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保护生物学第1章保护生物学的产生与发展1、保护生物学（ConservationBiology）：保护生物学是应用科学和技术解决由于人类干扰或其他因素引起的物种群落和生态系统问题的新途径，其目的是提供生物多样性保护的原理和工具。（保护生物学包含这样一个基本过程：评估人类对生物多样性的影响，提出防止物种灭绝的具体措施，拯救濒危物种，研究生物多样性和提出对生物多样性进行持续、合理地利用的科学方案。）2、保护生物学的研究内容第一是研究人类对生物多样性的影响；其次是研究防止物种灭绝的有效途径主要关注到6个方面：物种灭绝、进化的潜能、群落和生态系统、生境的恢复、物种的回归自然和圈养繁殖、生物技术在物种保护中的应用弟2章物种起源与生物多样性演化1、生物进化有哪些原因？（1）．遗传变异遗传——保守性；变异——先进性（2）．自然选择在自然界里，适合于环境条件(包括食物、生存空间、风土气候等)的生物被保留下来，不适合的被淘汰，这就是自然选择。2、简述生物与环境的关系？（1）．光及其作用太阳光是地球上一切生物能量的源泉。光能（绿色植物光合作用）有机物中化学键的键能。它除了维持植物自身生活以外，还是一切动物和微生物生存的基础，是生态系统中物质循环与能量传递的首要环节。光无论对于生物的影响十分明显，表现在：1)红外线——能使生物或非生物的温度上升，促进种子和幼叶的萌发，使茎加速伸长。2)可见光——对于生物而言，可见光犹如生物钟的一种信号，绝大多数生物都是随一天中光线的规律性变化而呈现出有节律的应答。如对植物而言进行光合作用、昼行性及夜行性动物。3)紫外线——过量的紫外线可使细胞致畸、致癌或致死，在自然条件下紫外线可抑制或减缓茎的生长，提高植物向光的敏感性，促进花青素以及各种红色色素的形成。（2）．温度适当的温度是维系生命过程必不可缺少的条件之一。通常从零上低温开始，随着温度的上升，微生物、植物和变温动物的代谢水平与生命活动逐渐增强，直到每种生物的最适温区为止。温度超过一定限值，各种代谢活动又趋于下降。决定某个特定区域气温的要素主要有：季节;纬度;昼夜;海拔(3)．水水是生命的第一需要。有水分就有生命，这是由于水具有独特的生态学作用决定的。1)高沸点由于水在常温下为液态，需要被加热到100℃才沸腾，因而地球上才能出现江河湖海，生命也才得以在水域中孕育而生。2)高比热由于高比热，要使水升温，就需要提供高能量。同理，水分从生物体表面散发到大气中，必然要带走大量的热量，这就是植物在烈日下仍然昂首挺立、树林中的气温比林外平均低3～5℃、地球上少有深色尤其是黑色植物的原因。3)固态膨胀水温降至4℃以下时，其体积略有增大，密度减小。因此即使冰冻三尺，那些致生物于绝境的寒冰也只能漂浮于水面上，水以下的鱼、虾、贝、藻虽能感知严冬的到来，却依然可以在水中自由自在地生存。(4)．土壤土壤包含沙粒、无机盐、矿物质、黏性物质（主要是生物死亡分解后产生的腐殖质、水分，以及每克土壤中多达百万个的生物（其中基本上是微生物和原生动物，还有一定量的无脊椎动物）。土壤的肥力对该地区植被的生物量产生重要的影响，从而也影响着各种动物。因此把土壤比作生物的摇篮、人类的命根子是很恰当的。(5)．大气大气层对于地球上生物的作用是多方面的。1)保护作用厚厚的大气有效地阻挡了各种宇宙射线对生物的侵害。如果没有这层大气，生物难以生存，更谈不上发展。2)保温作用太阳发出的长波红外线具有明显的增温效应。大气层能吸收和折射地面反射或散射出的红外线，从而在地球外围形成一层厚厚的保温层。3)氧气促进了生物的需氧代谢与进化需氧代谢产生的能量比无氧代谢高10-20倍。自从有了氧气，生物进化的速率大大加快了。同时，氧气能助燃，没有氧气，人类的文明和现代化工业、交通都将陷入困境。4)氮气某些微生物（如根瘤菌、棕色固氮菌和鱼腥藻等）等原核生物在固氮酶的催化下，可以将氮气与氢化合，还原生成氨。