生物多样性研究中几个热点问题的研究现状
生物多样性保护现状及挑战分析

生物多样性保护现状及挑战分析生物多样性保护是全球环境保护的核心议题之一。
生物多样性是指地球上生物的多样性和复杂性,包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。
然而,由于人类活动的加剧,生物多样性正面临着严峻的挑战。
本文将对当前生物多样性保护的现状和面临的挑战进行分析和讨论。
首先,我们需要认识到目前全球生物多样性正面临着丧失和衰退的威胁。
人类的扩张和发展导致了大规模森林砍伐、湿地退化、土地利用变化和物种灭绝等问题。
国际自然保护联盟(IUCN)的数据显示,目前全球86000多个受监测物种中有约27000个物种正面临着灭绝危机。
陆地生态系统和海洋生态系统都面临着令人担忧的威胁。
其次,生物多样性保护面临着政策、经济和社会等多方面的挑战。
一方面,缺乏全球一体化的政策和法律框架,导致生物多样性保护工作的不协调和片面化。
同时,经济发展和全球化带来的经济利益驱使着土地开发和资源开采,加剧了对生物多样性的破坏。
社会方面,人们对生物多样性保护的意识和认识仍存在差距,很多人对生态系统功能和物种保护的重要性认识不足。
第三,当前全球生物多样性保护工作面临的挑战主要有以下几个方面。
首先,生物多样性保护需要跨越政府、学界、社会和产业界的合作,才能形成整体的保护网络。
仅靠一国或一地区的努力是远远不够的。
其次,需要加强全球生物多样性保护的监测和评估,提高预警机制和应对措施的效果。
第三,公众教育和意识提高是至关重要的,通过加强教育宣传,培养人们的环保意识和责任感。
第四,注重保护与可持续发展的平衡。
在资源开发和利用过程中,需要兼顾经济效益和生态环境保护,提倡绿色发展。
在应对生物多样性保护挑战的过程中,国际社会已经采取了一系列的措施。
首先,1982年签署的《生物多样性公约》提出了一系列的保护和可持续利用原则,促进了全球生物多样性保护的合作。
其次,各国政府加大了生物多样性保护的投入和政策支持。
例如,一些国家建立了自然保护区网络,加强对濒危物种的保护研究和保护行动。
生物多样性保护问题研究的现状和未来方向

生物多样性保护问题研究的现状和未来方向生物多样性保护是当今全球所面临的一个巨大挑战。
近年来,随着人类活动和生态环境的变化,许多物种已经失去了栖息地,受到了极大地伤害,从而导致生物多样性的严重下降。
为了保护和维护现有的生物多样性,许多机构开展了大量的研究工作,试图探究其成因和研究方向。
在本文中,我们将探讨现有的生物多样性保护研究的现状和未来方向。
一、现有的生物多样性保护研究现状1、物种丰富度监测与评价随着国内外对于生物多样性保护意识的提高,物种丰富度监测与评价逐渐成为了生物多样性保护研究中的一个重要领域。
目前,许多国家和机构都进行了相应的研究,并利用调查数据对物种丰富度进行了评价和监测。
这有助于监测物种丰富度的变化趋势,以及根据变化的趋势采取相应的保护措施。
2、生态位和生物资源的保护生态位和生物资源是研究生物多样性保护的新方向。
许多机构开展了针对不同生态位和生物资源的研究,分析其组成和分布规律,以及处理环境变化和气候变化的能力。
生态位和生物资源的保护不仅有助于维护生态平衡,还有助于加强生物多样性保护的意识和能力。
3、植被恢复和生态修复植被恢复和生态修复可视作物种保护的一种具体手段。
在目前的生物多样性保护研究中,植被恢复和生态修复的研究成为了当之无愧的研究热点。
通过植被恢复和生态修复,能够提高物种恢复能力,加强生态系统和生物多样性的保护。
二、生物多样性保护研究的未来方向1、野生动物保护野生动物保护一直是生物多样性保护的重要领域。
未来,随着人类社会发展和生态资源的逐渐短缺,野生动物保护将成为越来越重要的问题。
在此情况下,对野生动物保护的研究将更加深入,同时,更多的机构和组织也将加入到野生动物保护研究的队伍中,共同推进野生动物保护和生物多样性保护的进程。
2、生物基因库研究生物基因库研究是保护物种基因资源,维护生物多样性的重要手段。
未来,随着生物基因库研究的深入,人类将可更加有效地保护和保留生物多样性。
