自然资源基础评价-第三章-生物资源评价-1-3节

1、第三章 生物资源评价,生物资源概述 生物资源类型及其评价 生物资源的估价原则,生物资源据估计，地球上曾经有过5亿种生物。在整个生物进化过程中，生物赖于生存的地理环境曾发生过多次重大变化，生物在自然选择和本身的遗传与变异共同控制下，也不断地发生分异与发展，旧种逐渐灭亡，新种相继产生，不断演化和发展而形成今日地球繁荣的生物界丰富的生物资源。现在大约有数百万种生物，其中占绝大多数的是无脊椎动物和植物。,第一节 生物资源概述,一、生物资源的概念和范围,（一）背景,物种的数量以热带地区最多，向两极逐渐减少。过去的灭绝大都是自然发生的，但近400年来，人类活动的影响日趋加剧，导致了大量人为的物种的灭绝。10年前全球平均每4天有1种动物绝迹。今天，每4个小时就有1个物种在地球上消失。这种大量物种相继消失的过程，不亚于过去数百万年发生的灭绝的规模。,第一节 生物资源概述,一、生物资源的概念和范围,（一）背景,生物资源是指地球上对人类具有现实的或潜在的价值的基因、物种和生态系统的总称。 基因是包含在植物、动物和微生物个体内的遗传信息，通过遗传和变异可以维持生物性状的代间传递和不断产生新的性状。物种是人类

2、开发利用生物资源的基本形式，多样化的物种满足了人类生产生活的不同需求。,第一节 生物资源概述,一、生物资源的概念和范围,（二）概念和范围,生态系统对于维持生态平衡，促进物种关联与分化以及积累生物量有重要意义。生物资源包含现存的已为人类所认识的或尚未被人类认识的以及正在形成的所有的生物（包括基因、物种和生态系统）。 概括来看，生物资源的范围应为以下成分中对人类有现实和潜在价值的部分：存在于生物细胞中的基因及其表现出来的性状；植物、动物和微生物物种及其代谢产生的派生物质；自然生态系统（森林、草原、荒漠、湿地、海洋等）和人工生态系统（农田、人工林、人工草地、渔塘等）。,第一节 生物资源概述,一、生物资源的概念和范围,（二）概念和范围,生物资源包括动物资源、植物资源和微生物资源三大类，其中： 动物资源包括陆栖野生动物资源、内陆渔业资源、海洋动物资源。 植物资源包括森林资源、草地资源、野生植物资源和海洋植物资源， 微生物资源包括细菌资源、真菌资源等。 从研究和利用角度，通常分为森林资源、草场资源、栽培作物资源、水产资源、驯化动物资源、野生动植物资源、遗传基因（种质）资源等。,第一节 生物资源概述

3、,一、生物资源的概念和范围,（三）分类,在自然资源中，生物资源具有特殊的性质，它是具有生命的有机体。自我复制、新陈代谢和内稳态等独特的过程使生物资源表现出如下特征： （1）生物资源的可再生性 生物资源属于可再生性资源，它可以不断自然更新和人为养殖扩展，这是它的最基本特征。在适宜的生态条件下，生物资源可以通过个体增长、繁殖后代和变异等过程来维持和增加其资源量，它们的蕴藏量是一个变数而不是一个常数。在正确的管理和维护下，它们可以逐渐增加。如果利用不合理时，其资源量就会越来越少，并产生退化、解体，甚至出现物种灭绝和生态系统丧失。由此可见生物资源的可再生性是有一定限度的。,第一节 生物资源概述,二、生物资源的主要特征,（2）生物资源的稳态 生物在一定范围内具有减缓外部压力，维护自身稳定性的自我调节能力，这便是生物的稳态。稳态主要表现为以下三方面性质： 抵抗性； 缓冲性； 恢复力；,第一节 生物资源概述,二、生物资源的主要特征,（3）生物资源的周期性 生物资源的周期性是生命现象特有的在时间的层次序列。周期是指有规律的重复的变化。这种变化或多或少是由生态系统中生物活动的周期性变化决定的。生物资源的

