专题讲座

1. 专题讲座 海洋生态学与可持续发展

2. 第一节：生物多样性及其保护 • 第二节：海洋生态学与可持续发展 • 第三节：海洋生态学与可持续发展

3. 第 一节：海洋生物多样性及其保护 一、生物多样性概述 二、外来种的特点、影响及其管理对策 三、生物多样的保护和管理

4. 一、生物多样性概述 生物多样性： 是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。它既是生物之间以及与其生存的环境之间复杂的相互关系的体现，也是生物资源丰富多彩的标志。

5. 生物多样性的层次 • 遗传多样性 • 物种多样性 • 生态系统多样性 • 景观多样性

6. 遗传多样性（基因多样性）： • 指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群之间和同一种群内的遗传变异。它是物种及以上各水平多样性的最重要来源。 • 包括： • 染色体多态性：数目、组型、行为等方面的研究； • 蛋白质多态性：氨基酸序列分析，同工酶或等位酶 电泳分析等研究手段； • DNA多态性：RFLP（限制片段长度多态性）、DNA指 纹、RAPD（随机扩增DNA）和PCR（聚 合酶链式反应）等技术。

7. 基因数量： 细菌：大约1000个； 真菌：大约10000个； 高等植物和少数动物：40万个以上； 人类：大约10万个。 等位基因（allele） 基因型（genetype） 表现型（phenotype） 基因重组（gene recombination）

8. 物种多样性 • 指一个地区内物种水平上的生物多样性，代表着生命有机体的多样化。主要从分类学、系统学和生物地理学角度对区域内物种的状况进行研究。 • 主要研究内容： • 物种多样性的现状 • 物种多样性的形成 • 物种多样性的演化 • 物种多样性的维持机制

9. 物种数量：已被描述过的物种 病毒：1000种； 原核生物界：4760种； 真菌：46983种； 植物界：275328种； 原生动物：30800种； 动物界：1033614种。 总计：1392485种。 地球上曾存在数十亿种物种，它们中的绝大多数已经灭绝。 但是我们不能将地球的生物估计到一个确定的数量级： Wilson，1988：500-3000万种； 世界资源研究所：200-1亿种。

10. 生态系统多样性 指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。 生境多样性：主要指无机环境，如地貌、气候、土壤、 水文等。生境的多样性是生物群落多样性甚至 是整个生物多样性形成的基本条件。 生物群落多样性：主要指群落的组成、结构和动态方 面的多样化。 生态过程多样性：主要指生态系统的组成、结构与功 能在时间上的变化以及生态系统的生物组分之 间及其与环境之间的相互作用或相互关系。

11. 景观多样性 指由不同类型的景观要素和生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化或变异性。 景观：是一个大尺度的宏观系统，由相互作用的景观要素组成，是具有高度空间异质性的区域。 景观要素：是组成景观的基本单元，相当于一个生态系统。依形状的差异可分为嵌快体(patch)、廊道(corridor)和基质(matrix)。 景观功能：指生态客体即物种、能量和物质在 景观要素之间的流动。

12. 决定生物多样性的力量 气候： 散布能力： 时间： 生境类型：

13. 生物多样性对人类的意义 • 生物多样性的价值 • 生物多样性面临的问题 • 生物多样性受威胁的主要原因

14. 生物多样性对人类的意义 1.为人类提供适意的生活环境； 2.为人类提供食物来源； 3.提供医药原材料； 4.提供工农业原料； 5.巨大的基因宝库； 6.维持地球环境的稳定； 7.提供丰富多彩的自然景观； 8.丰富人类的思维和精神生活；

15. 生物多样性的价值 • 生物多样性的直接经济价值 • 生物多样性的间接价值 • 生物多样性的伦理价值

16. A、生物多样性的直接经济价值 • 消耗性使用价值：如薪炭、饲料、野味并不出现在市场上的产品价值。居住在那些地方的人们常利用周围环境中的生物资源来维持生计，这些物品的价值并不反映在国民经济的总收入中。 • 生产使用价值：食品、木材、药材 • 食物：历史上约有3000种植物被用来作为食物，75000种可食；家养或野生动物为人类提供蛋白质。野生物种被用于改良种植、养殖的品种。