此外,生物基因库研究还可为物种的繁殖和培育提供重要的基础支撑。
生物多样性的现状及保护措施

生物多样性的现状及保护措施生物多样性是指地球上各种生物种类的多样性和丰富性。
它包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性三个层面。
而保护生物多样性是当前全球范围内亟待解决的一个重要问题。
本文将分析生物多样性的现状以及相关的保护措施。
首先,生物多样性正面临着巨大的压力和威胁。
人口的不断增长、城市化的快速发展以及不可持续的经济活动对生物多样性造成了严重影响。
森林采伐、过度捕捞、非法贸易以及破坏性的农业实践,都在加速物种的灭绝速度。
加上气候变化对生态系统的冲击,生物多样性正面临着前所未有的威胁。
在保护生物多样性方面,各国和国际社会已经采取了一系列的措施。
例如,建立了自然保护区并划定了生物多样性热点区域,这有助于保护濒危物种和重要的生态系统。
此外,禁止非法野生动物贸易已成为全球共识,各国在打击非法猎捕和贸易方面加大了力度。
同时,科研机构和大学还进行了大量的科学研究,以增进我们对物种和生态系统的了解,从而更好地制定相关政策和保护措施。
然而,要有效保护生物多样性,单纯依靠政策法规还远远不够。
公众的意识和参与是至关重要的。
只有当人们真正理解生物多样性以及其在维持地球生态平衡中的重要性时,才能真正做到保护生物多样性的行动起来。
因此,教育和公众宣传也是保护生物多样性的关键一环。
此外,国际合作也是保护生物多样性不可或缺的一部分。
各国需要共同努力,共同制定和实施保护政策和法规。
同时,国际间的科研合作也能够促进对生物多样性的研究和保护工作。
只有通过全球合作,才能最大限度地减少跨境贸易活动对生物多样性的负面影响。
尽管生物多样性正面临着巨大的挑战,但还是有一些积极的迹象。
一些物种的濒危程度有所减轻,而一些重要的生态系统得到了保护和恢复。
这表明保护生物多样性是有可能取得成果的。
然而,我们仍然需要持续不断的努力去保护我们宝贵的生物资源。
综上所述,生物多样性的保护是一项重要而紧迫的任务。
我们需要通过建立保护区、打击非法野生动物贸易、开展科学研究以及加强公众意识等多种手段来保护生物多样性。
生物多样性研究的现状与挑战

生物多样性研究的现状与挑战生物多样性是地球上最重要的生命基础,但是由于人类活动的影响,生物多样性正在遭受空前的威胁,而对其进行深入的研究与保护显得尤为重要。
当前,生物多样性的研究已经成为科学界的热点之一,但是同时也面临着巨大的挑战。
一. 生物多样性研究的现状生物多样性研究的内容主要包括生物物种、群体、生态系统等方面。
目前,生物多样性研究主要集中在以下几个领域:1.生物物种大多数的生物多样性研究都会涉及到不同种类的生物,从微生物到高等生物,再到多细胞生物,研究覆盖面很广。
研究工作主要包括新物种识别、物种分布与数量调查、物种分类与生物地理等。
2.群体群体是常常与生物物种同时存在的一个概念,研究群体的主要工作包括了解不同种群之间的数量及空间分布、基因流动情况等。
3.生态系统生态系统的研究是生物多样研究中最具综合性的研究,主要涉及生物群落与环境因子之间的相互作用以及生态系统的响应和恢复。
目前,生态系统研究的方法和技术已经相对成熟,主要依靠现场实验、遥感与GIS技术,同时还涉及到室内模拟实验。
这几个领域之间紧密关联,在研究手段、内容或方法上都有很大的交叉。
二. 生物多样性研究的挑战1.信息鸿沟生物多样性研究需要整合大量的信息,包括物种分类、分布、数量、基因组等方面的信息。
但是这些信息往往散布在不同的研究机构、学术期刊、数据库等各个方面,从而导致信息不同步甚至信息丢失现象的出现。
2.物种丰度变化生物物种的数量与分布在时间和空间上会有变化。
因此,需要进行长期的跟踪研究以了解生物群体的生态演替过程。
但是,这项工作却非常困难,需要调查面广、计划长、工作精细,通常成本巨大。
3.人类的影响如今,由于人类活动的影响,生物多样性正遭受空前的威胁。
仅仅是天然森林的砍伐,毒化物质的大量排放,以及物种外来入侵等问题就对生物多样性的长远研究带来了很大的难度。
