生物多样性是一个广泛而复杂的概念，通常从遗传资源多样性、物种多样性和生态系统多样性等方面来论述。物种内的多样性属于遗传多样性(genetic diversity)，物种之间的多样性为物种多样性(species diversity)，而在生态上或栖息地水平上的多样性为生态系统多样性(ecosystem diversity)。依据di Castri和Younes(1996)的观点，遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性是相互关联、相互作用的，如图所示：
由此可见，生态系统多样性是物种多样性、遗传多样性的基础。
图示 生物多样性的三个层次及其相互关系
第一节 生态系统概述
生态系统(ecosystem)是由生物群落与无机环境构成的统一整体。生态系统的范围可大可小，相互交错，最大的生态系统是生物圈，最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统。人类主要生活在以城市、乡镇和农村为主的人工生态系统中。生态系统是开放的体系，为了维系自身的稳定，生态系统需要不断输入能量，许多基础物质在生态系统中不断循环。
生态系统由无机环境和生物群落两部分组成。无机环境是生态系统的基础，其决定着生态系统的复杂程度和其中生物群落的丰富度。同时，生物群落又反作用于无机环境，生物群落在生态系统中既要适应环境，也在不断影响着周边环境。生物群落的初生演替甚至可以把一片荒漠变成绿洲，生物群落与无机环境紧密联系又相互作用，使得生态系统成为具有一定功能的有机整体。
一、生态系统的分类
目前，人们对生态系统的分类有许多种，分类的标准也不同。其中Udardy(1975)提出的分类得到了世界自然保护联盟(IUCN)和联合国教科文组织(UNSCO)的承认。这种分类认为生态系统包括14个生物地理群系，它们分别是热带雨林、亚热带/温带森林/林地、温带针叶林/林地、热带旱林/林地、温带阔叶林、常绿硬叶林、温带沙漠、半荒漠、热带草原/热带稀疏草原、温带草原、混合岛屿系统、苔原群落、混合山地系统及寒带沙漠和湖泊系统。此外，Udardy还将生态系统划分为193个区。这种分类的问题在于没有考虑到海洋生态系统以及陆地与海洋、淡水和海水的分界面，这些区域是生物多样性非常丰富的地区。
通常情况下，我们可以将生态系统分为自然生态系统和人工生态系统。自然生态系统可分为陆地生态系统和水域生态系统。人工生态系统可分为农田、城市等生态系统。陆地生态系统进一步可分为森林生态系统(热带雨林、温带森林、北方森林等)、草原生态系统、荒漠生态系统等；水域生态系统可以分为海洋生态系统、湿地生态系统。以下简要介绍主要的自然生态系统。
(一)热带雨林
热带雨林分布在南北回归线之间，属于热带气候地区，占地球表面积的6％—7％。其特点是动植物种类繁多，群落结构复杂，种群密度长期处于稳定状态。据不完全统计，热带雨林拥有全球40％—75％的物种。热带雨林还拥有非常丰富的特有物种，生物的类型也非常多样。另外，即使称之为雨林，每年也会有一个月或几个月的旱季，旱季每月降雨量不足100毫米，只有少数的热带雨林常年湿润。雨林的生物多样性会受到降雨量的影响。
(二)温带森林和北方森林生态系统
温带森林主要分布在北半球，包括东亚、欧洲、北美洲和南美洲太平洋沿岸、新西兰岛和塔斯马尼亚岛，主要由落叶阔叶林构成，常绿阔叶林和针叶林较少。温带森林大约有1200多个树种，东亚是物种多样性最高的地区。北方森林生态系统主要分布在北美和欧亚大陆，就其物种的丰富度而言，物种多样性比较贫乏，但是组成物种的功能多样性比较高。
(三)草原生态系统
草原是陆地表面常见的自然植被类型，约占陆地总面积的25％，是被广泛利用的非耕地类型。草原可以分为天然草原、半天然草原和人工草场，主要由禾本科和似禾本科的植物种类构成，在一些地区伴有灌木、非禾本科草本植物以及乔木。影响草原生态系统进化和维持的主要因素是干旱、火烧和动物的取食。食草动物的取食使草原生态系统进化面临着巨大的压力，适度的放牧可以使草原植物群落达到最大化。草原的物种数量是多变的，多样性最高的草原位于南美洲北部和非洲南部。
(四)湿地生态系统
湿地包括天然或人工的、永久性或暂时性的沼泽地、泥炭地、河流、湖泊、红树林、水库、池塘、沿海滩涂、深度小于6米的浅海。湿地生态系统广泛地分布于内陆和沿海地区，可以为生活、工农业用水提供水源，补充地下水；亦可作为水禽的栖息地，鱼类的生存场所。
