复旦大学MPA培训报告：生物多样性及其保护(0903)

生物多样性及其保护复旦大学生物多样性科学研究所陈家宽卢宝荣Biodiversity生物多样性?生物多样性（Biodiversity）指地球上所有植物、动物、微生物物种及变异体以及所有生态系统和它们形成的生态过程生物多样性的组分与层次EcologicaldiversityBiomesBioregionsLandscapesEcosystemsHabitatsNichePopulationsGeneticdiversityPopulationsIndividualsChromosomesGenesNucleotidesOrganismaldiversityKingdomsPhylaFamiliesGeneraSpeciesSubspeciesPopulationsCulturaldiversity:HumaninteractionsatalllevelsBiodiversity基因多样性生态系统多样性物种多样性生物多样性的价值使用价值直接使用价值：提供食物、纤维、药物和其它产业的原材料，例如野生蔬菜；青蒿素；白果素；橡胶间接使用价值：环境和生命维持系统的调节功能，例如碳氧平衡，水土保持，净化环境等选择价值（潜在价值）为后代人提供选择机会的价值，例如抗性基因等世界生物多样性经济价值初步估算Nature（1997）估计，全球生物多样性经济价值为33万亿美元/年中国生物多样性经济价值初步估算年直接使用价值总和：1.8×104亿元人民币，约2000亿美元年间接使用价值总和：37.31×104亿元人民币，约4万亿美元（引自《中国生物多样性国情报告》1998）战略资源生物多样性：国家主权一些国家加紧获取我国的生物多样性资源“一个基因可以影响一个国家的兴衰；一个物种可以左右一个国家的经济命脉；一个优良的生物群落的建立可以改善一个地区的环境。”实例：中华猕猴桃、巴西橡胶树、南方红豆杉生物多样性与国家安全一个国家的安全不仅意味着一个强大的国家，还意味着有健康和受过良好教育的大众和健康、富饶的环境。重视生物多样性的国家具有最强大的国家安全生物多样性的最大价值可能还在于为人类提供适应局部和全球变化的机会。——《全球生物多样性策略》生物多样性保育的紧迫性地质史上已发生过5次自然大灭绝（Wilson，1989）原因：地质变化和大灾变地球又一次进入大灭绝时期原因：人类活动当代物种灭绝速度比自然灭绝速度快100－1000倍，一个物种灭绝影响约50个物种的生存中国生物多样性在世界上的地位巨大多样性国家（Megadiversitycountries）墨西哥、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、巴西、扎伊尔、马达加斯加、中国、印度、马来西亚、印度尼西亚和澳大利亚（占全球70%）中国生物多样性的一般特点物种高度丰富（高等植物排第3位；裸子植物排第1位；脊椎动物占13.97％；鸟类占13.1％，鱼类占20.3％）特有属、种多区系起源古老栽培植物、家养动物及其野生亲缘的种质资源异常丰富（水稻5万个品种，大豆2万个品种，药用植物1.1万种）生态系统丰富多样（陆生生态系统有599种类型）空间格局复杂多样中国生物多样性受威胁状况61％的野生生境丧失40％的生态系统严重退化15-20％的物种处于濒危状态水体污染达80％以上，水生生态系统濒于解体遗传多样性大量丧失我们眼里的生物多样性…为什么生物多样性重要？住……行……基本和高档次生活衣……食……为什么要保护生物多样性？生物多样性的丧失生境的破坏工业化、大气污染人口增长、城市化、农田扩大经济发展农田生态系统恶化……1.上海和中国其它地区的城市化2.Oryzarufipogon种群的灭绝上世纪70年代以来，中国有记录的这种野生稻种群已经灭绝了80％残存的种群规模大大减小民以食为天Agriculturalbiodiversityisessentialforglobalfoodproduction,livelihoodsecurityandsustainableagriculturaldevelopment农业生物多样性是世界粮食生产、生计和农业可持续发展的根本保证粮食保障面临的挑战食物保障的概念保证人类长期有赖以生存的基本粮食目前全球的人口：60亿到2050年：全球的人口将会增至90亿，比现在增加50％未来人口的增长需要粮食的成倍增加我们面临的挑战是：耕地面积减少水资源不足种质资源丧失……粮食保障面临的挑战世界人口钟如何保证全球人人都有饭吃？