同时,随着市场经济的发展,新物种的介入也给原生态系统带来很大的影响。
因此,人类活动的影响是阻碍生物多样性研究和保护的最大障碍。
生物多样性保护的现状与问题

生物多样性保护的现状与问题自然界中的生物多样性是指地球上存在的各种生命体所呈现出的多样性。
这种多样性表现在生命的各个方面,包括物种、遗传、生态等等。
生物多样性是地球上自然景观不可分割的一部分,同时也是保持生态系统健康和平衡的核心要素。
由于种种原因,人类对自然界造成的破坏已经使得生物多样性面临极大的威胁。
1.生物多样性的重要性生物多样性是生态系统的重要组成部分,它不仅有助于维持生态系统的平衡,同时也对人类生活和经济发展产生着深远的影响。
生态系统中的各个生物种类之间的相互关系和相互作用,构成了高效的生态链,使得生态系统中的物种能够自我适应和自我调节。
如果物种数量减少,就会打破生态平衡,导致生态系统的崩溃。
此外,许多生命物种还能够为人类提供众多的经济和文化方面的价值,如木材、食物、燃料、药品、观赏等等。
2.生物多样性面临的挑战尽管生物多样性对生态系统和人类的重要性已经得到了广泛的认识和重视,但是实际上,生物多样性仍然受到了严重的破坏和威胁。
人类对自然环境的破坏,以及各种人为干扰和污染,已经使得地球上的生命资源数量持续减少。
一些生物种类甚至已经濒临灭绝。
例如,大象、老虎、熊猫等等几乎已经成为了地球上最有名的濒危物种。
此外,农业、工业、城市化和旅游等诸多活动也给生态系统带来了各种各样的压力,进一步加剧了生物多样性的破坏。
3.生物多样性保护的方法为了保护生物多样性,人类必须采取有效的措施来还原和维护自然环境的平衡。
以下是一些常用的保护生物多样性的方法。
3.1 保护自然栖息地——人类对自然环境的破坏是导致生物多样性减少的主要原因之一。
为了阻止生态系统的崩溃,必须保护和恢复自然栖息地,保护珍贵的生物基因资源。
3.2 对灭绝的物种进行保育——对于濒临灭绝的物种,人类需要采取各种措施来保护这些生物。
例如,在过去几十年中,通过禁止捕猎、设立自然保护区、人工繁殖等措施,已经成功挽救了许多物种的灭绝危机。
3.3 倡导可持续发展——可持续发展是指在满足当前世代需求的同时,不破坏未来世代利益的一种发展模式。
生物多样性保护的必要性与现状

生物多样性保护的必要性与现状生物多样性是指地球上各种生命形式的物种、基因和生态系统的变化和存在的总和。
在人类活动的影响下,生物多样性正在以惊人的速度迅速减少。
保护生物多样性已成为全世界关注的热点问题之一,也是人类共同的责任和使命。
一、生物多样性的意义1.维持生态平衡生物多样性是自然生态系统的核心资源和基础环境条件,它可以维持生态平衡,保持自然界良好的生态环境。
各种生物之间相互依存、相互作用,如果其中一种生物消失或者数量减少,就会对整个生态系统构成影响,甚至引起连锁反应,破坏生态平衡。
2.具有巨大的经济价值生物多样性具有非常重要的经济价值。
许多重要的食品、药品、工业原料和其他经济价值的产品均来源于生物多样性。
保护生物多样性对于保护人类的衣食住行和健康发展至关重要。
3.提供文化和精神享受生物多样性不仅是生态系统的重要组成部分,也是人类文化和社会生活的重要组成部分。
各种文化和民间传统中都有与生物相互联系的想法、表达方式和仪式。
生物多样性能够给人类提供多姿多彩的文化和精神享受。
二、生物多样性的现状1.生物多样性正在迅速减少人类活动对生态系统日益增加的压力导致了许多生物资源的大量消失。
森林、湿地、草原等自然环境的大面积开发,猎杀、交易和非法贸易等因素,导致许多动植物物种无法得到有效地保护。
据估计,目前红色名录中已有超过3万个物种受到了危及或濒危的威胁。
2.生物多样性的破坏具有全局性的影响生物多样性不仅关系到生物自身,而且对整个地球生态系统的平衡和可持续发展都具有极其重要的意义。
由于人类活动的影响,许多生物群落遭到破坏,从而导致了一系列的生态环境问题,包括气候变化、水资源短缺和环境污染等。
三、保护生物多样性的措施和成效1.加强国际合作,制定有效的法律规范作为全球性的环境问题,生物多样性的保护需要各国的共同努力。