17. B、生物多样性的间接价值 生物多样性的间接价值常常是与生态系统的生态过程有密切关系（维持生态平衡、维护环境稳定），它们的价值可能大大超过直接价值，而且直接价值往往来源于间接价值。因此生物多样性的间接价值也可看作环境资源的价值。 主要包括： （1）提供生态系统生产力：将太阳能贮存，为生态系统提供能源； （2）涵养水源，维持水体的自然循环、减弱旱涝； （3）保护土壤，防止水土流失； （4）调节气候：森林的丧失将使气候恶化； （5）丰富物种关系； （6）吸收和分解环境中的有机废物、农药和其它污染物质； （7）为人类身心健康提供良好的生活和娱乐环境，良好的自然景观为人类提供了居住游乐和休养的场所； （8）基因、物种及生态系统的多样性为人类社会适应自然变化提供了选择的机会和原材料。

18. C、生物多样性的伦理价值 动物是人类的朋友，植物是人类的伙伴。 不管物种的经济价值如何，一切物种都具有生存的权利；不管这些物种有无经济价值，它是客观存在的。 从生物学和伦理学出发，认为物种而不是其个体是自然保护工作的目标，所有单个个体终久会死亡，但是物种是延续、进化、有时会形成一个新物种。在此意义上，单一个体正好是一个物种现在的代表，当它们的丧失威胁到该物种继续生存时，就需要人类加以保护。 从另一角度出发，每一物种对人类均有潜在价值，当人类未发现其用途时，则被认为微不足道；一旦发现其有重要经济价值时，则无休止地向自然界索取，以致使之消亡。因此，生物多样性的保护与持续发展紧密相关。

19. 生物多样性面临的问题 1.生境的破坏或片断化； 2.生态系统功能遭受严重破坏或丧失； 3.基因多样性的丧失：物种绝灭； 4.物种多样性的丧失：物种绝灭； 5.景观遭受严重破坏、消失。

20. 生物多样性受威胁的主要原因 1.大面积森林采伐、火烧和开垦导致 生境的破坏或者片断化； 2.草地过度放牧和垦殖； 3.生物资源的过分利用； 4.工业化和城市化的发展； 5.外来物种的引入或入侵； 6.无控制的旅游影响； 7.农业和林业的品种单一化。

21. 二、外来种的特点、影响及其管理对策 • 外来种的概念 • 外来物种入侵 • 外来物种的种类 • 外来物种的危害 • 外来物种引入途径 • 外来物种主要生态学特征及生态入侵的生态学后果 • 外来种的控制 • 展望

22. 1、外来种的概念 外来种：一些物种由原生存地借助于人为作用或其它途径移居到另一个新的生存环境并在新的栖息地繁殖并建立稳定种群，这些物种被称为外来物种(alien species or exotic species)。 对于特定的生态系统，任何非本地的生物都被称为外来物种。

23. 2、外来物种入侵（exotic species invasion） 有些外来物种在到达新的定居区后，由于不能够适用当地的自然环境和生物环境，并不能形成稳定的种群，会在一定时间内灭亡； 有些外来物种则可以在当地形成稳的种群。但是一些外来物种在到达新的定居区后由于原栖息地的压力消失，在新的栖息地存活、繁殖，形成野化种群（feral population），发生暴发性生长并失去控制，对新栖息地的生态系统甚至人类健康造成威胁，这些外来物种被称为入侵物种（invasive species）。这个过程被称为外来物种入侵（exotic species invasion）。

24. 3、外来物种的种类：根据它们对人类的作用和对当地生态系统的影响，分为:3、外来物种的种类：根据它们对人类的作用和对当地生态系统的影响，分为: 1）、有益外来物种：在现代农业的经济活动中，物种资源的交换、共享是人们获取更多农业产品的有效途径之一，通过适当引进一些物种可以改善当地的种植或养殖结构，获取较高的经济效益，提高当地生态系统的物种多样性。在物种的引进后经过检验能够达到人们预期的目的的外来物种即可视为有益外来物种。 2）、 有害外来物种：物种在引入后经过检验发现对当地生态系统造成某种危害或对人类造成健康威胁的物种，可被视为有害外来物种。 3）、入侵物种：由于缺乏科学严格的生物学评价和经济效益评估，物种引入后失去控制，或者是无意识的物种引入，给当地的生态系统造成巨大的损害和破坏，引起巨大的经济损失，这些外来物种被视为入侵物种。

