上海交通大学：《生物技术与人类》通识课程教学资源（阅读理解）黄滢月

上海交通大学 生物技术与人类论文 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSTN MmN 院（系） 药学院 专业 药学 姓名 黄滢月 学号5101719005

生物技术与人类论文 院（系） 药学院 专业 药学 姓名 黄滢月 学号 5101719005

一、背景知识 1、生物多样性 生物多样性已经广泛使用于科学刊物乃至普通媒体，但至今还没有一个严格、统一的定 义。一般来讲，生物多样性的含义是，生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变 异性。具体来讲，生物多样性既是指生命形式的多样性，也包括生命形式之间、生命形式与 环境之间相互作用的多样性，还应涉及到生物群落、生态系统、生境、生态过程的复杂性。 生物多样性通常有3个层次：遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。 2、生态系统功能 生态系统作为一个开放系统，其内部及其与外部环境之间所发生的物质循环、能量流动 和信息传递的总称便是生态系统功能。能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础，一 切生命活动都伴随着能量的变化，没有能量的转化，也就没有生命和生态系统：生命的维持 与延续不仅需要能量，而且也依赖于各种化学元素的供应，对于大多数生物来说，大约有20 多种元素是生命活动所不可缺少的：生态系统中包含多种多样的信息，大致可以分为物理信 息、化学信息、行为信息和营养信息，诸多信息构成了生态系统的信息网，信息流的传递往 往是双向的，正是由于这种信息流，才使生态系统产生了自动调节机制。 3、生物多样性与生态系统功能关系 对生物多样性与生态系统功能关系的研究可以追溯到2个世纪以前。达尔文(1872)指 出，如果在一块土地上仅播种一个草种，同时在另一块相像的土地上播种若干不同属的草种， 那么在后一块土地上能够生长更多的植物，收获更大重量的干草：亦即有更高植物物种丰富度 的群落会有更高的初级生产力。20世纪70年代以前，生态学家一直认为，更高的物种多样性 和营养关系复杂性会增加种群与系统的稳定性(MacArthur,1955;Elton,1958)。然而20世 纪70年代My(1973)的理论研究表明，简单生态系统比复杂系统更可能趋于稳定。此后，生态 学家对多样性-稳定性关系问题迅速失去了兴趣。近年来，随着全球性的物种灭绝速度的加快， 生态系统中物种的减少会对生态系统造成什么影响成为备受关注的一个问题，生物多样性 (物种多样性)与生态系统功能的关系则成为当前生态学领域内的一个重大科学问题。 3.1多样性与稳定性 由于物种灭绝速率的加快，人们在物种多样性对群落稳定性影响方面的兴趣越来越大。 生态系统对干扰的抵抗和恢复速度，即抵抗力和恢复力是生态系统稳定性的2个重要保障因 素。抵抗力是描述群落受到外界干扰而保持原状的能力，恢复力是描述群落受到外界干扰后 回到原来状态的能力。20世纪70年代以前，生态学家相信多样性比较高的群落增加生态系统 的稳定性，这个观点的有力支持者为Elton和MacArthur,他们认为“简单的群落比物种丰富 的群落更容易受到干扰，种群受到破坏，更容易受到其他种的入侵”；这些早期的观点受到 了May的挑战，他用数学方法来揭示多样性一一一稳定性之间的关系，认为简单生态系统比 复杂生态系统更可能趋于稳定：Yodzis将上述矛盾进一步激化，利用编辑的食物网关系模型 证明复杂的食物网生态系统比具有简单食物网的生态系统稳定。但关于多样性与稳定性的研 究却非常少，Tilman总结了近年来多样性与稳定性方面的实验以及理论结果，指出较高的多 样性可以增加植物群落的生产力、生态系统营养的保持力和生态系统的稳定性：McCann认为， 种群处于动态之中，群落的稳定性在一定程度上依靠种群数量，即种群密度接近平衡密度时， 群落的稳定性就越高。 3.2多样性与生态系统的可持续性