国际公约、国际条约和国际协定的签署和执行,对于保障生物多样性和生态系统的稳定至关重要。
2.方案和计划的执行通过加强生态系统的修复和管理,控制非法野生动植物交易,加强对自然资源的保护和监管,并在一定程度上限制国际贸易等手段,可以有效地保护各种物种的生命周期和生存状况。
生物多样性保护的现状与挑战

生物多样性保护的现状与挑战生物多样性指的是地球上各种生物的多样性,包括不同的物种、基因以及生态系统。
它不仅是自然界中生命之美的体现,更是维持生态平衡和支持人类发展的基础。
近年来,随着人类活动的加剧,生物多样性面临着前所未有的威胁。
本文将探讨生物多样性保护的现状,并分析其中所面临的主要挑战。
生物多样性的现状一、生物多样性的现状全球范围内,生物多样性的下降已经成为一个显著的问题。
根据国际自然保护联盟(IUCN)的报告,目前有超过一百万种生物正面临灭绝风险。
这其中包括许多植物、动物和微生物,如同我们失去的不仅是物种本身,还有它们所承载的生态功能。
濒危物种数量增加近年来,濒危物种的数量不断增加。
一些知名的物种如北极熊、雪豹和大熊猫等都面临着栖息地破坏、气候变化以及人类狩猎等威胁。
生态系统服务退化生物多样性的丧失直接影响到生态系统服务的提供,这些服务包括水源净化、土壤肥力保持、气候调节和病虫害控制等。
例如,栖息地的破坏使得植物无法再吸收足够的二氧化碳,从而加剧了全球变暖的问题。
遗传多样性降低很多动植物种群规模骤减,导致其遗传多样性降低。
这使得它们更容易受到疾病、气候变化等外部环境因素的影响,从而降低了适应新环境或抵御外来威胁的能力。
二、生物多样性保护的重要性生物多样性在维持生态平衡方面起着至关重要的作用。
它不仅保障了空气和水质的清洁,还为农业生产提供了必需的生态基础。
保护生物多样性不仅是生态责任,也是社会经济发展的一部分。
增强生态系统抵御力丰富的生物多样性可以增强生态系统应对外部冲击和变化的能力。
例如,在遭遇干旱或暴风雨时,多样化的植被可以更好地保持土壤结构,并减少水土流失。
促进人类健康生物多样性直接影响着人类健康。
例如,丰富的植物种类可以提供更多样的药用资源,而一个健康的生态系统可以有效防止病虫害传播。
推动经济发展许多经济活动,如农业、渔业和旅游业,都依赖于健康和丰富的生物多样性。
因此,保护生物多样性不仅关乎生态环境,也与经济增长密切相关。
生物多样性及其生态学意义的研究进展

生物多样性及其生态学意义的研究进展生物多样性(biodiversity)是指在自然界中,生物体之间的物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性的总和。
它是人类社会生存、发展和繁荣的基础和保障,也是维系生态平衡和稳定的重要要素。
因此,研究生物多样性及其生态学意义,对于认识生态系统的结构和功能,维护生态环境的稳定,推动生态文明建设和可持续发展具有重要意义。
一、生物多样性研究的进展随着科学技术的发展和对自然界认识的不断加深,生物多样性研究逐渐成为了生态学、生物学、环境科学等领域的热点。
近年来,生物多样性研究的内容和方法也在不断发展和创新。
1.1 生态系统多样性研究生态系统多样性研究是生物多样性研究的重要组成部分,它包括对生态系统结构、功能和相互作用等方面的研究。
通过对生态系统多样性的研究,可以揭示生态系统的演化规律、生态环境的变化与影响等。
例如,南京信息工程大学的赵凤霞团队在我国南方江湖有机质与生态系统的关系研究中,发现沉积物中有机质含量是衡量生态系统健康状态的重要指标之一,同时也可以作为预测生态系统稳定性变化的重要指标之一。
1.2 物种多样性研究物种多样性是生物多样性的重要组成部分,它是指在一定区域或群落中存在多种不同物种的现象。
近年来,物种多样性的研究在动物、植物、微生物等不同类型生物中均有涉及。
例如,中国科学院动物研究所的虞用华团队对我国野生珍稀鸟类进行了生物学和遗传学研究,提出了一种新的鸟类系统学分类方法,为珍贵鸟类资源保护提供了科学依据。
1.3 遗传多样性研究遗传多样性研究指的是对生物种群遗传多样性的研究,它是衡量生物多样性的重要指标之一。