氨是植物生长所必需的重要氮肥，也是支撑整个生物界乃至生态系统的基石之一。5)二氧化碳是光合作用的原材料亿万年来，植物持续不断地进行规模宏大的光合作用制造有机物，其原材料之一就是大气中的二氧化碳。3、生物物种间关系有哪几种主要类型。（1）．共生两个物种共同生活在一起，相依为生，其中一种生物甚至可能生活在另一种生物体内。它们互相“帮助”，取得“双赢”，彼此都不能离开对方而生活。例如，豆科植物(花生、大豆等)与根瘤菌，满江红(红萍)与鱼腥藻，白蚂蚁与鞭毛虫以及地衣(绿藻与真菌的共生体)等都是生物共生的典范。（2）．共栖两种都能独立生活的生物共居一处，通常仅是单方受益，另一方所受损益不明显的现象。如海藻、海葵和藤壶附生于贝类之外等。（3）．协作两个物种共同生活于同一环境中，在它们各自独立的生活中也使对方间接受益。许多昆虫都喜欢到花丛中采蜜。在它们收获花蜜的同时，“顺便”也为被子植物异花授粉做出了贡献。动物取食种子等。同种生物的各个个体之间亦常相互协作。（4）．中立在一个生态环境中，许多生物彼此之间没有明显的利害关系，它们处于相对中立的状态。如在一片树林中，上蹿下跳的松鼠与来往飞翔的昆虫之间，它们似乎都完全独立地生活着。然而，严格地说，在同一个小生境中各种生物彼此处于毫无关系的绝对中立状态是不常见的，一旦原有环境稍有改变，各物种间的相互关系也将进行一番调整。（5）．竞争物种在群落中所处的生态地位叫做生态位，它包括空间生态位和营养生态位两种类型。如果两个或两个以上物种由于生态位相近，彼此相互争夺类似的生存空间及生活资源，它们之间这种关系就叫做竞争。竞争是生物界永恒的主题。同种生物间除了协作之外，同时也存在竞争。竞争是推动生物进化的外因。（6）．寄生一种生物寄居于另一种生物的体内或体外，以摄取寄主的营养物质维持自身生活的现象称为寄生。寄生物与寄主之间往往具有较高的特异性。内寄生的生物通常都具有与寄生生活相适应的吸盘、小钩、角质层以及发达的生殖系统等特征。寄生物一般不导致寄主死亡。（7）．捕食与防御捕食者往往感官和运动系统发达，能奔善跑，长有尖牙利爪。被捕食者在与捕食者的协同进化中根据各自的特点演化出了多种多样的防御与逃生手段。刺猬长刺，龟鳖披甲，甲虫装死，尺蠖拟态等都是弱小动物求生的高招。有些素食动物以群居的方式迎击或逃避肉食动物的进犯。第三章物种濒危与灭绝1．Mace-Lande物种濒危等级：2．IUCN濒危物种现行等级系统各等级、定义(1)灭绝(extinct，EX)——俗称“绝种”一分类单元内，如果有足够理由确认最后的个体已经死亡，即可列为灭绝。如：生存于远古时代的所有恐龙、分布于欧亚大陆和北美大陆的猛犸象、分布于马达加斯加的体重达500公斤的巨大鸟类——巨隆鸟、分布于北美大陆且数量达几十亿只的旅鸽等。(2)野生灭绝(extinctinthewild，EW)一分类单元内如果已知仅生活在栽培和圈养条件下或仅作为一个(或多个)驯化种群远离其过去的分布区生活时，即为野生灭绝。如：分布于我国的麋鹿在野外灭绝了，但在世界许多国家圈养和半野生环境下生存良好。我国特有的百山祖冷杉野生个体仅存3株，分布于浙江庆元，不能自然繁殖。我国特有的华南虎，近年来虽然有人发现过野生个体存在，但专家认为其难逃野外灭绝厄运。附：灭绝的另外二种含义局部灭绝(localextinct)生态灭绝(ecologicalextinct)(3)极危(criticallyendangered，CE)一分类单元在野外随时灭绝的概率极高，符合IUCN关于“极危”的标准，即可列为极危。(4)濒危(endangered，EN)一分类单元虽未达到极危，但在不久的将来野生灭绝的概率很高，符合IUCN关于“濒危”的标准，即可列为濒危。(5)易危(vulnerable，VU)一分类单元虽未达到极危或濒危，但在未来的中期内野生灭绝的概率较高，符合IUCN关于“易危”的标准，即可列为易危。(6)低危(lowrisk，LR)一分类单元经评估不符合列为极危、濒危或易危任一等级的标准，即可列为低危。