社区生物多样性指南之基础知识篇

我们生活的地球是由有生命的生物和无生命的非生物共同组成的,鸟兽虫鱼、花草树木、蘑菇、木耳、细菌、病毒等以及我们人类都是生物,多种多样的生物及其生存环境,如空气、水、土壤等,一起构成了地球上的生物多样性。

什么是生物?

生物(又称生命体、有机体)是有生命的个体。生物最重要和最基本的特征在于生物进行新陈代谢及遗传。新陈代谢分为合成代谢(例如牲口吃入青草,通过消化、吸收,把可利用的物质转化、合成为自身的物质,如脂肪、肌肉等,积累能量)以及分解代谢(牲口分解身体内的营养,排出尿液、二氧化碳等废物,消耗能量),这是两个互逆的过程,凭此生物可以进行持续地繁殖,这也是维持生命现象的基础。

自然界是由生物和非生物的物质和能量组成的,无生命的物质和能量叫做非生物,新陈代谢是生物与非生物最本质的区别。

图 1 我们生活的地球是由有生命的生物和无生命的非生物共同组成的。鸟兽虫鱼、花草树木、蘑菇、木耳、细菌、病毒等以及我们人类都是生物。多种多样的生物不仅维持了自然界的持续发展,而且 是我们赖以生存和发展的基本条件。(图片来源:百度百科)1

什么是植物?

植物是生物的一个主要形态,包含了如乔木、灌木、藤类、青草、蕨类及藻类等生物,据估计现存大约有350000个物种。直至2004年,其中的287655个物种已被确认,有258650种开花植物,15000种苔藓植物。植物世界是一个庞大、复杂的生态系统,占据了地球面积的大部分。

与动物不同,大部分植物有动物没有的叶绿素和基质,能进行光合作用,植物有细胞核,能将无机物(如水、氧气、氮素)转化为有机物(如糖、蛋白质),这些有机物是动物食物的根本来源。植物不仅给人类提供了生存必须的氧气,还给人类提供了食物和能量,绿色植物大部份的能源是经由光合作用太阳光中得到的。

野生植物,是指原生地天然生长的植物,不需要人类的干预而自然生长和繁殖。野生植物是重要的自然资源环境要素,对于维持生态平衡和发展经济具有重要作用。我国野生植物类非常丰富,拥有高等植物达3万多种,居世界第3位,其中特有植物种类繁多,约17000余种,如银杉珙桐银杏百山祖冷杉香果树等均为我国特有的珍稀濒危野生植物。

图 2 人类不能没有植物的世界,从树木、杂草、鲜花、水藻,到我们赖以为食的庄稼、蔬菜,植物是我们生活中不可或缺的组成部分(图片来源:昵图网)2

什么是动物?

动物是生物的另一个主要类群,它们能够对环境作出反应并移动,捕食其他生物。动物是生态系统里面的一个组成部分,它们属于消费者,自己不能将无机物转化为有机物,而是需要取食植物或者其他动物来获得营养,其遗体会被微生物分解成为无机物,再次进入循环。截止到2005年,人类已知世界上的120万种动物,其中有超过90万种是昆虫甲壳类动物蜘蛛类动物。

野生动物是指生存于自然状态下,不依赖人类干预而自行生长和繁衍的动物,包括非人工饲养的各种哺乳动物鸟类爬行类、两栖类、鱼类、软体类及其他动物。由于物种自身的原因、环境发生剧烈变化或受到人类活动的影响,许多野生动物的数量正在快速减少并有濒临灭绝的危险。

按人类的需要,可将动物分为6类:

1、食用动物:供应人类丰富营养来源的猪、牛、羊、鸡、鱼等。

2、役用动物:马、驴、骡、骆驼等能够帮助人类完成耕地、运输货物等任务的动物。

3、经济动物:生产羊毛、裘皮、皮革等。如绵羊、长毛兔海狸鼠黄鼬蓝狐等。

4、实验动物:以科学实验为目的、定向培育出的特种动物,有严格遗传学和生物学要求,目前以小鼠、大鼠、豚鼠、仓鼠、斑马鱼、果蝇为代表。

5、医用动物:生物制品原料如血清马、鸡胚等;检测工具如家兔。

6、观赏动物:猫、狗、鹦鹉金丝雀金鱼乌龟等。动物园、马戏团动物皆属之。

图 3 我们的生活中充满了动物,大到猪牛羊鸡鱼,小到蜻蜓、蜘蛛、虾蟹,包括我们人类自己,都是动物。人类与动物的关系非常密切也非常复杂,人和动物在地球上互争口粮又互相依存,接触频繁。(图片来源:昵图网)3

什么是真菌?

