《生物多样性教学》课件

生物多样性教学本课程将带领学生深入探索生物多样性的奥秘世界通过系统学习生物多样性的概念、层次和价值，学生将全面了解地球生命的丰富性课程内容涵盖生物多样性面临的威胁以及保护措施，帮助学生建立环保意识和科学素养适用对象为中学生物教师及学生，建议安排个课时完成课程结合理论知2-3识与实践案例，注重培养学生的生态思维和环保责任感课程目标12理解生物多样性的三个层次认识生物多样性的价值与意义掌握物种多样性、基因多样性和生态系统多样性的基本概深入理解生物多样性的直接价值、间接价值、潜在价值和念，了解它们之间的相互关系和重要意义文化价值，认识其对人类社会的重要作用34分析生物多样性面临的威胁探讨保护生物多样性的措施识别和分析栖息地破坏、环境污染、过度开发、外来物种学习国际和国内的保护行动，掌握就地保护、迁地保护、入侵和气候变化等主要威胁因素立法保护等多种保护策略和方法目录第一部分生物多样性概述介绍生物多样性的基本概念和全球现状第二部分生物多样性的层次详细讲解三个层次的内涵和特点第三部分生物多样性的价值分析生物多样性的多重价值体系第四部分生物多样性面临的威胁探讨当前主要威胁因素及其影响第五部分生物多样性保护措施介绍各种保护策略和成功案例第一部分生物多样性概述生物多样性是地球上最珍贵的财富之一，它代表着地球上所有生命形式的总和这个概念不仅包括我们肉眼可见的各种动植物，还涵盖了微观世界中的微生物以及它们所构成的复杂生态系统理解生物多样性的重要性，是我们保护地球生态环境、维护人类可持续发展的基础通过本部分的学习，学生将建立起对生物多样性的基本认知框架，为后续深入学习奠定坚实基础什么是生物多样性？基本定义物种规模科学意义生物多样性是指地球上各种生命形式科学家估计全球约有万种生物，生物多样性不仅反映了生命演化的历870的总和，包括所有动物、植物、微生但目前人类仅识别和命名了约万史，更是维持生态系统稳定性和为人220物及其基因变异和生态系统的丰富程种，这意味着还有大量未知物种等待类提供各种服务的重要基础度发现生物多样性基本知识概念形成纪念日设立世纪年代，生物多样性概念正式提出，成为生物学和环境科学的每年月日被定为国际生物多样性日，年被联合国定为国际20805222010重要术语生物多样性年123国际公约年《生物多样性公约》在里约热内卢签署，标志着全球生物多样1992性保护进入新阶段中国的生物多样性现状3600073001高等植物种数脊椎动物种数世界排名中国已知高等植物约种，居世界前已知脊椎动物约种，物种丰富度极高中国是世界上生物多样性最丰富的国家之一360007300列中国幅员辽阔，地形复杂，气候多样，为各种生物的生存和繁衍提供了良好条件从热带雨林到高山草甸，从沙漠戈壁到湿地海岸，中国拥有多种独特的生态系统，孕育着丰富的生物资源我国生物多样性的特点植物特有种繁多动物物种丰富栽培品种多样中国拥有众多特有植物从国宝大熊猫到金丝中国是多种农作物的起物种，如银杏、水杉、猴，从白鳍豚到华南源中心，拥有丰富的栽珙桐等被誉为活化石虎，中国拥有众多世界培植物和家养动物种类的珍稀植物知名的珍稀动物及品种生态系统多样从东北的寒温带针叶林到海南的热带雨林，中国生态系统类型齐全，复杂多样第二部分生物多样性的层次生物多样性并非简单的物种数量统计，而是一个具有层次结构的复杂概念科学家将生物多样性划分为三个相互关联的层次物种多样性、基因多样性和生态系统多样性每个层次都有其独特的特征和重要性，它们相互作用，共同构成了地球生命的完整图景理解这三个层次，有助于我们更全面地认识生物多样性的内涵和价值生物多样性的三个层次生态系统多样性1不同生态系统类型的丰富程度物种