1、生物多樣性研究綜述摘要：指生了 20年以來(lái)，在全球開展了討論和咨詢， 確定了世界生物多樣性保護(hù)的路線圖。對(duì)生物多樣性的概念和 生物多樣性的內(nèi)涵和價(jià)值、研究的歷史背景和研究概況等方面 進(jìn)行了綜述，重點(diǎn)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外在生物多樣性研究上所做的工 作和取得的進(jìn)展，并對(duì)一些相關(guān)熱點(diǎn)、難點(diǎn)、存在的問題和矛 盾以及采取的措施進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：生物多樣性；價(jià)值；研究概況；綜述1生物多樣性的概念及意義生物多樣性(biodiversity 或 biological diversity ) 一詞，最初是由 Fisher和 W川iams (1943)在研究昆蟲物種 -多度關(guān)系時(shí)提由的，但生物多樣性這一術(shù)語(yǔ)及其內(nèi)涵在全

2、球 范圍內(nèi)被人們廣泛理解和接受還是20世紀(jì)80年代后期的事情，特別是1992年生物多樣性公約的正式簽署，使得人 們對(duì)生物多樣性的關(guān)注度空前提高，生物多樣性的研究與保護(hù) 更多的進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段。目前人們公認(rèn)的生物多樣性是指生 物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程 的總和，包括數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的動(dòng)物、植物、微生物和它們所擁有 的基因以及它們與其生存環(huán)境形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，是生命第1頁(yè)共12頁(yè)3個(gè)層次,3個(gè)層次,遺傳多樣性(Genetic diversity )遺傳多樣性指種內(nèi)基因的變化，包括種內(nèi)顯著不同種群?jiǎn)?或同一種群內(nèi)的遺傳變異，也稱基因多樣性。種內(nèi)多樣性是物 種以上各水平多樣性

3、的最重要來(lái)源。遺傳變異、生活史特點(diǎn)、 種群動(dòng)態(tài)及其遺傳結(jié)構(gòu)等決定或影響著一個(gè)物種與其他物種及 其環(huán)境相互作用的方式。而且，種內(nèi)的多樣性是一個(gè)物種對(duì)人 為干擾進(jìn)行成功反應(yīng)的決定因素。種內(nèi)的遺傳變異程度也決定 其進(jìn)化的潛勢(shì)，所有的遺傳多樣性都發(fā)生在分子水平，并且都 與DNA勺理化性質(zhì)緊密相關(guān)。物種多樣性(Species diversity )物種是指遺傳特征相似，能夠繁殖由有生殖能力的后代的 一類生物。物種多樣性是物種水平上的生物多樣性。它是用一 定空間范圍內(nèi)物種數(shù)量和分布特征來(lái)衡量的。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè) 種的種群越大，它的遺傳多樣性就越大。但是一些種的種群增 加可能導(dǎo)致其他一些種的衰退，而使一定區(qū)域

4、內(nèi)物種多樣性減 少。估計(jì)全球生物種類在 200萬(wàn)到1億種之間，而己被人類定 名或描述的物種一般認(rèn)為是140170萬(wàn)種，絕大多數(shù)的物種尚未被發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)。生態(tài)系統(tǒng)多樣性(Ecosystem diversity )第2頁(yè)共12頁(yè)生態(tài)系統(tǒng)多樣性是指生物圈內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)過程 的多樣化，以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生境差異、生態(tài)過程變化的多樣性(Mcneely, 1990)。生境主要指無(wú)機(jī)環(huán)境，生境多樣性是生 物群落多樣性甚至是整個(gè)生物多樣性形成的基本條件。生物群 落多樣性主要指群落的組成、結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)方面的多樣性。生態(tài) 系統(tǒng)的類型變化也是生態(tài)系統(tǒng)多樣性研究的重要內(nèi)容。有些生 態(tài)系統(tǒng)有它的獨(dú)特性，一旦遭到破壞，難

5、以恢復(fù)。在一定的區(qū) 域內(nèi)，即使有相似的自然條件，也存在著多種多樣的生態(tài)系 統(tǒng)。生物群落內(nèi)部、群落之間以及與環(huán)境之間都存在極其復(fù)雜 的關(guān)系。2生物多樣性對(duì)人類生存的重要價(jià)值(1)生物多樣性是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。生物資源 提供了地球人類生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。其社會(huì)、倫理、文化和經(jīng)濟(jì) 價(jià)值，從人類社會(huì)誕生起就已經(jīng)被人類逐漸認(rèn)識(shí)。我們主要的食物都來(lái)自于對(duì)野生生物物種的馴化，例如：人類已利用了 大約5000種植物作為糧食作物，其中不到20種生物提供了世界絕大部分的食品。(2)許多野生動(dòng)植物是珍貴的藥材野生生物作為人類祖 先的醫(yī)藥寶庫(kù)，使人類在抵抗疾病的過程中獲得了生存的機(jī) 會(huì)。至今世界上的很多藥物都是從動(dòng)

