高中生物第三册第10章生物多样性课件2沪科版

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1、生物多样性(三)BIODIVERSITY内容6．生物多样性的生态系统功能7．生物多样性丧失有多快8．结语尽管生态学家说服了各国政府的决策者们重视生物多样性，1992年许多国家也已在《生物多样性公约》上签了字。直到1994年联合国环境规划署的环境问题科学安全委员会提出了生物多样性在生态系统中的功能是什么，科学家们才开始注意相关问题。6生物多样性的生态系统功能多样性存在于生命世界从分子这样的微观层次到生物圈那样的宏观层次“必要的”还是“多余的”？一个生物应该有那么多的基因吗？——一个生物有很多的基因，是否每个基因都是必需的？一个细胞过程有一系列的步骤，所有步骤都是必需的吗？生态系统需要那么多的

2、物种吗？——一个生态系统有很多的物种，是否每个物种都是必需的？几个至关重要的问题为什么我们要保护生物多样性？生物多样性丧失的后果是什么？生物多样性与稳定性的关系是什么？生物多样性与生产力的关系是什么？从两个方面讨论生物多样性的功能生物多样性与稳定性（stability）生物多样性与生产力（production）稳定性有两种类型抗干扰稳定(resistancestability)恢复稳定性(resiliencestability)抗干扰稳定性面对干扰，生态系统不容易因为损害而改变美国加州松树树皮十分粗糙，不容易燃烧，表现出抗干扰稳定性恢复稳定性经过干扰，生态系统要发生改变，但总能够恢复到受干

3、扰以前的状态大河中下游的洪积平原，经常受到洪水的淹没，洪水过后，动植物种群的数量很容易恢复关于多样性与稳定性关系的两个对立观点麦克阿瑟（R.MacArthur）认为“多样性带来稳定性”(diversitybegetsstability)梅（R.May）认为“多样性高的生态系统更不稳定”造成争论的原因实验室种群还是野外种群总是变化的实验生态学家力图用系统变化的量度来作为系统稳定性的指标理论研究以平衡表示稳定这可能是几十年来多样性—稳定性之争的一个原因“多样性带来稳定性”理论的主要内容—保险假设(insurancehypothesis)例如果一个多样化的生态系统有很多的物种，一些物种耐受干旱

4、，一些物种耐受洪水，一些物种耐受火这个生态系统的抗干扰稳定性就比较高，因为许多物种可以对损害起缓冲的作用生产力（productivity）和初级生产力（primaryproductivity)生产力是单位时间单位面积上的生物制造有机物质的量初级生产力是单位时间单位面积上的植物利用二氧化碳转化太阳能制造有机物质的量，单位：kJ/m2·dTilman1982年的试验在4类草地的200个样地上进行长期研究设计不同物种数的搭配，种植在不同样地上收集关于植物物种丰富度、群落生物量、种群生物量随时间的动态资料目的：以探索多样性和稳定性间的关系研究结果证明物种数多的草地生产力能更快地从干旱中恢复当物种数

5、增加到某一数字，生产力的增加会达到一个饱和点生态系统中前10个物种对稳定性的效应最大，超出10个物种，稳定作用就不明显了群落多样性（或物种丰富度）增加使稳定性也增加一些研究进展说明，多样性是能够提高生态系统稳定性的但是另外一些研究却得到相反的结论多样性与生产力的关系有的资料说明如果多样性高，生态系统生产力也较高，但有一个阈值，大多数自然生态系统可以超出这个阈值，虽丧失一些物种而生产力不致下降。对于生态系统来讲，哪些物种是至关重要的？至关重要的物种与生态系统的哪些功能有关？关于生物多样性与生态系统生产力关系的两个假说铆钉假说冗余假说铆钉假说1981年美国斯坦福大学生态学家保尔（Paul）等

6、人提出，生命的多样性就像飞机上的铆钉，每个物种就像一颗铆钉，对生态系统的正常功能起它那一小部分作用，一颗铆钉的丢失使飞机失去它的一小部分作用，丢失足够多的铆钉则会使飞机坠毁或无法飞行。冗余假说10年后，澳大利亚的瓦尔赫（B.Walher）提出了另一种完全对立的冗余假说，认为大多数物种是多余的，即更像过路人而不是铆钉，要维持生态系统的正常功能，只要不多几个关键物种就够了。Naeem的试验从16个物种库中，随机选择2、5或8个物种的一年生植物作为一组，在同样的条件下种植在宽敞的温室中，共150余组。结果发现物种数增加使得生态系统中空间结构多样化，从高的草到匍匐的草，这样就可以吸收更多太阳能，生

7、产更多的有机物产量最高的组合是含有最多功能类型植物的组合例：单一高密度种植玉米就不如玉米与瓜、树和固氮的豆类一起种植时生产力高农业种植中，超出4～5种农作物，生产力并无什么提高，有的物种在人管理的农业生态系统中确实像过路人“过路人”假说的森林生态系统的例子大多数生态系统的物种数比达到最高生产力所需的物种数多，比如同处于北半球的温带森林，东亚有876种树，北美有158种，欧洲只有106种，但在这三个洲的温带森林生产力却差不