多样性2生物种类的丰富程度基因多样性3遗传变异的丰富程度这三个层次构成了生物多样性的完整体系基因多样性是基础，为物种的适应性提供遗传基础；物种多样性是核心，反映了生命形式的丰富性；生态系统多样性是载体，为生物提供栖息环境物种多样性基本概念全球热点物种多样性是指生物种类的丰富程度，包括地球上所有动物、植全球物种多样性最丰富的地区主要集中在热带雨林和珊瑚礁生态物、微生物等生命形式的总和它是生物多样性最直观、最基本系统这些地区被称为生物多样性热点地区的表现形式亚马逊雨林、东南亚热带雨林、非洲刚果盆地、澳大利亚大堡礁物种多样性不仅体现在种类数量上，还包括种群大小、分布范等都是物种多样性的重要宝库，孕育着地球上大部分的生物物围、相对丰度等多个方面不同地区的物种多样性差异很大，热种带地区通常比温带地区更为丰富物种多样性实例基因多样性基因变异表型差异1同一物种内不同个体间存在遗传差异，基因变异导致个体在形态、生理、行为2这些差异源于序列的变化等方面表现出不同特征DNA遗传资源适应潜力4基因多样性是宝贵的遗传资源，为育种丰富的基因多样性为物种适应环境变化3改良和生物技术发展提供原料提供了遗传基础和进化潜力基因多样性的表现形式外部形态差异同一物种内个体在外观上存在显著差异，如人类的肤色、身高、面部特征等变化，这些都是基因多样性的直观体现生理功能差异不同个体在抗病性、耐寒性、耐旱性等生理特征方面存在差异，这些特征帮助生物适应不同的环境条件行为特征差异同种动物在觅食、繁殖、社交等行为模式上表现出个体差异，这些行为特征同样受到基因调控分子水平变异在和蛋白质分子水平上，不同个体间存在序列差异，这是基因多样性的DNA根本来源生态系统多样性生态系统类型地球上存在多种不同类型的生态系统，每种生态系统都有其独特的环境条件和生物群落组成环境适应不同生态系统与当地的气候、地理、土壤等环境因子密切相关，体现了生物与环境的协同进化生态交错带不同生态系统间的过渡区域称为生态交错带，这些区域往往具有更高的生物多样性主要生态系统类型草原生态系统森林生态系统以草本植物为主的开阔陆地生态系统以木本植物为主体的陆地生态系统海洋生态系统地球上最大的生态系统类型城市生态系统高度人为化的城市环境生态系统淡水生态系统河流、湖泊等淡水环境生态系统农田生态系统湿地生态系统人工管理的农业生产生态系统陆地与水域间的过渡性生态系统森林生态系统主要类型生态功能森林生态系统包括热带雨林、温带落叶林、针叶林、红树林等多森林生态系统在调节全球气候、涵养水源、保持水土、净化空气种类型每种森林类型都适应特定的气候条件，具有独特的生物等方面发挥着重要作用森林被誉为地球之肺，能够大量吸群落结构收二氧化碳并释放氧气热带雨林物种最丰富的陆地生态系统全球森林覆盖率约，但由于人类活动影响，森林面积正在•30%持续减少，保护森林资源刻不容缓温带落叶林季相变化明显•针叶林耐寒性强，分布纬度高•草原生态系统类型特征生态功能草原生态系统包括温带草原、热草原具有防风固沙、维持水土平带草原和高山草甸等类型以草衡的重要功能草原土壤肥沃，本植物为主要植被，形成开阔的是重要的畜牧业基地草原生态景观温带草原四季分明，热带系统对维护区域生态平衡具有重草原有明显的干湿季节要意义全球分布草原约占全球陆地面积的，主要分布在内陆地区中国的内蒙古草1/4原、南美的潘帕斯草原、非洲的稀树草原都是典型的草原生态系统海洋生态系统71%80%地球表面覆盖率生物量占比海洋覆盖地球表面的，是地球上最大海洋生物量约占地球总生物量的71%80%的生态系统万25海洋物种数已知海洋物种约万种，实际可能超过25万种100海洋生态系统类型多样，包括近岸浅海、深海、珊瑚礁、河口等不同环境海洋在调节全球气候、提供食物资源、维持生物多样性等方面发挥着不可替代的作用淡水生态系统1河流生态系统流动水体生态系统，从源头到河口形成不同的生态区段，支撑着丰富的水生生物群落2湖泊生态系统静止或缓慢流动的水体生态系统，具有明显的分层结构和独特的生物群落3池塘生态系统小型静水生态系统，生物群落相对简单，但生态功能完整，是重要的教学和研究对象淡水生态系统虽然只占地球水资源的，但却支撑着众多水生生物的生

