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生物群落多样性的测度方法Ⅲ 与物种-多度分布模型有关的统计问题

生物群落多样性的测度方法Ⅲ 与物种-多度分布模型有关的统计问题
生物群落多样性的测度方法Ⅲ 与物种-多度分布模型有关的统计问题

生物多样性评估

生物多样性评估 摘要 生物多样性由遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个部分组成。由于物种多样性是生物多样性各层次中研究最成熟的层次,故我们将物种多样性作为研究的重点。通过传统生物多样性的度量模型,我们知道有两个评估生物多样性的指标,即物种的丰富度指数和均匀度指数。考虑到传统度量模型在使用时,多以物种相对多度作为群落多样性测度的变量,因而其计算结果在某种程度上就不可避免的存在着某种不合理性。为此我们引进改进后的DIV多样性指数模型,该模型是对物种丰富度指数的推广,着重强调个体数量对群落多样性贡献的差异。在此基础上,我们根据指标构建原则和层次分析法,特别针对森林生态系统并在原有评价指标的基础上,又用层次分析法给出了两个评价指标,即森林物种多样性综合指数和森林濒危植物多样性综合指数,以此扩大评价指标的范围,使对生物多样性的评价更加全面有效。 关键词:生物多样性、丰富度指数、均匀度指数、层次分析法 一、问题重述 2010年是联合国大会确定的国际生物多样性年。保护地球上的生物多样性已经越来越被人类社会关注,相关的大规模科研和考察计划也层出不穷。但迄今为止,几乎所有的考察计划都面临着一个基本的问题:如何评价被考察区域的生物多样性。针对这一问题,许多专家学者提出了不同的评价方法,但现在还缺少一种能全面考虑不同因素对生物多样性进行测定的方法。于是在此背景下,本文要求建立一种合理的数学模型,设计一个全面而有效的评价生物多样性的指标,以利于今后考察和科研工作。 二、问题分析 在全面分析问题的基础上,我们首先对生物的多样性的概念有了一个清晰的认识。生物的多样性就是所有生物种类、种内遗传变异和他们生存环境的总称, 具体包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性三个层次]1[。 生物的多样性是可持续发展的前提,由于考虑到物种多样性指标体系的研究是生物多样性综合管理的重要内容。并且在具体的实施过程中,植物的物种多样性相对比较容易测定,因此本文我们着种通过分析植物多样性的评价指标来间接 给出评价生物多样性的指标]2[。

微生物多样性研究—β多样性分析概述

微生物多样研究中的—β多样性分析概述

一、β-多样性分析介绍 1. β(Beta)Diversity: 是对不同样品/不同组间样品的微生物群落构成进行比较分析。 ?β多样性分析前的数据“来源”: 1)OTUs的丰度信息表; 2)OTUs之间的系统发生关系, 计算Unweighted Unifrac及Weighted Unifrac距离。 ?通过多变量统计学方法主成分分析(PCA,Principal Component Analysis),主坐标分析(PCoA,Principal Co-ordinates Analysis),非加权组平均聚类分析(UPGMA,Unweighted Pair-group Method with Arithmetic Means)等分析方法,从中发现不同样品(组)间的差异。

2. PCA & PCoA分析 ?主成分分析(PCA)是多变量统计学中最为人熟知的分析方法,它通过线性变换,将原始的高维数据投影至少量新合成的变量(即主成分),从而简化数据结构,展现样品的自然分布。 ?主成分分析不考虑原始变量之间可能存在的相互关系,并且是基于欧式距离评价样品之间的相似度。 ?多维尺度分析与主成分分析类似,但是它可以采用任何距离评价样品之间的相似度。主坐标分析(Principal coordinates analysis,PCoA)是经典的多维尺度分析方法。

3.UniFrac距离 ?由于微生物极其多样,不同微生物彼此之间的系统发育关系往往千差万别,仅仅将群落中不同微生物成员视为相互独立的变量显然并不合理。 ?因此,在比较不同群落样品之间的差异时,需要考虑两个群落成员之间的系统发育关系是否相似。 ?基于这个思想,计算微生物群落样品间距离的UniFrac距离应运而生,通过比较两个群落各自独有的微生物成员之间系统发育关系的远近,更为客观地反映两个群落样品之间的相似程度。

全球气候变化对对生物多样性的影响

《保护生物学》期末考查 姓名: 学号: 一、简述生物多样性的价值 生物多样性具有直接价值、间接价值、选择价值、遗传价值及存在价值,还具有巨大的无形资产。 1、直接价值 生物多样性的直接价值表现在当地消耗使用价值(如食物,消费等)和生产使用价值(野外收获进入贸易市场)。地消耗使用价值,是指诸如猎物、薪柴等在当地消耗而不进入国内或国际市场的物品的价值。生产使用价值是指从野外收获、在国内或者国际商品市场销售的产品价值。 2、间接价值 生物多样性的间接使用价值一般表现为涵养水源、净化水质、巩固堤岸、防止土壤侵蚀、降低洪峰、改善地方气候、吸收污染物,并作为二氧化碳汇集在调节全球气候变化中的作用,以及宜人价值(生态旅游、自然史与教育)等。 3、选择价值 生物多样性的长期价值也是选择价值或者潜在价值。今天,没有人敢确定现在还未被利用的那些物种在将来也不会有利用的价值(一些具药用的物种)。栽培植物的野生亲缘种究竟能提供多少对农林业发展有用的遗传材料也很难确定。 4、存在价值 生物多样性的存在价值,指伦理或道德价值,自然界多种多样的物种及其系统的存在,有利于地球生命支持系统功能的保持及其结构的稳定。存在价值常常受保护愿望来决定,反映出人们对自然的同情和责任。一个物种的存在价值有多大,它的消失究竟带来多大的损失,目前人们还难以准确评估,正如人们不能评估一只恐龙的存在价值一样。生物多样性的存在价值也可以是收益价值或遗产价值——为保护子孙后代的某种价值而愿意支付的价值总和。

