生物多樣性是三個(gè)層次的統(tǒng)一。
一、遺傳多樣性
遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分。廣義的遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲(chǔ)存在生物個(gè)體的基因之中。因此,遺傳多樣性也就是生物的遺傳基因的多樣性。任何一個(gè)物種或一個(gè)生物個(gè)體都保存著大量的遺傳基因,因此,可被看作是一個(gè)基因庫(kù)(Gene pool)。一個(gè)物種所包含的基因越豐富,它對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力越強(qiáng)?;虻亩鄻有允巧M(jìn)化和物種分化的基礎(chǔ)。
狹義的遺傳多樣性主要是指生物種內(nèi)基因的變化,包括種內(nèi)顯著不同的種群之間以及同一種群內(nèi)的遺傳變異(世界資源研究所,1992)。此外,遺傳多樣性可以表現(xiàn)在多個(gè)層次上,如分子、細(xì)胞、個(gè)體等。在自然界中,對(duì)于絕大多數(shù)有性生殖的物種而言,種群內(nèi)的個(gè)體之間往往沒(méi)有完全一致的基因型,而種群就是由這些具有不同遺傳結(jié)構(gòu)的多個(gè)個(gè)體組成的。
在生物的長(zhǎng)期演化過(guò)程中,遺傳物質(zhì)的改變(或突變)是產(chǎn)生遺傳多樣性的根本原因。遺傳物質(zhì)的突變主要有兩種類(lèi)型,即染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變化以及基因位點(diǎn)內(nèi)部核苷酸的變化。前者稱(chēng)為染色體的畸變,后者稱(chēng)為基因突變(或點(diǎn)突變)。此外,基因重組也可以導(dǎo)致生物產(chǎn)生遺傳變異。
二、物種多樣性
物種(species)是生物分類(lèi)的基本單位。對(duì)于什么是物種一直是分類(lèi)學(xué)家和系統(tǒng)進(jìn)化學(xué)家所討論的問(wèn)題。邁爾(1953)認(rèn)為:物種是能夠(或可能)相互配育的、擁有自然種群的類(lèi)群,這些類(lèi)群與其他類(lèi)群存在著生殖隔離。我國(guó)學(xué)者陳世驤(1978)所下的定義為:物種是繁殖單元,由又連續(xù)又間斷的居群組成;物種是進(jìn)化的單元,是生物系統(tǒng)線(xiàn)上的基本環(huán)節(jié),是分類(lèi)的基本單元。在分類(lèi)學(xué)上,確定一個(gè)物種必須同時(shí)考慮形態(tài)的、地理的、遺傳學(xué)的特征。也就是說(shuō),作為一個(gè)物種必須同時(shí)具備如下條件:①具有相對(duì)穩(wěn)定的而一致的形態(tài)學(xué)特征,以便與其他物種相區(qū)別; ②以種群的形式生活在一定的空間內(nèi),占據(jù)著一定的地理分布區(qū),并在該區(qū)域內(nèi)生存和繁衍后代; ③每個(gè)物種具有特定的遺傳基因庫(kù),同種的不同個(gè)體之間可以互相配對(duì)和繁殖后代,不同種的個(gè)體之間存在著生殖隔離,不能配育或即使雜交也不同產(chǎn)生有繁殖能力的后代。
物種多樣性是指地球上動(dòng)物、植物、微生物等生物種類(lèi)的豐富程度。物種多樣性包括兩個(gè)方面,其一是指一定區(qū)域內(nèi)的物種豐富程度,可稱(chēng)為區(qū)域物種多樣性;其二是指生態(tài)學(xué)方面的物種分布的均勻程度,可稱(chēng)為生態(tài)多樣性或群落物種多樣性(蔣志剛等,1997)。物種多樣性是衡量一定地區(qū)生物資源豐富程度的一個(gè)客觀指標(biāo)。
在闡述一個(gè)國(guó)家或地區(qū)生物多樣性豐富程度時(shí),最常用的指標(biāo)是區(qū)域物種多樣性。區(qū)域物種多樣性的測(cè)量有以下三個(gè)指標(biāo):①物種總數(shù),即特定區(qū)域內(nèi)所擁有的特定類(lèi)群的物種數(shù)目 ;②物種密度,指單位面積內(nèi)的特定類(lèi)群的物種數(shù)目; ③特有種比例,指在一定區(qū)域內(nèi)某個(gè)特定類(lèi)群特有種占該地區(qū)物種總數(shù)的比例。
三、生態(tài)系統(tǒng)多樣性
生態(tài)系統(tǒng)是各種生物與其周?chē)h(huán)境所構(gòu)成的自然綜合體。所有的物種都是生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。在生態(tài)系統(tǒng)之中,不僅各個(gè)物種之間相互依賴(lài),彼此制約,而且生物與其周?chē)母鞣N環(huán)境因子也是相互作用的。從結(jié)構(gòu)上看,生態(tài)系統(tǒng)主要由生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者所構(gòu)成。生態(tài)系統(tǒng)的功能是對(duì)地球上的各種化學(xué)元素進(jìn)行循環(huán)和維持能量在各組分之間的正常流動(dòng)。生態(tài)系統(tǒng)的多樣性主要是指地球上生態(tài)系統(tǒng)組成、功能的多樣性以及各種生態(tài)過(guò)程的多樣性,包括生境的多樣性、生物群落和生態(tài)過(guò)程的多樣化等多個(gè)方面。其中,生境的多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的基礎(chǔ),生物群落的多樣化可以反映生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的多樣性。
近年來(lái),有些學(xué)者還提出了景觀多樣性(landscape diversity),作為生物多樣性的第四個(gè)層次。景觀是一種大尺度的空間,是由一些相互作用的景觀要素組成的具有高度空間異質(zhì)性的區(qū)域。景觀要素是組成景觀的基本單元,相當(dāng)于一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。景觀多樣性是指由不同類(lèi)型的景觀要素或生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成的景觀在空間結(jié)構(gòu)、功能機(jī)制和時(shí)間動(dòng)態(tài)方面的多樣化程度。遺傳傳多樣性是物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)(施立明等1993 葛頌等1994),或者說(shuō)遺傳多樣性是生物多樣性的內(nèi)在形式。物種多樣性是是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基本單元。因此,生態(tài)系統(tǒng)多樣性離不開(kāi)物種的多樣性,也離不開(kāi)不同物種所具有的遺傳多樣性。