0.01%存，并为人类提供重要的淡水资源湿地生态系统地球之肾洪水调节固碳储碳湿地具有强大的湿地能够调节洪湿地是重要的碳净化功能，能够水，减少洪涝灾汇，能够长期储过滤污染物，净害，保护沿岸居存大量的碳，对化水质，被誉为民和农田的安缓解气候变化具地球之肾全有重要意义生物热点湿地是生物多样性热点地区，为众多水鸟、鱼类、两栖动物提供栖息和繁殖场所农田生态系统人工管理农田是人类创造和管理的生态系统生产功能主要功能是生产粮食和农产品生态平衡需要维持生态平衡实现可持续发展环境友好发展生态农业保护环境农田生态系统是人类最重要的生产系统之一，不仅为人类提供食物和原材料，还承担着维护农业生物多样性的重要功能现代农业面临的挑战是如何在提高产量的同时保护生态环境城市生态系统系统特征发展趋势城市生态系统是高度人为干预的复合生态系统，具有人口密度现代城市规划越来越重视生态建设，提出了生态城市、海绵城大、能量消耗高、污染物排放多的特点城市绿地、水体及其中市、花园城市等新理念通过增加绿地面积、保护城市湿地、建的野生动植物构成了城市生态系统的重要组成部分设生态廊道等措施改善城市生态环境城市生态系统的健康状况直接影响着城市居民的生活质量和身心城市生物多样性保护也成为城市可持续发展的重要内容健康第三部分生物多样性的价值生物多样性不仅是地球生命的基础，更是人类社会发展的重要资源从日常生活中的衣食住行，到高科技产业的创新发展，生物多样性都发挥着不可替代的作用科学家将生物多样性的价值划分为直接价值、间接价值、潜在价值和文化价值四个方面全面认识这些价值，有助于我们更好地理解保护生物多样性的重要意义生物多样性的价值分类文化价值精神文化和艺术创作的源泉潜在价值未来可能发现的应用价值间接价值生态系统服务功能的价值直接价值直接为人类提供的物质产品这四类价值相互关联，共同构成了生物多样性的完整价值体系直接价值是基础，间接价值是保障，潜在价值是希望，文化价值是升华直接价值食用价值生物多样性为人类提供了丰富的食物资源，包括各种粮食作物、蔬菜水果、肉类、水产品等，是人类生存的基本保障药用价值许多现代药物都来源于天然生物，如青霉素、阿司匹林、紫杉醇等传统中医药更是充分利用了植物的药用价值工业原料木材、天然纤维、橡胶、树脂等生物材料是重要的工业原料，广泛应用于建筑、纺织、化工等行业科研价值生物多样性为科学研究提供了丰富的材料，推动了生物学、医学、农学等学科的发展间接价值环境保护生态平衡保持水土、防风固沙、净化环境维持食物链和生态系统稳定气候调节调节局部和全球气候变化水质净化物质循环过滤污染物，净化水体促进碳、氮、磷等元素循环潜在价值环境治理基因资源某些生物可能具有降解污染物、新药开发野生物种的基因资源为作物改修复生态环境的特殊能力，为解未知资源许多濒危植物可能含有治疗癌良、新品种培育提供宝贵的遗传决未来环境问题提供生物技术手地球上仍有大量未被发现的生物症、艾滋病等重大疾病的活性化材料，有助于提高农作物的产量段物种，这些物种可能蕴藏着巨大合物，为新药研发提供重要线索和抗性的应用价值，为人类未来发展提和原料供新的资源文化价值艺术创作生物多样性为人类艺术创作提供了无穷的灵感源泉从古代的花鸟