1.概念

首先，让我们了解对生态系统服务的概念。

其中，生态系统的服务，是不能在市场上进行买卖的，但是，这些生态系统的服务，对环境具有重要的价值，例如净化环境、保持水土、减轻灾害等。离开了生态系统的服务，人类的生存就要受到威胁。那些对人类生存和生活质量有贡献的，生态系统产品和服务，就称之为生态系统服务。

生态系统服务都是客观存在的。生态系统服务，与生态过程紧密相关。生态系统服务，在时间上是不间断的，可以说，生态系统服务的总价值是无限的。全人类的生存和社会的持续发展，都要依赖于生态系统服务。

在自然界中，许多动植物资源，都可以为人类提供，一些很有价值的产品，我们称之为生态系统产品。

2.生态系统产品

这些生态系统产品，可以满足人类衣、食、住、行等基本需要，例如，人们吃的食物，做衣服用的纤维，盖房子、做家具用的木材，煮饭取暖用的燃料，防病治病用的药物，这些药材包括我国传统的各种中草药，还有一些保健药品，例如维生素、鱼油等，这些产品都是生态系统生产的生物产品，具有很多使用价值。

下面，首先让我们了解，生态系统产品的医学价值。

（1）医学价值

世界上，大约有25%-50%的药物，都是来源于天然的动植物产品。在中国，中医非常发达，《本草纲目》是中医药的圣经，记载了大量的药用植物。

如图所示，我国的灵芝、人参、鹿茸是非常珍贵的中草药。另外，还有天麻、三七、杜仲、柴胡、麝香、羚羊角、五灵脂等，都是重要的中药材。

像美国这样发达的国家，来源于动植物的药物，占40%以上。在发展中国家，大约有80%的人，是在依靠传统的中草药治疗疾病。另外，对动植物药材药用机理的深入研究，还可以为人们提供许多寻找新药的途径。例如，玫瑰长春花是20世纪40年代发现的，用于治疗白细胞过多症。这种植物产生的长春花生物碱，现在已经可以在实验室合成。

近年来，由于西药大多都有副作用。许多发达国家的医药界和药物公司，对新的植物产物、海洋生物产物发生更大的兴趣。例如，在拉美的哥斯达黎加，就设有国家生物多样性研究所，与药物公司合作，进行热带森林生态系统持续利用的研究，公司的投资，成了生物资源保育，以及长期维持生态系统研究的重要资金来源。

2.生态系统产品

农作物的遗传多样性，对农业科学选育新品种，具有重要的潜在价值。

（2）农作物及其相关植物物种的生物多样性价值

如图所示，杂交水稻之父，袁隆平教授，辛勤工作几十年，在许多野生的、半野生的水稻中，通过遗传学技术，培育出了许多高产的水稻品种，为人类解决粮食问题做出了卓越的贡献。因此，农作物的遗传多样性，可以为育种工作，提供创造新品种的潜在机会。

选育的新品种不仅可以增加农业的产量，科学家还可以利用农作物遗传多样性的变异，创造出抗病虫害性能更好，水利用效率更高，营养物利用率更充分，或者具有其他优良性状的新品种。

一个运作良好的生态系统，还具有其他许多功能。

3.水供应、土壤肥力形成和水土保持

首先，让我们了解，生态系统在水供应、土壤肥力形成和水土保持等方面的作用。土壤是农业的基础。在土壤的形成、维持和更新过程中，除了岩石的自然风化，还依赖于自然生态系统，长期不断的生态过程。

水是生命的最重要条件之一。目前，人类面临的一个重大问题，就是淡水的供应的问题。在生态系统中，水循环是最重要的物质循环。通过水的循环和供应，河流、湖泊、水库、地下水，就能够保持源源不断，淡水资源就成了取之不尽、用之不竭的资源。而水土保持，与生态系统的生态过程，密切相关。

