生物多样性及保护生物学
生物多样性及保护生物学·
由OPUS-4.8生成
白垩纪末恐龙等物种的灭绝是一次群体灭绝事件，这样的事件发生过不止一次。目前地球正经历一次相似的群体灭绝（估计每年数千物种消失），但与以前不同——主因不是陨星撞击或气候变化，而是人类活动造成的破坏。
自然保护国际联盟（IUCN）已在全球确定 25 个生物多样性热点区域，我国 中南部山地 是其中之一。
38.1 生物多样性包括 3 个层次 ★·
38.1.1 遗传多样性·
- 遗传多样性
既含种群 内部个体 的变异，也含种群 之间 的遗传变异（常与适应地方条件相联系）。一个种群灭绝会使物种丧失一些遗传多样性，降低物种的适应潜力并加速小种群走向灭绝。
38.1.2 物种多样性·
- 物种多样性
地球已知物种约 170 万种，实际可能是好几倍。分布不均匀——从两极到赤道逐渐增加（热带雨林面积仅占陆地 7%，动植物种类却超全球总数一半）。
大多数物种有 地方性分布 特点，有限分布使它们对人类活动极为敏感。局域性灭绝（一条河消失、另一条仍存）不同于 全球性灭绝（从所有生态系统永远消失）。
38.1.3 生态系统多样性·
- 生态系统多样性
每个生态系统都是独一无二的生物群落，有自身的能量流动和物质循环格局，对整个生物圈有特定影响。
因物种间存在各种相互关系，一个物种的灭绝常给其他物种造成负面影响（如"飞狐"蝙蝠灭绝会威胁 45 种依赖它传粉传播种子的植物）。
38.2 生物多样性下降的原因·
38.2.1 生境破坏 ★·
- 物种灭绝的主要原因
生境破坏（由人口增长和人类活动引起）。据 IUCN，过去 100 多年已灭绝或濒危稀少物种中 73% 因生境破坏和破碎导致。
- 各生境现状
热带雨林每年约 14 万 km² 被砍伐（“热带雨林的破坏几乎成了生物多样性下降的同义词”）；温带草原从占陆地 42% 减至 12% 且严重破碎化；珊瑚礁（物种最丰富的水生群落）约 93% 受破坏；淡水生境因氮磷增加导致富营养化。
38.2.2 外来物种的引进 ★·
- 入侵机制
人类把物种带出自然分布区，摆脱原生境的竞争者、捕食者、寄生物压力后，反而在新生境更好定居扩散，通过 捕食、牧食、竞争、改变生境 导致本地物种灭绝。岛屿物种受害最大。
- 实例
夏威夷群岛 200 年间 263 个本地物种消失；关岛黑尾林蛇使当地多种鸟、蜥蜴、蝙蝠绝种；我国滇池外来鱼入侵致 20 种当地鱼消失。
丽鱼入侵巴拿马 Gatun 湖：捕食 Melaniris，间接致其他捕食者减少，使原本复杂的群落结构极度简单化。
38.2.3 过度开发利用 ★·
- 定义
人类利用野生生物的强度 超过其种群自然恢复的能力。
- 敏感对象
①分布区很小（如小岛）的生物（大海雀 19 世纪 40 年代被杀绝）；②体形大但生殖力低 的动物（大象、鲸、犀牛）。我国白鳍豚 1980—2006 年减少 99.4%，扬子鳄 1995—2010 年减少 97%。犀牛角、象牙、熊胆等野生动物产品贸易威胁众多物种。
38.3 濒危物种的鉴别和分类·
- IUCN 量化分类法 ★
依据 物种的灭绝概率 提出 3 个级别：
- 极危物种：10 年或 3 个世代内灭绝概率 ≥50%。
- 濒危物种：20 年或 5 个世代内灭绝概率 20%。
- 易危物种：100 年内灭绝概率 ≥10%。
- 优点
提供标准、量化的分类方法，便于对保护决策进行评述评估。对生活史尚不清楚的物种，生境状况和生境丧失情况特别有用。
38.4 生物多样性的热点区域与保护生物学·
- 生物多样性热点 ★
Norman Myers（1988）提出——在相对较小的区域内有特别多的物种存在。25 个热点总共只占陆地面积 1.4%，却生活着 44% 的植物物种和 35% 的陆生脊椎动物物种。
