生物多样性研究中几个热点问题的研究现状.doc

生物多样性研究中几个热点问题的研究现状 生物多样性的形成、多样性与稳定性机制、生物多样性的维持机制以及群落多样性与其生产力的关系等问题，是生物多样性研究中的热点问题，对它们的研究结论很多，而且对它们的争论始终伴随着研究的进展而增加．本文指出生物多样性是自然界的本质现象之一，非线性科学是研究自然现象的有力工具，应该加强这方面的应用研究．并强调，生态学家及生物学家们在研究生物多样性的过程中应该重视哲学和思维过程的研究． 正如许多官方文件和科技论文中提到，生物多样性正以自然灭绝1000倍的速度消亡，并且灭亡的速度仍在加速。《全球生物多样性策略》一书明确提出生物多样性挽救、研究和持续利用的目标．生物多样性保护不再是被动消极的保护，而是要把挽救与持续利用相结合，挽救与恢复、重建多样性相结合，其中基础理论和应用基础研究是生物多样性保护的理论依据．《世界自然保护纲要》一书指出，生物多样性保护是自然保护的主要基础之一．尽管生物多样性在各个方面（遗传生理－基因水平和时空尺度）取得了令人激动的成就，但与生物多样性的未知部分相比还是很小的．更应注意的是，面对目前生物的丧失速度，人类的研究显得有点无能为力．生物多样性的研究在很多方面存在争议和悬而未解的疑问． 一、生物多样性的形成 生物多样性是生物在其漫长的进化过程中形成的，是生物与其生态环境相互作用的结果．据过去6亿年的化石记录，自寒武纪以来物种多样性平均增长是波动而稳定的增长曲线．但是，这种物种多样性的增长可能存在疑问，这个疑问来自于John Alroy对海洋化石数据库的分析，结果已经表明，2.5亿年前的大灭绝以后至今物种数量实际上没有什么变化，而现在生物多样性的形成是由于某些因素或进化发展结果． 现在的生物多样性及其分布格局是亿万年生物进化历史的记录．即使是具有相似的结构和功能的同类型生态系统，由于其生物区系演化历史的不同，也会出现明显的差异．这些差异逐渐形成了地球上生物的多样性．根据达尔文的进化理论分析，群落的生物多样性是由共生物种的生态位分化产生的．而对达尔文进化理论形成冲击的生物进化的中性学说认为，自然选择是一种非本质的进化，而成就多样性的进化是在呈现出辐射状态时才出现的，而这种状态必须不受干扰．例如，非洲大潮（Affrican great lakes）的丽鱼科（Cichlaso）从少数几种祖先迅速进化出数百种的进化辐射现象．生态轨道理论认为，生态轨道在空间的叠加性导致生态轨道区间场强的变化，从而影响相互作用的大小．在物种的生存空间内产生斑块和物种多样性现象．生态位扩充理论认为，生态位的扩充使生物单元占据和利用更广泛环境资源，长期适应不同的环境可能诱导遗传基础的差异，也诱导新物种产生和形成丰富物种多样性．对海洋沙滩动物化石的研究结果表明，灭绝速率和同时的产生速率是不显著相关的．但是却和大约1000万年后的产生速率是显著相关的。 生物多样性的形成自始至终就有着地域的“偏见”，为此生物学家和生态学家为探究生物多样性在地理分布上呈现从赤道到两极锐减的趋势的原因而进行着不懈的努力在海洋中，离海岸越近生物多样性越丰富．生态学家对此提出了很多的理论和假说，主要有：时间学说、空间异质性学说、捕食学说、气候稳定性学说、生产力学说、生态时间学说、初级生产稳定性学说、稀疏作用、环境可预测学说、种群间相互竞争的非平衡学说、生物多样性的能量-稳定-面积理论（ESA）等．在很长一段时间内，这种多样性格局的形成机制研究没有更大的进展．后三种的理论解释是对以前的理论进行总结和补充的基础之上形成的． “环境的可预测性学说”认为，低物种多样性主要是三个方面原因造成的：一是“新”的环境，在这种环境里物种数目正处于增加的过程中；二是“恶劣”的环境，在这种环境里只有为数很少的物种才能生长，这种环境的变化很小；三是“不可预测”环境，这种环境的变化很大，不仅表现在时间上，也表现在空间上．而通常认为在热带地区的环境变化比较温和，适合各种生物的生长，高生物多样性地区同样具有较高的环境可预测性和稳定的特征．“种群间互相竞争的非平衡学说”认为以前的理论过多地依赖竞争排斥理论，而事实上自然界中完全的竞争排斥很少在自然状态下出现，非平衡竞争对多样性形成可能不是很重要，但是对于多样性的维持却特别重要，它的理论主要有三方面的依据：第一，大多数自然群落处于非平衡态，诸多因素（周期性种群减少、捕食、环境动荡等）作用下竞争平衡难以实现；第二，不同物种的种群增加的速率是不一样的；第三，环境变量对群落中所有种群的影响可能相似，就是说种群的增长率在诸如能量和养分可获得性因素的影响下，有可能都增加，也可能都减少．“能量-稳定性-面积理论（ESA）”由于显得更为合理，而被研究人员所接受．该理论认为，系统获得越多的太阳能，气候越稳定，面积越大