一个运作良好的生态系统，还有非常强的抗干扰能力，可以通过自我调节功能，使生态系统维持平衡和稳定。

4.抗干扰和调节

环境污染，对于生态系统来说，可以影响和改变生态系统的平衡，因此，环境污染也是一种干扰。森林生态系统，不仅可以吸收大量的二氧化碳，释放大量的氧气，是“地球的绿肺”，另外，还具有保持水土、调节气候、抗洪涝、抗干旱等作用。

如图所示，湿地生态系统，对水土的保持，起了非常重要的作用。湿地生态系统，是初级生产力最高的生态系统，抗洪涝、抗干旱的作用非常强，被誉为“地球的肾脏”，湿地生态系统对地球环境的贡献，不亚于森林生态系统。

生活在湿地生态系统中的水生植物，例如，风眼莲等，具有巨大的净化污染的能力。湖泊较浅的部分，近海的潮间带，水田，都属于湿地生态系统。生态系统是一个完整的系统。经过长期的进化过程，生态系统的每一个成员，每一个物种，与周围的其他成员和物种，形成了密切的相互关系。

5.传粉、传播种子

如图所示，植物靠动物传粉，就是互惠共生的一种形式。在已知繁殖方式的植物中，绝大部分植物，包括农作物，都需要动物帮助传粉，大约有22万种这样的植物。参与授粉的动物，大约有10万种以上，有各种昆虫，也有鸟类，甚至还有蝙蝠这样的哺乳动物。

植物不仅仅依靠动物传粉，有些植物种类，还需要动物的帮助，传播扩散种子。如图所示，这只可爱的小鸟，能把种子传播到，它能飞到的地方。

一个生机勃勃的生态系统，不仅可以为我们提供，生活的必需品，而且，还为我们提供了一个悠闲美丽的好去处。

6.生态旅游

生态系统的生物多样性，还具有美学价值。随着我国经济的迅速发展，人们生活水平的提高，生态旅游，在近几十年来，发展迅速，成为重要的创收产业。

如图所示，你看那美丽的青海湖，充满了生机和活力。你看那风景如画的九寨沟，仿佛人间仙境。

但是，如果生态旅游管理不好，片面追求经济收入，盲目扩大旅游规模，建造过多的旅游设施，就会造成新的污染，破坏生态系统，使生态系统退化。

旅游生态学的研究，可以为生态旅游，寻找到一条可持续发展的道路。

虽然，保护环境，保护生物多样性，有利于可持续发展。但是，一些有害生物的生长、繁衍和流行，往往对人们的生产和生活，造成威胁，甚至威胁人的身体健康。因此，为了适应可持续发展的需要，还要进行有害生物的防治。

1.有害生物

那么，哪些生物，可以看作是有害生物呢？有害生物主要是指，一些生物类群，它们和人类竞争食物，或者传播病原体，以各种方式，威胁人类的健康、舒适或安宁。

其实，有害生物的定义，包含人的主观意识。例如。当野草作为一种植物，与农作物、森林树木等，产生相互竞争时，这种野草就有可能，也被定义为有害生物。因此，有害生物的类群是相当广泛的。

某些有害生物，如图所示，可能出现爆发性种群增长，几年前，洞庭湖爆发的鼠灾，让周围的农民颗粒无收。在特定的季节和气候等条件下，草原可能爆发蝗虫灾害，遍地的蝗虫把草地啃得精光，幸好人们想出了一个好主意，放养家禽把蝗虫歼灭掉。

有些害虫，虽然不出现爆发性种群增长，但是，可引起极大的经济损失，例如，苹果小卷蛾，每年只产卵40-50个，但是最重要的苹果害虫。由此看来，有害生物的防治，对可持续发展至关重要。

那么，具体可以采取哪些防治措施呢？

2.防治技术措施

（1）农业防治

在农业方面，可以应用农业技术，来防治病害、虫害、杂草、鼠害等。例如，在田间，混合种植不同的作物。避免相同作物，在同一块土地上，重复种植，培育抗病、抗虫的新品种等等。

（2）生物防治

另一方向，可以利用病虫害的天敌，或者某些生物的代谢物，去防治有害生物，我们称之为生物防治。天敌是多种多样的，有瓢虫、步行虫、蜘蛛和鸟类等捕食者，有寄生蜂、寄生蝇和线虫等寄生物，还有真菌、细菌和病毒等致病菌。这些天敌，在自然生态系统中，控制着有害生物的数量。