6、植物或微生物中提取有效 成分。野生動(dòng)植物有許多是工業(yè)的原料。生物多樣性可為人類第3頁(yè)共12頁(yè)提供特殊的基因。多樣的生物具有眾多特殊的基因，如研究耐 寒抗病基因，可以培育動(dòng)植物新品種，用以改善人類食品的品質(zhì)和對(duì)生物的利用能力。(3)生物多樣性的間接價(jià)值，生物多樣性的間接價(jià)值主 要與生態(tài)系統(tǒng)的功能有關(guān)，如固定太陽(yáng)能、調(diào)節(jié)水文、防止水 土流失、調(diào)節(jié)氣候、吸收和分解污染物、貯存營(yíng)養(yǎng)元素并促進(jìn) 養(yǎng)分循環(huán)和維持進(jìn)化過程等。3生物多樣性研究產(chǎn)生的歷史背景20世紀(jì)以來(lái)，由于工業(yè)的發(fā)展和人口的增加，人們對(duì)資 源的利用大大提高了，特別是對(duì)生物資源掠奪式的開發(fā)，加之 環(huán)境污染導(dǎo)致生物物種的銳減，己成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約

7、因素。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，近200年來(lái)，地球上已有106種哺乳類動(dòng)物和127種 鳥類滅絕；瀕臨滅絕的哺乳類動(dòng)物有406種，鳥類有593種，爬行動(dòng)物209種，魚類242種，其他低等動(dòng)物更不計(jì)其數(shù)。位 于地球赤道一帶的熱帶雨林，是天然的動(dòng)植物園，是地球的生 物寶庫(kù)，被譽(yù)為“地球之肺”，但是全球的熱帶雨林現(xiàn)在正以 每分鐘20hm2的速率減少，照此下去，不由 100年，全球的熱 帶雨林將蕩然無(wú)存，大量珍稀生物也將隨熱帶雨林的消失而滅 絕，生物多樣性保護(hù)正遭受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。面對(duì)如此嚴(yán)峻的形 勢(shì)，人們逐漸認(rèn)識(shí)到人類社會(huì)發(fā)展與自然之間相互協(xié)調(diào)的關(guān) 系，1948年由版的我們被掠奪的星球和1962年由版的第4頁(yè)共12頁(yè)寂

8、靜的春天作為自然保護(hù)的先驅(qū)之作，喚起了人類對(duì)自己 生存的環(huán)境的關(guān)心。第二次世界大戰(zhàn)以后，國(guó)際社會(huì)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)更加關(guān) 注生物資源的保護(hù)問題，并且在拯救珍稀瀕危物種、防止自然 資源的過度利用等方面開展了很多工作。1948年，由聯(lián)合國(guó)和法國(guó)政府創(chuàng)建了世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN） o 1961年世界 野生生物基金會(huì)建立。 20世紀(jì)7080年代，召開了一系列有 關(guān)人類環(huán)境、自然資源保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的國(guó)際會(huì)議。1971年，由聯(lián)合國(guó)教科文組織提由了著名的“人與生物圈計(jì)劃”。1980年由IUCN等國(guó)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，該大綱提由了要把自然資源的有效保護(hù)與 資源的合理利用有機(jī)

9、結(jié)合起來(lái)的觀點(diǎn)，對(duì)促進(jìn)世界各國(guó)加強(qiáng)生 物資源保護(hù)工作起到了極大的推動(dòng)作用，并由版了包括“我們 共同的未來(lái)”、“關(guān)心地球”等在內(nèi)的綱領(lǐng)性文件，其中對(duì)生 物多樣性保護(hù)給予了高度重視。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)不夠的，也難于取得理 想的效果，要拯救珍稀瀕危物種，不僅要對(duì)所涉及物種的野生 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(shuō)，第5頁(yè)共12頁(yè) 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。1992

10、年6月，在巴西里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā) 展大會(huì)上通過了 “生物多樣性公約”，包括我國(guó)在內(nèi)的150多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的首腦在公約上簽字，并于1993年12月29日生效，該公約的簽署標(biāo)志著生物多樣性的研究、保護(hù)和開發(fā)利 用進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。20世紀(jì)以來(lái)，隨著世界人口的持續(xù)增長(zhǎng)和人類活動(dòng)范圍與強(qiáng)度的不斷增加，人類社會(huì)遭遇 到一系列前所未有的問題，面臨著人口、資源、環(huán)境、糧食和 能源等5大危機(jī)。這些問題的解決都與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與自然 資源的合理利用密切相關(guān)。4生物多樣性的研究進(jìn)展國(guó)際生物多樣性科學(xué)研究規(guī)劃國(guó)際生物多樣性科學(xué)研究規(guī)劃（ DIVERSITA0 ,是由6個(gè) 國(guó)際組織于1996年7月