4、大多数内在功能，特别是我们关心的生物量积累量、干物质成分、种群密度、生态幅、系统稳定性等都呈现一定的日变化、年变化和年际变化。生物资源的时间变化规律可以总结为以下几点:,第一节 生物资源概述,二、生物资源的主要特征,（3）生物资源的周期性 生物量积累 单位面积内活的生物干物质量称为生物量；这是一个不断变化的数值。白天是绿色植物的物质积累阶段，夜晚则是其物质消耗阶段。大多数温带草原区的牲畜在仲秋达到物质的最大积累，而对于作物而言，要依耕作制度而定。大多数生物种群由幼年期、中年期和老年期的年龄结构，其中中年期的生物量积累最大；而对于多数生态系统，生物量在达到顶极之前最大。,第一节 生物资源概述,二、生物资源的主要特征,（3）生物资源的周期性 干物质成分 生物体内的糖类、蛋白质、脂肪以及各种特殊化学物质常在昼夜之间和不同季节之间相互转化。特别是植物在成熟之前水分含量偏多，而糖类等干物质较少，不少种类含有一些有害成分未得到分解，而过熟则富含纤维素或造成落果等。 种群密度 属于同一生物种类的有机体在地域空间分布通常集合成群，占据某个特定空间，同种个体集合群称为种群，在此范围内单位面积的个体数量便

5、是种群密度。生物种群密度明显地表现出年际周期变化，如许多果树品种的“大年小年”现象，猞猁和雪兔的周期为910a的种群波动等。见下图-,第一节 生物资源概述,二、生物资源的主要特征,第一节 生物资源概述,（3）生物资源的周期性 生态幅 生态幅是一定生物种类对生态因子的适应范围。在不同的发育阶段，生物的生态幅变化很大。许多植物的生态幅在繁殖期（花期）最窄，称为生态临界期。在这一时期，生物对外界干扰极为敏感。 生物资源的周期性所表现出的各种节律对合理利用生物资源特别重要。植物、动物都在一年内一定时节繁殖、发育、成熟。生态系统也在一定时期达到较大的生物量积累和较稳定的结构。因此必须适时收获、放牧、捕捞和狩猎等。,第一节 生物资源概述,二、生物资源的主要特征,（4）生物资源的不均衡性 生物资源尤其是物种资源的分布是极不均衡的。有的物种广泛分布于全球各大陆，称为广布种；而更多的物种的分布只局限一定地区内，称为特有种。还有一些种类其分布范围极其局限，只严格分布于一个小的区域内；或者分布虽广，但个体极其稀少和分散，称为稀有种。 从蕴藏量和使用量来看，广布种构成了生物资源的主要部分，但与此同时，稀有种和

6、特有种因其稀缺性和独特性而常常具有广布种无法相比的高价值。稀有种的观赏价值和科学价值往往远高于其实用经济价值。,第一节 生物资源概述,二、生物资源的主要特征,（5）生物资源的关联性 在一定地域内，所有生物相互作用、相互联系而构成生物群落，其中的生物通过竞争、捕食、寄生、共生等形式而发生错综复杂的关联。生物群落与所在地的非生物环境（气候、水文、土壤、基岩等）也存在非常密切的相互制约关系，形成具有一定特征的生态系统。对任何一个种或组成成分的扰动，都会引起与之相关联的生物资源的变化，因而对生物资源的开发应系统地考虑，以便使相关联的资源得到合理保护和开发。 生物资源除了有以上几个明显的特征外，还有有限性（其资源量有限，承受力有限）和层次性（具有结构上的分化）等特征。认识生物资源的特征对于合理开发和保护资源有着重要的指导作用。,第一节 生物资源概述,二、生物资源的主要特征,第一节 生物资源概述,三、生物资源量的测定,生物资源量的大小由该资源的分布区面积、种群密度、分布格局和生物量等指标来确定。资源量是一个综合的概念，以上指标都是它的构成要素，缺一不可。 （一）生物资源的分布区面积 分布区面积表示

7、生物资源分布的大致范围和实际覆盖面积。它一方面通过显示该资源在全球或一定区域出现频率的大小来区分资源是广布种还是特有种或稀有种。另一方面，实际覆盖面积是估算资源蕴藏量的重要参数，它影响人类对资源的开发规模。,第一节 生物资源概述,三、生物资源量的测定,（二）种群密度 统计种群密度最直接的方法是计算种群中每一个体，如一个岛屿上所有的棕榈树，湖泊中所有鲤鱼等。 航空遥感方法可以用来调查大型哺乳动物和疏林中乔木的密度，但应用范围有限。最常用的方法是样地法，这种方法对所有植物和部分移动较小的动物适用。 样地法-调查时在若干样方中计算种群的全部个体，然后以其平均数推广估计整个种群的密度。样方必须有代表性，并通过随机采样来保证结果的可靠性。这种可靠性由数理统计中方差和显著性来检验。,第一节 生物资源概述,三、生物资源量的测定,（二）种群密度 对于不断移动的动物，直接统计个体数困难较大，可以应用标志重捕法。在调查样地上，捕获一部分个体进行标志，经一定期限进行重捕。根据重捕中标志比例与样地总数中标志比例相等的假定，来估计样地中被调查动物的总数，即,式中：M：标志数；n：再捕个体数；m：再捕中标志数；从

