生物多樣性的研究進(jìn)展

1、作者簡介：徐宗儔（1947)，男，副研究員，研究方向：遺傳育種。生物多樣性的研究進(jìn)展徐宗儔(安順市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì) 安順561000)摘 要：本文針對(duì)一些業(yè)務(wù)技術(shù)干部、群眾甚至專業(yè)技術(shù)人員對(duì)生物多樣性的誤解和似是而非的認(rèn)識(shí)，重點(diǎn)對(duì)生物多樣性的提出、含義、內(nèi)容和發(fā)展方向，作了較系統(tǒng)的介紹，以引起人們的理解和廣泛關(guān)注。關(guān)鍵詞：生物 多樣性 研究1 生物多樣性的提出生物多樣性(biodiversity)是近年來國內(nèi)外最為流行的一個(gè)詞匯。20世紀(jì)80年代以后，人們?cè)陂_展自然保護(hù)的實(shí)踐中逐漸認(rèn)識(shí)到，自然界中各個(gè)物種之間、生物與周圍環(huán)境之間都存在著十分密切的聯(lián)系，因此自然保護(hù)僅僅著眼于對(duì)物種本身進(jìn)行保護(hù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)

2、不夠的，往往也是難于取得理想的效果的。要拯救珍稀瀕危物種，不僅要對(duì)所涉及的物種的野生種群進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，而且還要保護(hù)好它們的棲息地。或者說，需要對(duì)物種所在的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行有效的保護(hù)。在這樣的背景下，生物多樣性的概念便應(yīng)運(yùn)而生了。早在1971年，由聯(lián)合國教科文組織提出了著名的“人與生物圈計(jì)劃”。1980年由IUCN等國際自然保護(hù)組織編制完成的世界自然保護(hù)大綱正式頒布，該大綱提出了要把自然資源的有效保護(hù)與資源的合理利用有機(jī)地結(jié)合起來的觀點(diǎn)，對(duì)促進(jìn)世界各國加強(qiáng)生物資源的保護(hù)工作起到了極大的推動(dòng)作用。聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)1992年在巴西的里約熱內(nèi)盧舉行，世界許多國家都派出代表團(tuán)參加會(huì)議，我國領(lǐng)導(dǎo)人也參

3、加了這次盛會(huì)。會(huì)上通過的生物多樣性公約(Convention on Biological Diversity)，標(biāo)志著世界范圍內(nèi)的自然保護(hù)工作進(jìn)入到了一個(gè)新的階段，即從以往對(duì)珍稀瀕危物種的保護(hù)轉(zhuǎn)入到了對(duì)生物多樣性的保護(hù)。由于自然資源的合理利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，因此生物多樣性的研究和保護(hù)已經(jīng)成為世界各國普遍重視的一個(gè)問題。現(xiàn)在無論是聯(lián)合國還是世界各國政府每年都投入大量的人力和資金開展生物多樣性的研究與保護(hù)工作，一些非政府組織也積極支持和參與全球性的生物多樣性的保護(hù)工作。2 生物多樣性的概念和意義生物多樣性就是地球上所有生物以及由這些生物組成的系統(tǒng)的變異性。生物多樣性包括

4、所有自然世界的資源：植物、動(dòng)物、微生物和它們得以生存的生態(tài)系統(tǒng)，同樣也包括構(gòu)造出生命的重要基石遺傳物質(zhì)的多樣性?！吧锒鄻有浴笨梢哉f造就了世界的超級(jí)市場(chǎng)。人們賴已生存的食物諸如土豆、稻、玉米、小麥、棉花、各種蔬菜水果、肉類等等，都是“生物多樣性”的產(chǎn)物；通俗講，“生物多樣性”是：在一個(gè)相當(dāng)大的生態(tài)區(qū)域內(nèi)，各種生物間、各種生物與環(huán)境間的相處狀況以及它們對(duì)環(huán)境的反映狀況。可見，“生物多樣性”并不是有些人所想象韻就是把秈稻、糯稻間雜種植在一塊田那么簡單。據(jù)可靠的數(shù)據(jù)表明，地球上大約每天有100多種生物在絕滅，很多生物在沒有被人類認(rèn)識(shí)以前就消亡了，這對(duì)人類無疑是一種悲哀和災(zāi)難。保護(hù)生物多樣性的行動(dòng)勢(shì)在