真菌是一种真核生物,通常又分为三类,即酵母菌(发酵面食用的酵母)、霉菌(食物变质后长出的毛状霉菌)和蕈菌(大型真菌,如蘑菇、木耳等),最常见的真菌是各类蕈菌,常见的有香菇、草菇、金针菇、双孢蘑菇、平菇、木耳、银耳、竹荪、羊肚菌等。它们既是一类重要的菌类食物,又是食品和制药工业的重要资源。现在已经发现了七万多种真菌,估计只是所有存在的一小半。

真菌和动物、植物、细菌最大的不同之处在于,真菌细胞的细胞壁主要成分是甲壳素,植物细胞的细胞壁主要是纤维素构成的。真菌的细胞既不含叶绿体,也没有质体,所以它们也不能将无机物转化为有机物,而需要通过寄生或腐生的方式,直接从动物、植物的活体、死体及其排泄物,以及断枝、落叶和土壤腐殖质中,来吸收和分解其中的有机物,摄取营养。

图 4 从五彩缤纷的蘑菇,到帮助面食更好发酵的酵母菌,再到食物变质后生长的霉菌,真菌对我们的生活发挥着重要的影响 。4

什么是细菌?

细菌是生物的主要类群之一,它是所有生物中数量最多的一类,细菌的个体非常小,目前已知最小的细菌只有0.2微米,因此大多只能在显微镜下看到它们。细菌的细胞结构简单,多为单细胞,广泛分布于土壤和水中,也与其他生物共生。人体就携带相当多的细菌。据估计,人体内及表皮上的细菌细胞总数约是人体细胞总数的十倍。

细菌对人类活动有很大的影响。一方面,细菌是许多疾病的病原体,包括肺结核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由细菌所引发。另一方面,人类也时常利用细菌,例如肠道内促进食物消化、乳酪及酸奶的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等,都与细菌有关。

图 5 显微镜下的细菌(图片来源:健客网)5

什么是病毒?

病毒是一类颗粒很小、以纳米为测量单位、结构简单、寄生性严格,以复制进行繁殖的一类非细胞型微生物。病毒由核酸分子与蛋白质构成或仅由蛋白质构成(如朊病毒),没有细胞结构,由于没有实现新陈代谢所必需的基本系统,所以病毒自身不能复制。但是当它接触到宿主细胞时,便脱去蛋白质外套,它的核酸(基因)侵入宿主细胞内,借助后者的复制系统,按照病毒基因的指令复制新的病毒。

与细菌一样,病毒对人类活动的影响是两面的,一方面,某些病毒会导致很多疾病,例如天花、乙肝、艾滋病、病毒性感冒等,另一方面,病毒对于人类也有很多积极作用,例如农业上使用病毒控制虫害,可以用作治疗细菌导致的疾病,人和脊椎动物直接从病毒那里获得了100多种基因,而且人类自身复制DNA的酶系统,也可能来自于病毒。

图 6 显微镜下的艾滋病毒(图片来源:中国网)6

什么是栖息地?

栖息地是指由某一特定动物、植物或其他生物生活与繁殖的一个生态或环境区域。栖息地常决定一种生物的存在与否,如林地生境中的不同树冠层、树干、枯枝落叶层、土壤腐殖质层、林下的灌木层、草本层及活地被层等。在每个栖息地中都有特定的动、植物种,每个种亦有其特定的栖息地。

例如,位于吉林省珲春市的针叶阔叶混交林是我国东北虎的重要栖息地,这里水资源丰富,森林覆盖率较高,狍子、野猪等食草动物丰富,为东北虎的繁殖和栖息提供了优质的自然环境和资源。

什么是生态系统?