25. 4、入侵物种的危害 人们在引进外来物种的时候，经常更多的是关注其正面的品质，对引入后的整体后果缺乏理性的思考。而任何外来物种在缺乏严格的科学评价时，其潜在的危害往往被人们所忽视，其潜在后果并不是每个人都能够认识和自觉防范的。任何外来物种的引入都有其消极的一面，这些问题应该受到足够的重视。 1、入侵物种与土著物种争夺生存空间、食物，威胁土著物种的生存。任何生态系统的可利用资源都是有限的，有一定的环境容量，在系统达到平衡时，任何外来物种的进入都会给系统带来新的压力，占据土著种的生存空间，与土著中争夺食物，给土著物种带来生存危机。 2、入侵物种与亲缘接近的土著物种杂交，造成当地土著种的遗传基因混杂，一些不适合于当地环境的基因可能传给土著物种，可能降低土著物种的遗传质量，造成遗传污染。 3、入侵物种可能随之带来病源生物，对当地的生态环境造成巨大危害。 4、入侵物种影响当地生态系统的物种结构，造成生态系统失衡。 5、入侵物种的根治代价昂贵。

26. 5、外来物种的引入途径 1）、人为引入：人们出于经济目的，指从当地生态系统之外引入那些具有经济价值的物种，以提高和丰富当地养殖或种植的品种结构，提高经济效益。 1.1 作为养殖或种植品种引入：人们往往出于增加农产品数量的要求，从境外选择一些产量高，性状优良的物种引入到当地生态系统中来。 1.2 作为鲜活食品引入：由于餐饮业的要求目前经常从国外进口鲜活动植物食品，在运输过程中或者在加工过程中发生逃逸现象或不负责任地随地乱扔乱放，使这些物种在当地生态系统中存活下来。 1.3 其它目的引入：由于园林、观赏、环境等的需要而引入的物种。

27. 日前，20余条来自南美洲亚马逊流域的食人鱼落户深圳海洋世界，成为水族馆的新成员。食人鱼是亚马逊流域最具代表性的动物，以其贪婪、残忍而闻名，所以人们将它比之为鱼类“黑手党”。据了解，食人鱼用其锐利的三角形牙齿和强壮的下颚，将动物的肉吞噬殆尽。据有关实验证明，食人鱼完全可以在铁板上咬出清晰的牙印，可以一口咬下16立方厘米的肉，而咬断骨头、树枝更是易如反掌。日前，20余条来自南美洲亚马逊流域的食人鱼落户深圳海洋世界，成为水族馆的新成员。食人鱼是亚马逊流域最具代表性的动物，以其贪婪、残忍而闻名，所以人们将它比之为鱼类“黑手党”。据了解，食人鱼用其锐利的三角形牙齿和强壮的下颚，将动物的肉吞噬殆尽。据有关实验证明，食人鱼完全可以在铁板上咬出清晰的牙印，可以一口咬下16立方厘米的肉，而咬断骨头、树枝更是易如反掌。 短盖锯脂鲤，学名：serrasalmus nattereri，又名红肚食人鲳，俗称“食人鱼”。原产地亚马逊河、圭亚那、委内瑞拉等，属拟鲤科。体长20～30cm，全身灰绿色，腹部大片红色，臀鳍鲜红色。饲养水温22～28摄氏度，水质要求不严格。饵料有鱼虫、水蚯蚓、小活鱼、鱼肉、虾肉等。繁殖水温26～27摄氏度，亲鱼性成熟年龄18个月，雄鱼体色鲜艳，个体较小，雌鱼体色浅淡，个体较大。属水草卵石生鱼类，雌鱼每次产卵2000～4000粒。 据报道，目前该鱼已经在我国各地传播养殖。