8、以上三个已知数可估计种群密度N.,第一节 生物资源概述,三、生物资源量的测定,（三）生物量与生产力的测定 在一定时间内单位面积上活植物体所生产的有机物质总量称为总第一性生产力（Pg），如果减去同一时期因自身呼吸消耗的物质（R） ，剩余数量则是净第一 性生产力（Pn）。 即 Pg= Pn+ R。 植物、动物和微生物的生物量测定方法有较大的差异，现分述如下：,第一节 生物资源概述,三、生物资源量的测定,（三）生物量与生产力的测定 （1）植物生物量的测定 对于多数草本植物群落，生物量的测定是采用采样称重法，即随机选取一定数量的样方（多采用，在样方中将不同种的个体分别连根取出，直接称重即得鲜重。如果烘干后再称重，得到的便是干重。严格地讲，生物量是指其干重，鲜重可用干鲜之比来换算。将各个植物种的单个生物量累加，就得到群落的生物量。,第一节 生物资源概述,三、生物资源量的测定,（三）生物量与生产力的测定 （1）植物生物量的测定 对于多数木本植物，生物量的测定是通过对标准木的分析，建立生物量估算模型，进而推广到整个同类型森林群落。具体做法是先根据立木径阶或断面积分布，选择并收获一定数量的成组标准木，

9、获得其各部分器官的干重，然后建立标准木的测树因子（胸径、基径等）与标准木各部分器官干重两组变量之间的回归模型，从而计算出森林群落上层乔木的生物量。 除此以外，平均木法、随机抽样法和收获法也是较常用的木本植物生物量测定方法。,第一节 生物资源概述,三、生物资源量的测定,（三）生物量与生产力的测定 （2）动物生物量的测定法 由于动物经常移动位置，给生物量的测定带来很大困难。目前最常用的办法是利用同化量A（第二性总生产力）和呼吸量R来估计生产量P（生物量的变化值）： P= A- R。 直接测定同化量是相当困难的，通常通过测定动物的摄食量C（或称消耗量）和粪尿量FU，按A=C-FU求得。,第一节 生物资源概述,三、生物资源量的测定,（四）生物资源的更新 生物资源的更新，表现在生态系统中某一种群的个体死亡后，能由同一种群的新个体所替代。这样，种群虽然在个体上有所变化，有所更替，但就整体来说变化不大。生物种群的天然更新过程，保持了种群在相当长时间的稳定性。 更新苗调查的基本步骤是选取若干有代表性的样地，调查更新苗数量和生活力，从而对种群更新能力做出评估。更新苗越多，生活力越强，则种群的更新能力越大。,第一节 生物资源概述,三、生物资源量的测定,（四）生物资源的更新 间接分析法就是通过对资源更新苗数量与生态因子定量关系的分析，从而建立更新状况的间接测定指标。生物资源只有保持持续的增长和不断更新才能及时补充由于开发或其他干扰因素造成的资源耗减。因此，一种生物资源的增长与更新能力是评价生物资源的重要方面。 监测方法有固定样地连续观测（定位研究）、更新苗调查和遥感动态监测等。评价指标包括生物量变化量B、出生率和死亡率以及更新苗多度和生活力等。,第一节 生物资源概述,三、生物资源量的测定,（五）生物资源动态监测 （1）定位研究 定位研究是在某种生物资源的分布区内选择具有代表性的样地，设立若干观测点，每隔一定时段进行重复观测的一种动态研究方法。样地面积的选取应足以代表群落的大部分特征，观测间隔可以为数小时、一天、一月或一年。定位研究所包含的内容广泛，如生物量变化、物质循环、能量流动、群落演替、更新状况等，而在所有的研究中，生物量变化和资源更新都是重要的内容。,第一节 生物资源概述,三、生物资源量的测定,（五）生物资源动态监测 （1）定位研究 定

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