生物多样性67030.doc

第二章 遗传多样性一、基本概念：A 广义的遗传多样性：指地球上所有生物所携带的遗传信息的总和B 狭义的遗传多样性：是指生物种内不同群体之间或同一群体内不同个体之间的遗传变异的总和（世界资源研究所，WRI）二、遗传多样性的起源突变 染色体畸变、染色体结构变异 染色体数目变异： 基因突变：替换、移码突变 基因重组群体遗传结构碱基替换转换：嘌呤与嘌呤，嘧啶与嘧啶（多见） 颠换：嘌呤与嘧啶（少见）群体遗传结构哈迪-温伯格Hardy-Weinberg定律 由Hardy 和Weinberg于1908年分别提出 在一个无限大的可随机交配的群体中，如果没有任何形式的突变、自然选择、迁移、遗传漂变的干扰，则群体中各基因型的频率可以一代一代维持不变第一部分是前提：无穷大，随机交配，没有突变、没有迁移和自然选择；第二部分：是结论:基因频率和基因型频率逐代不变改变基因频率的因素:突变（mutation）基因频率的比率取决于突变频率的比率遗传漂变（genetic drift) 指基因频率在小群体中的随机增减现象。

迁移（migration）迁移引起的基因频率改变取决于新迁入的个体数以及新迁入的群体与原群体之间基因频率的差异自然选择： 选择系数（selective coefficient),用s表示，是指在一定环境下，某基因型在群体中不利于生存的程度；致死或不育的基因型，s=1不随机交配：三、遗传多样性的多层次表现与检测DNA → mRNA → 蛋白质（酶）→ 细胞（组织）→ 器官（个体）1、表现形式：形态学（表型性状）水平 — 符合孟德尔遗传规律的单基因性状，多基因决定的数量性状细胞学（染色体）水平 — 染色体数目、组型生理生化（蛋白质多态性）水平 —同工酶、蛋白质多态性等分子水平 — DNA多态性、线粒体DNA序列、核糖体RNA2、检测原理： 由于大部分分子水平的变异会通过上述的遗传中心法则影响到转译后的各个层次上或水平上，因此遗传多样性可以从分子、蛋白质、细胞、器官以及形态学水平上反映出来，并由此得到检测检测方法形态学检测 选取性状-----确定性状的遗传基础------遗传分析染色体检测 分带技术 细胞原位杂交 分子检测等位酶分析 DNA多态性（RFLP 、PCR 、RAPD) 　DNA测序保护方法：研究优先保护群体，遗传多样性与种群生存力分析近交衰退遗传多样性状况：遗传多样性十分低下，遗传背景单一；群体杂合率低提示可能存在严重的近交，近亲交配降低了群体的生殖力；适应力极低导致衰退致危。

保护工作的指导原则：最大程度地保持遗传多样性，避免近交衰退，同时扩大种群数量 保护途径：1.建立人工走廊，以促进群体间的基因流动；2.建立大区域内的走廊，沟通割裂的小群体；3.建立大区域间的走廊第三 章 物种多样性 (species diversity)一、基本概念：概念：地球上所有生物物种及其各种变化的总和物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式，反映了地球上生物有机体的复杂性及其各种变化，是生物多样性研究的核心内容 分布： 10000米深海……硫细菌 4.5 km深的地层中……细菌 74－85 km高空……微生物病毒、细菌、真菌、原生动物、藻类、高等植物、线虫、甲壳动物、蜘蛛类、昆虫、软体动物、脊椎动物、其他等 D 物种多样性（species diversity）包括： (a) 区域物种多样性（regional species diversity） (b) 群落物种多样性（ecological diversity）c) 进化支系的物种多样性(a)区域物种多样性： 一定区域内物种的多样化及其变化研究方法：主要是区域调查（regional surveys），从分类学、系统学和生物地理学角度对一个区域内物种状况进行研究。

测度指标：①物种丰富度（species richness）：一个区域内的所有物种数量或某一特定类群的物种数量②物种密度（species density）：单位面积物种数目D=N(样地内某种个体数)/S(样地面积)③特有物种比例（endemic species ratio）：一定区域内特有物种与物种总数的比值群落物种多样性： 又称生态多样性（ecological diversity），是从群落组织水平上研究物种分布的均匀程度 研究方法：样方或点样（point sample）调查 生态多样性测度：以群落多样性指数（community diversity index）定量分析方法物种多样性指数：辛普森指数(Simpson’s index) 香农-威纳指数生物多样性在全球的分布格局：时间格局、维度格局、海拔格局三、物种多样性的起源与演化：基因突变 自然选择 遗传变异及适应主要生物物种：哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类、昆虫、高等植物中国生物多样性的特点：1）物种丰富2）特有属、种繁多3）区系起源古老5）生态系统丰富多彩（4）栽培植物、家养动物及其野生亲缘的种质资源非常丰富。