列为低危的类群可为3个亚等级。低危的3个亚等级：①依赖保护：若停止对有关分类单元的保护，将导致该分类单元5年内达到上述受威胁等级之一；②接近受危：未达到依赖保护但接近易危的类群；③略需关注：未达到依赖保护或接近受危的类群。(7)数据不足(datadeficient，DD)对分类单元无足够的资料，但根据其分布和种群现状对其灭绝的危险进行直接或间接的评估，即可列为数据不足。列入该等级的分类单元可能已得到较好的研究，但某些数据缺乏。(8)未评估(notevaluated，NE)未应用有关的标准评估的分类单元可列为未评估。3、IUCN濒危等级标准（IUCN，1994）Mace-Lande物种濒危等级标准中关于极危、濒危和易危物种的标准见p.44表3.1。4、国内植物濒危等级国内植物红皮书参考IUCN红皮书等级制定，采用濒危(endangered)、稀有(rare)和渐危(vulnerable)3个等级。其定义如下：（1）．濒危物种在其分布的全部或显著范围内有随时灭绝的危险。这类植物通常生长稀疏，个体数和种群低，且分布高度狭域。因栖息地丧失或破坏、或过度开采等原因，其生存濒危。（2）．稀有物种虽无灭绝的直接危险，但其分布范围很窄或很分散，或属于不常见的单种属或寡种属。（3）．渐危物种的生存受到人类活动和自然原因的威胁，这类物种由于毁林、栖息地退化及过度开采的原因在不久的将来有可能被归人“濒危”等级。5、国内动物濒危等级我国动物红皮书参照1996年版的IUCN濒危物种红色名录，根据实际国情，使用了野生灭绝(Ex)、绝迹(Et)、濒危(E)、易危(V)、稀有(R)和未定(Ⅰ)等等级。6、容易灭绝物种的特征（物种灭绝的脆弱性）（1）．地理分布区狭窄的物种一些物种仅见于一个狭窄的地理分布区中的一个或几个地点，因此一旦整个分布区受到人类活动的影响，这些物种就有可能灭绝。如局限于单个海洋性岛屿上的鸟类和单个湖泊中的鱼类。(2)．仅有一个或几个种群的物种地震、火灾或疾病爆发，可能导致某个物种的任何一个种群的地区灭绝。因此，具有许多种群的物种要比那些仅有一个或几个种群的物种灭绝可能性小一些。(3)．小规模种群的物种由于近亲繁殖和遗传漂变等原因，小规模种群比大规模种群更容易变成地方灭绝。因此，具有典型小规模种群的物种，如大型食肉动物和特异性极高的物种，要比那些具有典型大规模种群的物种更容易灭绝。(4)．种群大小正在衰落的物种种群变迁的趋势倾向于连续性，因此，显现衰落迹象的种群易于灭绝，除非引起衰落的原因得到确认和修正。(5)．种群密度低的物种对种群密度低的物种来说，如果人类活动导致分布区破碎，会使每个片段内只能保留下小规模的种群。由于每个片段内的个体数量少，以至于物种无法长期持续下去，最终使其在整个分布区内消失。(6)．需要大面积家域（territory）的物种单个个体或单个社群需要在一个宽广的地区觅食的物种，当它们的部分分布区由于人类活动被破坏或破碎后，则倾向于陆续死亡直至绝迹。(7)．体型大的物种与小型动物相比，大型动物倾向于占用较大的个体分布区，需要较多的食物，易于成为被捕杀的对象。因此，它们或是因为得不到足够的食物而使种群衰退，或是因为被大量捕杀而灭绝。(8)．不具备有效散布途径的物种在自然界，物种可以从行为上、生理上去适应不断变化的环境，或者迁移到适合其生存的新环境中去。不能适应环境的物种和不能及时迁移到新环境中去的物种，只能是灭绝。目前，由于人类引起的环境变化速度太快，物种来不及适应，从而使迁移成了唯一的选择。在这种情形下，不具备有效散布手段（迁移能力差）的物种将无法逃脱灭绝的命运(9)．季节性迁移的物种季节性迁移的物种依赖两种或多种截然不同的生境类型。任何一类生境被破坏或迁徙（洄游）路线被阻断，这个物种就有可能无法生存下去。如每年往来于加拿大与新热带地区之间迁徙的120种共上百万只鸣禽、被大坝阻断不能到达产卵场地的鲑鱼和候鸟的迁徙路线被破坏等。(10)．遗传变异水平极低的物种种群内的遗传变异有时可以使物种适应一个变