近年来,随着分子生物学技术的发展,遗传多样性研究得到了进一步深入的发展。
例如,中科院昆明植物研究所的吴宗华团队对我国茶树种质资源进行了遗传多样性研究,发现根据遗传多样性指数,我国的茶树种质资源保持了较高的遗传多样性水平,具有种质资源丰富的特点。
二、生物多样性的生态学意义生物多样性是维系生态系统功能的重要要素,它具有多种生态学意义。
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生物多样性研究中几个热点问题的研究现状生物多样性的形成、多样性与稳定性机制、生物多样性的维持机制以及群落多样性与其生产力的关系等问题,是生物多样性研究中的热点问题,对它们的研究结论很多,而且对它们的争论始终伴随着研究的进展而增加.本文指出生物多样性是自然界的本质现象之一,非线性科学是研究自然现象的有力工具,应该加强这方面的应用研究.并强调,生态学家及生物学家们在研究生物多样性的过程中应该重视哲学和思维过程的研究.正如许多官方文件和科技论文中提到,生物多样性正以自然灭绝1000倍的速度消亡,并且灭亡的速度仍在加速。
《全球生物多样性策略》一书明确提出生物多样性挽救、研究和持续利用的目标.生物多样性保护不再是被动消极的保护,而是要把挽救与持续利用相结合,挽救与恢复、重建多样性相结合,其中基础理论和应用基础研究是生物多样性保护的理论依据.《世界自然保护纲要》一书指出,生物多样性保护是自然保护的主要基础之一.尽管生物多样性在各个方面(遗传生理-基因水平和时空尺度)取得了令人激动的成就,但与生物多样性的未知部分相比还是很小的.更应注意的是,面对目前生物的丧失速度,人类的研究显得有点无能为力.生物多样性的研究在很多方面存在争议和悬而未解的疑问.一、生物多样性的形成生物多样性是生物在其漫长的进化过程中形成的,是生物与其生态环境相互作用的结果.据过去6亿年的化石记录,自寒武纪以来物种多样性平均增长是波动而稳定的增长曲线.但是,这种物种多样性的增长可能存在疑问,这个疑问来自于JohnAlroy对海洋化石数据库的分析,结果已经表明,2.5亿年前的大灭绝以后至今物种数量实际上没有什么变化,而现在生物多样性的形成是由于某些因素或进化发展结果.现在的生物多样性及其分布格局是亿万年生物进化历史的记录.即使是具有相似的结构和功能的同类型生态系统,由于其生物区系演化历史的不同,也会出现明显的差异.这些差异逐渐形成了地球上生物的多样性.根据达尔文的进化理论分析,群落的生物多样性是由共生物种的生态位分化产生的.而对达尔文进化理论形成冲击的生物进化的中性学说认为,自然选择是一种非本质的进化,而成就多样性的进化是在呈现出辐射状态时才出现的,而这种状态必须不受干扰.例如,非洲大潮(Affricangreatlakes)的丽鱼科(Cichlaso)从少数几种祖先迅速进化出数百种的进化辐射现象.生态轨道理论认为,生态轨道在空间的叠加性导致生态轨道区间场强的变化,从而影响相互作用的大小.在物种的生存空间内产生斑块和物种多样性现象.生态位扩充理论认为,生态位的扩充使生物单元占据和利用更广泛环境资源,长期适应不同的环境可能诱导遗传基础的差异,也诱导新物种产生和形成丰富物种多样性.对海洋沙滩动物化石的研究结果表明,灭绝速率和同时的产生速率是不显著相关的.但是却和大约1000万年后的产生速率是显著相关的。
生物多样性的形成自始至终就有着地域的“偏见”,为此生物学家和生态学家为探究生物多样性在地理分布上呈现从赤道到两极锐减的趋势的原因而进行着不懈的努力在海洋中,离海岸越近生物多样性越丰富.生态学家对此提出了很多的理论和假说,主要有:时间学说、空间异质性学说、捕食学说、气候稳定性学说、生产力学说、生态时间学说、初级生产稳定性学说、稀疏作用、环境可预测学说、种群间相互竞争的非平衡学说、生物多样性的能量-稳定-面积理论(ESA)等.在很长一段时间内,这种多样性格局的形成机制研究没有更大的进展.后三种的理论解释是对以前的理论进行总结和补充的基础之上形成的.“环境的可预测性学说”认为,低物种多样性主要是三个方面原因造成的:一是“新”的环境,在这种环境里物种数目正处于增加的过程中;二是“恶劣”的环境,在这种环境里只有为数很少的物种才能生长,这种环境的变化很小;三是“不可预测”环境,这种环境的变化很大,不仅表现在时间上,也表现在空间上.