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第五章生物资源5.1生物资源的概念和基本特征5.1.1生物资源的概念和分类(1)生物资源的概念根据联合国1992环境与发展大会通过的《生物多样性公约》，生物资源指对人类具有实际或潜在用途或价值的遗传资源、生物体或其部分、生物群体或生态系统中任何其它生物组成部分。生物资源为人类提供食物、衣物和住房，使农林牧副渔业经营的主要对象，同时也是重要的工业原料。生物多样性还对保护土壤、涵养水源、调节气候和维持生态平衡、保护生态环境、美化和丰富人类生活具有重要作用。人类社会的持续发展依赖于生物资源的可持续性。(2)生物资源的分类5.1.2生物资源的基本特征(1)生物资源的可更新性地球上所有的生物，无论构成是简单还是复杂，低级还是高级，都具有各自的繁衍后代的方式，从而延续种的生存。生物资源因此而具有再生能力。种群生态学研究表明，每个种群都有特定的最适密度。不利用导致种群密度过高，会影响到生态系统中生物群落的结构，从而破坏生态系统平衡。而种群密度过小，会导致种群自我调节能力减弱甚至丧失，种群就会濒临面绝的危险。因此，存在一个恰当的种群密度水平，种群此时能够不断提供为人们所利用的资源，并维持一个最大的产量水平。这就是生态学上的最大持续产量原理。但是某一种群在数量上或总重量上达到最大持续产量时，由于平均个体太小或质量不高，经济效益反而不高。同时还要考虑到其他种群的利用水平是否合理，避免一个种群过度利用，而另一个利用不足。所以又提出一个最适持续产量原理。最适持续产量是根据最大产量原理和资源经济学原理，由最适产量模型导出的。一般来说，最适持续产量要低于最大持续产量。所以，利用生物资源既要有生产的观点，也要有生态的观点。不利用或者利用不充分，都会造成生物资源的浪费。因此，应该了解生物资源种群生长的动态规律，确定适宜的利用数量和规模。(2)生物多样性生物多样性是指一定时间和空间内所有生物物种及其生态系统组成的复杂性和变异性，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。也就是说，生物多样性包括所有的动植物和微生物及其所有的基因，以及它们与生态系统相互作用而形成的复杂生态系统。生物多样性表现在多个层次或水平上，包括基因、细胞、组织、器官、种群、物种、群落、生态系统和景观等。遗传多样性：广义的遗传多样性是指地球上所有生物携带的遗传信息的总和。但作为生物多样性的一个层次，遗传多样性主要指种内不同群体之间、或同一群体内不同个体的遗传变异，包括个体外部的表现型性状多样性、细胞染色体多样性和分子多样性。物种多样性：指生物群落中物种的丰富性和异质性，是生物多样性在物种水平上的表现形式。物种多样性包括区域物种多样性和生态多样性。区域物种多样性指一个区域内物种的总和，而生态多样性指生态学方面的物种分布的均匀程度。生态系统多样性：指生物圈内无机环境、生物群落和生态过程以及生态系统内环境条件、生物群落和生态过程变化的多样性。生物多样性作为资源，其价值主要体现在直接利用价值、生态价值、科学价值、美学价值等。爱因斯坦曾预言：“如果蜜蜂消失了，人类将只能存活４年。”全球近半数植物濒临灭绝：根据2003年一期《科学》杂志上的研究论文，全球189个国家和地区有31-42.2万种植物（22%-47%）有灭绝的危险。(3)生物资源的整体性各类生物资源不是孤立存在的，各种类型的生物之间、生物与环境之间相互作用、相互依存，构成一个整体-生物圈。生物圈和生态系统生物圈是地球上有生命活动的领域及其栖息环境的整体，其基本构成单位是各种不同类型的生态系统。生态系统生物群落与其环境形成的生态复合体。生态系统由生产者、消费者、分解者和无机环境组成。生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递3大功能。生态系统的动态特征生态系统是动态的，通过自身的调节以适应环境的变化。