动物的地理分布与多样性保护

动物的地理分布与多样性保护·

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动物的地理分布·

生物圈·

  • 生物圈(biosphere)

    地球表层全部生物及适于生物生存的环境所构成的整体,包括水圈、大气圈、土壤岩石圈及生活于其中的生物。

  • 水圈覆盖地球表面约$71%$,几乎到处有生命;受光、氧和水压限制,动物主要集中于水体表层,但海洋$10,\mathrm{km}$以下仍可发现动物。
  • 大气圈厚度超过$1000,\mathrm{km}$,但高空缺氧、缺水、低温、低压,动物主要位于近地面的对流层;大多数鸟类在$1000,\mathrm m$以下活动。
  • 土壤岩石圈中,大多数陆生动物只生活于地壳表层土壤。
  • 生物圈是开放系统,生物与非生物环境间持续发生物质循环和能量流动,并能调节、维持相对稳定。

动物的栖息环境·

每种动物均生活在适宜的**栖息地(habitat)**中;长期进化使其形态、机能、行为和生活方式与环境相互适应、彼此影响。

陆地景观·

陆地环境受太阳辐射分布影响,由北向南呈规律的地带性变化。

景观 环境与植被 动物分布特点及教材代表
苔原 近北极,严寒、土层薄、生长期短;矮木和地衣较多 动物耐寒,如驯鹿、北极狐、雷鸟
草地 降水少,以草本植物为主 羚羊、松鼠类较多
荒漠 极干燥,年降水少于$25,\mathrm{cm}$;植被稀少 小型啮齿类和爬行类较多,常夜行或穴居
针叶林/泰加林 常绿裸子植物占优势 鹿、野兔、山雀、蛇、蜥蜴和两栖类等
温带落叶林 降水较多且有周期性,四季分明;阔叶树冬季落叶 鹿、熊、鸣禽及部分蛇、两栖类;昆虫等无脊椎动物丰富
热带雨林 赤道附近,高温、高湿、光照长且季节变化小 植物和动物种类极为丰富

水域·

  • 淡水水域包括流水水体静水水域
    • 流水上游流速快,动物多具吸盘等附着结构或匍匐于石块下;下游流速减慢、沉积物及食物增加,无脊椎动物和浮游生物更丰富。
    • 池塘、湖泊等静水环境较稳定;浅水处温度、光照、氧和食物条件较好,分布涉禽、游禽、蛙、软体动物、甲壳动物、昆虫幼虫和浮游动物等。
  • 海洋覆盖地表约$71%$,教材称有20万种以上动植物,其中$90%$以上为无脊椎动物。
海域 范围与环境 动物适应及分布
潮间带/沿岸带 高、低潮线之间;受海浪冲击,温度变化剧烈 动物常有强吸附能力或坚固保护结构,如海葵、藤壶、帽贝、双壳类和蟹类
红树林 热带港湾或海滩,风浪较小、淤泥深 虾、蟹、软体动物、鱼、海蛇、水禽等组成复杂生态系统
珊瑚礁 热带、亚热带浅海;光、氧和食物丰富,隐蔽空间多 固着动物及色彩丰富的珊瑚礁鱼类繁多
浅海带 潮间带以外、$200,\mathrm m$等深线以内,约占海洋$7.5%$ 光照、营养和氧充足,浮游生物旺盛,多数海洋鱼类生活于此,世界渔场集中
远洋带 浅海带以外,约占海洋$90%$;多数水深超过$2000,\mathrm m$ 高压、黑暗、近$0,^{\circ}\mathrm C$、缺氧少食;海绵、棘皮动物占优势,并有特殊鱼类

动物地理分区·

动物区系·

  • 动物区系(fauna)

    某地区在历史发展中形成、并在现代生态条件下存在的动物群。

  • 传统观点用类群起源中心及扩散解释区系;隔离分化生物地理学强调自然地理变化分割祖先区系,并由此形成现代分布格局。
  • 动物界可分大陆动物区系和海洋动物区系;岛屿与大陆水域归入大陆区系。
比较 海洋动物区系 大陆动物区系
环境及进化 环境较稳定,进化较慢,结构相对简单、原始 环境复杂多样,动物结构较复杂、高级
多样性特点 高级分类阶元丰富、门类多 高级分类阶元较少,但物种更多,约占动物总种数$85%$