而通常认为在热带地区的环境变化比较温和,适合各种生物的生长,高生物多样性地区同样具有较高的环境可预测性和稳定的特征.“种群间互相竞争的非平衡学说”认为以前的理论过多地依赖竞争排斥理论,而事实上自然界中完全的竞争排斥很少在自然状态下出现,非平衡竞争对多样性形成可能不是很重要,但是对于多样性的维持却特别重要,它的理论主要有三方面的依据:第一,大多数自然群落处于非平衡态,诸多因素(周期性种群减少、捕食、环境动荡等)作用下竞争平衡难以实现;第二,不同物种的种群增加的速率是不一样的;第三,环境变量对群落中所有种群的影响可能相似,就是说种群的增长率在诸如能量和养分可获得性因素的影响下,有可能都增加,也可能都减少.“能量-稳定性-面积理论(ESA)”由于显得更为合理,而被研究人员所接受.该理论认为,系统获得越多的太阳能,气候越稳定,面积越大,其生物多样性越高.虽然该学说可以在很多方面找到证据,但是生态学上的一个普遍现象是,生态学上的几乎任何一个学说都能找到一些例证,但是也可以找到一些例子作为伪证.也就是说生态学理论上的不完备性是很明显的.因此,只有以上的学说互相补充才能充分地说明问题,这一推断是能够证明的.我国学者黄建辉分析认为,在所有关于多样性格局形成的原因分析中,可以将其原因分为两类:一是属于环境因子;二是属于生物因子.很显然,单纯的这两种因子的归类还是不能解释多样性的形成格局(纬度、海拔、水深等梯度)的.我们已经注意到自然界一个普遍现象,即无论是环境因子和生物因子,它们对生物多样性的形成的影响都是有局限性的.也就是说,生物的各种能力(避敌、捕食等)和环境因素(水、热、光等)的影响也是有限度的,这些因子的有限性使得物种被局限在一个范围之内.我们可以称之为因子的有限性,这种普遍的有限性导致了各种生物多样性的格局忧其在干旱和荒漠地带).二、多样性与稳定性为了解释生态系统稳定性的机制,生态学家提出了不少理论,据说有70多种不同稳定性概念与163种定义.其中比较重要的有:多样性或复杂性理论、反馈控制理论、信息网络、冗余理论等.多样性降至稳定性的思想形成较早,增加物种的丰富度会提高生态功能的多样性,从而导致生态系统稳定性的提高.May的理论对该理论形成巨大的冲击,首先他建立了数学模型,以数学的证据证明,多样性会使物种间的作用更复杂,因此受影响干扰的机会增大,系统的稳定性降低.以后,May提出更正认为,尽管多样化会使个别种更脆弱,但整个系统的总生物量保持稳定,种类的多样性增加了抗性更强、生长更繁荣的种,在功能上补偿受害种类的机会.May的理论始终影响着该领域的研究与发展.虽然,最近有实验证实多样性能提高系统的稳定性,但结论也并不尽如人意。
例如,Tillman等根据147个草地实验区的重复实验断言,生物多样性对生态系统稳定性有积极的影响.根据Pimm的观点,如果失去一个物种(优势种),则该系统的生物量就很难恢复.似乎这样的结论更适合荒漠草原生态系统.复杂性存在于自然界中各种生态系统,复杂性的引入对生态系统结构、功能、过程多样性的解释有令人可信的一面.生态系统复杂性的研究认为,生态系统复杂性就是生态系统结构和功能的多样性.引起系统复杂性的根本原因是系统组成多样性和差异性.复杂性学的研究认为多样性并不一定导致不稳定性。
1.冗余理论解释多样性与稳定性关系似乎更合理稳定性的解释有很多层次,可以主要解释为系统的抵抗力和恢复力.物种的冗余提高了系统的恢复力和缓冲能力.冗余现象在自然界普遍存在,生物多样性的各个层次(基因、物种、生态系统等)都有,各级水平的冗余维持着生态系统的机构和功能的正常进行.冗余是生物占领空间和利用资源的潜在能力,也是抵抗随机干扰以保证物种延续的一种独特方式,更是生物进化的基础.系统的稳定性(主要是抵抗力和恢复力)来自于系统内不同的冗余层次.研究表明,物种冗金或种群遗传结构冗余决定了系统的抵抗力,而层次冗余或器官冗余决定了系统的恢复力,高多样性系统恢复力来自于高多样性系统内贮存的大量遗传信息.冗余理论的这些解释被称之为“保险假说”.冗余假说也可以解释为,多余的物种在同一系统内执行同一功能.“冗余”概念的引入最先是为了确定物种保护的优先权,而到现在更多的争论是关于生态系统内哪些物种执行了系统功能,哪些物种被认为是冗余的.冗余种与系统功能的实验性研究趋于简化,大多限于人工农田或微生境,甚至在实验室内进行生态摸拟.各种假说似乎都可以归结为冗余假说,或者是对冗余假说的补充或包含.当然冗余假说本身也需要实验进一步证明.目前,实际中真正的冗余物种是不能测定的。