一、背景知识 1、生物多样性 生物多样性已经广泛使用于科学刊物乃至普通媒体，但至今还没有一个严格、统一的定 义。一般来讲，生物多样性的含义是，生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变 异性。具体来讲，生物多样性既是指生命形式的多样性，也包括生命形式之间、生命形式与 环境之间相互作用的多样性，还应涉及到生物群落、生态系统、生境、生态过程的复杂性。 生物多样性通常有 3 个层次：遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。 2、生态系统功能 生态系统作为一个开放系统，其内部及其与外部环境之间所发生的物质循环、能量流动 和信息传递的总称便是生态系统功能。能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础，一 切生命活动都伴随着能量的变化，没有能量的转化，也就没有生命和生态系统；生命的维持 与延续不仅需要能量，而且也依赖于各种化学元素的供应，对于大多数生物来说，大约有20 多种元素是生命活动所不可缺少的；生态系统中包含多种多样的信息，大致可以分为物理信 息、化学信息、行为信息和营养信息，诸多信息构成了生态系统的信息网，信息流的传递往 往是双向的，正是由于这种信息流，才使生态系统产生了自动调节机制。 3、生物多样性与生态系统功能关系 对生物多样性与生态系统功能关系的研究可以追溯到2 个世纪以前。达尔文(1872) 指 出,如果在一块土地上仅播种一个草种,同时在另一块相像的土地上播种若干不同属的草种, 那么在后一块土地上能够生长更多的植物,收获更大重量的干草:亦即有更高植物物种丰富度 的群落会有更高的初级生产力。20 世纪70 年代以前,生态学家一直认为,更高的物种多样性 和营养关系复杂性会增加种群与系统的稳定性(MacArthur , 1955 ; Elton , 1958) 。然而20 世 纪70年代May (1973) 的理论研究表明,简单生态系统比复杂系统更可能趋于稳定。此后,生态 学家对多样性-稳定性关系问题迅速失去了兴趣。近年来,随着全球性的物种灭绝速度的加快, 生态系统中物种的减少会对生态系统造成什么影响成为备受关注的一个问题,生物多样性 (物种多样性)与生态系统功能的关系则成为当前生态学领域内的一个重大科学问题。 3.1 多样性与稳定性 由于物种灭绝速率的加快，人们在物种多样性对群落稳定性影响方面的兴趣越来越大。 生态系统对干扰的抵抗和恢复速度，即抵抗力和恢复力是生态系统稳定性的2个重要保障因 素。抵抗力是描述群落受到外界干扰而保持原状的能力，恢复力是描述群落受到外界干扰后 回到原来状态的能力。20世纪70年代以前，生态学家相信多样性比较高的群落增加生态系统 的稳定性，这个观点的有力支持者为Elton和MacArthur，他们认为“简单的群落比物种丰富 的群落更容易受到干扰，种群受到破坏，更容易受到其他种的入侵”；这些早期的观点受到 了May的挑战，他用数学方法来揭示多样性———稳定性之间的关系，认为简单生态系统比 复杂生态系统更可能趋于稳定；Yodzis将上述矛盾进一步激化，利用编辑的食物网关系模型 证明复杂的食物网生态系统比具有简单食物网的生态系统稳定。但关于多样性与稳定性的研 究却非常少，Tilman总结了近年来多样性与稳定性方面的实验以及理论结果，指出较高的多 样性可以增加植物群落的生产力、生态系统营养的保持力和生态系统的稳定性；McCann认为， 种群处于动态之中，群落的稳定性在一定程度上依靠种群数量，即种群密度接近平衡密度时， 群落的稳定性就越高。 3.2 多样性与生态系统的可持续性