28. 2）、 海运船只及压舱水带入：在远洋运输过程中发生，附着在船底的污损生物以及船只压舱水中的生物（包括幼体），不可避免地会造成物种的大量和经常性的传播，引发物种入侵。 3）、 伴随引入：在从境外进口其它货物时偶然带入，比如在各种货物的进出口贸易、旅游等活动中可能导致外来物种的无意引入。 4）、 生物技术新品种的产生：随着现代生物技术的进步，人们已经能够利用现代手段去改善和优化某些物种的性状，将人类需要的某些形状移植到目标物种中去，获得经过遗传修饰的生物体。但这种遗传修饰生物体的释放具有一定的生态风险，包括由此形成的物种入侵。

29. 6、外来物种主要生态学特征 及生态入侵的生态学后果 生态学特征： 1、传播能力强 2、对环境条件适应性强 3、生命力强 生态学后果： 原因：

30. 7、外来种的控制 A、法规防治：控制外来种传播危害的最直接手段是阻止其传入，即检疫。 B、扑灭：扑灭是一种紧急措施，在有害外来种传入新区后，为彻底消灭这一外来种时所采取的行动。 C、开展传统生物防治：传统生物防治是一门新兴的学科，至今只有百余年的历史。其特点是：对环境安全，经济合算，效果持久。 D、综合治理：是在总结经验教训的基础上逐步发展起来的，是对有害生物进行科学治理的技术体系。

31. 8、展 望 A、面临的威胁 进入21世纪，随着人类社会经济的发展，国际贸易、外交往来、旅游业等都将显著增长。经验表明，在这种情况下，外来种的传播入侵概率亦将随之上升。以中国为例，外来种巨大的潜威胁主要集中表现在以下几个方面。 （1）国际贸易。据联合国粮农组织统计，中国农产品外贸近5-6年每年是20%的增长率，这几乎不可避免地增加了外来害虫及植物病害和杂草传入中国的机会。 （2）国际往来及旅游。仅以首都机场为例，1997年有26个国家的34家航空公司的飞机在首都机场起降，每日达100余架次，入境人数约4500余人次。 （3）逼近周边地区。 （4）自然传播。一些严重的虫害、病害可通过几种途径传播。

32. B、对策 在控制外来种传播危害的长期实践中，人们积累了丰富的经济。然而，必须在法规建设、理论与技术研究、调动相关部门的社会职能等各处环节上均不断有新的进展，充分协调发挥整体作用，才能稳步提高技术水平和控制效果，适应社会经济的持续发展。 （1）健全立法。各国关于限制外来种传入的法律法规，必须充分考虑与国际接轨。 （2）中长期预报。外来种成灾原因之一就是防治行动滞后。对外来种的入侵、建立种群、灾变成因等进行全面系统的研究，探讨发生规律的实质，进而建立有效的监测预报系统，对提高控制效果具有十分重要的意义。 （3）高、新技术的应用。利用转基因技术培育具有较强抗病虫能力的新品种，近年发展很快，但专门用于外来种的治理尚不多见。 （4）公众教育。生物多样性在物质、美学和伦理学方面具有重要价值。但是，公众对无形价值的认识显然是有限的，这方面的普及教育也是欠缺，尤其是生态伦理学方面。 （5）全球共同努力。外来种具有一个最鲜明的社会特性，就是其国际间的流动与迁移。防止引进、控制或消除那些威胁到生态系统、生境或物种的外来物种。这是缔约国的责任，也是世界各国社会经济发展面临的共同课题，这正是《公约》规定的社会学意义之所在。

33. 三、生物多样性的保护与管理 • 概念 • 生物多样性的保护 • 正确的生态观

34. 1、概 念 生物多样性的保护和管理是一门涉及生物领域中的生态学、遗传学、生物地理学、区系分类学，经济领域中的生态经济学、资源经济学，人文科学领域中的哲学、社会学、人类学、历史学、政策学等多学科的应用性学科。对生物多样性保护和管理所要达到的目标是通过不减少基因与物种的多样性或者不损坏重要的生境和生态系统的方式，保护和利用生物资源以保证生物多样和人类社会的可持续发展。