世界陆地动物区系·

世界陆地动物因地理和气候屏障而分隔,按陆生脊椎动物分布划为六界,无脊椎动物的划分基本一致。

世界陆地动物地理分区

动物地理界 主要范围 区系特点与教材代表
古北界 欧洲、北非和阿拉伯半岛大部、喜马拉雅—秦岭以北亚洲 六界中最大;荒漠、高原、苔原广布。与新北界曾经白令地区相连,共有较多鸟兽,可合称全北界
新北界 墨西哥以北的北美洲 与古北界总体相似;有叉角羚、山河狸等特产类群
埃塞俄比亚界/热带界 撒哈拉以南非洲、阿拉伯半岛南部及附近岛屿 类群多样且特有成分丰富,如蹄兔、管齿类、大猩猩、非洲象;与东洋界有较多共有类群
东洋界 中国秦岭以南、印度与中南半岛、马来群岛等 热带、亚热带温湿,植被茂盛、动物丰富;长臂猿、猩猩等具代表性
新热带界 南美洲、中美洲和西印度群岛 热带雨林广布,种类极丰富且特色鲜明;阔鼻猴、有袋类、贫齿类、蜂鸟等突出,区系受大陆分离与重连影响
澳洲界 澳洲、新西兰、塔斯马尼亚及附近太平洋岛屿 区系古老;大陆长期隔离使单孔类和有袋类保存、繁盛,有胎盘类原本缺乏;新西兰有楔齿蜥、几维且无蛇
  • 地理隔离对区系的影响:马达加斯加虽接近非洲,却缺少非洲大陆许多有蹄、食肉和长鼻类,反而富含狐猴等特有动物;澳洲在有胎盘类兴起前已与其他大陆隔离,原始哺乳类得以延续发展。

我国动物地理分布·

  • 中国地形与气候复杂,河流、海岸线和景观类型多样;第四纪冰川未完全覆盖,区系变化相对较小,因而物种、特有种和古老珍稀种丰富。
  • 横断山脉—秦岭—淮河大致将中国分为古北界和东洋界;按陆生脊椎动物尤其鸟、兽分布,可分七区:前四区属古北界,后三区属东洋界。

我国动物地理分布区

分区 主要环境 区系特点及教材代表
东北区 原始针叶林、森林草原,气候寒冷 耐寒动物多,如紫貂、东北虎、驼鹿、驯鹿及松鸡类
华北区 冬冷夏热、四季分明,农耕发达 特有种较少;适于农田的仓鼠、田鼠、鼢鼠等数量多
蒙新区 大陆性气候,温差大、降雨少,以荒漠和草原为主 穴居啮齿类、有蹄类和蜥蜴繁盛,两栖类贫乏;野马、野生双峰驼仅残存于此
青藏区 平均海拔$4500,\mathrm m$以上,高寒草甸、草原和荒漠 区系较贫乏,高原特有和耐寒种突出,如野牦牛、藏羚、雪鸡、鼠兔
西南区 高山峡谷密集,气候与植被垂直变化显著 生境和动物垂直分布,物种及特有种丰富;横断山脉曾为冰期避难所,大熊猫、金丝猴、羚牛等著名
华中区 长江流域,气候温和多雨,地形复杂 周边屏障不明显,南北动物混杂、过渡明显,特有种不多;白鳍豚、扬子鳄为代表
华南区 热带、亚热带,炎热多雨,雨林和季雨林发达 动物种类全国最多;树栖食果哺乳类、热带鸟、爬行类和两栖类繁盛

生物多样性·

基本概念·

  • 生物多样性(biodiversity)

    来自陆地、海洋和其他水生生态系统及其生态综合体的所有活生物体的变异性,包括物种内、物种间和生态系统多样性;也可概括为生物及其组成系统的总体多样性和变异性。

  • 生物多样性是亿万年进化、适应辐射和分化的结果;现生物仅是地球历史中曾存在生物的一小部分。
  • 物种绝灭原本就是进化过程的一部分,但工业化后人类活动显著加快绝灭速度。教材指出,物种正以至少为自然绝灭速度1000倍的速率消失,生物多样性保护因而直接关系人类生存与可持续发展。

生物多样性的三个层次·

层次 含义 作用或衡量方式
遗传多样性 物种内不同种群之间及种群内部遗传结构的变异 是进化基础;遗传多样性高时,更可能有个体耐受环境变化并留下后代
物种多样性 一定范围内物种的丰富程度 常用物种丰富度表示,即一定面积内物种总数;物种多样性最直观
生态系统多样性 群落物种组成、营养关系、空间结构和功能,以及森林、湿地、农田、海洋、草地等系统类型的多样性 反映生物关系、生态功能和生态过程的多样
  • 教材统计已被描述和命名的生物约174万种,但实际总数估计为500万至1亿种,其中昆虫和微生物占较大比例。

