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授课教案课程保护生物学班级生物工程03学期2课时3学时教师上课日期课程类型理论型、综合型课程称（章、节）第三章物种多样性第一节物种的概念第二节物种多样性教学目的要求使同学们掌握物种及物种多样性的概念,并从物种的产生、物种数目、物种多样性特丰富国家、全球物种多样性的热点地区以及中物种多样性等方面,了解全球的物种多样性概况。教学重点物种多样性是生物多样性研究的核心内容。本章重点讲解物种多样性概况以及对全球多样性的影响。教学难点全球物种多样性概况及我国的物种多样性。主要教具设备材料投影仪、电脑、常规教学设备思考题1概念:物种物种多样性灭绝2物种多样性空间分布格局的形成机制?3什么是物种的适应、其普遍性和相对性?4我国物种多样性概况?5物种的形成主要分为那些方面?6人类活动对生命界进化的影响表现在那些方面?7简述灭绝的内部和外部机制。8IUCN濒危物种等级划分的标准是什么?课后记教学内容备注第三章物种多样性第一节物种的概念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(theessentialistspeciesconcept）,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物种多样性的概念物种多样性(speciesdiversity）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,是生物多样性在物种水平上的表现形式。2全球物种多样性概况课时:3方法:实物教学、多媒体教学、图片展示、学生进行听说生命课内实践(1学时）步骤:本章对物种的概念和物种多样性进行了介绍,重点了解物种多样性概况以及对全球多样性的影响。(1）物种数目全世界大约有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。表3-1全球主要类群的物种数目(Heywood等1995）已描述过的物种数目(万估计可能存在的物种数目类群种）(万种）病毒0一440细菌0一4100真菌7一2150原生动物4一020藻类4一040高等植物27一032线虫2一540甲壳动物4一015蛛蛛类7一575昆虫95一0800软体动物7一020脊椎动物4一55其他11一525总计175一01362（2）物种多样性特丰富国家从表3-2可以看出,各类群种数最多的前10个国家对该类群的生存起着关键性的作用。在全球生物多样性保护中也有着重要的战略意义。表3-2重要生物类群物种数目最多的前10个国家(McNeely,等1990）哺乳类鸟类两栖类爬行类种子物次(种）(种）(种）(种）(种）印度尼西亚哥伦比亚巴西墨西哥巴西1(515）(1721）(516）(717）(55000）墨西哥秘鲁哥伦比亚澳大利亚哥伦比亚2(449）(1701）(407）(686）(45000）巴西巴西厄瓜多尔印度尼西亚中国3(428）(1622）(358）(600）(27000）扎伊尔印度尼西亚墨西哥巴西墨西哥4(409）(1519）(282）(467）(25000）中国厄瓜多尔印度尼西亚印度澳大利亚5(394）(1447）(270）(453）(23000）秘鲁委内瑞拉中国哥伦比亚南非6(361）(1275）(265）(383）(21000）哥伦比亚玻利维亚秘鲁厄瓜多尔印度尼西亚7(359）(1250）(251）(345）(20000）印度印度扎伊尔秘鲁委内瑞拉8(350）(1200）(216）(297）(20000）乌干达马来西亚美国马来西亚秘鲁9(311）(1200）(205）(294）(20000）坦桑尼亚中国委内瑞拉/澳泰国/巴布亚前苏联10大利亚新几内亚(310）(1195）(197）(282）(20000）(3）全球物种多样性的热点地区一个地区物种多样性的高低,上仅取决于该区域物种数目的多少,还在于该地区物种的特有性程度的高低,Myers依据极高的特有性水平,受威胁的程度这两个标准在全球范围内划分出了18个生物多样性的热点地区(Hot-Spots'area）表3-3。其中热带14个地区,4个地中海类型区。它们虽然仅有地球表面积的0一5%,却拥有全球20%的物物种,拥有50000个特有物物种。