五、物种多样性的丧失生境碎裂分散 资源过量开发利用 外来物种的入侵 不断发展的环境污染 全球的气候变暖 单一的人工生态系统什么是入侵物种？ 从自然分布地区（可以是其他国家和中国的其他地区），通过有意或无意的人类活动而被引入，在当地的自然或人造生态系统中形成了自我再生能力，给当地的生态系统或景观造成了明显的损害或影响的物种 因新的环境中没有相抗衡或制约它的生物，这个引进种可能成为真正的入侵者，打破平衡，改变或破坏当地的生态环境 生物入侵的危害：生物多样性及其功能的丧失 当地物种和生态景观特有性的丧失周围农业和林业收入的减少 生态系统概念是指在一定空间内生物与非生物成分，通过物质循环和能量流动而相互作用，相互依存而形成的一个功能单位生态系统的组成生命系统（生产者、分解者、消费者） 非生命系统（阳光、水分、有机物和无机物）生态系统的功能 都具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能生态学概述： 种群——群落——生态系统——生物圈第四章 生态系统多样性概念：生物圈内物种集合的空间多样性，包括生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。

生态系统多样性是维持物种多样性和遗传多样性的保证生物多样性包括（遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性）生态系统多样性的表现1. 类型按系统与外部环境联系程度分：（1）隔离系统（isolated system）（2）封闭系统（closed system）（3）开放系统（opened system）按人类影响程度分：（1）自然生态系统（2）人工生态系统按能量来源分：（1）太阳能供能的自然生态系统；（2）有自然辅加能量的太阳供能系统；（3）具有人类辅加能量的太阳供能系统；（4）燃料供能的城市工业系统；按生境性质分：（1）陆地生态系统；（2）海洋生态系统；（3）淡水生态系统分布特点：纬向地带性、经向地带性、垂直地带性3.演替（succession）是一个生态系统为另一个生态系统所取代的过程，它是一个有序的过程，演替导向稳定性演替系列的基本类型 : ★原生演替系列（primary succession）是开始于原生裸地或原生芜原（完全没有植被并且也没有任何植物繁殖体存在的裸露地段）上的演替原生演替系列包括从岩石开始的旱生演替和从湖底开始的水生演替★次生演替（secondary succession）是指开始于次生裸地或次生芜原（不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地）上的演替。

旱生演替系列：①地衣植物阶段②苔藓植物阶段 ③草本植物阶段④灌木植物阶段  ⑤乔木植物阶段生态系统多样性的测度：α多样性指数：测度群落内的物种多样性β多样性指数：测度群落的物种多样性沿环境梯度变化的替代速率；不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少，β多样性越大 精确地测定β多样性具有重要的意义①它可以指示生境被物种隔离的程度；②β多样性的测定值可以用来比较不同地段的生境多样性；③β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性 湿地：包括沼泽、湖泊、河流、河口以及海岸地带的滩涂、红树林和珊瑚滩；还包括生态功能有限的人工湿地咸水 （海域、河口） 淡水（河流湖泊、沼泽） 人工湿地（工农区、蓄水区）湿地的功能 ：“地球之肾”物种贮存库气候调节器：蓄水调洪的巨大贮库，生物蓄水库湿地生态系统的特征： (1)系统的生物多样性2)系统的生态脆弱性3)生产力高效性4)效益的综合性5)生态系统的易变性中国湿地现状及保护1.湿地面积居亚洲第一，世界第四2.湿地削减势头惊人3.保护措施：立法、建立湿地保护区、宣传教育、建立湿地资源信息系统、建立示范点第五章 景观多样性景观：多种多样生态系统在一定地区内的镶嵌分布格局。

景观是地球表层自然的、生物的和智能的因素相互作用形成的复合生态系统景观是人与环境在时间和空间上相互作用的产物比生态系统高一级的层次 较大的空间和时间尺度景观的结构单元：斑块、廊道、基底景观的类型：自然景观 管理景观 人工景观景观异质性:景观组分和要素，如基质、镶块体、廊道、动物、植物、生物量、热能、水分、空气、矿质养分等等，在景观中总是不均匀分布景观多样性是指不同类型的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化和变异景观多样性研究内容：景观的结构（单元组成、空间格局）功能（生态作用等）动态（结构和功能随时间的变化）二、景观多样性研究手段 野外考察、测量（获得植被、森林、土壤等相关资料）3S技术即遥感（RS）技术、地理信息系统（GIS）技术和全球定位系统（GPS）技术 模拟和模型 针对不同的研究对象而设计出典型变量和界面范围，相当于在计算机上做实验 三、景观动态变化是指各个景观要素在一定时间、空间的变化引起景观结构和功能的改变1.变化总趋势2. 变化幅度的大小3.波动是否规则4.干扰的原因 景观多样性的类型：斑块、类型、格局多样性规则或均匀分布格局：指某一特定类型景观要素间的距离相对一致的一种景观。

聚集（团聚）型分布格局 特定的组合或空间联结格局 平行格局线状格局指同一类景观要素的斑块呈线性分布五、景观多样性测度 斑块多样性的测定 类型多样性的测定 格局多样性的测定六、应用 景观规划 景观生态设计景观规划设计师的主要职业范围 ：城市规划、社区规划 城市公园设计、城市广场、社会机构和企业园景观生态旅游区的规划和建设A根据生态学原理开发旅游资源 B控制游客数量、维持生态平衡C合理分配旅游收入第六章 生物多样性的价值一、生物多样性价值分类：（1）具显著实物形式的直接价值 （2）无显著实物形式的直接价值 （3）间接价值； （4）选择价值（option value）（5）存在价值（existence。