书城科普读物青少年身边的环保丛书:环境与人类健康
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第6章 生物多样性与生态平衡

生物多样性是指地球上所有生物——动物、植物、微生物以及它们所拥有的遗传基因和生存地共同构成的生态环境。它包括生态系统多样性、遗传多样性和物种多样性3个组成部分。正是由于这些形形色色、千姿百态的生物和它们的生命活动,才构成了自然界这个绚丽多彩、生机盎然的大千世界。

生态系统多样性是指生态系统的类型极多。因为任何一个群落与它相互作用的环境合起来就可以构成一个生态系统,它们各自保持各自的生态过程,即生命所必需的化学元素的循环和各组成部分之间能量的流动。

遗传多样性是指存在于生物个体、单个物种及物种之间的基因多样性。

物种多样性是指动植物及微生物丰富的种类。据估计,地球上现存800万~1000万个物种。我国是生物物种特别丰富的国家,占世界第八位,在全球生物多样性保护行动中的作用举足轻重。如我国广东、海南、广西、福建、四川、云南等热带、亚热带省区,都蕴藏着丰富的生物资源,对生物多样性的开发和利用有着巨大的经济和科学价值。

生物多样性是大自然的宝贵财富。人类保护生物多样性,不但可使生态环境保持平衡,保证生物种群的持续发展,而且通过对野生动植物的研究,合理地利用生物资源,可以满足人类各方面的需要。比如,野生动植物中还存在各种优良性状的基因,为农作物品种改良和基因工程研究提供巨大的基因库。

1941年,美国耶鲁大学生态学家林德曼发表了《一个老年湖泊内的食物链动态》的研究报告。

他对50万平方米的湖泊作了野外调查和研究后用确切的数据说明,生物量从绿色植物向食草动物、食肉动物等按食物链的顺序在不同营养级上转移时,有稳定的数量级比例关系,通常后一级生物量只等于或者小于前一级生物量的1/10。而其余9/10由于呼吸、排泄、消费者采食时的选择性等被消耗掉。林德曼把生态系统中能量的不同利用者之间存在的这种必然的定量关系的规律叫做“十分之一定律”。如果按照这个规律,把营养级依序由低向高排列,逐渐成比例地变小,画成一幅图,仿佛一个埃及金字塔。因此,该定律又被称为“能量金字塔定律”。

在各种生态系统中,每一种群的数量必然要受到十分之一定律的约束,也就是说,各种生物的数量符合能量金字塔定律,生态系统才能保持稳定,这就是生态平衡状态。

换句话说,在一个正常的生态系统中,能量流动和物质循环总是不断地进行着,但在一定时期内,生产者、消费者和分解者之间都保持着一种动态的平衡,这种平衡表现为生物种类和数量的相对稳定,这种平衡状态就叫生态平衡。

生态平衡状态既微妙又脆弱,如果把这种平衡打破,比如由于自然的或人为的原因使某种生物物种的数量急剧膨胀或缩小,造成生态系统不能遵循十分之一定律,常常会带来灾难性的后果,有时整个生态系统将被摧毁。

在地球大生态系统中,人处于食物链的顶端。按照能量金字塔定律,人的数量也不能无限制地膨胀,否则,就可能打破地球生态平衡,使整个地球生态系统遭受巨大的破坏。所以,人类只有主动控制人口增长速度,才能保护好地球生态系统,才能保护我们人类生存和发展的环境。

基因工程

基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是生物工程的一个重要分支。它将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源物质在其中“安家落户”,进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。目前,已经有转基因大豆、玉米、棉花等植物和转基因牛、猪、鱼等动物出现。