二、论述全球气候变化对对生物多样性的影响 全球变暖研究最早从1824年法国物理学家Fourier提出温室效应的概念开始,至今己开展了将近200年,现在全球变暖己成为一个公认的事实。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告指出,1880-2012年全球地表平均温度己升高0.85℃。自1950年以来,气候系统的许多变化是史无前例的,科学家认为1983-2012年可能是北半球近1400年来最暖的30年,如果没有积极有效的措施,预计到21世纪末,全球年平均气温将比前工业时代至少上升1.5℃[1]。 1950-2010年间,全球有约5.7%的陆地面积发生了主要气候类型的转变,包括:干旱气候类型以及高纬度大陆气候类型的扩张、极地和中纬度大陆性气候类型的缩减、温带、大陆性以及极地气候的显著向极移动、热带和极地气候的海拔增长[2]。在中国,到2010年,己经能在气候带交界地区(约全国7.5%的陆地面积)诊断到气候带的变化,包括:东北地区温寒混交林气候向温带落叶林气候的转变:青藏高原苔原气候(ET)的消失;中国西南地区温带冬早气候的西进北抬。到21世纪末,全国将有超过52.6%的面积发生气候类型的转变[2]。 全球气候变暖对生物多样性具有大尺度的综合性影响。过去的气候变化已使物种物候、分布和丰富度等改变,使一些物种灭绝、部分有害生物危害强度和频率增加,使一些生物入侵范围扩大、生态系统结构与功能改变等。未来的气候变化仍将使物种物候和行为、分布和丰富度等改变,使一些物种灭绝、使有害生物爆发频率和强度增加,并将可能使生态系统结构与功能发生改变等[3]。 我将从陆地、湖泊和海洋生物多样性三个方面论述全球气候变暖对生物多样性的影响。 1、对陆地生物多样性的影响 气候带北移、两极冰山退缩,植物向高纬度地区、高海拔山地移动[1,4,5]。到2100年,全球陆地表面49%的植物群落以及全球陆地生态系统37%的生物区系发生改变,同时在无任何减排努力、全球升温4℃的最悲观模型中,全球植物多样性的平均水平将下降9.4%[4]。海平面上升,海滨植物大面积萎缩、生物入侵加剧;植物种间竞争关系发生改变,优势种改变;早春温度提前升高,植物物候节律改变;荒漠草原区土壤增温使得植物群落发生演替,植物数量减少,植物物种加速灭绝[4]。以及森林群落生产力下降,森林火灾和病虫害威胁加大[1,5]等。 野生动物的分布区整体上向北移,如鸟类的北扩或西扩[6],昆虫向两极和高海拔地区扩展[7],种群灭绝风险增加、物种多样性降低,如蝴蝶[8]。物候期提前,加快昆虫的生长发育,

生物多样性的评估指标

题目生物多样性的评估指标 关键词个体数量贡献度参数估计 摘要: 本文是一个讨论生物多样性的评估指标,使其能够同时考虑到物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性的综合影响。以数理统计的思想为基础,我们建立了相关的生态初等模型。 我们知道,生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。 针对问题前言中提到的只以某地区物种数量的多少来衡量给地区的生物多样性的方法是不完善的:沙漠与草原的生物多样性对比显然不能利用各自物种数量的多少。正如问题中所说,遗传多样性对于生物多样性的影响也是不能忽略的因素之一。遗传主要表现在个体的差异,如人类就在进化中就分为了尼格罗人种、高加索人种和蒙古人种。三者都是智人,但性状有很大不同。而其中的基因多样性难以统计,人人之间均有不同。所以,我们可以简化思想,仅从种群内单体数量上来近似反应基因的多样性。 目前,对于生物多样性方面,在物种数量多度和物种个体的相对多度方面,都有成型的分析算法,但是没有对各物种在分布均匀度上对其进行加权,以下将对此进行详细阐述,并对某个物种的生物多样性贡献进行系数分析。 Keywords: individual quantity contribution degree parameter estimate Abstract This thesis is a discussion of the evaluation index of biological diversity, in order that it can consider genetic diversity, species diversity and ecosystem diversity at the same