提高粮食作物的产量提高农业生产效率作物遗传改良、新品种培育粮食保障面临的挑战作物改良与种质资源作物改良：通过创造可遗传的变异和有目的以及有效的选择来获得作物优良品种的过程种质资源-遗传资源(Germplasm/GeneticResources):用于农作物改良的可以遗传的生物个体或群体基因库(Genepool):承载遗传资源的生物种群作物改良与种质资源作物改良与种质资源资源!巧妇难为无米之炊水稻品种IR-8低脚乌尖xBeta野生近缘种资源及其多样性野生近缘种(农作物野生近缘种):栽培农作物的祖先种或具有一定亲缘关系的野生物种野生近缘种资源及其多样性作物的野生近缘种在长期进化过程中形成了丰富的生物多样性分布广泛(distribution)物种多样性(species)生境多样性(habitat)遗传多样性(geneticdiversity)这些生物多样性为作物品种的改良积累了丰富的种质资源作物品种严重的基因流蚀造成遗传基础狭窄、不能抵御病害和不利环境的侵袭小麦赤霉病、大豆根腐病害、水稻草丛矮缩病毒病等均无抗源野生近缘种为这些作物的病害提供了唯一的抗源野生近缘种可以极大地丰富栽培作物品种的遗传基础野生近缘种生物多样性在育种中的重要作用中国的O.rufipogon雄性不育(MS)杂交水稻Ca.15.6millionha(S.Virmani)中国的中国的O.rufipogonO.rufipogon雄性不育雄性不育((MS)MS)杂交水稻杂交水稻Ca.15.6millionhaCa.15.6millionha(S.Virmani)(S.Virmani)印度的O.nivara草丛矮缩病毒IR36Ca.11millionha(Swaminathan1982)Research生物多样性经济的发展、城市化和工业化进程的加快，造成了对植物生境（包括野生近缘种生境）的严重破坏野生近缘种的生存受到威胁，甚至面临濒危野生近缘种多样性的保护对野生近缘种及其生境进行有效保护关系到生物多样性的可持续利用和农业的发展种质资源的保护对策异地保护原地保护异地保护（迁地保护exsituconservation）指将濒危植物迁移到人工环境中或异地的设施中进行保护异地保护的意义：异地保护是一种安全的、静态的、短期和长期兼顾的保护方法在生境遭受破坏，物种即将灭绝时，异地保护提供了最后的保护方案遗传资源的异地保护异地保护的类型植物园(botanicgarden)：现在全球有1,500家植物园栽培着至少3.5万种植物，占全世界植物种类的15%以上(IUCN/WWF1989)种子资源库(seedbank)：植物的种子在冷藏条件下进行保存，仍有萌芽生长能力。全球已建立了50个以上的大型种子资源库基因资源库(genomeresourcebank)：收集和储存生物的组织和细胞，置于-196C液氮环境中长期保存种子资源库苗圃保存的资源种子密封异地保护的局限性从进化的角度看，它仅仅是一种静态保护很难处理那些难以人工繁殖的作物基因多样性不能得到很好的保存异地管理和繁殖过程中可能发生基因库的流蚀保护的种质资源远离创造这些多样性的农户原地保护(就地保护insituconservation)指在原来的生境中对濒危的植物实行保护原地保护的意义：原地保护是一种动态的、长期的保护方法,经济有效原地保护在自然生境中进行，保存了物种进化过程中产生的新变异遗传资源的原地保护原地保护的类型自然保护区(naturereserves)国家公园(nationalpark)珍稀濒危植物保护点(conservationsitesforendangeredspecies)特殊资源保护点(conservationsitesforspecialresources)自然保护区特殊资源保护点卧龙熊猫保护区神农架保护区孟加拉的湿地自然保护区农家保护(On-farmconservation)农家保护专门指作物的原地保护类似的概念:原地作物保护基于农户的作物保护基于本地的作物保护农场管理保护农家保护传统稻的农家保护南美野生稻保护地原地保护中遇到的问题生境破坏生境破碎化污染外来种入侵……种质资源，特别是野生近缘种资源的保护关系到农作物品种的改良资源的可持续利用关系到农业的可持续发展和世界的粮食保障在未来竞争激烈的世界，谁掌握了种质资源谁就掌握了发展的主动权种质资源的可持续利用与世界粮食保障保护种质资源让世界每个儿童都有饭吃！