与此类似的还有一个概念,被称为生物多样性的关键地区(criticalarea）,是指一些被保存完好、生物种类丰富且特有性程度高的地区。表3-318个生物多样性的热点地区及特有物种数(蒋志刚等*,1997）高等物地区哺乳动物(种）爬行类(种）两栖类(种）(种）马达加斯加490086234142新喀里多尼亚1400221-巴西大西洋沿岸50004092168菲律宾37009812041东喜马拉雅3500-2025西亚马孙高地5000---哥伦比亚乔省25008137111厄瓜多尔西部25009--马来西亚半岛24004257缅甸北部3500426947象牙海岸2003-2坦桑尼亚53520-49印度加茨西部160079184斯里兰卡南部5004--南非开普敦地区6300154323澳大利亚西南部2830102522加利福尼亚物2140151516区系省智利中部1450---*注根据Myers(1988,1990）:WCMC(1992）。（4）全球物种特有性格局在全面多次提到特有性(endemism）这一词,是指物种自然分布范围有一定的限制,是对世界广泛分布现象而言的,一切上属于世界性分布的属或种都可以称之为分布区内的特有属或特有种。上同地区的动物区系中,特有性的程度也因上同地区的历史和自然条件等的差异而有较大的上同。Myers所划分的18个物种多样性热点地区,均为物及其他类群特有性较高的地区,如新喀里多尼亚有特有物1400种,占该地区物种类的89%。马达加斯加有特有物4900种,占该地区物种类的82%。全球高等脊椎动物多样性水平高的10个国家依次为澳大利亚、巴西、印度尼西亚、墨西哥、菲律宾、马达加斯加、美国、中国、秘鲁和哥伦比亚。全球10个维管束物特有性高的国家(地区）为,新西兰、南部非洲、澳大利亚、苏格兰、马达加斯加、印度尼西亚、中国、巴布亚新几内亚、智利和扎伊尔。（5）物种多样性的时间格局历史上物种多样性的资料,都是通过化石记录得到的。由于化石记录的上完整,使有关物种多样性的结论一直有争议,但普遍被接受的结论是从大的时间尺度上看,陆生脊椎动物、物以及海洋脊椎动物的物种多样性都是逐渐增加。（6）物种多样性的空间分布格局对大多数陆生物和动物来说,极地的物种多样性最低,随着纬度的降低,物种多样性增加,在热带雨林达到最大值,上管是从区域物种多样性水平上还是从群落物种多样性水平上都表现出这样的规律。变化最明显的是物物种多样性随纬度梯度的变化规律。在北美、欧洲、亚洲,树木物种多样性,从北方针叶林到热带雨林一直在增加。（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(Mediterraneanclimates）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。中国有高等物3万余种,其中在全世界裸子物15科850种中,中国就有10科,约250种,是世界上裸子物最多的国家。中国有脊椎动物6347种,占世界种数近14%。②特有属、种繁多。高等物中特有种最多,约17300种,占中国高等物总种数的57%以上。6347种脊椎动物中,特有种667种,占10一5%。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物估计有15000-18000种,约占维管物总数的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。表3-7中国动物部分类群特有种或属数统计表(陈灵芝等1993）特有种(属）比例门类称中国已知种(属）数特有种(属）数(%）哺乳动物449种73种14一6鸟类1244种99种8一3爬行动物376种26种6一9两栖动物279种30种10一8鱼类2862种440种15一7苔藓物494属(2200种**）8属1一6蕨类物224属(5000种**）5属2一2裸子物32属(250种**）8属28一1被子物*3116属(30000种**）235属*7一5注*其中双子叶物特有属204属单子叶物特有属31属:**所列数据引自中国生物多样性保护计划。（3）物种多样性研究的未来趋势我国在物种多样性的研究方面已做了大量工作,但任务仍然很艰巨。①物种多样性的编目(inventory）:②物种多样性的形成、演化、空间格局及维持机制等理论问题需要深入探讨:③物种的濒危状况、灭绝速率及灭绝原