物种多样性指数计算实例

物种多样性指数计算 (1)多样性指数的计算公式如下: ① Gleason(1922)指数 D=S / lnA 式中:A为单位面积,S为群落中的物种数目。 ② Margalef指数 D=(S-1)/ lnN 式中S为群落中的总数目,N为观察到的个体总数。 ③ Simpson指数 D=1-ΣP i 2 式中Pi种的个体数占群落中总个体数的比例。 ④ Shannon-wiener指数 H′= -ΣP i lnP i 式中:Pi=Ni/N 。 ⑤ Pielou均匀度指数 E=H/Hmax 式中:H为实际观察的物种多样性指数,Hmax为最大的物种多样性指数,Hmax=LnS(S为群落中的总物种数)。 (2)乔木层物种多样性 调查区域乔木层物种多样性指数见表6-11和图6-4。评价范围内各群落乔木层Gleason指数在~之间,Margalef指数在~之间,Simpson指数在~之间,Shannon-wiener指数在~之间,Pielou指数在~之间。数据表明评价范围内乔木层的多样性指数较低。 表1 调查区域乔木层物种多样性指数

图1 调查区域乔木层物种多样性指数 (A:荔枝树群落;B:相思树+银合欢群落;C:相思树群落;D:巨尾桉群落) (3)灌木层物种多样性 调查区域灌木层物种多样性指数见表6-12和图6-5。灌木层各个多样性指数与乔木层变化表现有一定的一致性。评价范围内各群落灌木层Gleason指数在~之间,Margalef指数在~之间,Simpson指数在~之间,Shannon-wiener指数在~之间,Pielou指数在~之间。数据表明评价范围内灌木层的多样性指数较低。 表2 调查区域灌木层物种多样性指数

中国微生物物种多样性研究进展_郭良栋.

生物多样性 2012, 20 (5): 572–580 Doi: 10.3724/SP.J.1003.2012.10129 Biodiversity Science http: //https://www.doczj.com/doc/9214465852.html, —————————————————— 收稿日期: 2012-06-13; 接受日期: 2012-08-10 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(30930005) ? 通讯作者 Author for correspondence. E-mail: guold@https://www.doczj.com/doc/9214465852.html, 中国微生物物种多样性研究进展 郭良栋* (中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室, 北京 100101) 摘要: 微生物是分布最为广泛的生命形式, 几乎分布到地球上的所有生境, 具有丰富的物种多样性。我国地域辽阔, 跨越热带至寒温带, 气候条件多样, 地理环境与生态系统类型复杂, 是世界上生物多样性最丰富的国家之一。我国已开展了大量微生物多样性研究, 并证实我国多样的生境蕴藏着丰富的微生物物种多样性。目前我国已报道真核微生物(菌物)约14,700种, 其中包括真菌约14,060种、卵菌约300种、黏菌约340种, 而真菌中有药用菌473种、食用菌966个分类单元。特别是近年来通过免培养的分子生物学技术发现我国存在丰富的原核微生物多样性。本文概述了传统方法和现代分子生物学技术在我国原核微生物(古菌、细菌)和真核微生物(真菌、卵菌、黏菌)物种多样性研究的最新进展。 关键词: 真核微生物, 原核微生物, 物种多样性, 培养方法, 分子技术 Progress of microbial species diversity research in China Liangdong Guo * State Key Laboratory of Mycology, Institute of Microbiology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101 Abstract: Microbes with rich species and genetic diversity are widely distributed throughout various habitats in the world. China possesses a variety of climate zones, geographic environments, and complex ecosystems, which play a large role shaping the complex biodiversity of this country. Microbial diversity has been widely studied and well documented by Chinese scientists. For example, a total of ca. 14,700 eukaryotic microbe species have been recorded, including ca. 14,060 fungi, ca. 300 oomycetes, and ca. 340 slime molds. Within the Fungi, there have been 473 medicinal fungal species and 966 edible fungal taxa recorded. However, re-cent studies have documented much high species diversity of prokaryotic microbes using molecular tech-niques, which have greatly promoted the study level of microbial diversity in China. This review paper sum-marizes recent research progress of microbial (i.e., archaea, bacteria, fungi, oomycetes, and slime molds) di-versity in China based on traditional and molecular techniques. Key words: eukaryotic microbe, prokaryotic microbe, species diversity, cultivation method, molecular technique 微生物是分布最为广泛的生命形式, 几乎分布到地球上的所有生境, 可利用各种有机化合物、无机盐等作为能源, 在有氧或无氧条件下, 在寒冷的极地、高达100℃的热泉或高盐碱度等极端环境中生活。微生物具有丰富的物种和遗传多样性, 并以高度的变异性适应不同的生境。作为生态系统中的重要组分, 微生物在自然界的物质与能量循环、生态系统的演替以及生物多样性的维持中发挥重要的生态功能。微生物与人类的生活休戚相关, 在直 接或间接地为人类提供了极其丰富的物质资源的同时, 也为人类带来了巨大危害。 Woese 和Fox(1977)以核糖体RNA(rRNA)的小亚基(原核生物的16S 、真核生物的18S 基因)序列为依据, 提出了独立于真细菌(Eubacteria)和真核生物(Urkaryotes)之外的第三种生命形式——古菌(Archaea), 认为它和真核生物以及真细菌是从一个具有原始遗传机制的共同祖先分别进化而来。随后Woese 等(1990)提出了三域(Domain)分类系统, 将