在防治有害生物的措施中，化学防治的应用非常广泛。

（3）化学防治

使用天然的药物，或者经过人工合成的化学药物，控制有害生物的方法，称之为化学防治。

化学防治的特点是，见效快，效率高。如图所示，飞机喷洒DDT，可以迅速消灭蚊子。对大面积的、爆发性的病虫草害，可以在短时期内，迅速得到控制。但是，常常会产生一系列的副作用。

2.防治技术措施

（3）化学防治

化学防治有害生物的药物，称为化学杀虫剂。

i.化学杀虫剂

大多数广谱杀虫剂，对蜜蜂是高毒性的。如果人类接触农药，可以引起农药中毒，导致死亡。喷洒杀虫剂，可以导致家畜中毒，也可以导致鸟和野生哺乳动物中毒死亡，还可以引起人类生病。

杀虫剂对植物，也可能是有害的，杀虫剂可以抑制植物的生长。例如，杀虫快、百草枯，这样的除草剂，对哺乳动物是高毒性的，但是，人类还没有找到，对这些除莠剂的解毒药物。

在越南战中期间，美国军队，为了战争的需要，在越南的热带丛林中，使用一些化学药物，使沼泽地和森林的树木落叶。但是，非常可怕的是，这些化学药物，在低剂量时，就会影响哺乳动物的胚胎发育，出生的动物，有严重的缺陷。这些化学药物，还可以诱发癌症。

另外，有些杀虫剂，化学性质非常稳定，不能被分解，就会造成更严重的后果。

ii.杀虫剂的生物放大作用

如果杀虫剂通过食物或饮水，被身体吸收，这些毒素就会在身体组织中累积，不能变性或者不能代谢。这样，在食物链中，每向上传递一级，杀虫剂浓度就会增加，一直到顶级捕食者，拥有最高剂量的毒素。如图所示，这是一个生物放大作用的典型例子。水中DDT的浓度为3×10-6ppm，经过食物链的几个营养级，最后，鹰的体内DDT的浓度为25ppm，DDT几乎浓缩了107（一千万）倍。

iii.杀虫剂对害虫天敌的影响

如果杀虫剂能消灭害虫，同样也能杀死害虫的天敌。

那么，使用杀虫剂，开始的时候，可能引起害虫生物数量的下降。但是，过了一段时间后，害虫数量，却会迅速增加。这是因为，大量害虫和害虫的天敌，被消灭后，个别存活下来的害虫，就都会有丰富的食物，可以不断繁殖，有可能再次爆发虫害。而这时，天敌已经全部被消灭，不能再吃害虫了。而且，害虫的天敌，一般能吃几种害虫，如果为了消灭一种害虫，把天敌也给消灭了，那么，其他害虫就可能爆发。

例如，在1950年，在中美洲，主要有两种棉花害虫，一种是墨西哥棉铃象，另一种是棉叶夜蛾。通过一年5次使用有机杀虫剂，开始取得很好的成效，棉花产量增加。可是，到了1955年，却出现了谷实夜蛾、棉蚜、三纹夜蛾的病虫害。所以，只好把使用杀虫剂的频率升高到每年10次，到了20世纪60年代，有8种害虫发生，每年使用杀虫剂的次数，升高到了28次。

在我国也存在着类似的现象，农药越用越多，病虫害越来越猖獗。还有一种更糟糕的现象，虫害逐渐对杀虫剂有了抗性。

iv.使用杀虫剂产生进化的抗性

很大数量的害虫，在遭受了杀虫剂之后，少数害虫的基因发生突变，对杀虫剂有了抗性。在种群的大部分已死亡的情况下，由于杀虫剂定期的重复使用，这些具有抗性的害虫，就有了存活和繁衍的好机会。如果重复使用农药，具有抗性的害虫后代，通过进一步的基因突变，可能会进化出抗药性更强的性状。