评议标准：一个含 ≥1500 种本地植物物种（占全球植物总数 0.5%）的区域才有资格。选用植物作标志——因其既易调查鉴定，又是其他生物类群多样性的基础。 - 热点=灭绝热点
地方特有种对生境破坏极敏感，已有 6 个热点丧失近 90% 原始生境，故 生物多样性热点也是生物灭绝的热点，最需强有力保护。
- 保护生物学 ★
寻求 制止生物多样性下降办法 的一门科学（1985 年成立保护生物学学会）。其前沿在生物多样性危机较大的地理区域——只要把注意力集中在热点地区，就能完成大部分保护任务。
38.5 物种保护·
- 保护种群是关键
濒危物种常由一个或少数几个种群构成，故保护种群成为关键。
- 最小存活种群（MVP, minimum viable population） ★
确保一个物种 长期存活所必需的个体数量。可定量评估种群须保持多大才能确保长期存活。
脊椎动物实际种群 <1000 个个体 对灭绝极为敏感；无脊椎动物和一年生植物 MVP 须 ≥1 万个个体。大型食肉动物维持 MVP 所需面积极大（1000 只棕熊约需 200 万 km²），故最大的食肉动物大多濒危。 - 大角羊研究（Berger）
研究 120 个种群发现：含 ≤50 头的种群都会在 50 年内灭绝，含 ≥100 头的种群存活期都超过 50 年。
- 迁地与再引入 ★
对个体数无可挽回下降的物种，通过 迁地和再引入建立新种群：非洲白犀牛（20 世纪初仅约 50 头 → 经迁地保护恢复到约 7500 头）；把人工饲养个体释放到野生栖息地（我国 朱鹮 从 1981 年 7 只增至 2010 年 2000 多只）。释放前需训练捕食能力、学会隐蔽避难、与同类和谐相处、害怕逃避猎人等。
38.6 生境保护·
- 最有效的方法 ★
尽管保护单个濒危物种很必要，但对保护整体生物多样性 最有效的还是保护生境/栖息地和整个生态系统。当前生物多样性保护越来越依赖 保护区 的建立。
- 保护区分类
IUCN 分 严格保护区（完全保护）和 不严格保护区（部分保护）。所有保护区面积加起来约占陆地面积 6%。
- 廊道与缓冲带 ★
通过 缓冲带 和 生境廊道 可把较小保护区组合成更大的保护区、增强保护价值。廊道 是连接各保护区的陆地通道，有利于动植物在保护区间扩散移动、迁移觅食和生殖（如我国云南西双版纳亚洲象保护廊道）。
- 海洋保护
人类对海洋环境的保护远落后于陆地。我国东海、南海每年设 休渔期 禁止捕捞，以避免资源枯竭、保证持续利用。
速记要点·
- 三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性（最常提到物种多样性）。
- 下降三大原因：生境破坏（主因，73%）、外来物种引进（岛屿受害最大）、过度开发利用（大而生殖力低者敏感）。
- IUCN 三级：极危（10 年/3 代 ≥50%）、濒危（20 年/5 代 20%）、易危（100 年 ≥10%）。
- 热点：Myers 1988，25 个占陆地 1.4%，我国中南部山地入选，热点=灭绝热点。
- 物种保护：MVP（脊椎<1000 敏感、无脊椎≥1 万）；迁地再引入（白犀牛、朱鹮）。
- 生境保护：保护区 + 廊道/缓冲带，是保护整体多样性最有效的方法。
本章名词·
濒危物种｜endangered species ⭐真题
濒危物种是指根据世界自然保护联盟（IUCN）的量化分类标准，在20年之内或5个世代之内物种灭绝的概率达到20%的物种。该分类依据灭绝概率，为保护决策提供了标准化的评估方法，尤其适用于生活史未知的物种，此时生境状况和丧失情况是关键参考因素。