5、必行、迫在眉睫。保護(hù)生物多樣性的關(guān)鍵是保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)是不同物種生存的環(huán)境。比如，熱帶雨林是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，就是城市中心的公園也可視為是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，還有森林或者海邊的沙灘、紅樹林，以及沿海河口這樣的沼澤、濕地，都是生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)健康時(shí)，它是許多物種，包括植物、昆蟲、鳥類、大型高等動(dòng)物等的家。迄今為止，人類已經(jīng)識(shí)別了175萬個(gè)物種，但是科學(xué)家們認(rèn)為，實(shí)際上地球上存在有1300萬或1億種物種。重要的事情是所有的這些物種是與其它物種相互聯(lián)系的，正如同我們依賴植物和動(dòng)物為食一樣。如果其中一個(gè)特定的物種失去了它的棲息地或者不再找得到它常吃的食物，就會(huì)滅絕掉。整個(gè)食物網(wǎng)(不僅僅是食物鏈)就會(huì)破

6、碎。而修補(bǔ)是一件很困難甚至是不可能的事。當(dāng)我們?cè)谏W(wǎng)中滅掉了一種物種，整個(gè)的網(wǎng)將變得搖搖欲墜。滅絕掉足夠的物種就會(huì)撼動(dòng)整個(gè)使生命在這個(gè)地球上變得可能的結(jié)構(gòu)。生物多樣性應(yīng)當(dāng)是人類生存的起碼條件，保護(hù)生物多樣性就是保護(hù)人類所居住的這個(gè)星球地球自身。生物多樣性不僅提供人類的衣、食、住、行，而且和人類健康之間的關(guān)系也是密不可分的，例如傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的醫(yī)生依賴植物和藥草治療疾病已經(jīng)有很長時(shí)間了，直到現(xiàn)代，人們也十分欣賞傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的療效；況且，現(xiàn)代醫(yī)藥(一般所說的“西醫(yī)”)的藥物成分絕大多數(shù)是從植物中提取的有效成分，以后還會(huì)更多。比如制作阿斯匹林的成分。順勢(shì)療法的醫(yī)藥也是大量利用植物成分的。前不久科學(xué)家們從太

7、平洋紫杉樹和馬達(dá)加斯加長春花中發(fā)現(xiàn)了用于治療癌癥的植物有效成分；從某種植物中發(fā)現(xiàn)和提取殺死艾滋病病毒的藥用成分已見端倪。3 生物多樣性面臨的壓力人類對(duì)食物、能源和其他自然資源的不斷增加的需求，對(duì)于生物多樣性來講，無疑是種巨大的壓力。人類在過去較長時(shí)期里對(duì)待生物多樣性問題處于一種無知與冷漠的態(tài)度，諸如：在開發(fā)和利用自然中存在的短視行為，不考慮長期的生態(tài)影響；人類的生產(chǎn)、生活日益加重了空氣、水、土壤的污染；缺乏對(duì)生物多樣性的經(jīng)濟(jì)利益的鑒別，以至盲目地發(fā)掘某些生物的利用價(jià)值，即在防止過渡利用利用自然資源和相應(yīng)的管理上存在嚴(yán)重的疏漏；人類通過移民、旅行和國際貿(mào)易的增加，加大了對(duì)自然生態(tài)負(fù)面的影響如對(duì)局

8、部區(qū)域的壓力，而又缺乏適時(shí)修復(fù)的理念和措施；過渡地捕殺陸生動(dòng)物及過度捕撈水生生物；還有其他凡是危及生物多樣性的行為，其中最為典型的實(shí)例應(yīng)當(dāng)是對(duì)大氣、水源、土壤的不可逆轉(zhuǎn)(至少難以逆轉(zhuǎn))的污染，使生物賴以生存的空間進(jìn)一步惡化。這些，都是因?yàn)槿祟惖奈廴竞蛽p害物種的自然棲息地生態(tài)系統(tǒng)導(dǎo)致的結(jié)果。因此，我們必須認(rèn)識(shí)到，世界是一個(gè)相互依存的整體，由自然和人類社會(huì)所組成。任何一方的存在和興旺都依賴于其他方面的存在和興旺。人類自身也是自然的一部分，與其他物種一樣是永恒生態(tài)規(guī)律的對(duì)象。所有生命都依賴于自然系統(tǒng)的不間斷的運(yùn)轉(zhuǎn)，才能保證了能量營養(yǎng)物質(zhì)對(duì)生存的供應(yīng)，人類的一切活動(dòng)必須是在與自然的和諧平衡中進(jìn)行。所以