生物多样性的价值·

价值 含义与实例
直接使用价值 直接提供食物、纤维、建筑和家具材料、药物及工业原料
间接使用价值/生态功能 涵养水源、净化水质、保护堤岸和土壤、降低洪峰、改善局地气候及吸收污染物等环境调节功能
选择价值/潜在价值 保存尚未被认识的用途和遗传信息,使后代仍有研究、利用和选择的机会
伦理或道德价值 生物不论对人是否有用,都有获得尊重和保存的理由

中国动物多样性及其保护·

中国动物多样性的特点·

中国被教材列为世界生物多样性最丰富的12个国家之一,具有以下特点:

  1. 动物物种丰富:已知脊椎动物6347种,约占教材所列世界种数的$13.97%$;鸟类和鱼类尤其丰富,无脊椎动物还有大量种类尚未认识。
  2. 特有属、种多:国土广阔、地质古老、地貌和气候多样,且第四纪冰川影响较小,有利于古老孑遗种保存和新特有种产生;脊椎动物特有种667种,约占$10.51%$。
  3. 区系起源古老:保存不少白垩纪、第三纪成分;大熊猫、白鳍豚、扬子鳄和大鲵等为古老种类。北方主要属古北界,长江中下游以南主要属东洋界。
  4. 家养动物及野生亲缘种质资源丰富:长期人工选择和驯养使经济性状、生态类型、繁殖性状及体型产生丰富变异,构成独特种质资源。
  5. 生态系统类型多样:森林、灌丛、草原、稀树草原、草甸、荒漠和高山冻原等陆生生态系统齐全,并各含多种气候型和土壤型。

动物多样性现状与威胁·

  • 无脊椎动物在动物界中占绝对优势:教材列已描述132.5万种,占已描述动物的$96.72%$;估计中国无脊椎动物约占全球总数$10%$,但调查和研究仍不足。
  • 中国有6347种脊椎动物、667个特有种;复杂区系历史和多样生态地理条件,使中国成为一些类群的起源或现代繁盛中心,也是孑遗物种的保留地。
  • 古北界与东洋界在中国东部形成宽广交错带;山川阻隔既促进新种形成,也为古老种提供避难所。
主要威胁 作用方式与教材实例
过度利用 为食用、药用或毛皮而过度捕猎
栖息地缩小和破碎化 过度开垦、采伐、放牧等使分布区和种群数量下降
外来物种引入 外来捕食者或竞争者可导致本地种绝灭;教材例为引入河鲈后新疆大头鱼绝灭
生态平衡破坏 滥用农药杀灭害虫天敌,或消灭狼、狐后鼠害加重,使物种多样性下降
环境污染 广泛改变动物生存条件,全面影响生物多样性
  • 动物的体型、繁殖和遗传方式、世代时间及其在生态系统中的位置,会影响其对捕杀和环境变化的敏感程度。
  • 教材统计中国脊椎动物受威胁物种433种,占已知种数$6.82%$;哺乳类受威胁比例最高,约$23.06%$。

生物多样性保护·

  • 物种、生态系统的消失及遗传多样性的损失不可逆;生态系统又承担更新大气氧、推动生物地球化学循环、保护土壤和调节水文等生命支持功能,因此多样性丧失会影响全人类。
  • 生物多样性保护并非单纯封存自然,而是对人类利用生物圈的管理:在为当代人产生持续利益的同时,保留满足后代需要的潜力。
  • 保护内容包括:保存、保持、持续利用、恢复和加强自然环境。
  • 《世界自然保护大纲》提出生物资源保护的三个主要目标:
    1. 保持基本生态过程和生命支持系统;
    2. 保存遗传多样性;
    3. 保证物种和生态系统永续利用。
  • 《生物多样性公约》的目标是保护生物多样性、可持续利用其组成部分,并公平合理分享利用遗传资源产生的惠益;内容涉及野生和家养种的就地、迁地保护,调查编目、研究教育、技术分享、生物技术安全及传统知识等。
  • 动物是食物、药物及经济资源,也是生态系统的重要成员;保护动物多样性同时就是保护人类赖以生存的环境。