农业生态学-11 生物多样性

• 多元产业结合的生态模式
– 农林牧复合模式 – 农牧渔复合模式 – 林牧渔复合模式
农业生物多样性的价值
• 生物多样性是可持续农业生产的物质基础
– 在27000种高等植物当中，目前农业仅使用了约7000种
1904 年引入新西兰
1523年带回欧洲
罗汉果与无糖饮料
农业生物多样性的价值
• 生物多样性是农业稳产增产的有力保障
野生近缘种（wild relative）
中国是猕猴桃的原产地和分布中 心，除栽培品种外，目前还有59 个野生种，分布于陕西省关中的 秦岭北麓地区，以及四川、河南、 湖南等地。这些野生近缘种是猕 猴桃育种的宝贵资源。
农业生物多样性（2）：物种水平
所有的农作物、牲畜和它们的野生近缘种以及与之相互作用 的授粉者、共生成份、害虫、寄生植物、肉食动物和竞争者 等的多样性。 ① 高等植物：农作物，作为食物而管理的野生植物（经济 野生植物），庭院树木，草场或牧场物种。 ② 高等动物：家禽家兽，作为食物而狩猎的野生动物（经 济野生动物），野生及养殖鱼类。
农业生态学(11)
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农业生物多样性
• 生物多样性的概念
• 农业系统中的生物多样性 • 农业生物多样性的价值
• 农业生物多样性的保护
生物多样性（biodiversity）
• 生物多样性是生物有机体之间的变异 性及其各组成部分的生态复杂性。 • 地球生命的两个特点
– 1）统一性:元素、核苷酸、氨基酸、核 酸、蛋白质、脂类、细胞 – 2）多样性:界门纲目科属种、亚种-变种 -变型-变异体
• 种质资源库主要包括种子库 、植物离体种质库、DNA库、 微生物种质库（云南大学）、 动物种质库（昆明动物所）、 信息中心和植物种质资源圃。
生物多样性与病虫害防治
农业生物多样性的价值
生物多样性为农业提供的生态系统服务包括：

管理病虫害； 营养物循环，如有机物分解等； 营养物分离和转化，比如固氮细菌提供的服务； 管理土壤中的有机物和保持土壤中的水分； 维持土壤肥力和生物区； 通过蜜蜂和其他野生动物进行授粉。
农业生物多样性的价值
哺乳动物：300多种， 鸟类：686种， 占全国
50%；
30%
文化多样性：17个少 数民族聚居， 占全国的 ， 白族、独龙族、傈僳 族、纳西族、普米族、 怒族、羌族、藏族。
第六次生物大灭绝
奥陶-志留纪 晚泥盆纪 二叠-三叠纪 二叠-侏罗纪 白垩纪-第三纪
第六次物种大灭绝由人类活动引发，原因包括： 生境破坏、气候变化、外来物种入侵、资源过度使用、环境污染等。 因为人类活动造成的影响，物种灭绝速度比自然灭绝速度快了1000倍， 平均每小时就有一个物种灭绝。《自然》杂志估计，50年后100多万种 陆地生物将从地球上消失。
不再见，长江女神——白鳍豚
在1980s年代，我从小 学《自然》课本上第一 次知道了白鳍豚、丹顶 鹤、褐马鸡、大熊猫、 金丝猴...... 2007年8月8日，科学家 宣布：白鳍豚可能已经
绝种
白鳍豚的灭亡被美国《时代》周刊评为
“2007年十大人为灾难之一”
白鳍豚的今天，江豚的明天？
20212年11月11日至14日，长江江豚科学考察队在四天的寻 访中，仅发现 头江豚。
农业生物多样性的保护
• 原地保护
– 自然保护区 – 农业文化遗产地保护 – conservation in farm
• 迁地保护
– 动物园、植物园 – 种质资源库（germplasm pool）
浙江青田-稻鱼互作系统
云南红河-哈尼稻作梯田系统
挪威全球种子库
• 种质资源基因库能够保护最重要的农作物 品种，为世界未来粮食供应提供保障。
生物多样性的三个层次
• 遗传多样性（基因多样性）
• 物种多样性 • 生态系统多样性
生物多样性的两个成分
• 丰富度（richness）
单元类型的数目
• 均匀度（eveness）
单元类型的均匀性
遗传多样性（genetic diversity）
同种生物不同个体之间的遗传变异
物种多样性（species diversity）
2008 年 2月，挪威 在北冰洋的斯瓦尔 巴特群岛启动了全 球种子库项目 （Svalbard Global Seed Vault）。该 库能够容纳 450 万 个种子样品，永久 冻土和厚厚的岩石 将确保即使在没有 电的情况下，也能 够保护好种子样品。
中国国家种质库