2019-2020年华师大版科学七上《生物物种的多样性》同步测试

2019-2020年华师大版科学七上《生物物种的多样性》同步测试 一、选择题 1.人类赖以生存和发展的基石是( ) A.生物的多样性 B.某种生物的数量 C.生物的个体大小 D.生物的繁殖能力 2.地球上的生物物种约有( ) A.50多万种 B.100多万种 C.200多万种 D.500多万种 3.目前世界上生物多样性总的趋势是( ) A.锐减 B.破坏得到有效控制 C.物种不再灭绝 D.递增 4.下列选项中不属于同一物种的是( ) A.黑色雄猫和白色雌猫 B.黑色雄猫和黑色雌狗 C.白色雌猫和灰白色小猫 D.灰色雌狗和黄色雄狗 5.确定生物是否是同种生物,除了看是否相像,还要看( ) A.是否具有同样的形状 B.是否有相类似的生活习性 C.是否具有相同的体色 D.是否能相互交配产生后代 6.下列对于物种的说法正确的是( ) A.不同物种之间不可能进行交配 B.不同物种之间有可能进行交配,产生的后代有繁殖能力 C.不同物种之间有可能进行交配,但产生的后代无繁殖能力 D.同种物种的外貌特征是完全相同的 7.下列自然环境中物种最少的是( ) A.热带雨林 B.珊瑚礁 C.热带湖泊 D.人工防护林 8.形成新物种的一个重要的原因是( ) A.地理隔离 B.食物变化 C.天敌出现 D.环境改变 9.在森林中有许许多多种生物,在草原上也生活着各种各样的生物,这体现了( ) A.生物种类的多样性 B.不同环境下的物种多样性 C.生物种内的差异性 D.生物种间的差异性 10.动物界中种类最多的是( ) A.哺乳类 B.鱼类 C.昆虫类 D.两栖类 11.生物与环境的关系是( ) A.生物受环境的限制,环境不受生物的影响 B.生物与环境相互影响 C.环境对生物的生存总是有利的 D.生物决定环境如何改变

2020年(生物科技行业)科学六年级上册生物的多样性单元分析

(生物科技行业)科学六年级上册生物的多样性 单元分析

科学六年级上册《生物的多样性》单元分析 萧山区裘江小学徐春建壹、科学概念阐述: 1、生物多样性的概念:生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。 (1)、基因多样性(遗传多样性)是物种多样性和生态系统多样性的基础,是生物多样性的内在表现形式。基因的多样性导致了物种的分化和种群内生物个体的多样。 (2)、物种多样性指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度,是构成生态系统多样性的基本单元。 (3)、生态系统的多样性表现为生物群落的多种多样。生态系统是各种生物和其周围环境所构成的。从结构上见主要由生产者、消费者、分解者所构成。生态系统的功能是维持地球物质的循环和能量的正常流动。 2、根据学生的认知特点和生物多样性的概念,本单元希望学生能在如下层面上形对生物多样性的认识: (1)、生物的多样性表现为物种的多样和种群中个体的多种多样。主要指向《校园生物大搜索》、《校园生物分布图》、《多种多样的植物》、《种类繁多的动物》、《相貌各异的我们》等五课。 (2)、地球环境的多样性导致了生物种类的多种多样,生物体所具有的特殊的形态结构是长期适应生活环境的结果(《原来是相互关联的》),生物生存环境的变化导致了生物形态特征的变化(《谁选择了它们》)。 二、单元内容简介: 本单元共8课,其主要内容如下: 《1.校园生物大搜索》——调查校园中的植物和动物,认识校园生物的多种多样。《2.制作校园生物分布图》——通过制作校园生物分布图,描述校园中动植物的种类及环境。《3.多种多样的植物》——由校园内植物到校园外植物,通过用不同的方法对植物进行分类,体会植物种类的多种多样。《4.种类繁多的动物》——由校园内动物到校园外动物,通过用不同的方法对动物进行分类,体会动物种类的多种多样。 《5.相貌各异的我们》——由认识生物种类的多样性到认识同种生物不同个体之间也存在差异,进壹步体会生物的多样性。《6.原来是相互关联的》——通过观察生物特殊的形态结构,了解生物所具有的形态结构是长期适应生活环境的结果。《7.谁选择了它们》——通过观察生活在不同地方的同种生物的外形特征,了解环境变化生物的形态也会发生变化。《8.生物多样性的意义》——了解生物多样性的意义和保护。其中1—5课是描述生物种类是多种多样的,同壹种生物形态结构也各不相同,建立生物多样性的认识。这解决了“是什么”的问题。6—7课是描述环境的多样性

《生物多样性评价标准》编制说明

附件三: 《生物多样性评价标准》编制说明 (征求意见稿) 《生物多样性评价标准》编制组 二○一○年四月

目录 1 项目背景 (1) 1.1 任务来源 (1) 1.2 生物多样性保护标准体系 (1) 1.3工作过程 (1) 2 国内外生物多样性评价概况 (1) 2.1生物多样性评价指标 (1) 2.2生物多样性评价试点工作 (2) 3 标准制订的必要性分析 (2) 3.1 保护生物多样性对人类社会发展具有重要的意义 (2) 3.2 生物多样性评价是保护与管理的基础工作和重要手段 (3) 3.3 开展生物多样性评价的可行性 (4) 3.4 国家相关文件要求 (4) 4 标准主要技术内容 (4) 4.1标准适用范围 (4) 4.2 标准的主要内容 (5) 5 主要技术要点说明 (5) 5.1本标准的目标 (5) 5.2评价范围和评价对象 (5) 5.3评价指标 (5) 5.4指标权重 (6) 5.5生物多样性指数计算方法 (6) 5.6生物多样性状况的分级 (6) 6 主要国家、地区和国际组织相关标准研究 (6) 7 对实施本标准的建议 (6) 8 参考文献 (6)