2.Gaia(大地女神)假说的解释英国科学家Lovelock提出的Gaia假说最大的特点是,强调所有生物对地球环境不断地、主动地起着调节作用,并且使地球在各种来自宇宙和自身的干扰下保持稳定.该假说通常包括人们认为的两个方面:弱盖亚假说和强盖亚假说.弱盖亚假说包括两层含义:一是认为地球上各种各样的生物有效的调节着大气的温度和化学构成;二是地球上的各种生物体影响生物环境,而环境又反过来影响生物进化过程,两者共同进化.强盖亚假说包括三层含义:一是各种生物与自然界之间主要由负反馈环连接,从而保持地球生态系统的稳定状态;二是认为大气能保持稳定状态不仅取决于生物圈,而在一定意义上为了生物圈;三是认为各种生物调节其物质环境,以便创造各类生物优化的生存条件.虽然该假说引起的争论很多,但是盖亚假说承认地球生物多样性对地球生态系统保持稳定的作用是积极的.如果没有地球上的生物多样性,地球的自我调节系统将不能运转.三、群落多样性与其生产力之间的关系根据进化论理论推测,多样性导致更有效的资源利用,从而将导致更高的群落生产力.并且,历史上已经被应用于生产实践.现在资源可持续利用导致了追求高生产力与维持多样性的矛盾.引起生物多样性下降的因素很多,其中人类对高生产力的追求是很重要的一个方面彻如,农、林、牧、渔等追求高产优质品种导致品种单一化,随之而来的是物种减少,因而导致固氮细菌、菌根、捕食生物、传粉及种子传播生物消失.为了解决两者的矛盾,必须弄清两者到底存在什么关系,理论生态学家对此从各种假说上进行分析,包括“铆钉假说”、“冗余假说”等.根据竞争理论对群落多样性与生产力关系综合分析,认为物种丰富度或多样性的增加在中等水平生产力最高,符合单峰关系,并坚持认为单峰关系才是“真正的多样性—生产力模式”,人工草地的实践似乎证明了该模式的正确性.在解释为什么会在高生产力时具有低多样性,许多学者认为,资源比率问题,即环境中资源供应的空间异质性也下降,导致了多样性降低.Huston和Angelis认为,高生产力环境中植物生长更多地表现为光限制.笔者对山地荒漠草原分析认为,山地荒漠草原植被稀疏,光资源不是限制因子,但是水资源在微地形上的差异却很重要.Abrams认为,如果接受Huston和Angelis的分析,那么至少单峰关系不会在荒漠草原出现,而现在所进行的实验并不足以证明以上推论.总结各种分析,生产力与多样性的关系有:第一,简单的系统即生物多样性低的系统生产力高于复杂的生态系统;第二,生物多样性高的系统生产力高于生物多样性低的系统;第三,生产力与多样性无关.笔者认为,生产力与群落多样性关系复杂,但是在不同地区有不同的表现,结论的多样化与研究对象有关.Tilman等根据在美国的147个草地实验区的研究支持了生物多样性对生态系统生产力有积极的作用.科尔沁沙地草地上物种多样性与草地生产力关系的研究结果表明,草地生产力与群落多样性中组成(生活型)多样性相关性最显著.Lawtow和Brown在分析了有关历史研究成果后认为,物种丰富度不是生产力的主要决定因素.生物多样性研究中实验的“隐藏处理(hiddentreatment)”是导致生物多样性与生产力关系争论的根源之一.因此在进行实验时应该注意影响实验反应的各种因素.在实际研究中可以发现,在执行生态系统功能时功能群的多样性比物种更为有效,因此越来越多的学者把注意力转移到功能群上来,即将一个生态系统划分为不同类型的功能群,以此来阐述生态系统功能的机制,而且在实践中的研究也更为广泛和有效.例如,根据生态系统功能不同可以将系统内物种的多样性划分为执行诸如水源涵养、养分循环、调节气候、生物生产力等功能的功能群.