极危物种｜critically endangered species ⭐真题
极危物种是世界自然保护联盟（IUCN）依据物种灭绝概率划分的最高受威胁等级，指在10年或3个世代内（取较长时间）其野外灭绝概率达到或超过50%的物种。该量化分类标准为保护决策提供了统一的评估依据。
生态系统多样性｜ecosystem diversity ⭐真题
生态系统多样性是生物多样性的一个重要层次，指生物圈内各种生态系统（如森林、海洋等）及其所包含的生物群落和生态过程的多样化。每个生态系统都有自身特有的能量流动和物质循环格局，并对整个生物圈产生特定的影响。生态系统内部不同物种之间存在复杂的相互关系，一个物种的灭绝可能对系统中其他物种造成负面影响。
外来物种的引进｜introduction of exotic species ⭐真题
外来物种的引进是指人类有意或无意地将动植物带离其自然分布区并散布到新地域的过程。这些物种在新生境中常因缺乏天敌而迅速定居扩散，通过捕食、竞争和改变生境等方式威胁本地物种，导致生物多样性下降甚至物种灭绝。岛屿生态系统对此尤为敏感，例如夏威夷群岛和关岛因外来物种入侵已造成大量本地物种消失。
物种保护｜species conservation ⭐真题
物种保护的核心是保护种群，尤其是濒危物种的种群，其关键在于确保物种长期存活所必需的最小存活种群（MVP）。MVP指维持物种有效生存所需的最小个体数量，脊椎动物一般需少于1000个个体即对灭绝敏感，而无脊椎动物和一年生植物则需保持1万个或更多个体。该概念为保护生物学提供了定量评估依据，但实际定量化较困难；大型食肉动物维持MVP需大面积栖息地，因而多处于濒危状态。
物种多样性｜species diversity ⭐真题
物种多样性是生物多样性在物种水平上的体现，通常用物种丰富度（一定区域内物种的数目）来度量。它是生物多样性的核心层次，反映地球上生物种类的多寡、分布格局及其变化。目前全球已知物种约170万种，实际物种数可能远高于此，且多样性从两极向赤道递增，热带雨林集中了超过半数的物种。多数物种呈地方性分布，对生境变化敏感，其灭绝会导致遗传多样性丧失，影响进化潜力。
易危物种｜vulnerable species ⭐真题
易危物种（vulnerable species）是世界自然保护联盟（IUCN）依据物种灭绝概率提出的量化分类法中确定的受威胁等级之一，指在100年内灭绝概率达到10%或大于10%的物种。该分类系统为评估物种濒危状况提供了标准化、量化的方法，有助于保护决策的制定，尤其对于生活史未知的物种，其生境状况和丧失情况是重要的参考因素。
最小存活种群｜minimum viable population ⭐真题
最小存活种群（minimum viable population, MVP）是指确保一个物种长期存活所必需的个体数量，用于应对种群生存和灭亡过程中的意外变化。MVP概念使保护生物学家能够定量评估种群必须维持的大小，以保障物种的持续生存。对于脊椎动物，实际种群大小低于1000个个体时灭绝风险极高；而无脊椎动物和一年生植物通常需要保持1万个个体或更多。尽管MVP的精确量化存在困难，但该概念对物种保护和生物多样性保护至关重要。
生境｜habitat
生境是指生物个体、种群或群落生活的特定空间，即栖息地。它包含生物生存所需的各种非生物因子（如气候、土壤、地形）和生物因子（如其他有机体），为生物提供必要的物质、能量和条件。生境与生物长期相互适应，其破坏是物种灭绝的主要原因，保护生境是维持生物多样性最有效的途径。
保护生物学｜conservation biology
