藻和其他原核生物占主导地位的时代持续了约20亿年。

最早的真核生物出现在大约14-15亿年前。真核生物的起源是生物进化史上的重要事件,因为随着真核生物的形成,染色体、减数分裂和有性生殖开始出现。前寒武纪(8-6.7亿年前),真核生物中的真菌、原生动物、藻类形成,动植物开始分化。到前寒武纪末期,腔肠动物、环节动物或节肢动物开始形成。

(2)古生代

寒武纪(5.7-5.05亿年前):大约5.9亿年前,各种无脊椎动物的出现标志着寒武纪的开始。在此期间,以三叶虫为代表的节肢动物、腕足动物、软体动物、多足动物和棘皮动物的许多纲开始形成。这些类别一直保存到今天,一些物种仍然存在。在5.1万年前的海洋沉积物中,发现了最早的脊椎动物遗骸——甲壳纲外骨骼的碎片。在寒武纪,所有的动物门都已经形成。

奥陶纪(5.05-4.38亿年前):许多动物的门出现适应性辐射,形成大量的纲和目。比如棘皮动物形成21纲,腔肠动物中的珊瑚开始出现。奥陶纪时期,出现了大量的无颌类和鳍类,并留下了完整的化石。

志留纪(4.38-4.08亿年前):生物多样性增加,无颌类多样化。与此同时,颚类的盾皮鱼也开始出现。维管植物(蕨类植物)和节肢动物(蝎子、多足动物)开始入侵陆地。

泥盆纪(4.08-3.6亿年前):珊瑚和三叶虫发生大规模适应性辐射;头足类动物出现。颌鱼和盾鱼达到了多样性的顶峰。泥盆纪被称为“鱼的时代”,软骨鱼和硬骨鱼相继起源,然后适应辐射。同时,两栖类、藓类、维管束植物(蕨类、裸子植物)和昆虫都起源于这一时期。

石炭纪(3.6亿-2.86亿年前):陆生孢子植物(蕨类植物)繁盛,形成大面积森林,两栖动物种类多样化,最早的爬行动物出现。昆虫适应辐射,一些原始目(直翅目,蟑螂,蜉蝣,同翅目等。)大量出现。

(3)中生代

二叠纪(2.86-2.48亿年前):爬行动物出现适应性辐射,兽脚亚目成为优势类群;各种昆虫类群多样化,形成蜻蜓目、半翅目、脉翅目、鞘翅目、双翅目等类群。菊石大量繁殖。

三叠纪(248-265,438+0.3亿年前):菊石的第二次大规模增殖增加了某些类群海洋无脊椎动物(如双壳类)的多样性。裸子植物开始占据主导地位。爬行动物适应辐射,形成海龟、鱼龙、蛇颈龙和早期恐龙(进一步形成植物龙、鳄鱼和恐龙)。早期的哺乳动物出现了。大陆开始漂移。

侏罗纪(213-65438+4400万年前):恐龙多样化,出现了翼龙、雷龙、梁龙、剑龙、三角龙。原始鸟类(始祖鸟等。)出现了。古代哺乳动物和裸子植物占优势。这块大陆继续漂移。

白垩纪(0.65-65438+4400万年前):大部分大陆分离,恐龙继续适应辐射,在这一时期末期灭绝。最早的蛇出现了,适应了辐射。具有现代鸟类特征的黄色鸟出现了。被子植物和哺乳动物开始多样化,有袋动物和有胎盘哺乳动物开始分化。

(4)新生代

第三纪(6500-200万年前):被子植物大规模多样化,成为森林中的优势成分。昆虫适应辐射,形成大多数现代家庭。许多现代脊椎动物家族已经形成。

第四纪(200万年前至今):冰川反复出现,大型哺乳动物(如剑齿虎、猛犸象、大型美洲野牛等。)灭绝了,人类出现了。

2.物种形成的基本方式

从原来的物种形成一个新的物种叫做物种形成。关于新物种形成的机制有不同的假说,但基因突变和自然选择是两个基本过程。在物种形成过程中,地理隔离和生殖隔离起着非常关键的作用。按种植面积大致可分为外来型、同源型、邻避型三种。

(1)外来物种形成

一个物种的许多种群生活在不同的空间范围内。因为地理上的隔离,这些种群之间的基因交流受到阻碍,导致不同的遗传变异不断积累,逐渐形成各自独特的基因库,最终与原种群生殖隔离,形成新的物种。