11、提由，該計(jì)劃提由了 5個(gè)核心研究計(jì) 劃和5個(gè)特殊研究領(lǐng)域。其核心研究計(jì)劃是：生物多樣性對(duì) 生態(tài)系統(tǒng)功能的影響；生物多樣性的起源、維持和變化； 系統(tǒng)學(xué)研究、生物多樣性編目和分類；生物多樣性的監(jiān)察； 生物多樣性保護(hù)、恢復(fù)和可持續(xù)利用。其特殊研究領(lǐng)域是： 土壤和沉積物中的生物多樣性；海洋生物多樣性；微生 物生物多樣性；淡水的生物多樣性；與生物多樣性有關(guān)的第6頁(yè)共12頁(yè) 人文因素。該計(jì)劃將生態(tài)系統(tǒng)的功能列為核心研究計(jì)劃之首， 其他的4個(gè)核心研究計(jì)劃都將圍繞生物多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能 的影響來(lái)開展，這一國(guó)際科學(xué)研究規(guī)劃向我們展示了當(dāng)前生物 多樣性研究的熱點(diǎn)及未來(lái)若干年的研究方向。遺傳多樣性的研究物種遺傳多

12、樣性的大小是長(zhǎng)期進(jìn)化的產(chǎn)物，是其生存和發(fā) 展的前提。對(duì)遺傳多樣性的研究始于19世紀(jì)中葉，達(dá)爾文物種起源中用大量資料和證據(jù)指由生物中普遍存在的變異 現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)了大部分變異有遺傳傾向，隨著孟德爾遺傳定律 的重新發(fā)現(xiàn)，遺傳學(xué)家把遺傳學(xué)定律應(yīng)用于生物種群中，并對(duì) 自然種群中的遺傳變異數(shù)量進(jìn)行了廣泛的研究。早期的遺傳變 異研究主要在表型性狀和染色體水平上進(jìn)行，在染色體水平上 發(fā)現(xiàn)了大量植物自然種群中的變異，其中包括染色體結(jié)構(gòu)的變 異。20世紀(jì)60年代，同工酶電泳技術(shù)的產(chǎn)生為檢測(cè)遺傳變異 提供了有力的工具，1969年，Parakash等提由把同一基因位 點(diǎn)的不同等位基因編碼的一種酶的不同形式叫”等位酶(

13、Allozyme ) ”，將它從同功酶的概念中分離由來(lái)，等位酶譜 帶與等位基因之間關(guān)系明確，其變化直接反應(yīng)了DNA分子水平上的變化，使其成為一種十分有效的遺傳標(biāo)記，成為檢測(cè)遺傳 多樣性最普遍的方法，是當(dāng)前分子系統(tǒng)學(xué)研究中應(yīng)用最為廣泛 的手段。迄今為止，應(yīng)用凝膠技術(shù)研究遺傳變異已積累了豐富第7頁(yè)共12頁(yè)的資料，并建立起檢測(cè)種群遺傳分化、遺傳多樣性和基因流水 平的方法。20世紀(jì)80年代以來(lái)，分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展 為遺傳多樣性檢測(cè)提供了更直接、更精確的方法，即直接檢測(cè) DN玨身的序列變化。特別是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（ PCR技術(shù)的 由現(xiàn)及成熟，使 DN6析方法成為目前為止最有效的遺傳分析 方法。在有關(guān)

14、遺傳多樣性的研究中，等位酶水平上的研究占了 很大比例，已建立起一整套數(shù)據(jù)處理和分析方法；DNRK平上的各種分析技術(shù)產(chǎn)生較晚，但由于其具有快速、靈敏、精確、 直接的優(yōu)點(diǎn)，已逐漸被研究人員作為主要分析手段。利用分子 標(biāo)記技術(shù)分析種群地理格局和異質(zhì)種群動(dòng)態(tài)，確定種群間的基 因流、確定個(gè)體間的親緣關(guān)系等方面的研究成果也已有大量報(bào) 道。物種多樣性的研究物種多樣性的研究?jī)?nèi)容包括物種多樣性的現(xiàn)狀、物種多樣 性的形成，演化及維持機(jī)制，種群生存力分析，物種的瀕危狀 況，滅絕速率及原因，物種多樣性的有效保護(hù)與持續(xù)利用等。物種多樣性編目是一項(xiàng)艱巨又急待加強(qiáng)的工作，是了解物 種多樣性現(xiàn)狀及物種特有程度的根本途徑。目前