《生物多样性评价标准》编制说明 1 项目背景 1.1 任务来源 为规范生物多样性评价方法,掌握并了解全国和各地生物多样性的现状、空间分布及变化趋势,明确全国和各地生物多样性保护重点与方向,整体上提高我国生物多样性保护的管理能力,2008年原国家环保总局以《关于开展2008年度国家环境保护标准制修订项目工作的通知》(环办函〔2008〕44号)下达了制定《生物多样性评价标准》的任务,项目统一编号为814,项目承担单位为环境保护部南京环境科学研究所。 1.2 生物多样性保护标准体系 本标准属于生物多样性保护系列标准,生物多样性评价标准是生物多样性保护标准体系的重要组成部分。生物多样性保护标准体系涉及物种分类、生物多样性调查、评价、监测、保护、利用等。本标准规定了生物多样性评价的指标及其权重、数据采集和处理、计算方法、等级划分等内容。 1.3工作过程 项目承担单位完成了“十五”国家科技支持课题“生物多样性保护与生物安全管理技术研究”,建立了生物多样性评价指标体系框架,并在云南和四川两省开展示范研究。2007年,环境保护部正式启动了全国性的生物多样性评价试点工作,该项目以县级行政区域为评价单元,以自然生态系统和野生动植物为评价对象,以物种丰富度、生态系统类型多样性、植被垂直层谱完整性、物种特有性、外来物种入侵度和物种受威胁程度等为评价指标,旨在掌握和了解全国及各省生物多样性现状、变化趋势和威胁因素,推动我国生物多样性保护工的“常态化”,切实提高我国履行《生物多样性公约》的能力。试点工作首先在云南、广西和江西三个省(自治区)开展,基本工作周期为一年。2008年将试点扩大到北京、江苏、山东、湖南、青海五省(市)。2009年又将山西、安徽、湖北、四川、重庆、贵州、海南、新疆八省(市、自治区)纳入试点范围。这些工作为本标准的制定积累了丰富的理论基础与实践经验。 项目承担单位在接到标准制定任务后,迅速成立了标准编制组。编制组调研并系统分析了美国、加拿大、欧盟、相关国际公约、国际非政府组织以及国内有关研究机构在生物多样性评价方面的研究成果和案例,于2008年9月形成了《生物多样性评价标准》(草案)及编制说明。 2008年12月23日,环境保护部科技标准司组织召开了本标准的开题论证会,对本标准的定位、适用范围、主要内容进行了讨论。 2009年3月17日和6月4日环保部自然生态保护司分别在北京、南京召开了生物多样性评价试点工作研讨会,对本标准草案进行了研讨。根据各省试点情况和研讨会的意见,编制组对标准草案进行了修改和完善,形成了目前的征求意见稿。 2 国内外生物多样性评价概况 国内外在生物多样性评价方面开展了大量工作,取得了丰富成果,为制定本标准提供了借鉴。 2.1生物多样性评价指标 指标体系是表达生物多样性评价现状与保护效果的一种交流工具。单位面积上物种丰富度的区域变化是生物多样性最重要的分布格局。由于数据资源的限制,人们不得不采用指示物种(类群)来代表一个地区的所有物种资源。但人们对采用什么样的指示物种(类群)及不同生物类群间分布格局的一致程度仍存在较大的争议。近年来,《Nature》《Science》等

多样性指数介绍

多样性指数 多样性指数是用来描述一个群落的多样性的统计量。在生态学中,它被用来描述生态系统中的生物多样性,在经济学中可以用来描述一个地区中经济活动的分布。多样性指数经常被用来估算任何一个群落,每个成员都属于一个独特的群体或物种。在很多情况下,多样性指数的估计量是有偏的,因此相似的值之间往往不能直接比较。 一些常用多样性指数将讨论如下: 种丰富度(Species richness) 种丰富度S便是生态系统中物种的数目。这个指数无法表示相对丰度。实际上,除了一些非常贫瘠的系统之外,记录一个生态系统真实的种总丰富度是不可能的。系统中物种的观察值是其真实物种丰富度的有偏估计值,并且观察值会随着取样的增加非线性的增长。因此在表示从生态系统中观察到的物种丰富度时,S 常被称作种密度(species density)。 香农多样性指数(Shannon's diversity index) 香农多样性指数用来估算群落多样性的高低,也叫香农-维纳(Shannon-Wiener)或香农-韦弗(Shannon-Weaver)指数。公式如下: 其中S表示总的物种数,pi表示第i个种占总数的比例(Pielou 1975)。当群落中只有一个居群存在时,香农指数达最小值0;当群落中有两个以上的居群存在,且每个居群仅有一个成员时,香农指数达到最大值ln k。 物种均一度(Species Evenness) 物种均一度用来描述物种中的个体的相对丰富度或所占比例。群落的均一度可以用Pielou均一度指数J表示(Pielou's evenness index,J): 其中H'为香农指数,H'max是H'的最大值:

生物物种的多样性

生物物种的多样性 教学目标: 知识目标 1.知道生物物种的定义 2.了解生物物种多样性的体现 3.说明保护生物多样性的重要意义。 能力目标: 进一步培养学生分析问题的能力。 情感态度和价值观: 培养民族自豪感,形成爱护生物的情感。 教学重点:: 物种的多样性 教学难点: 1.确定生物的种 2.知道地理隔离是形成新物种的主要条件。 课时安排:一课时 教学过程设计 创设情景,导入新课 教师:同学们我们生活在大自然中,有着许许多多地生物,让我们来再次感受它们吧! 影片:播放生物多样性的录像。 教师:刚才大家被影片所吸引,丰富多彩的生物让这个世界充满了生机,那自然界生物的种类到底有多少种? 学生:(随意地预测) 教师:其实不仅我们不知道,科学家也众说纷纭,有的说有500万种,有的说有1000万种,更有的说有一亿种之多,已经确定名称约有200多万种。总之,自然界生物的种类非常丰富,生物的种类具有多样性的特点。今天我们就来感受生物物种的多样性。 合作交流,探究新知 (板书,§7.1生物物种的多样性) 过渡:生物的物种多种多样,那生物的种又是怎么来划分的呢? 一、确定生物的种 看一看,想一想:出示猫和狗的图片 两只动物的毛色都有是黑色的,它们是不是同一种生物? 学生:不是,一只是猫,一只是狗 教师归纳:同学们分析的很好,猫和狗虽然在毛色上相同,但其他的外形特征却不一样,并且猫和狗也不能生出小生命来,所以认为它们是两个不同的物种。 那么这些毛色不同的生物是不是同一种的呢?出示四只颜色不同的猫 学生:是的,因为它们都是猫,并且能相互交配,繁殖后代。 教师:母犬和幼犬很相像,是同一种生物吗?出示图片 学生: 教师总结:对于生物的颜色大小都不是判断生物物种的关键,那么怎么的生物才是同种生物呢? 学生归纳得出:同种生物是很相像的,能够相互交配并繁殖后代。

浙教版七年级科学上册26物种的多样性教案

课题:第6节物种的多样性 教学目标: 1、描述单细胞生物的形态结构特点。 2、举例说出单细胞生物对外界刺激能产生反应。 3.初步了解生物多样性的基本含义之一——“种”的多样性。 4.体验保护生物多样性的重要意义。 教学重点: 1、描述单细胞生物的生命活动特点。 2.、保护生物的多样性 3.举例说出单细胞生物对外界刺激能产生反应。 4.获得可持续性发展的观念。 教学难点:保护生物的多样性 教学准备: 多媒体课件。 教学过程: 一、描述单细胞生物的形态结构特点 1.含义 2.特点 二、多细胞生物 1.含义:多细胞生物是指由多个、分化的细胞组成的生物体 2.特点:多细胞生物是指由多个、分化的细胞组成的生物体,其分化的细胞各有 不同的、专门的功能。大多数可以使用肉眼看到的生物是多细胞生物 三、讨论:保护生物多样性的意义。 1.学生阅读资料讨论保护生物多样性的意义。(任何一种生物的存在都有意义!) 2.讨论:在日常生活中,我们能为保护生物做些什么。(见课件) 附资料: (1)有位同学问老师,我国为什么花那么大的力气来拯救大熊猫呢?还有位同学问老师:动物园中的一只华南虎一天就吃掉15-25千克牛肉,更不用说其他的花销了,不饲养它,岂不是节约了一大笔资金吗?2、从墨西哥引入澳大利亚得仙人掌,来到澳大利亚后,如鱼得水,不到一个世纪,在2400万公顷的土地上称王称霸。还有,从泰国、缅甸带入我国云南的紫茎泽兰,正以每年30千米的速度向我国北方蔓延。所到之处,别的生物都失去了立足之地。 (2)教师通过图表和图片的形式向学生介绍我国丰富的动植物资源,尤其是一些珍惜的动植物资源。(图表和图片见课件) (3)学生观看影片讨论我国野生动植物减少的原因。 (A、人类对动植物资源不合理地开发利用。B、外来物种地入侵,使生物种类减少。)(4)承接上一个问题,学生进一步讨论如何保护我国的野生生物资源。 (A、反对盲目掠夺式开发利用和引进,提倡有计划、合理地利用。加强教育和法制管理。B、建立自然保护区) 四、小结: 在这堂课里,你知道了什么。 (A、自然界的生物都以自己的方式适应着自己的环境B、每一种生物的存在都有自己的意义,我们要保护生物的多样性,保护生物的多样性要从我做起。)