(2)同源物种形成

生活在同一地区的物种,由于资源限制和种群内的激烈竞争,导致生态位分化。占据不同小生境的群体在基因交流上有障碍,通过生殖隔离形成新的物种。

(3)邻近物种形成

有些物种分布区域广,但扩散能力差。一些处于其分布区边缘的种群,由于栖息地环境的差异,形成基因交流的障碍,逐渐建立起自己独特的基因库,并形成生殖隔离,最终形成新的物种。

第三,保护生物多样性的意义

1.自然和生物资源

自然资源是指人类在自然界中能够直接获取并用于生产或生活的各种物质的总和。自然资源一般指自然存在的自然物。自然界的任何部分,包括土壤、水、森林、草地、矿物、野生动物和其他物质,人们可以用来改善自己的生产或生活条件,都属于自然资源。在1972中,联合国环境规划署将自然资源定义为“在一定时间条件下能够产生经济价值并改善人类当前和未来福利的自然环境因素的总称”。

随着生产力的发展和人类社会的进步,自然资源的范围会不断扩大。比如空气和自然风光,以前被认为是外在因素,现在属于自然资源范畴。

自然资源更准确的定义是:在当前生产力发展和研究水平下,用于满足人类生产生活需要的天然物质和能量(金建明等,1991)。

地球上的自然资源一般包括以下类型:

(1)气候资源:包括空气、热量、光照、风和降水。

(2)水资源:包括地上水(江河湖海)和地下水。

(三)矿产资源:金、银、铜、铁等金属矿产,各种宝石,各种可供建筑用的岩石。

(4)能源:包括太阳能、煤炭、石油、天然气、核能。

(5)生物资源:生物资源是自然资源的重要组成部分。它是一种活的自然资源。包括动物、植物和微生物。生物资源与其他非生物资源的区别在于,它是一种可再生的自然资源,如果合理开发,可以长期利用。

2.生物多样性的价值:

生物资源就是生物多样性。一些生物已被用作资源,而另一些则未被视为潜在的生物资源。生物多样性的价值经常被人们忽视。人们在使用生物资源时,是不经过市场流通直接消费的,只是代替使用。生物多样性具有很高的开发利用价值,在世界各国的经济活动中占有非常重要的地位。生物多样性的价值主要体现在以下几个方面:

(1)直接价值:也叫使用价值或商品价值。是人们直接收获和利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。

消费和使用价值:指一些不经市场流通直接消费的自然产品的价值。生物资源对于生活在生产这些生物资源的地区的人们来说非常重要。人们从大自然中获取柴火、蔬菜、水果、肉类、毛皮、药物和建筑材料等日常用品。特别是在一些经济不发达地区,利用生物资源是人们谋生的主要方式。

例如:

A.世界上大约80%的人口仍然主要依赖从植物中获得的各种药材(Farnsworth,1988)。亚马逊流域有2000多种动植物入药,中国可入药的有5000多种。

B.在尼泊尔、坦桑尼亚和马拉维,木材和动物废物提供了主要能源需求的90%,在其他国家提供了80%(80%)(Pearce,1987)。

居住在偏远地区的居民c蛋白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的食物中占蛋白质的比例很高;尼日利亚20%,博茨瓦纳40%;扎伊尔为75%;在加纳,大约75%的人口蛋白质来自动物,包括各种鱼类、昆虫和蜗牛;在尼日利亚的一些偏远地区,猎物提供的蛋白质占全年总消耗量的20%。

d在马来西亚东部的沙捞越州,每年被猎人捕获并吃掉的野猪的价值,在市场价中可以换算成40亿美元。全世界每年捕捞6543.8亿吨鱼,主要是野生鱼,很大一部分是渔民自己吃的。

生产和使用价值:指产品在商业收获时用于市场流通和销售的价值。(生物资源的产品一旦开发出来,往往比自身价值高得多。常见的生物资源产品有:木材、鱼类、动物皮毛、麝香、鹿茸、药用动植物、蜂蜜、橡胶、树脂、水果、染料等。)

例如,在美国西部,可以从一种药物鼠李的树皮中提取一种泻药产品,这种药物非常受欢迎,年销售价格约为654.38+0万美元,市场销售价格高达每年7500万美元。1976-1984期间,美国生物资源的利润高达每年876亿美元。