9、，人類必須擔(dān)負(fù)起保護(hù)生態(tài)以實(shí)現(xiàn)生物多樣性的責(zé)任。4 生物多樣性的內(nèi)容生物多樣性是地球上動(dòng)物、植物、微生物及其所構(gòu)成的生態(tài)綜合體。它通常包括遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀系統(tǒng)多樣性等四個(gè)組成部分。4.1 遺傳多樣性（genetic diversity)遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分。廣義的遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲(chǔ)存在生物個(gè)體的基因之中。因此,遺傳多樣性也就是生物的遺傳基因的多樣性。任何一個(gè)物種或一個(gè)生物個(gè)體都保存著大量的遺傳基因，因此，可被看作是一個(gè)基因庫(Genepool)。一個(gè)物種所包含的基因越豐富，它對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力越強(qiáng)。基因的

10、多樣性是生命進(jìn)化和物種分化的基礎(chǔ)。狹義的遺傳多樣性主要是指生物種內(nèi)基因的變化，包括種內(nèi)顯著不同的種群之間以及同一種群內(nèi)的遺傳變異。此外，遺傳多樣性可以表現(xiàn)在多個(gè)層次上，如分子、細(xì)胞、個(gè)體等。在自然界中，對(duì)于絕大多數(shù)有性生殖的物種而言，種群內(nèi)的個(gè)體之間往往沒有完全一致的基因型，而種群就是由這些具有不同遺傳結(jié)構(gòu)的多個(gè)個(gè)體組成的。在生物的長期演化過程中，遺傳物質(zhì)的改變(或突變)是產(chǎn)生遺傳多樣性的根本原因。遺傳物質(zhì)的突變主要有兩種類型，即染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變化以及基因位點(diǎn)內(nèi)部核苷酸的變化。前者稱為染色體的畸變，后者稱為基因突變(或點(diǎn)突變)。此外，基因重組也可以導(dǎo)致生物產(chǎn)生遺傳變異。4.2物種多樣性(s

11、pecies diversity)物種(species)是生物分類的基本單位。物種多樣性是指地球上動(dòng)物、植物、微生物等生物種類的豐富程度。物種多樣性包括兩個(gè)方面，其一是指一定區(qū)域內(nèi)的物種豐富程度，可稱為區(qū)域物種多樣性；其二是指生態(tài)學(xué)方面的物種分布的均勻程度，可稱為生態(tài)多樣性或群落物種多樣性。物種多樣性是衡量一定地區(qū)生物資源豐富程度的一個(gè)客觀指標(biāo)。對(duì)于什么是物種一直是分類學(xué)家和系統(tǒng)進(jìn)化學(xué)家所討論的問題。邁爾(1953)認(rèn)為：物種是能夠(或可能)相互配育的、擁有自然種群的類群，這些類群與其他類群存在著生殖隔離。物種是繁殖單元；物種是進(jìn)化的單元。在分類學(xué)上確定一個(gè)物種必須同時(shí)考慮形態(tài)的、地理的、遺傳

12、學(xué)的特征。也就是說，作為一個(gè)物種必須同時(shí)具備如下條件：具有相對(duì)穩(wěn)定的而一致的形態(tài)學(xué)特征，以便與其他物種相區(qū)別；以種群的形式生活在一定的空間內(nèi)，占據(jù)著一定的地理分布區(qū)，并在該區(qū)域內(nèi)生存和繁衍后代；每個(gè)物種具有特定的遺傳基因庫，同種的不同個(gè)體之間可以互相配對(duì)和繁殖后代、不同種的個(gè)體之間存在著生殖隔離，不能配育或即使雜交也不會(huì)產(chǎn)生有繁殖能力的后代。在闡述一個(gè)國家或地區(qū)生物多樣性豐富程度時(shí)，最常用的指標(biāo)是區(qū)域物種多樣性。區(qū)域物種多樣性的測(cè)量有以下三個(gè)指標(biāo)：物種總數(shù)，即特定區(qū)域內(nèi)所擁有的特定類群的物種數(shù)目；物種密度，指單位面積內(nèi)的特定類群的物種數(shù)目；特有種比例，指在一定區(qū)域內(nèi)某個(gè)特定類群特有種占該地區(qū)物