对一种杀虫剂有抗性的虫害，对另一种杀虫剂也可能具有抗性，可以进化出具有多种抗性的虫害，并以不同作用方式，抵抗多种杀虫剂。例如，最令人讨厌的苍蝇，已经发展到，可以抵抗使用的每种化学制剂。真是“道高一尺，魔高一丈”啊。

v.除草剂

生物对除草剂的抗性，进化比较缓慢，但是近年来，已经有了大量的杂草抗性报道。

2.防治技术措施

在病虫害的防治方面，人们探索的脚步，从没有停止过。

（4）物理防治

采用物理措施，也可以有效地防治有害生物。例如，机械的方法，铲除杂草。对害虫进行灯光引诱，然后对害虫进行消灭。

如图所示，每当夜幕降临，架设在森林里的高压电网杀虫灯，通电发光，害虫飞向光亮处，撞到亮灯两旁的高压电网，当场毙命。

（5）遗传防治

另外，现代先进的生物技术，使遗传防治也成了生物防治的重要手段之一。

遗传防治，主要是通过遗传操纵技术，产生不育性雄性个体，并把不育性雄性个体，释放到野外，这些不育性雄性个体与绝大多数的野生雌性个体交配，不能产生后代，物种的繁衍就陷入困境，有害生物就有可能，因为没有足够多的后代而灭亡。

如果筛选有抗性的植物品种，来对抗害虫，这种遗传防治方法，就称为基因防治。

植物的遗传操作非常复杂。把一个基因插入到农作物的染色体中，使农作物具有抗病虫害的能力。如图所示，在我国，培育出的抗虫棉新品种，已经推广应用。

1.外来物种对人类的社会经济的影响

并不是所有的外来物种，对生态环境的平衡是有害的。很多外来物种，对人类社会的经济发展，曾起了很大的作用。

下面让我们举几个例子。如图所示。

在中国粮食作物中，排名第三位的玉米，传入中国已经有400多年历史。花生引入中国，大约有600多年历史。甘薯和马铃薯，是我们常见的农产品，分别是在16世纪和17世纪的时候，引入中国的。另外，我国从国外引入的牧草，已经达到20个属，共有204个品种。

同样，中国的植物资源，也被引到国外。例如，在美国加利福尼亚州，70%以上的树木花草，都是来自中国。意大利引种的中国园林植物，多达1000种。德国现有的植物，其中50%来源于中国。荷兰是世界花卉出口最多的国家，大约有40%的花木，是从中国引入的。

由此可见，这些被引进的外来物种，不但丰富了那里的生物多样性，而且对人类的生存和社会经济的发展，也起到十分重要的作用。随着社会的进步和全球经济发展的需要，不同国家之间，外来物种的引进，还会长期存在。

2.外来物种的类型

从生态经济学角度分析，外来物种可分为，有益外来物种，中性外来物种，有害外来物种等三种类型。

有害的外来物种，传入到某个生态环境中，将会干扰这个生态系统的平衡，或者直接危害农作物、畜禽或牧场，破坏森林，甚至威胁人类的身体健康和生命安全。

有害的外来物种，又被称为外来种，或者称为侵入种。外来种对生态系统的生物多样性，有明显的影响。

3.外来种对生物多样性的影响

因为，每种动植物，作为生态系统中的一个成员，在自然环境条件中，各自都处于食物链的相应位置，相互制约，所以，种群保持着相对稳定的状态，这是自然界的普遍规律。

但是，如果有外来种侵入到新的地区，就会干扰那里原有的生态平衡，影响甚至严重破坏，入侵区的生物多样性结构，或者对当地的生态系统产生影响，一些外来种病原生物，还能直接危害到人类的生命。