木材是一些发展中国家的重要出口产品,全世界木材年产值超过750亿美元。在印度尼西亚,木材是仅次于石油的第二大出口产品。从1981-1983,每年从亚洲、非洲和南美洲出口的木制品价值为81亿美元。

一些非木材生物制品也有非常重要的地位,比如印尼的非木材制品对外贸易在1982年达到2亿美元。

(2)间接价值:生物资源的间接价值与生态系统功能有关,在国民经济核算体系中没有体现,但它们的价值可能大大超过直接价值。而且直接价值往往来源于间接价值,因为被收获的动植物物种必然有其生存环境,它们是生态系统的组成部分。没有消费和生产使用价值的物种,可能在生态系统中发挥重要作用,供养有使用和消费价值的物种(陈凌志,1994)。生物多样性的间接价值包括四种价值:非消费使用价值、选择价值、存在价值和科学价值。

①非消耗性使用价值:生物资源的保护能给人类社会带来越来越大的利益,这种利益因地区、因物种而异。大致可以概括如下:

*光合作用固定太阳能,使其能够通过绿色植物进入食物链,从而为可收获的物种提供维持系统。

*生态系统的功能包括传粉、基因流动、异花受精和繁殖,维持对经济物种有影响的环境和物种的有效性以获得有益的遗传质量,维持进化过程和维持生态系统中竞争者之间的永恒紧张。

*吸收和分解污染物,包括分解有机废物、杀虫剂以及空气和水污染物。

*娱乐和生态旅游。指人们利用生物资源以不同方式进行的娱乐活动。在不破坏自然环境的情况下开展旅游活动,称为生态旅游。比如野外观鸟,赏花,森林浴。这些活动的价值也被称为休闲价值。在世界范围内,生态旅游可以赚取6543.8+02亿美元。例如,在加拿大,每年约有84%的人口参加与野生动物相关的娱乐活动(如狩猎、参观动物园、在保护区旅游等。),每年可为加拿大创造约8亿美元的收入(Fillon et al .,1985)。中国四川省九寨沟,由社区管理。此外,生态旅游具有一定的生态教育功能。

*保护土壤:由天然植被和枯枝落叶层保护的优质土壤可以保持肥力,防止危险的滑坡,保护海岸和河岸,防止淤积破坏珊瑚礁、淡水和近海渔业。

*调节气候:生态系统可以调节宏观气候和局部气候,包括对温度、降水和气流的影响。

*水文稳定:集水区发育良好的植被可以调节径流。植物的根深入土壤,使土壤更容易渗透雨水。植被覆盖区的径流比裸地更缓慢、更均匀。一般在森林覆盖的地区,雨季可以减弱洪水,旱季河流仍有流水。如马来西亚的森林集水区,单位面积径流量相当于橡胶园油棕园高峰期径流量的50%左右。在径流的低峰期,约为人工林的1倍。

②选择价值:保护野生动植物资源,尽可能多的基因,可以为农作物、家禽、家畜的育种提供更多的替代机会。例如,一种新的瘦肉型猪是通过家猪和野猪杂交培育出来的。目前家养的鸡有几百个不同品种,都是原鸡。红豆杉和红豆杉中抗癌药物的提取。现在自然界很多野生动植物可能很长一段时间都不会被人类利用,它们的价值是潜在的。也许我们的子孙后代能发现它们的价值,找到利用它们的方法。因此,如果我们多拯救一个物种,我们就会为我们的后代留下一笔额外的财富。)

③存在价值:虽然有些物种的直接价值有限,但它们的存在能给这一地区的人民带来某种荣誉感或心理满足感。例如大熊猫、金丝猴、褐马鸡等。在中国有许多独特而稀有的动物,全国人民都以它们为荣。熊猫已经成为中国的象征。

④科学价值:某些动植物物种在生物进化史上处于非常重要的地位,研究它们有助于了解生物进化的过程。比如一些残存的物种(银杏)。3.保护生物多样性的重要性

生物多样性是人类社会生存和发展的基础。我们的衣、食、住、行和物质文化生活的许多方面都与维护生物多样性密切相关。

(1)首先,生物多样性为我们提供了食物、纤维、木材、药材和各种工业原料。我们所有的食物都来自大自然。如果我们保持生物多样性,我们的食物品种将不断丰富。人民的生活质量会不断提高,从温饱到小康。

(2)生物多样性还在维持土壤肥力,保证水质,调节气候。