35. 2、生物多样性的保护 • 法律保护 • 就地保护 • 迁地保护 • 回归自然

36. 法律保护 A、有关的国际公约 （1）《生物多样性公约》：于1993年12月29日生效，目前有175个国家签署参加这一公约，《21世纪议程》就是我国政府制定的中国生物多样性保护战略和规划。 （2）《濒危野生动植物种国际贸易公约》：1973年国际自然与自然资源保护联盟制定，对列入公约三个附录中的野生动植物的国际贸易采取了不同程度的控制，中国科学院濒危物种科学委员会是受国务院委托成立的科学机构。 （3）《保护野生动物中迁徙物种公约》（简称波恩公约）：于1983年11月1日生效，目前已有50多个国家加入。 （4）《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》：1971年2月2日通过，现有80个缔约国，我国于1992年7月31日加入。 （5）其它野生生物条约

37. B、国际保护组织 （1）世界自然保护联盟：拥有900多个会员，遍及133个国家，是国际上有重要影响的自然和自然资源的保护组织，我国于1996年加入。 （2）世界自然基金会：是世界上最大的非政府保护组织，负责组织、协调在世界各地开展的物种多样性保护、政策协调和为其它国际保护组织提供服务。

38. C、国内法律、法规和机构 （1）环境保护法中的保护生物多样性的内容和条款 （2）与陆栖野生动植物栖息地保护有关的立法 （3）与物种保护有关的法律和法规

39. D、确定生物多样性优先保护需考虑的因素 目前保护状况，现实的和潜在的经济价值，受遗传侵蚀威胁的程度，遗传上的独特性，生态地理上的独特性，不同保护机构各自的优先保护目标，生物学上的重要性，文化和宗教上的重要性，开展保护所需要费用比较，保护能否长期可持续地进行下去，伦理与审美方面的考虑等等。

40. 就地保护 就地保护：按照《生物多样性公约》的定义，就地保护是指保护生态系统和自然生境以及在物种的自然环境中维护和恢复其可存活种群，对于驯化和栽培的物种而言，是在发展出它们独特性状的环境中维护和恢复其可存活种群。

41. 迁地保护 迁地保护：按照《生物多样性公约》的定义，迁地保护是指将生物多样性的组成部分移到它们的自然环境之外进行保护，和就地保护不脱离原来的自然环境有根本区别。但是在某些情况下二者也会交叉重合。

42. 回归自然 A、植物的回归引种 由于多种自然的和人为的原因，生态系统退化、物种生态受到威胁甚至在原产地灭绝、种群范围缩小及数量减少以及遗传侵蚀的发生在许多地方是无可挽回的。在这种情况下，可以通过人工引种或回归引种的方法将植物材料栽种（或播种）于自然的或人工管理的生态环境中去，以使其最终确立或强化成为可长期存活的、自行维持下去的种群，使这些植物及其后代融入一个可运行的生态系统中去。包括以下几种情况： 引种：使一种植物在它历史上从未生存过的地方确立生存地位。 回归引种：将一种植物释放到它以前曾生存过但现已灭绝或认为已经灭绝的地方并加以管理。也称作复原、恢复或重新确立。 迁移：将一种植物材料从现在的分布范围内的某一部分转移到另一部分。 强化：通过向现存的种群加入新的个体而增加种群的大小或多样性的一种方法。也称作再储备、补充、增强 或扩增。

43. B、动物重新引入 是指在某种动物已经灭绝的历史分布区内重新建立该物种种群的活动，不包括通过各种手段向现存种群移入同种野生个体或添加同种个体。 动物重新引入的主要目的是为一个在全球范围内野外种群已经灭绝或在某个地区内已经消失了的种或亚种建立野外的可维持的、自由散养的种群。 物种的重新引入分为3个阶段，即准备阶段、释放阶段和释放后的监测阶段。