引起这种变化的原因是:-物理环境的长期变化,包括冰期的发生和消退、土壤发育或侵蚀、湖泊的沉积而变浅等-自然选择引起的生命有机体遗传结构的变化(指为了适应迅速变化着的物理环境和自然选择压力、或者土壤和气候条件以及其它缓慢变化但具有方向性的变化，生物种群的遗传结构发生的改变。)-物理小环境的某种特征的变化，导致一定区域内生命有机体的类型和数量等的变化。景观破碎景观破碎指由于人类活动等各种因素造成的生物生存环境的破坏。部分林地开垦为农田后，会留下面积不等的森林“岛屿”，这种景观破碎会导致片断生存环境中能量平衡、物质循环的改变，并由此引起生态群落的改变，物种的消失、灭绝和部分生物资源的丧失。景观破碎通过影响生态系统而严重影响生物资源的整体性。现在有科学家提出“物种走廊”的概念来连接片断生境，从而使其中的野生动物物种通过物种走廊自我寻找到新的适合其生存的环境。5.2生物多样性和资源利用5.2.1全球物种数目与中国的物种多样性(1)物种数目据估计全世界有1300-1400万物种，但科学描述国的仅有约175万种。人类目前对高等植物和脊椎动物了解较清楚，但对昆虫、低等无脊椎动物、微生物的了解十分有限。据研究，从长度10m到长度1cm的动物，长度每减少10倍，物种数目将增加100倍。有文献记载的微生物中的病毒和细菌，不到估计数目的1%。资料来源：Heywood等，GlobalBiodiversityAssessment,CambridgeUniversityPress,1995生物物种在地球上的分布是不均匀的，生物多样性最丰富的国家主要集中在部分位于热带、亚热带地区的少数国家，包括巴西、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、墨西哥、扎伊尔、马达加斯加、澳大利亚、中国、印度、印度尼西亚、马来西亚等12个国家。(2)中国的物种多样性根据《中国环境保护21世纪议程》，我国有高等植物近32800余种，在世界上仅次于马来西亚、巴西，居世界第三位。其中种子植物24500余种－占世界总数的10%裸子植物236种－占世界总数的30%蕨类植物2600余种－占世界总数的20%苔藓植物2100余种－占世界总数的5%其中植物药材4773种，淀粉原料植物300种，纤维原料植物500种，油脂植物800种，香料植物350种，珍贵用材树种300种。在中国森林植被中，有针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林、热带季雨林以及它们之中的过渡类荒漠草原。在中国温带荒漠植被中，有小乔木荒漠、灌木荒漠、半灌木荒漠。在中国隐域性植被中，有盐生草甸、沼泽、沙生植被以及珊瑚礁植物。中国动物种类约10.45万种，占世界总数的10%。其中兽类560种－占世界总数的10%鸟类1186种－占世界总数的13%爬行类320种－占世界总数的5%两栖类210余种－占世界总数的7%鱼类2200余种－占世界总数的10%昆虫约10万种。其中动物药材740种，有经济价值的野生动物200种，其中仅毛皮兽就有70多种。中国具有许多稀有动植物属种。其中种子植物有10个特有科、321个特有属、约10000个特有种。兽类中有一个特有科、8个特有属、63个特有种。由于中国大陆受第四纪冰川影响较小，从而保留下来许多古老孓遗种、特有种和老孓属种。特有种和孓遗种中有许多世界著名的珍贵种类，如：如鸟类中有丹顶鹤、马鸡；兽类中的金丝猴、羚羊等。还有产于横断山脉北部一带的大熊猫，西北荒漠中的野马、双峰驼等。此外，分布于长江中下游的白鳍豚和扬子鳄，华南一带的大鲵（娃娃鱼）等，也都是世界上的珍稀动物。云南西双版纳地区是中国天然热带动物园。在不到2‰的土地上，有兽62种，占全国兽类的35%；两栖类30多种。这里有许多珍稀动物，如亚洲象、重达2000多公斤的野牛、华南虎、黑熊、水鹿、大灵猫。还有懒猴、豕尾猴、菲氏叶猴、白颊长臂猿、绿孔雀、飞蛙、巨蜥。植物中有水杉、银杏、银杉、鹅掌楸、珙桐、桫椤、金花茶等。5.2.2资源动植物资源动植物是指提供物质原料，满足人们生产和生活需要的被利用动植物。(1)资源动物珍贵特产类:指具有重要经济价值和学术价值的特产种类，如大熊猫、金丝猴、白鳍豚、羚牛、白唇鹿、野牦牛、藏羚、台湾猴、扬子鳄、大鲵、鸳鸯、蓝马鸡蓝鹇等。食用类：主要来自水生动物资源。