13、種總數(shù)的比例。4.3 生態(tài)系統(tǒng)多樣性(ecosystem diversity)生態(tài)系統(tǒng)是各種生物與其周圍環(huán)境所構(gòu)成的自然綜合體。所有的物種都是生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。在生態(tài)系統(tǒng)之中，不僅各個(gè)物種之間相互依賴，彼此制約，而且生物與其周圍的各種環(huán)境因子也是相互作用的。從結(jié)構(gòu)上看，生態(tài)系統(tǒng)主要由生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者所構(gòu)成。生態(tài)系統(tǒng)的功能是對(duì)地球上的各種化學(xué)元素進(jìn)行循環(huán)和維持能量在各組分之間的正常流動(dòng)。生態(tài)系統(tǒng)的多樣性主要是指地球上生態(tài)系統(tǒng)組成、功能的多樣性以及各種生態(tài)過程的多樣性，包括生境的多樣性、生物群落和生態(tài)過程的多樣化等多個(gè)方面。其中，生境的多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的基礎(chǔ)，生物群落的多樣化可以

14、反映生態(tài)系統(tǒng)類型的多樣性，起碼要建立：海洋生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、湖泊生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)。4.4景觀系統(tǒng)多樣性(Landscape diversity)是指不同類型的、人類居住的空間景觀結(jié)構(gòu)、功能機(jī)制和時(shí)間動(dòng)態(tài)方面的多樣化及其變異，是城市生態(tài)系統(tǒng)的具體化。景觀系統(tǒng)多樣性作為一個(gè)發(fā)展中的專業(yè)，景觀設(shè)計(jì)(Landscape Design)將在生物多樣性保護(hù)中起著決定性的作用，在環(huán)境日益人工化、并逐步向智能化方向發(fā)展的情況下，仍然可以通過人居環(huán)境中的林地、綠帶、水庫和人工或天然池塘及湖泊的巧妙布置，來使生物多樣性保持在很高的程度。景觀系統(tǒng)多樣性不但應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效益和城、

15、鄉(xiāng)環(huán)境的景觀美，同時(shí)考慮生物種類在保護(hù)景觀系統(tǒng)的多樣性以及在生物多樣性保護(hù)中所起的決定性作用。生物多樣性保護(hù)中的景觀系統(tǒng)，越來越受到人們的廣泛注意，主要是因?yàn)榫坝^多樣性系統(tǒng)從兩個(gè)方面體現(xiàn)了現(xiàn)代生物多樣性：一是以物種為核心的景觀途徑，另一種是以景觀元素為核心和出發(fā)點(diǎn)的途徑。前者首先確定物種，然后根據(jù)物種的生態(tài)特性來設(shè)計(jì)景觀格局，后者則以各種尺度的景觀元素作為保護(hù)對(duì)象，根據(jù)其空間位置和關(guān)系設(shè)計(jì)景觀格局。五種空間戰(zhàn)略被認(rèn)為有利于生物多樣性的保護(hù)，包括：保護(hù)核心棲息地、建立緩沖區(qū)、構(gòu)筑廊道、增加景觀異質(zhì)性和引入或恢復(fù)棲息地。其中，景觀多樣性應(yīng)建立在如下三個(gè)方面的概念上，即：景觀系統(tǒng)的空間構(gòu)型對(duì)生態(tài)過程