44. 准备阶段：（1）确定重新引入的个体与已灭绝的物种是释放地区原有的同一亚种或地理宗；（2）了解该物种在释放地区消失的原因，如疾病、过度捕猎、污染、外来种竞争或捕食、生境丧失或破碎化、人类活动的干扰等，并确认这些原因已被消除；（3）了解该物种的野生种群对生境的选择、对当地生态条件的适应性、社会行为、群体组成、家域（或巢区）的大小、对隐蔽物和食物的需求、天敌和疾病的情况等相关的生态生物学资料；（4）给重新引入的个体预防性接种释放地区特有的流行性疾病和家畜疾病的免疫疫苗；（5）为释放地区选择健康的引入种源，如果种源来自迁地保护种群的话，还必须对放归的个体进行生存能力训练，以保证它们能够在野外存活下来；（6）选择释放策略和方法，如分阶段释放还是一次性释放全部个体；（7）了解当地居民对重新引入计划的意见，尤其是在重新引入肉食动物有可能威胁他们和他们的家畜的安全时尤为重要；（8）确保重新引入的个体在当地得到有效的保护；（9）最后一点，也是最重要的一点，是重新引入计划要有足够的经费保证，这是重新引入计划能否获得成功的关键。准备阶段：（1）确定重新引入的个体与已灭绝的物种是释放地区原有的同一亚种或地理宗；（2）了解该物种在释放地区消失的原因，如疾病、过度捕猎、污染、外来种竞争或捕食、生境丧失或破碎化、人类活动的干扰等，并确认这些原因已被消除；（3）了解该物种的野生种群对生境的选择、对当地生态条件的适应性、社会行为、群体组成、家域（或巢区）的大小、对隐蔽物和食物的需求、天敌和疾病的情况等相关的生态生物学资料；（4）给重新引入的个体预防性接种释放地区特有的流行性疾病和家畜疾病的免疫疫苗；（5）为释放地区选择健康的引入种源，如果种源来自迁地保护种群的话，还必须对放归的个体进行生存能力训练，以保证它们能够在野外存活下来；（6）选择释放策略和方法，如分阶段释放还是一次性释放全部个体；（7）了解当地居民对重新引入计划的意见，尤其是在重新引入肉食动物有可能威胁他们和他们的家畜的安全时尤为重要；（8）确保重新引入的个体在当地得到有效的保护；（9）最后一点，也是最重要的一点，是重新引入计划要有足够的经费保证，这是重新引入计划能否获得成功的关键。

45. 释放阶段：要保证重新引入个体在运输过程和释放过程中不受生理伤害和尽可能地降低心理伤害，并在最佳的释放点（如靠近食物资源和水源的地区）释放重新引入的个体。释放阶段：要保证重新引入个体在运输过程和释放过程中不受生理伤害和尽可能地降低心理伤害，并在最佳的释放点（如靠近食物资源和水源的地区）释放重新引入的个体。

46. 监测阶段：在释放野外之后，要对所有个体或部分个体进行监测，定期进行种群数量统计，对释放种群的生态学、行为学和它们对当地生态条件的适应进程进行研究，收集死亡个体、进行死亡原因的调查，必要时进行人工干预，如提供部分食物、降低天敌密度、提供人工巢箱或隐蔽物等。监测阶段：在释放野外之后，要对所有个体或部分个体进行监测，定期进行种群数量统计，对释放种群的生态学、行为学和它们对当地生态条件的适应进程进行研究，收集死亡个体、进行死亡原因的调查，必要时进行人工干预，如提供部分食物、降低天敌密度、提供人工巢箱或隐蔽物等。

47. 正确的生态观： 1、树立人类是自然界生物的一个成员； 2、树立生态系统的整体观； 3、树立可持续发展的观点。

48. 第 二节海洋生态学与可持续发展

49. 大海洋生态系概念的产生背景 • 大海洋生态系 • 我国大海洋生态系的研究战略 • 东、黄海大海洋生态系研究拟解决的关键科学问题 • 东、黄海大海洋生态系研究实施计划

50. 一、大海洋生态系概念的产生背景 近海生态系统的服务和产出发生了一些令人担忧的变化，明显影响了海洋产业的可持续发展，经济损失巨大。 主要表现在： ①基础生产力下降； ②生物多样性减少； ③多数传统优质鱼类资源量大幅度下降，已形不成渔汛，低值鱼类数量增加，种间交替明显； ④渔获个体愈来愈小，资源质量明显下降； ⑤近海富营养化程度加剧，养殖病害严重，赤潮发生频繁，直接影响资源再生能力。