4.外来种举例

下面，让我们举几个例子。

（1）克拉马思草

如图所示，克拉马思草，又称金丝桃，在上海的公园里，是一种常见的花卉。

其实，金丝桃原来生长在欧洲和亚洲，多年生植物。

现在，金丝桃已经传播到世界上许多地区，澳大利亚、新西兰、阿根廷、智利、南非和北美，都有金丝桃的足迹。

金丝桃传入美国之后， 20世纪初，在加利福尼亚北部的克拉马思河一带，首次被发现，被美国学者称为克拉马思草。

在以后的若干年中，蔓延到加利福尼亚，遍布低海拔的山谷、峡谷和沿海平原，侵占了牧场。到20世纪40年代中期，已经侵占了81万公顷的土地。而且，金丝桃的分布区不断扩大，成为当地绝对优势的植物，取代了本土的牧草和引进的牧草。

另外一种外来种植物，是大叶醉鱼草。

（2）大叶醉鱼草

如图所示，大叶醉鱼草，属于马钱科。在上海的公园里，也是一种常见的花卉。

在1860年，大叶醉鱼草作为观赏植物，由中国引入到新西兰。可是，到了20世纪80年代，大叶醉鱼草逐渐蔓延成灾，导致当地生物多样性的严重破坏。

在大面积的人工林砍伐更新的过程中，在新树还没有长大时，大叶醉鱼草就迅速茂盛地生长，成为优势种植物，覆盖了大片的地面，取代了当地的其他植物。

4.外来种举例

我们国家，也深受外来种的侵害。例如，凤眼莲。

（3）凤眼莲

如图所示，凤眼莲，也称水葫芦。在我国的江南，无论是河流沟渠，还是湖泊池塘中，随处可见，水面上漂浮着水葫芦。

凤眼莲，原来生长在南美。大约在20世纪30年代的时候，作为畜禽的饲料，被引入到中国。并且，作为观赏和净化水质的植物，推广种植，现在，凤眼莲广泛分布在南方的10多个省市。

在中国，最大的高原湖泊——滇池，由于水质污染，凤眼莲疯长，导致很多原来的本地水生生物，处于灭绝的边缘。

在我国，另一种危害比较大的外来种，是大米草。

（4）大米草

如图所示，大米草，属于禾本科植物。

大米草的故乡在遥远的欧洲。20世纪70-80年代，引入中国，作为沿海的护滩植物，在许多地区，对护滩固岸起了很好的作用。

但是，近年来，这些大米草不守规矩，到处滋生扩展，形成了优势种群，对当地的生物多样性构成了严重的威胁。

所以，人们又在研究，如何防止大米草的侵害。

下面，让我们总结一下，外来种生物生态学的主要特征。

5.外来种生物生态学主要特征

作为外来种，这些生物的传播能力、繁殖能力非常强，对环境条件的适应性也非常强，并且具有旺盛的生命力。所以，这些外来物种，才能够“野火烧不尽，春风吹又生”。

除了植物的外来种，还有动物、微生物的外来种，随着国际贸易事业的不断发展，外来物种的入侵机会增加，因此，必须采取严厉的措施，加强防范。

6. 外来种的控制

首先，通过立法，采取强制手段，禁止危险性的外来种传入，是控制外来种的首要措施。在1991年，我国通过了《中华人民共和国进出境动植物检疫法》。

制定这部法律的目的，就是为了防止动物传染病、寄生虫病，植物病虫害、杂草等有害生物传入、传出国境，保护农、林、牧、渔业生产和人体健康，促进对外经济贸易的发展。

这部法律规定，进出境的动植物、动植物产品和其他检疫物，及其装载容器、运输工具，都要依法实施检疫。

我们国家，设立中华人民共和国动植物检疫局，下设200多个口岸检疫机构。

如图所示，工作人员正在进行出入境检疫检验。

1992年，国务院还发布了《植物检疫条例》，对已经传入国内的危险性外来病虫害，加以严格限制。

下面让我们总结一下本环节的主要内容：人类活动与生态系统、全球变暖与环境污染、人口和资源问题、生物多样性及保护、生态系统服务、有害生物的防治、外来物种。

本环节内容较多，应用性较强，希望大家课后认真复习，及时完成作业。

本课程的内容讲解，全部结束，希望各位学员，通过本课程的学习，充分掌握生态学、生物多样性、环境保护等方面的知识，提高自身的教学水平。

非常感谢各位学员的合作。再见！