保护生物学是研究生物多样性保护的科学，旨在应对物种灭绝和生态系统退化危机。它通过识别生物多样性热点区域（如Myers在1988年提出的概念）确定优先保护地区，利用最小存活种群（MVP）评估确保物种长期存活所需的个体数量，并强调生境保护与建立严格和不严格保护区作为核心措施。该学科融合生态学、种群生物学等知识，最终服务于全球生物多样性的保存和可持续利用。
白犀牛｜white rhinoceros
白犀牛是犀科的大型食草哺乳动物，体形巨大，生殖力低。由于这些特征，其对人类过度开发利用较为敏感，易面临种群下降和灭绝风险，是物种保护中受关注的濒危类群之一。
过度开发利用｜overexploitation
过度开发利用是指人类利用野生生物的强度超过了这些野生生物种群自然恢复的能力。这种活动常导致种群数量急剧下降乃至灭绝，特别是对那些分布范围狭小、体型大而生殖力低的物种影响尤为严重。过度开发利用不仅直接破坏目标物种的种群，还会因兼捕等方式对其他物种造成意外伤害，进而加剧生物多样性的丧失。
廊道｜corridor
廊道（corridor）是指在生境保护中建立的连接不同保护区的条带状生境通道，其功能是将多个小保护区组合成更大的保护区网络，从而增强保护区的整体保护价值。
生物多样性热点｜biodiversity hotspot
生物多样性热点是指在一个相对较小的区域内集中分布有特别多物种的区域，这一概念由 Norman Myers 于1988年提出。通常以含有至少1500种本地植物物种作为评选门槛，全球共有25个这样的热点区域，仅占陆地面积的1.4%却分布着44%的植物和35%的陆生脊椎动物物种。热点区域物种特有性高，对生境破坏极为敏感，许多热点已丧失大量原始生境，因此也是保护生物学中优先关注的关键区域。
生境保护｜habitat conservation
生境保护是指通过保护生物的生境或栖息地以及整个生态系统来维持生物多样性的最有效方法。它主要依赖建立保护区，根据IUCN的分类，保护区分为严格保护区（完全保护）和不严格保护区（部分保护）。此外，通过设置缓冲带和生境廊道，可将小保护区连接成更大的保护区，从而增强保护价值。
生境破坏｜habitat destruction
生境破坏是指由于人口增长和人类活动导致生物原始生存环境受到毁坏或退化的过程。当生境破坏且无其他适宜生境可供定居时，会引发大量物种灭绝，是生物多样性下降的首要原因。据IUCN统计，73%的濒危或灭绝物种与生境破坏和破碎直接相关。典型表现包括热带雨林的大面积砍伐和温带草原的急剧减少与破碎化。
外来物种入侵｜biological invasion
外来物种入侵是指人类有意或无意地将物种带出其自然分布区并散布到新地区的过程。这些物种在摆脱原生境的竞争者、捕食者和寄生生物的压力后，能在新生境中更好地定居和扩散。入侵动物常通过捕食、牧食、竞争和改变生境导致本地物种灭绝，而入侵植物常与当地植物竞争并占据优势。岛屿生态系统受外来物种入侵的危害尤为严重。
遗传多样性｜genetic diversity
遗传多样性又称基因多样性，是生物多样性的重要层次之一，指生物种群内个体之间以及不同种群之间的遗传变异总和。它代表有机体遗传结构的差异，包括形态、细胞和分子水平的可遗传变异。遗传多样性是进化的基础，种群内较高的遗传多样性使部分个体更易适应环境变化，并将有利基因传递给后代。其主要来源是突变和重组，物种灭绝会导致遗传多样性丧失，降低适应潜力。
自然保护区｜nature reserve
自然保护区是指为保护生物多样性、珍稀濒危物种及其生境，通过法律或行政措施划定的进行特殊保护和管理的区域。根据IUCN分类，可分为严格保护区（完全保护）和不严格保护区（部分保护）两类。它是当前生物多样性保护的主要途径，通过保护生物栖息地和整个生态系统实现整体生物多样性的维护。