四、生物多样性维持机制物种多样性的维持机制是生物多样性研究的一个核心和前沿领域.该问题的深入研究对于进一步阐明物种多样性对生态系统稳定性及其功能的作用机理,充分认识在人类活动影响下物种多样性的变化机理,保护与合理利用生物多样性资源,以及对受损生态系统的恢复与重建均具有重要的理论意义.关于物种多样性的维持,几十年来生态学家痴迷地进行大量的研究,但是还没有形成统一的理论,没有令人满意的答案,从而产生了各种假说和解释.Tilman指出,在自然群落中可能有几种多样性维持机制在共同发挥作用.张晓爱等总结了植物群落多样性维持机制的7种理论:(1)环境随时间变化的非平衡概念,认为干扰有利于竞争力弱的物种,于是允许具有不同竞争力的物种共存;(2)强胁迫-弱胁迫机制,由于强胁迫环境中的物种竞争程度较小,因此比较优越的弱胁迫环境中能容纳数量较多的物种共存;(3)种子的再迁移概念,强调从周围地区移来的种子在依靠增加竞争力差的物种种群数量来提高物种的丰富度中起着重要作用;(4)生态位分化概念,假定环境的空间变化引起物种的不同结合可能是由于对不同栖息地的偏好,也为逃避来自于其他物种的竞争排斥提供可能性,而对羊草草地植物生态位进行的研究结果表明,物种生态位存在在一定程度的分化,但是多数物种的生态位是高度重叠的,因此生态位的分化在草地植物群落中物种多样性维持中是有限的;(5)竞争平衡理论,认为竞争的平衡性只能由进化水平决定;(6)种库假说,认为任何特种栖息地类型中科的数量是由该类型的共性和特定地区的地理学年龄决定的,需要指出的是该假说只涉及进化和历史原因没有生态因子的描述;(7)再生生态位的概念,认为共存的机制是由于生态位分化和竞争平衡概念之间的协调.杨利民也对植物群落物种多样性维持机制进行综合分析,分析出几种较有影响的理论和假说:(1)竞争排除法则与资源瓜分理论.该理论以Gause的“由于竞争的结果,两个相似的物种不能占有相似的生态位”为理论基础,正式命名为竞争排斥法则时表述为“完全的竞争者不能共存”,也可以理解为“生态学上完全相同的物种不能稳定共存”,并认为某个物种在没有其他竞争种时的生态位就是它的基础生态位,存在竞争者时就被压缩为现实生态位,或者说物种共存与现实生态位的分化和资源瓜分有密切关系.但是大量实验和事实证明该理论在自然界有许多行不通的解释,例如,人们在实践中发现生态上完全相同的物种是不存在的,因此该“法则”“毫无意义”.(2)资源比例学说与空间竞争学说.该学说可以认为是竞争排斥法则的继承与发展,其关键点是同时考虑了资源动态和为资源而竞争的消费者的种群动态,认为植物的养分资源之间没有相互作用,即一个资源浓度的变化不会影响到其他资源的供应速率;植物的生长速率是由处于最低供应状态的必需资源决定的;两个或多个物种的共存至少需要两种限制性资源,由于植物个体生长的固着性和土壤中资源传导速率的有限性也会造成每个个体的局部斑块资源特征(例如:荒漠草原上灌木产生的肥力岛现象),使得植物物种得以实现稳定.由于该理论的实验是在养分控制下进行共存的,而自然状态下更具有复杂性,因此该理论道到了一些反对.(3)断层预占与抽彩式竞争理论.该理论认为,物种在不可预测的环境中对环境的侵占是随机的(受环境波动的影响使得竞争能力倾斜)、抽彩式的,对资源的占领也是没有规律的,因此任何一物种都可能在竞争中存在,也就实现了共存.(4)竞争共存的非平衡理论.该理论与上述(3)具有相同理论依据,即环境波动导致了竞争的不平衡,但是(3)理论成立的前提是在群落中具有空余的生活空间或断层是关键的.(5)遗传漂变与局域配偶竞争机制,该学说在探讨完全相同的物种竞争过程和结局时考虑了种群的遗传结构,提出了遗传漂变与局域配偶竞争(或称为性比单选择)共存机制,得出完全相同的物种可以实现共存的结论,从而根本上否定了“竞争排斥法则”.(6)聚集分布与物种多样性的维持机制,理论关键是对“种内竞争强于种间竞争时,即使没有生态位的分离,共存也可以实现”,在自然群落中群落内物种总是以种群聚集分布形式出现(种子扩散或克隆特性导致),荒漠草原的种群斑块现象更明显.这一理论的实验证明是有困难的,因为我们任何实验都是将种群的行为进行分割的,这种实验方案本身就不能整体地解释种群的内。