生物多样性

1.何为生物多样性?它包含哪几个层次? 指所有来源的活的生物体中的变异性,这些来源除其它外包括陆地、海洋和其它水生生态系统及其所构成的生态综合体,这包括物种内、物种之间和生态系统的多样性。 生物体及其所生活的生态系统的多种变化。包括不同物种的多样性(物种多样性),物种内部基因的多样性(基因多样性),生态系统内和生态系统间相互作用的多样性(生态系统多样性)。 生物多样性分为三个主要层次:即遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。 2.生物多样性的直接价值 生物多样性的直接价值包括直接实物价值和非实物价值。前者可以在生物物种被直接用作食物、药物、能源、工业原料时体现出来,即它的产品或简单加工品所获得的市场价值;后者是指生物多样性在旅游观赏、科学文化和畜力使役等方面的服务价值,这类价值往往缺乏直接的市场定价,而常以替代花费的大小来衡量。 (1)人类的食物几乎完全取自生物资源。 (2)生物多样性与人类医疗保健息息相关。 (3)生物多样性为人类提供了多种多样的工业原料,如植物提供了木材、纤维、造纸原料、香料、橡胶、松脂、天然淀粉等。 (4)生物多样性所具有的旅游观赏价值、科学文化价值 (5)生物多样性对农业的贡献。 3.生物多样性的间接价值 生物多样性的间接价值主要通过其生态功能来体现,一是生物多样性提供生态系统演替与生物进化所需要的丰富的物种与遗传资源;二是生物多样性在形成维持生态系统的结构和功能方面的作用;三是表现为生态系统的服务功能。 (1)能量固定。植物通过光合作用将太阳能储藏起来,从而形成食物链中能量流的来源,为绝大多数物种的生存提供能量基础。 (2)调节气候。生态系统对大气候及局部气候均有调节作用,包括对温度、降水和气流的影响。 (3)稳定水文。在集水区内发育良好的植被具有调节径流的作用。植物根系深入土壤,使土壤对雨水更具渗透性。有植被地段比裸地的径流较为缓慢和均匀。一般在森林覆盖地区雨季可减弱洪水,旱季可减缓旱情。 (4)保护土壤。凡是植被发育良好的地段,由于植被和枯枝落叶层的覆盖,可以减少雨水对土壤的直接冲击,保护土壤减少侵蚀,保持土地生产力,并能防止塌方、泥石流、滑坡等自然灾害;保护海岸和河岸,并能防止湖泊、河流和水库的淤积。 (5)吸收、分解环境中污染物。有些生物对污染物质有抗性,他们能吸收和分解污染物;有些生物对有机废物、农药及空气和水中的污染物有降解净化作用;有些生物对污染物敏感,因而对环境污染具有指示意义。 (6)贮存必须的营养元素,促进元素循环。生物从土壤、大气、降水中获得必需的营养元素,构成生物体。生态系统的所有生物体内都贮存着各种营养元素,并通过元素循环,促使生物与非生物环境之间的元素交换,维持生态过程。 (7)维持进化过程。生态系统的功能包括传粉、基因流、异花受精的繁殖功能,以及生物之间、生物与环境之间的相互作用,对于维持进化过程和环境效益具有重要意义。 (8)生物多样性在美学、社会文化、科学、教育、精神及历史等方面也有相当大的价值。 4.我国生物多样性有何特点

生物多样性影响评价规范

自然保护区生物多样性影响评价技术规范(试行) Technical Criteria for Biodiversity Impact Assessment in Nature Reserve

为了加强自然保护区的管理,充分发挥自然保护区行政主管部门统一监管的职能,妥善处理自然保护区建设和管理与当地社会经济发展的关系,依据《中华人民共和国森林法》、《中华人民共和国野生动物保护法》、《中华人民共和国野生植物保护条例》、《中华人民共和国自然保护区条例》、《森林生态系统和野生动物类型自然保护区管理办法》、《云南省珍贵树种保护条例》、《云南省陆生野生动物保护条例》和《云南省自然保护区管理条例》等法律、法规,特制定本标准,用于规范自然保护区生物多样性影响评价工作。 本规范由中国科学院西双版纳热带植物园起草。

1.主题内容与适用范围1 2.规范性引用文件1 3.构建指标体系的基本原则1 4.评价指标及评价方法2 A.对景观/生态系统的影响2 B.对生物群落(栖息地)的影响6 C.对种群/物种的影响7 D.对主要保护对象的影响9 E.对生物安全的影响10 F.对相关利益群体的影响11 5.生物多样性影响指数(BI)13 6.生物多样性影响程度分级13 7.不同类型自然保护区评价指标权重值14 8.评价报告提纲15

1.主题内容与适用范围 本技术规范规定了自然保护区生物多样性影响评价的指标体系和评价方法。 本技术规范适用于云南省境内生态系统和野生生物类别的国家级、省级自然保护区进行保护区边界范围调整、保护区功能区划调整所开展的生物多样性评价,也适用于在国家级、省级自然保护区的实验区,或确定为保护区生物走廊带、外围缓冲地带,并由保护区管理部门行使管理权的区域开展的一切基本建设和生产经营性活动所进行的生物多样性影响评价。各地区(州)、市、县级自然保护区的生物多样性影响评价可参照本技术规范执行。 2.规范性引用文件 下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。若下列标准被修订,其最新版本适用于本标准。 《中华人民共和国自然保护区条例》 《中华人民共和国野生植物保护条例》 《中华人民共和国野生动物保护法》 《云南省珍贵树种保护条例》 《云南省陆生野生动物保护条例》 《农业生物基因工程安全管理实施办法》 《自然保护区类型与级别划分原则》(GB/T 14529-93) 3.构建指标体系的基本原则 ?科学性:以保护生物学、生态学和相关科学基本理论为依据,结合国际相关领域的行业规范,选取影响生物多样性的关键指标; ?层次性:根据生物多样性的不同层次,系统地选取相应的指标; ?全局性:考虑保护与发展的内在联系,反映生物多样性、生态环境、社会经济状况的变化,服务于各级政府的战略管理和决策需要; ?客观性:系统、准确地反映生物多样性受影响的客观情况,尽量克服因人而异的主观因素带来的影响,同时也要考虑到学科理论发展的局限性; ?预见性:根据专业知识,在项目建设期和运行期对各项评价指标可能产生的影响进行合理预测; ?实用性:考虑到保护区管理工作的实际情况和评估的可操作性,应尽量采用易于获取或预测的指标、参数,并提供相应的参数测定技术。避免 复杂、冗长且难以获取的指标。