画到现代的摄影艺术，生物之美激发了无数艺术家的创造热情宗教信仰许多生物在宗教文化中具有特殊意义，如佛教中的菩提树、基督教中的橄榄枝、伊斯兰教中的椰枣树等，承载着深厚的精神内涵教育科普生物多样性是重要的教育资源，通过观察和学习自然界的生物，培养人们的科学精神和环保意识，促进人与自然的和谐发展第四部分生物多样性面临的威胁尽管生物多样性具有巨大价值，但在人类活动的影响下，全球生物多样性正面临着前所未有的威胁科学家警告，地球正在经历第六次大灭绝事件，这次灭绝的速度远超过去任何一次自然灭绝事件了解这些威胁因素及其作用机制，是制定有效保护措施的前提只有正视问题的严重性，才能采取积极行动，保护我们共同的地球家园主要威胁因素栖息地破坏与丧失森林砍伐、湿地填埋、草原开垦等导致野生动植物失去生存空间环境污染水污染、大气污染、土壤污染严重影响生物的生存和繁衍过度开发利用过度捕捞、过度放牧、非法贸易等导致物种数量急剧下降外来物种入侵外来物种入侵破坏本地生态系统平衡，威胁本土物种生存气候变化全球变暖改变生物分布格局，增加物种灭绝风险栖息地破坏与丧失环境污染水污染大气污染工业废水、农业面源污染、生活污水等污染水体，导致水生生态系酸雨、雾霾、温室气体排放等大气污染问题影响植物光合作用，破统严重退化富营养化、重金属污染、有机污染物等严重威胁水生坏森林生态系统，对鸟类迁徙和繁殖造成不利影响生物生存土壤污染新型污染农药、化肥过量使用，重金属污染，塑料垃圾等导致土壤质量下塑料微粒、药物残留、内分泌干扰物等新型污染物对生物造成潜在降，影响土壤生物群落，破坏生态系统基础威胁，影响生物的繁殖和发育过度开发利用33%20%渔业资源枯竭草原退化程度全球约的渔业资源已经枯竭或过度开过度放牧导致全球约草原出现严重1/320%发退化亿100野生动物贸易全球非法野生动物贸易年值超过亿美100元人类对自然资源的过度开发严重破坏了生态平衡过度捕捞导致海洋渔业资源急剧下降，过度放牧造成草原生态系统退化，非法野生动物贸易威胁众多珍稀物种的生存矿产资源的过度开发也破坏了大量自然栖息地外来物种入侵1入侵途径外来物种通过国际贸易、交通运输、人为引入等途径进入新环境，逐渐建立种群2生态影响入侵物种与本土物种竞争资源，捕食本土物种，改变生态系统结构和功能3经济损失入侵物种造成农业减产、基础设施损坏，全球每年经济损失达数千亿美元4防控措施建立早期预警系统，加强检疫监管，开展生物防治，控制入侵物种扩散气候变化全球变暖极端气候气温升高导致物种分布范围发生变化，干旱、洪涝、台风等极端气候事件频高山和极地物种面临栖息地缩减的威发，对生态系统造成严重冲击胁海平面上升海洋酸化海平面上升威胁沿海湿地和岛屿生态系大气中二氧化碳增加导致海洋酸化，珊统，红树林等重要栖息地面临淹没风瑚白化现象加剧，海洋生态系统退化险生物多样性的丧失速度倍种10003灭绝速率每小时灭绝当前物种灭绝速率是自然状态的100-1000倍平均每小时约有3个物种永远从地球上消失25%41%哺乳动物威胁两栖动物威胁全球约25%的哺乳动物面临灭绝威胁全球约41%的两栖动物面临灭绝威胁这些触目惊心的数字表明，地球正经历第六次大灭绝事件与过去五次主要由自然灾害引起的大灭绝不同，这次灭绝主要由人类活动造成科学家警告，如果不采取紧急行动，未来几十年内可能有数百万物种面临灭绝第五部分生物多样性保护措施面对生物多样性快速丧失的严峻形势，国际社会和各国政府已经意识到保护的紧迫性从国际公约的签署到国家保护政策的制定，从科学研究的深入到公众意识的提高，全球正在形成保护生物多样性的强大合力保护生物多样性需要多层次、多角度的综合措施本部分将介绍各种保护策略和成功实践，为学生