生物多样性对生态系统的物质循环有影响，同时影响了生态系统中元素循环和土壤肥力 的可持续性。Ew1等的研究表明在热带森林物种组成和丰富度不同的系统之间，土壤中营养 物质差别很小：Hooper和Vitousek研究草地的物质循环结果表明，由于互补作用的影响，多 样性升高会导致资源利用的更完全，但N的流失并不随多样性的升高而降低：Tilman等的多 样性可持续性假说认为土壤元素循环即土壤肥沃程度的可持续性依赖于多样性，因为在多样 性比较高的生态系统中营养物质的获取或固定同样也比较高。但有关多样性和生态系统物质 循环的实验仍比较少，也未能得出一般性的结论。 二、创新点 Tilman总结了近年来多样性与稳定性方面的实验以及理论结果，指出较高的多样性可 以增加植物群落的生产力、生态系统营养的保持力和生态系统的稳定性。混合系统的生产力 不会超过系统中最高产物种的单产，即不存在超产现象，多物种组成的系统生产力超过该系 统内任一物种的单作产量)。有更高物种丰富度的系统能更有效地利用各种资源，有更高的 生产力：而且系统中物种之间的生态位差异愈大，物种丰富度对系统功能的作用愈强。 对于多变的环境扰动，不同的种群会有不同的响应。在丰富度更高的群落中，这些不同 的响应，加合起来，会使群落动态表现为更加稳定。也就是说，物种丰富度高的群落，具有 更高的稳定性。 三、读后感 生物多样性是地球生命经过几十亿年发展进化的结果，是人类赖以生存和持续发展的物 质基础。它提供人类所有的食物和木材、纤维、油料、橡胶等重要的工业原料。中医药绝大 部分来自生物，截至目前，直接和间接用于医药的生物已超过3万种。 但是，随着环境的污染与破坏，比如森林砍伐、植被破坏、滥捕乱猎、滥采乱伐等，目 前世界上的生物物种正在以每小时一种的速度消失。而物种一旦消失，就不会再生。消失的 物种不仅会使人类失去一种自然资源，还会通过生物链引起连锁反应，影响其他物种的生存。 生物的多样性会影响到生态的稳定性和生态的可持续发展，保护了生态的多样性，对生 态有着非常重要的意义，且其对人类社会的发展也有着至关重要的影响。为了环境的可持续 发展，人与自然更和谐地共处，保护生物的多样性显得尤为重要。 通过阅读文献并查阅了一些资料，发现生物多样性和生态系统功能之间的关系异常复 杂，要继续坚持不懈的努力，从而使我们对生物多样性与生态系统功能关系有更深、更全面 的认识，从而为人类保护生物多样性、维持生态系统过程的良性发展提供更好的指导意义

生物多样性对生态系统的物质循环有影响，同时影响了生态系统中元素循环和土壤肥力 的可持续性。Ewel等的研究表明在热带森林物种组成和丰富度不同的系统之间，土壤中营养 物质差别很小；Hooper和Vitousek研究草地的物质循环结果表明，由于互补作用的影响，多 样性升高会导致资源利用的更完全，但N的流失并不随多样性的升高而降低；Tilman等的多 样性可持续性假说认为土壤元素循环即土壤肥沃程度的可持续性依赖于多样性，因为在多样 性比较高的生态系统中营养物质的获取或固定同样也比较高。但有关多样性和生态系统物质 循环的实验仍比较少，也未能得出一般性的结论。 二、创新点 Tilman 总结了近年来多样性与稳定性方面的实验以及理论结果，指出较高的多样性可 以增加植物群落的生产力、生态系统营养的保持力和生态系统的稳定性。混合系统的生产力 不会超过系统中最高产物种的单产,即不存在超产现象，多物种组成的系统生产力超过该系 统内任一物种的单作产量) 。有更高物种丰富度的系统能更有效地利用各种资源，有更高的 生产力；而且系统中物种之间的生态位差异愈大，物种丰富度对系统功能的作用愈强。 对于多变的环境扰动,不同的种群会有不同的响应。在丰富度更高的群落中，这些不同 的响应，加合起来，会使群落动态表现为更加稳定。也就是说,物种丰富度高的群落，具有 更高的稳定性。 三、读后感 生物多样性是地球生命经过几十亿年发展进化的结果，是人类赖以生存和持续发展的物 质基础。它提供人类所有的食物和木材、纤维、油料、橡胶等重要的工业原料。中医药绝大 部分来自生物，截至目前，直接和间接用于医药的生物已超过３万种。 但是，随着环境的污染与破坏，比如森林砍伐、植被破坏、滥捕乱猎、滥采乱伐等，目 前世界上的生物物种正在以每小时一种的速度消失。而物种一旦消失，就不会再生。消失的 物种不仅会使人类失去一种自然资源，还会通过生物链引起连锁反应，影响其他物种的生存。 生物的多样性会影响到生态的稳定性和生态的可持续发展，保护了生态的多样性，对生 态有着非常重要的意义，且其对人类社会的发展也有着至关重要的影响。为了环境的可持续 发展，人与自然更和谐地共处，保护生物的多样性显得尤为重要。 通过阅读文献并查阅了一些资料，发现生物多样性和生态系统功能之间的关系异常复 杂，要继续坚持不懈的努力，从而使我们对生物多样性与生态系统功能关系有更深、更全面 的认识，从而为人类保护生物多样性、维持生态系统过程的良性发展提供更好的指导意义