各种生物多样性指数计算

各种生物多样性指数计算 Simpson指数运算公式 生物多样性测定要紧有三个空间尺度:α多样性,β多样性,γ多样性。α多样性要紧关注局域平均生境下的物种数目,因此也被称为生境内的多样性(within-habitat diversity)。β多样性指沿环境梯度不同生境群落之间物种组成的的相异性或物种沿环境梯度的更替速率也被称为生境间的多样性(between-habitat diversity),操纵β多样性的要紧生态因子有土壤、地貌及干扰等。γ多样性描述区域或大陆尺度的多样性,是指区域或大陆尺度的物种数量,也被称为区域多样性(regional diversity)。操纵γ多样性的生态过程要紧为水热动态,气候和物种形成及演化的历史。 α多样性 a. Gleason(1922)指数 D=S/lnA 式中A为单位面积,S为群落中的物种数目。 b. Margalef(1951,1957,1958)指数 D=(S-1)/lnN 式中S为群落中的总数目,N为观看到的个体总数。 (2)Simpson指数 D=1-ΣPi2 式中Pi种的个体数占群落中总个体数的比例。 (3)种间相遇机率(PIE)指数

请运算它的物种多样性指数。 Simpson指数: Dc=1-ΣPi2=1-Σ(Ni/N)2=1-[(99/100)2+(1/100)2]=0.0198 DB=1-[(50/100)2+(50/100)2]=0.5000 Shannon-wiener指数:

HC=-ΣNi/N ln Ni/N i=-(0.99×ln0.99+0.01×ln0.01)=0.056 HB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)=0.69 Pielou平均度指数: Hmax=lnS=ln2=0.69 EA= H/Hmax=-[(1.0×ln1.0)+0]/0.69=0 EB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)/0.69=0.69/0.69=1 EC=0.056/0.69=0.081 从上面的运算能够看出,群落的物种多样性指数与以下两个因素有关: ①种类数目,即丰富度;②种类中个体分配上的平均性 β多样性 β多样性能够定义为沿着环境梯度的变化物种替代的程度。不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少,β多样性越大。精确地测定β多样性具有重要的意义。这是因为:①它能够指示生境被物种隔离的程度;②β多样性的测定值能够用来比较不同地段的生境多样性;③β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性。 (1)Whittaker指数(βw) βw=S/mα-1 式中:S为所研究系统中记录的物种总数;mα为各样方或样本的平均物种数。(2)Cody指数(βc) βc=[g(H)+l(H)]/2 式中:g(H)是沿生境梯度H增加的物种数目;l(H)是沿生境梯度H失去的物种数目,即在上一个梯度中存在而在下一个梯度中没有的物种数目。

微生物多样性研究进展

姓名:崔靖璞学号:2010212802 专业:生物科学 微生物多样性研究进展 摘要:微生物资源丰富,开发潜力巨大,是生命科学发展的主要动力之一.本文介绍了几种常用的研究微生物多样性的分子生物学技术,主要包括:16SrDNA测序、DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印记杂交、定量PCR、基因芯片等,并对微生物多样性研究技术的未来发展进行了展望,同时本文也介绍几种微生物多样性的研究实验方法。 关键词:微生物多样性聚合酶链式反应基因芯片平板纯培养 微生物是地球上生物多样性最为丰富的资源,微生物资源的开发,是21世纪生命科学发展的主要动力之一.由于微生物的微观性,微生物多样性与其他高等生物相比有许多独特之处,包括:生存环境多样;生长、繁殖速度多样;营养、代谢类型多样;生活方式多样.微生物多样性的揭示与研究技术的发展和创新是密不可分的,研究技术的进步是微生物多样性研究向前发展的重要推动力量.近年来,随着微电子、计算机、分子生物学、物理、化学等技术的发展,微生物多样性研究技术也在吸收其他学科先进技术的基础上不断向前发展.各种研究方法的发展使得这种状况有了很大改观.现代分子生物学技术在微生物多样性研究上的应用克服了微生物培养技术的限制,能对样品进行较客观的分析,较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性.目前用于研究微生物多样性的分子生物学技术主要包括:16SrDNA 测序、DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印记杂交、定量PCR、基因芯片等。 1核酸探针杂交技术 核酸分子杂交技术是20世纪70年代发展起来的一种分子生物学技术.该技术快速、灵敏、具有高度特异性,近年来被广泛应用于微生物多样性的研究中.用于微生物多样性研究的探针主要有三类:双链DNA、单链DNA和RNA以及寡核苷酸探针,杂交方式主要有荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)、全细胞杂交(whole-cell hybridization)、数量印迹杂交(quantitative dot blot)及生物芯片(biochip).对于环境微生物样品解析而言,最有意义的核酸杂交技术是原位杂交技术,在原位杂交技术中,应用最广泛的是荧光原位杂交技术。

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