生物多样性保护
IB 生物 SL· 主题 C:相互作用与相互依存· 15 分钟阅读
1. 生物多样性的层次★★☆☆☆⏱ 4 min
生物多样性
地球上生命的多样性,可在三个相互关联的嵌套层面衡量:遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
例:
热带雨林在三个层面的生物多样性都高于单一作物农田。
生物多样性不仅仅是不同物种的数量。种群内的遗传多样性支持对环境变化的恢复力,而生态系统多样性则维持着支撑人类生存的整体全球生态系统功能。
一个包含12只濒危鸟类的小岛种群没有观察到遗传变异。同种的大陆大种群具有很高的遗传变异。解释哪个种群的长期灭绝风险更高。
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步骤1:记住遗传多样性是种群内可遗传性状的变异。这种变异使种群能够适应疾病或气候变化等新威胁。
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步骤2:如果新疾病传入小岛种群,所有个体基因型相同,因此没有个体携带抗性等位基因。所有个体都会患病死亡,导致整个种群灭绝。
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步骤3:在大陆种群中,遗传变异意味着部分个体很可能携带抗性等位基因。这些个体能在疾病中存活并繁殖,因此种群得以延续。
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结论:没有遗传多样性的小岛种群灭绝风险要高得多。
Exam tip:
考试答题时,请务必指明你所讨论的生物多样性层次。在三个层次正确分类才能获得分数。
2. 生物多样性面临的威胁★★★☆☆⏱ 5 min
目前物种灭绝速率是自然本底灭绝速率的100-1000倍,这几乎完全由人类活动驱动。主要威胁可以用一个常见的记忆法记住。
新住宅开发项目清除了70%特有蜥蜴物种栖息的原生林地,仅留下两个孤立的小碎片生境。解释为什么剩下的碎片生境无法长期维持该蜥蜴种群。
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步骤1:栖息地破碎化减少了蜥蜴的总种群规模,这会降低遗传多样性,增加近交衰退的风险。
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步骤2:孤立的小碎片生境无法维持长期生存所需的最小有效种群规模。单次野火或疾病爆发等随机事件就可能消灭整个局地种群。
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步骤3:该蜥蜴是特有种,意味着它仅分布在这片林地。如果局地种群灭绝,没有外部种群可以重新定殖碎片生境。
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结论:破碎化的栖息地几乎必然会导致该特有蜥蜴的局地灭绝。
测试你对全球生物多样性主要威胁的理解:
下列哪项是目前全球生物多样性面临的最大威胁?
渔业和猎物的过度开发
栖息地丧失与破碎化
工业污染
外来入侵物种
显示答案
1 —正确。森林砍伐、农业开发和城市化导致的栖息地丧失是全球物种灭绝的首要原因。
3. 指示物种与岛屿生物地理学★★★☆☆⏱ 5 min
指示物种
其存在、不存在或丰度可以反映特定环境条件或栖息地整体健康状况的物种。
例:
地衣丰度高意味着二氧化硫空气污染水平低。
岛屿生物地理学理论描述了生境斑块的大小,以及它与大源种群的距离如何影响物种丰富度。这些原则适用于所有破碎化生境,不仅仅是真正的岛屿。
调查了被高速公路隔开的两个本土蜜蜂生境斑块。斑块A面积100公顷,距离完整的大型保护区1公里。斑块B面积50公顷,距离同一保护区10公里。预测哪个斑块的本土蜜蜂物种丰富度更高,并解释原因。
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步骤1:将这些斑块视为人类改造景观中的「岛屿」,应用岛屿生物地理学模型。
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步骤2:更大的生境斑块比小斑块能支撑更大的种群规模,更低的灭绝速率,以及更广泛的生态位。100公顷的斑块A比50公顷的斑块B更大。
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步骤3:距离源种群(完整保护区)更近的斑块定殖率更高,意味着保护区的新物种更容易到达并在斑块中建立种群。斑块A比斑块B近得多。
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结论:斑块A的本土蜜蜂物种丰富度更高,因为它面积更大,且离源种群更近。
4. 保护策略:就地保护 vs 迁地保护★★★☆☆⏱ 6 min
保护策略主要分为两类:就地(原位)保护和迁地(异位)保护。两者都有价值,大多数有效的保护项目结合使用两种方法。
就地保护