15、，世界上對(duì)物 種的估計(jì)甚至不能達(dá)到一個(gè)確定的數(shù)量級(jí)，具變化范圍從500萬(wàn)到3000萬(wàn)種（Wilson , 1988）,甚至有 200萬(wàn)到1億種（世界資源研究所，1992）;要弄清這些，需要大量的調(diào)查研第8頁(yè)共12頁(yè)究工作，中國(guó)從20世紀(jì)50年代起組織了多地區(qū)、大規(guī)模的生 物資源、區(qū)系、植被的綜合考察，陸續(xù)由版了全國(guó)性和地區(qū)性 的植被專著，動(dòng)物志，植物志和各種經(jīng)濟(jì)生物志，為中國(guó)物種 多樣性編目打下較好的基礎(chǔ)。對(duì)瀕危、受威脅物種的瀕危狀況 和瀕危機(jī)制、滅絕速率進(jìn)行深入研究，為保護(hù)重點(diǎn)生物物種提 供最有力的依據(jù)，同時(shí)也提高了我們對(duì)物種滅絕過程和存活條 件的認(rèn)識(shí)。美國(guó)1973年頒布瀕危物種法令，開始致

16、力于 這方面的研究，我國(guó)從 20世紀(jì)80年代陸續(xù)開展了有關(guān)瀕危植 物的解剖、生理、生殖、遺傳和生態(tài)學(xué)研究，1993年起實(shí)施國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“中國(guó)主要瀕危植物的保護(hù)生物學(xué) 研究”，對(duì)10種具代表性的瀕危植物同時(shí)進(jìn)行生態(tài)學(xué)、生殖 生物學(xué)、遺傳多樣性的研究，這是我國(guó)對(duì)瀕危植物進(jìn)行系統(tǒng)研 究的開始。當(dāng)前，對(duì)瀕危物種的研究只限于極少數(shù)物種，大多 數(shù)珍稀種、瀕危種的研究還有待于廣泛開展。生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究?jī)?nèi)容包括生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)， 生態(tài)系統(tǒng)多樣性的維持與變化機(jī)制，生態(tài)系統(tǒng)多樣性的調(diào)查、 編目和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等。當(dāng)前的熱點(diǎn)主要有生物群落多樣性的測(cè) 度、人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多樣性的影

17、響，生物多樣性的長(zhǎng)期動(dòng) 態(tài)監(jiān)測(cè)。第9頁(yè)共12頁(yè)人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多樣性的影響是生物多樣性研究的核 心內(nèi)容，己受到廣泛關(guān)注，Dompka （1996）指由許多自然保護(hù)區(qū)因?yàn)槿藶楦蓴_而被破壞。歐陽(yáng)志云等（1999）以大熊貓為例，指由人為因素對(duì)野生動(dòng)物生境的影響并提由了評(píng)價(jià)方法。生物多樣性的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)活動(dòng)從 20世紀(jì)80年代初開始，主要是 美國(guó)一些研究機(jī)構(gòu)在南美洲開展的若干生物多樣性動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng) 目。我國(guó)在1950年以來(lái)，中科院已在全國(guó)建立了64個(gè)生態(tài)定位站，一直從事生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、演替、物種消長(zhǎng)等方面 的研究，取得了大量研究成果。近年來(lái)我國(guó)在生物多樣性研究方面所做的工作應(yīng)該說(shuō)，人類對(duì)生物多樣性重要

18、性的認(rèn)識(shí)及對(duì)其采取保護(hù) 措施由來(lái)己久，但生物多樣性作為一門正在形成的高度交叉的 學(xué)科，卻不過是 20世紀(jì)90年代初的事情。1990年中國(guó)科學(xué) 院成立了生物多樣性工作組（即后來(lái)的生物多樣性委員會(huì)）。 1993年中國(guó)第一個(gè)全國(guó)性的生物多樣性刊物生物多樣性 創(chuàng)刊由版。在生物多樣性的遺傳、物種、生態(tài)系統(tǒng)乃至景觀等 不同層次上，我國(guó)科學(xué)工己做了大量的研究工作，取得了許多 有價(jià)值的研究成果。對(duì)遺傳多樣性的研究集中在對(duì)蛋白質(zhì)、 DN所口染色體多態(tài)性的測(cè)定上，涉及的對(duì)象主要是一些農(nóng)作物 如水稻、油菜等，家畜如滇南小耳豬、黃牛等，有關(guān)的研究方 法主要包括 RFLP DN殍紋、RAPD PC嚙技術(shù)及對(duì)氨基酸、第10頁(yè)共12頁(yè) 等位酶及染色體組型的分析。目前物種多樣性的研究所占的比 例較大，主要是以莫一地理區(qū)域?yàn)閱挝唬ㄈ缱匀槐Ｗo(hù)區(qū)等）， 內(nèi)容以區(qū)系組成為主。生態(tài)系統(tǒng)多樣性的研究主要是在探討生 境類型的差異及不同生境中生物群落在物種組成及多樣性上的 變化。有關(guān)景觀多樣性的研究工作開展較少，一些學(xué)