提供全面的保护知识体系国际保护行动《生物多样性公约》年在里约热内卢地球峰会上签署，是全球生物多样性保护的基础性国1992际法律文件，确立了保护、可持续利用和公平分享的三大目标2《卡塔赫纳生物安全议定书》年通过，专门针对转基因生物的跨境转移建立安全防范机制，保护生2000物多样性免受现代生物技术的潜在风险《名古屋议定书》年通过，建立了获取遗传资源和公正公平分享其利用所产生惠益的国2010际制度，促进生物多样性保护与可持续发展联合国生物多样性十年年被联合国定为生物多样性十年，旨在提高公众对生物多样性2011-2020重要性的认识，促进各国采取行动中国的保护行动自然保护区体系国家战略规划中国已建立各级各类自然保护区个，总面积约万平制定实施《中国生物多样性保护战略与行动计划》，明确了2750147方公里，基本形成了类型比较齐全、布局基本合理的自然保保护目标、重点任务和保障措施，指导全国生物多样性保护护区体系工作生态修复工程生态文明建设实施退耕还林还草、天然林保护、湿地恢复等重大生态修复将生态文明建设纳入国家发展战略，坚持绿色发展理念，推工程，努力恢复和重建受损的生态系统动形成人与自然和谐发展的现代化建设新格局就地保护自然保护区国家公园保护小区生态红线建立自然保护区是就地国家公园体系建设代表在保护区周边建立缓冲划定生态保护红线，建保护的核心措施，通过了自然保护的最新理区和保护小区，为野生立严格的保护制度，确法律手段严格保护重要念，实现了保护与合理动植物提供连续的栖息保重要生态功能区不受生态系统和珍稀物种的利用的有机结合空间破坏栖息地迁地保护保护机构技术手段动物园、植物园、水族馆等保护机构承担着迁地保护的重要任种质资源库通过冷冻保存技术，长期保存植物种子、动物精子卵务现代保护机构不仅展示生物多样性，更重要的是开展科学研子等遗传材料濒危物种繁育中心采用人工繁殖技术，增加濒危究、物种繁育和公众教育物种数量野生动植物救护中心专门救治受伤或被非法贸易的野生动植物，现代生物技术如克隆技术、干细胞技术等为极度濒危物种的保护为它们提供医疗救护和康复训练提供了新的可能性立法保护《野生动物保护法》规范野生动物保护管理，严厉打击非法捕猎、杀害、收购、运输、出售野生动物及其制品的行为，建立了完善的法律责任体系《野生植物保护条例》保护珍贵、濒危野生植物资源，规范野生植物的采集、收购、出售等活动，促进野生植物资源的可持续利用《森林法》保护、培育和合理利用森林资源，加快国土绿化，保障森林生态安全，建设生态文明，实现人与自然和谐共生国际公约履行积极履行《濒危野生动植物种国际贸易公约》等国际公约义务，加强国际合作，共同保护全球生物多样性科研与教育公众教育提升全民环保意识和生态素养技术应用生物技术在保护中的创新应用监测评估生物多样性现状监测与评估保护生物学深入研究保护理论与方法科学研究为生物多样性保护提供理论基础和技术支撑保护生物学作为一门新兴学科，综合运用生态学、遗传学、行为学等多学科知识，研究生物多样性保护的理论和方法现代信息技术如遥感、、大数据等为生物多样性监测提供了强有力的工具GIS可持续利用可持续农业发展生态农业，减少化肥农药使用可持续林业科学经营森林，实现永续利用可持续渔业控制捕捞强度，保护渔业资源生态旅游发展环境友好型旅游产业可持续利用是实现保护与发展双赢的重要途径通过科学管理和技术创新，在满足人类需求的同时，确保生物资源的可持续性生态旅游作为新兴产业，为当地社区提供经济收入，同时促进生物多样性保护公众参与NGO组织社区参与民间环保组织的重要作用企业责任社区保护项目和志愿服务企业的环境和社会责任个人行动国际合作日常生活中的环保行为选择跨国界的保护合作交流。