生态系统是指在自然界的一定的空间内,生物与环境构成的统一整体,在这个统一整体中,生物与环境之间相互影响、相互制约,并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。

我们可以从类型上去理解生态系统,例如森林、草原、荒漠、冻原、沼泽、河流、海洋、湖泊、农田和城市等;也可以从区域上理解它,例如分布有森林、灌丛、草地和溪流的一个山地地区,或是包含着农田、人工林、草地、河流、池塘、村落与城镇的一片平原地区,都是生态系统。

生态系统是开放系统,为了维系自身的稳定,生态系统需要不断输入能量,否则就有崩溃的危险;许多基础物质在生态系统中不断循环,其中碳循环与全球温室效应密切相关,生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位,属于生态学研究的最高层次。

图 7 在一个池塘生态系统中,在太阳能的支持下,水草、藻类等植物通过光合作用将无机物转化为自身的有机营养物,虾蟹鱼类等动物通过取食植物或更小的动物来获得营养,并不断生长繁衍,动物、植物死后沉入到水底,细菌、真菌等分解者生物将它们的遗体腐烂、分解,有机物被分解为无机物并回到环境中。(图片来源:人与生态网)8

什么是生物多样性?

联合国《生物多样性公约》将生物多样性定义为:生物多样性是指各种生物之间的变异性或多样性,包括陆地、海洋及其它水生生态系统,以及生态系统中各组成部分间复杂的生态系统过程。这种多样化包括种内、种间和生态系统多样性。

简单说,生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础。我们的衣、食、住、行及物质文化生活的许多方面都与生物多样性的维持密切相关。

什么是生物多样性资源的可持续利用?

生物多样性资源的可持续利用是指不会导致生物多样性长时期内下降的生物多样性资源利用方式或速度,从而保证生物多样性能够维持满足需求,以及满足当前和后代期许的潜力。

例如对一条河流中鱼类的捕捞,如果不论大小,使用网孔极小的绝户网,甚至使用毁灭性的电击,河流中的鱼类资源将很快枯竭,不仅不能给后代留下可以捕捞的鱼,甚至在自己的有生之年,可能也将无鱼可捕,这就是不可持续的利用方式。相反,如果我们选用合适的渔网,只捕走个体较大的成鱼,而将仔鱼、繁殖期的雌鱼留下,让它们继续繁殖、生长,则河流将给我们和我们的后代提供源源不断的鱼,这就是可持续的利用方式。

为什么不能用绿化面积来衡量生物多样性?

林(草)地面积不能用于衡量生物多样性。根据生物多样性的定义,很容易理解,林地或草地面积的大小并不能表示一个区域内生物多样性的状况或生态系统服务的情况。尤其是大面积的人工纯林、人工草地和农田生态系统或绿地,往往都是由单一或少数几个物种组成,虽然面积很大,但其物种的多样化程度远低于一些面积相对很小的由自然植被覆盖的区域。因此,应该结合林地或草地的质量以及生态系统的结构、功能和生态过程等,而不是用单一的绿化面积来衡量某个地区的生物多样性状况。

造林就是保护生物多样性吗?

不能简单地说造林就是保护生物多样性。造林是否有利于生物多样性,关键是造林的质量,包括造林树种的选择、配置、布局以及与周围群落和当地生态系统的关系等等。如果清除原地天然植被,改为营造大面的积纯林,或者大量使用某些具有副作用的外来物种营造大面积纯林,显然是对生物多样性不利的。因此,在造林时,为了保护生物多样性,必须慎重选择物种、配置、布局及考虑与生态系统服务的关系等。

为什么自然的比人工的好?

自然生态系统具有自我平衡能力和适应性,它可以自我维持、更替,而不需要人们耗费财力去种植、灌溉、除草、施肥,或者使用危险的杀虫剂。对于干旱、火灾、疾病和有害物质,自然生态系统具有更强的抵抗能力。相对于简单的农田或人造林,自然生态系统拥有更高的生产力,更丰富的土壤组成成分和土壤保护机能,以及更强的涵蓄水源和固碳能力。