部分飞禽、爬行类动物、蹄类动物也是重要而广布的食用动物。但是许多野生动物已经不宜用作食用动物。药用类：如蝎子、海马、地龙、蟾蜍、龟、鳖、蛇、鹿、熊等。工业用：制裘制革业用动物主要来自兽类，香料工业有麝香、灵猫香、河狸香等。脂类工业用动物主要是鲸类，但是鲸是禁止捕杀的动物，羽绒工业原料主要来自家禽的羽毛和羽绒。观赏类：如中国金鱼、某些鸟类、灵长类动物、鹿、熊、虎、豹、象等。实验类：如小白鼠、大白鼠、豚鼠、大白兔等。现在也发展了一些新的试验动物，如微型猪等。天敌类：各种食虫昆虫，如某些瓢虫、蜘蛛、草蛉、螨类，各种青蛙和蟾蜍，某些蛇类、鸟类和兽类。其它类：如传授花粉的媒介昆虫，用作有机污染指示动物的原生动物眼虫，以及一些有毒的动物。(2)资源植物食用类：包括直接和间接食用的植物资源。间接食用植物有饲料、饵料和蜜源植物，药用类：包括中草药和植物性农药。药用植物资源多达11118种，约占中药的87%；植物性农药包括土农药植物和激素植物，其中土农药植物约有500种，激素植物有露水草（含蜕皮激素）、胜红蓟（含保幼激素）等。工业用：包括木材、纤维、鞣料、芳香油、胶脂、工业油脂和植物性染料等。保护、美化和改造环境类：主要包括防风固沙植物；保持水土、改造荒山荒地植物；固氮增肥改良土壤植物；监测和净化污染环境的植物，如碱蓬（监测环境中汞的含量）、凤眼蓝（快速富集水体中的镉，清除酚类物质）以及一些重金属超积累植物；绿化环境、保护环境植物等。有毒类：有140个科，1300多种，具有利用和潜在利用价值。毛茛科、杜鹃花科、大戟科、茄科、百合科、豆科等的有毒种最多，约330种。(3)种质资源种质资源实际上是遗传资源，亲代传递给子代的遗传物质称为种质，携带各种种质的材料称为种质资源。因此每一生物物种具有不同的遗传特性，都应视为不同的种质。不同科属的高等植物之间可以进行杂交育种，产生优质的后代。长期栽培的作物也因不同程度的特化，具有不同的种质特征。通过对生态环境的保护、建立自然保护区和植物园、建立生物种质库来保护种质资源，从而达到对生物遗传资源的有效保护，是目前发展较好、较快的保护措施。5.2.3微生物广义的微生物是指除高等动植物以外的所有生物，种类繁多，主要包括病毒、单细胞的古细菌和真细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物等。(1)微生物的资源价值参与生态系统中的物质和能量循环过程微生物在碳、氮、磷、硫等元素的循环和能量流动过程等方面起着其它生物所不能替代的作用。是最丰富的遗传基因库微生物数量巨大，种类繁多，生理和生态类型多样，具有许多独特的代谢类型，且易发生遗传变异，遗传资源极为丰富。在各行业都具有实际和潜在的价值在农牧业、发酵、食品、石化、医药、冶金、环保、轻纺等行业，具有巨大的经济和社会效益；在生物工程的转基因方面，微生物更具有特别重要的作用。(2)微生物资源的利用食用菌：大型真菌，包括蘑、菇、菌、耳、蕈等。目前中国已报道的食用菌有720多种，人工栽培的近50种。中国食用菌年总产量已达70-80万吨，是世界上最大的生产国和出口国。药用真菌：我国传统药典已记载及试验有药效的真菌有50个科137个属380多种。许多食用菌也具有药用功效。毒菌：分布在26个科58个属190多种。毒菌中的毒素具有重要的药用价值。菌根真菌：指与植物根系形成共生体的真菌，包括内生、外生和兰科（与天麻等兰科植物根系形成菌根的真菌）菌根真菌等。我国已查明的外生菌根真菌有362种，内生菌根真菌有30多种。微生物生物活性物质：指具有抗菌活性、生物活性或生理活性的微生物产物，包括各种抗生素和抗病毒、抗肿瘤、抗心血管疾病等的生物活性物质。目前抗生素已近万种之多。世界上开发新生物活性物质的目标集中在以下几个方面：a抗肿瘤物质b抗耐药性金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和结核杆菌物质c抗绿脓杆菌和变形杆菌物质d抗病毒物质e抗心血管疾病物质非抗生素的生物活性物质发展很快，并在某些领域取得了突破性的进展，从而形成了一个新的研究领域-微生物药物学。微生物酶：用于食品、酿