16、和環(huán)境的作用；生物進(jìn)化的空間軌跡與景觀系統(tǒng)；景觀系統(tǒng)存在的阻力與潛在的生態(tài)基礎(chǔ)。如果將物種運(yùn)動(dòng)和生態(tài)過程作為一個(gè)能動(dòng)的景觀系統(tǒng)過程來對(duì)待，就將會(huì)有一種全新的生物多樣性。5 我國生物多樣性研究進(jìn)展和取得的成就生物界為人類提供了食物、纖維、木材、藥材和多種工業(yè)原料，捉供了保持土壤肥力、保障水質(zhì)以及調(diào)節(jié)氣候等生態(tài)服務(wù)功能，它關(guān)系著人類的安康福祉和文化完整性，特別是關(guān)系到我國的環(huán)境、資源的安全，這些都是勿庸置疑的。我國提出的以人為本、全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀，以及建立包括“人與自然和諧”在內(nèi)的和諧社會(huì)，其科學(xué)內(nèi)涵的真締就在于生物多樣性。我國在生物多樣性研究領(lǐng)域起步較晚，基礎(chǔ)也薄弱。但由于我國幅員

17、遼闊，是世界生物多樣性最豐富的國家之一，高等植物30000余種，脊椎動(dòng)物6347種，均居世界前列；其次，生物物種的特有性高，復(fù)雜多樣的生態(tài)環(huán)境使中國擁有大量特有的物種和稀有物種；第三，生物區(qū)系起源古老；第四，經(jīng)濟(jì)物種異常豐富。雖然進(jìn)行過多次全國性大規(guī)模的生物資源普查，但仍處于家底不甚清晰的狀態(tài)。無論從本國的實(shí)際需要，還是從縮小與國際同類研究的差距，全面深入地開展中國生物多樣性的保護(hù)生物學(xué)等基礎(chǔ)研究已成為當(dāng)務(wù)之急。但是，我國在保持生物多樣性方面還存在一些問題：生態(tài)環(huán)境退化的局面還沒有得到根本遏制；各種開發(fā)建設(shè)的人為破壞仍在繼續(xù)，物種生存面臨著嚴(yán)重威脅；外來入侵物種危害日趨嚴(yán)重；生物遺傳資源流失問

18、題突出，保護(hù)和管理不到位；西部地區(qū)生物多樣性急需采取搶救性保護(hù)措施。當(dāng)代人應(yīng)當(dāng)限制其不可更新資源的消費(fèi)，要把這種消費(fèi)水平維持在僅僅滿足社會(huì)的基本需要，并應(yīng)對(duì)更新資源進(jìn)行撫育，確保持續(xù)的生產(chǎn)力。雖然我國在生物多樣性研究起步較晚，但動(dòng)作迅速，特別是在簽定生物多樣性公約之后，經(jīng)過一系列的努力，取得了有目共矚的成就。十多年來，我國政府為保護(hù)生物多樣性和履行國際公約，積極認(rèn)真地開展了一系列工作，有力地促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。一是建立健全政府機(jī)構(gòu)：建立和完善了國家履行世界性公約的協(xié)調(diào)機(jī)制，自1993年中國批準(zhǔn)生物多樣性公約后，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，成立了由國家環(huán)?？偩譅款^的中國履行生物多樣性公約工作協(xié)調(diào)

19、組，目前已有國務(wù)院22個(gè)部門和單位參加，使生物多樣性研究與實(shí)施有了堅(jiān)強(qiáng)的組織保證。二是建立健全研究機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)團(tuán)體：中國科學(xué)院、中國林業(yè)科學(xué)研究院的一些研究所、教育部系統(tǒng)的大專院校、各省市的地方科研機(jī)構(gòu)以及中國動(dòng)物學(xué)會(huì)、中國植物學(xué)會(huì)、中國生態(tài)學(xué)會(huì)等學(xué)術(shù)團(tuán)體，都有大批的專家學(xué)者從事生物多樣性保護(hù)的研究工作。與此同時(shí)，很多大專院校、科研機(jī)構(gòu)都在具有代表性區(qū)域建立了生物多樣性調(diào)查(考察)、研究、試驗(yàn)基地。他們的研究成果為開展生物多樣性保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。三是建立健全了民間自然保護(hù)組織：近年來我國陸續(xù)成立了一些民間自然保護(hù)團(tuán)體，如我國建立了跨地區(qū)、跨專業(yè)領(lǐng)域的“中國生物多樣性保護(hù)基金會(huì)”，廣泛協(xié)調(diào)各方面力量，調(diào)動(dòng)了社會(huì)各個(gè)方面的積極性，深入開展生物多樣性的研究工作。中國野生動(dòng)物保護(hù)協(xié)會(huì)、自然之友、綠色家園、地球村、大學(xué)生綠色營等。在開展生物多樣性的