在自然栖息地中通过建立保护区、栖息地恢复和土地可持续管理来保护物种。
例:
保护完整原生草原生态系统的国家公园。
评价迁地保护对一种极度濒危大型哺乳动物的应用,该物种的自然栖息地几乎已被人类活动完全破坏。
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步骤1:确定该场景下迁地保护的优势:
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- 当没有完整栖息地可供就地保护时,它可以防止物种立即灭绝。
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- 它支持圈养繁殖项目,从仅存的少量个体扩大种群规模。
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步骤2:确定迁地保护的劣势:
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- 长期圈养维持大型哺乳动物的成本非常高。
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- 圈养个体通常会失去野外生存所需的天然行为,导致重引入困难。
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- 它无法保护原发生态系统,也无法保护依赖该哺乳动物的其他相互作用物种。
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结论:对于该物种,迁地保护是必要的应急措施,但长期生存需要恢复栖息地,以实现重引入和永久的就地保护。
两种主要保护方法的关键权衡:
就地保护
在自然栖息地保护物种
+ 优点: 保护整个生态系统和所有相互作用物种; 允许自然进化适应; 长期成本更低
− 缺点: 无法抵御偷猎等即时威胁; 需要大面积完整栖息地
迁地保护
在自然栖息地外保护物种
+ 优点: 就地保护不可行时防止物种立即灭绝; 支持研究和圈养繁殖; 可为重引入项目提供支撑
− 缺点: 长期成本极高; 无法保护原生生态系统; 圈养种群的遗传多样性有限
5. 常见陷阱
错误做法:
将物种多样性等同于生物多样性的完整定义
原因:
许多考生在被问到生物多样性时仅描述物种多样性,但IB的定义包含三个层次。遗漏另外两个层次会被扣分。
正确做法:
当被要求定义或描述生物多样性时,务必提及遗传、物种和生态系统多样性。
错误做法:
声称迁地保护总是优于就地保护
原因:
考生往往过度强调圈养繁殖,但就地保护是大多数保护目标首选的长期策略。
正确做法:
将迁地保护定位为应急后备措施,就地保护是首选的长期方案。
错误做法:
混淆指示物种和关键种
原因:
这两个术语经常被混淆,但定义完全不同。考官经常考查这个区分点。
正确做法:
记住:指示物种反映环境条件;关键种对生态系统结构具有不成比例的巨大影响。
错误做法:
讨论栖息地破碎化时忽略遗传多样性
原因:
考生往往只提到栖息地面积减少,但对小种群的关键影响是遗传多样性降低。
正确做法:
务必将栖息地破碎化与更小的种群规模、更低的遗传多样性和更高的灭绝风险联系起来。
6. 速查表
概念 | 核心总结 | 考试要点 |
|---|---|---|
生物多样性层次 | 遗传:种群内的变异;物种:物种的变异;生态系统:栖息地的变异 | 答出三个层次才能得满分 |
HIPPO 威胁 | 栖息地丧失、入侵物种、污染、人口增长、过度开发 | 栖息地丧失是首要威胁 |
岛屿生物地理学 | 更大 + 更近的斑块 = 更高的物种丰富度 | 适用于所有破碎化生境 |
指示物种 | 反映特定环境条件 | 用于评估栖息地健康 |
就地保护 | 在自然栖息地中保护 | 首选的长期策略 |
迁地保护 | 在自然栖息地外保护 | 仅作为应急措施 |
7. 常见问题
就地保护和迁地保护的区别是什么?
就地保护在物种的自然栖息地保护物种,同时保护整个生态系统。迁地保护将物种转移到可控环境(动物园、种子库),作为就地保护不可行时的应急措施。最有效的保护方式是结合使用两种方法。
为什么遗传生物多样性对保护工作很重要?
遗传多样性使种群能够适应疾病、气候变化或新入侵物种等不断变化的条件。遗传多样性低的小种群灭绝风险要高得多。
真题中的出现
AI 根据考纲规律估算的考点位置,请对照官方真题核实准确性。仅作复习重点参考。
- 2025 · Paper 1
关于生物多样性威胁的选择题
- 2024 · Paper 2
8分的就地保护与迁地保护评价题
- 2023 · Paper 1
关于指示物种作用的题目
深入阅读
下一步
生物多样性保护是应用生态学的核心主题,连接了IB 生物 SL的所有主题,从人类活动对全球系统的影响到遗传多样性在进化中的作用。本子主题建立在你之前对群落相互作用和种群动态的知识基础上,为评价不同可持续发展策略的有效性提供框架,这是考试中常见的扩展回答题。理解不同保护方法之间的权衡也有助于你构建平衡的评价答案,这是获得高分的关键。接下来,你可以探索气候变化如何放大生物多样性面临的现有威胁,以及人类活动如何驱动全球生物多样性丧失。