• 中国国家种质库是全国作物种质资源长期保存与研究中心。
生物多样性为人类提供无形的生态系统服务： 物资供应服务：洁净的空气和淡水； 管理服务：虫害防治、授粉、种子传播、侵蚀管理、水的净化以及气候和 疾病控制； 文化服务：精神和宗教价值、知识系统、教育和灵感以及娱乐和美学价值 ； 支持服务：初级生产、营养循环、提供动植物生活环境、生成大气中的氧 气以及水循环。 此外，生物多样性还具有重要的选择价值（子孙后代的选择）和科研价值。
不同物种个体之间的变异
生态系统多样性(ecosystem diversity)
全球生物多样性格局
• 全球大约有1300-1400 万个物种，但科学 描述过的仅有175万种。
全球生物多样性热点地区(25个）
中国西南山地（生物多样性热点）
面积占全国10%
高等植物：12000种， 占全国的
30%；
• 种质资源是生物育种的物质基础
– 地方品种 – 野生近缘种
地方品种（landrace）
• 指那些起源古老、特征独特尚未进行改良的作物品 种，其遗传多样性高、适应当地环境并与传统技术 和栽培体系密切相关。
地方品种（landrace）
野生近缘种（wild relative）
1970年，袁隆平等在为远源 杂交收集野生资源过程中， 在海南岛发现了一株雄性不 育野生稻，命名为“野败”。 为水稻雄性不育系的选育、 三系杂交水稻的研究成功打 开了突破口。
– 一级分类
• 旱地、水浇地、水田、水旱轮作、保护地（大棚温室）
– 二级分类
• 连作、一年一熟的逐年轮作、一年多熟的复种或轮作、换茬式轮 作
– 三级分类
• 作物间作、混作、套作
云南的土地利用与景观多样性
生态农业模式的多样性
• 单一种植业生态模式
– 作物间作、套作、轮作
• 二元产业结合的生态模式
– 农牧结合：稻-鹅、稻-鸭、 稻-鱼共作 – 农林结合：桐-农、杨-农、 胶-农复合模式 – 渔牧结合：
• 应对未来挑战，如全球气候变化
国际农业研究磋商组 织近日一项研究显示， 土豆适宜生长在凉爽 的环境下，未来高温 多变的天气会影响土 豆的种植，人类可能 需要在高海拔地区种 植香蕉。
气候变化对农业的影响
农业生物多样性面临的危机
以提高产量为目的现代集约化生产已经导致农业系统的简 化，造成农业生物多样性的大量流失
③ 节肢动物：大多数昆虫包括自养生物（如蜜蜂，蝴蝶） ，异养生物（如黄蜂，甲虫），害虫（如蚱蜢，蚜虫），以 及土壤中生活的昆虫（如白蚁）。 ④ 其它土壤生物：如蚯蚓。
⑤ 微生物：如根瘤菌，真菌，病毒等。
请说出几种你家乡的特产？
元氏大红袍柿子
赵州雪花梨
农业生物多样性（3）：生态系统水平
• 指农业土地利用景观类型及其分布格局的变异性， 以及农业生态系统类型或生态模式的多样性。 • 农业生态系统的一种分类方法
• 1986年10月在中国 农业科学院落成，隶 属于作物品种资源研 究所。
• 保存区建有两个长 期贮藏冷库，总面积 为300平方米，其容 量可保存种质40余万 份。种质贮藏条件为 ：温度-18℃±1℃， 相对湿度<50%。
中国西南野生生物种质资源库
• 2007年，国家重大科 学工程 “中国西南野生 生物种质资源库”在昆 明植物所建成并投入试 运行。
直接影响： – 种植单一作物，致使种植多样性减少和轮作顺序或轮种消失； – 利用高产品种和杂交品种，致使传统品种和多样性丧失； – 施用大量化肥和农药，影响土壤生物多样性； – ...... 间接影响: 为适应大规模农业生产的需要而对土地和环境进行整治： – 改变土地排水系统、转变湿地用途； – 为了统一耕作景观、进行大规模的机械化生产，清除灌木丛、林地和 湿地等自然斑块； – ......
保护生物多样性，就是保护人类自己
农业生物多样性
农业生物多样性：与食物及农业相关的所有生物的总称。
产业结构水平
景观-生态系统水平
物种水平
基因水平
农业生物多样性（1）：基因水平
• 种质资源
– 种质指农作物亲代传递给子代的遗传物质，它 往往存在于特定品种之中。如古老的地方品种 、新培育的推广品种、重要的遗传材料以及野 生近缘植物，还有：西非黑犀牛
„金蟾蜍，
„夏威夷乌鸦，
„塞舌尔蜗牛，
„圣赫勒拿岛红杉，
毛岛蜜雀
弯角大羚羊
斯皮克斯金刚鹦鹉
伍德苏铁
生物多样性的价值
生物多样性为人类提供各类有形的物质产品：
食物：粮食、肉类、蔬菜、水果等 药物：传统植物药、动物药 工业原料：木材、橡胶、燃料、生物质能