(五)海洋生态系统
海洋分布为太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋，占地球表面的71％。生物群落受光照、温度、盐度等非生物因素影响较大。生物种类包括浮游生物、大型藻类、鱼、海生哺乳动物和无脊椎动物等。海洋具有复杂的生物地理学特点，对其生物多样性难以准确计算，就全球范围而言，海洋生态系统的物种数大概是陆地生态系统的两倍。
二、生态系统多样性的丧失
生态系统多样性的丧失是物种多样性和遗传多样性丧失的最终原因。造成生态系统丧失的主要因素包括过度开发利用、栖息地破坏、外来物种入侵、污染等。过度开发利用是指处于生产、生活、科研等目的，没有节制地对植物进行采集、对动物进行狩猎、对非生物资源的过度开发等。栖息地破坏是由一系列的土地改造引起的，主要包括修路、建设大坝、发展工业、湿地汲水、旅游与农业生产等；此外，土地荒漠化也导致了栖息地的破坏与丧失。外来物种入侵造成本地物种群落结构发生变化，进而破坏当地生态系统。引起污染的原因是复杂的，但人为因素是主要的，空气、水、土壤的污染，都严重影响到生态系统。上述因素的两个或多个组合，将会导致次生性生态系统的丧失。
导致生态系统丧失的最主要现象是生境破碎，是降低生物多样性最严重的原因。生境破碎是将大片的生境分离或隔离成空间独立的小片段的非自然过程。由于片段太小而无法维持物种的长期生存，甚至引起物种的灭绝。生境破碎会导致一个大种群分割为两个以上的小种群，对生物多样性的维持非常不利。事实证明，破碎化森林中的物种丰富度更低、种群的数量更少。
三、人类面临的生态困境
1998年7月，联合国环境规划署负责人克劳斯·特普费尔概括了威胁人类发展的十大环境资源问题，这些问题均直接涉及生物系统的完整和安全，它们是：(1)土壤遭到破坏。可耕地的肥沃程度降低，土壤侵蚀情况十分严重，土地受到严重污染。(2)气候变化和能源浪费。温室效应严重威胁着整个人类。气温升高将造成海平面升高，使许多人口稠密地区被淹没，并将对农业生态系统造成严重影响。世界能源消耗仍在增加，大量的温室气体仍在排放。(3)生物多样性减少。数以千计的物种灭绝，目前物种灭绝的速度是1600年时的100倍。生物多样性的减少直接降低生物圈的平衡调节能力，对人类危害极大。(4)森林减少。过去数百年里，温带地区国家失去了大部分森林。最近几十年来，热带地区国家森林面积减少的情况也十分严重。在1980—1990年间，世界上有1.5亿公顷森林消失，占全球森林面积的12％。(5)淡水资源受到威胁。在农业开发程度比较高的国家，地表水和地下水都受到了严重污染。在发展中国家，80％—90％的疾病和1/3以上的死亡者死因都与水污染有关。进入21世纪，世界上将有1/4的地区长期缺水。(6)化学污染。工业带来的数百万种化合物存在于空气、水、土壤、植物、动物和人体中。有机化合物、重金属和有毒物质富集于整个食物链中，并最终威胁动植物和人类健康。(7)混乱的都市化。大城市的无序扩大使环境受到严重破坏，生活条件进一步恶化。(8)海洋的过度开发和沿海地带被污染。海洋渔业资源正在以可怕的速度减少，海洋污染使有害物质富集于鱼虾等海产品中，这给人类的健康带来严重危害。(9)空气污染。多数大城市的空气含有许多污染物，威胁着市民的健康，导致许多人丧生。(10)极地臭氧层空洞。北极的臭氧层为20％—30％，南极的臭氧层损失50％以上。
生态破坏问题自古就有。早在100多年前，恩格斯在《自然辩证法》一书中曾写道：“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。美索不达米亚、希腊、小亚细亚以及其他各地的居民，为了想要得到耕地，把森林都砍完了，但是他们梦想不到，这些地方今天因此成为荒芜不毛之地，因为他们使这些地方失去了森林，也失去了积聚和贮存水分的中心。阿尔卑斯山的意大利人，在山南坡砍光了，在北坡十分细心地保护的松林，他们没有预料到，这样一来，他们把区域里的高山畜牧业的基础给摧毁了；他们更没有预料到，他们这样做，竟使山泉在一年中的大部分时间内枯竭了，而在雨季又使更加凶猛的洪水倾泻到平原上。”由于人类的生存环境遭到了破坏，古埃及文明、巴比伦文明等许多一度灿烂的古代文明逐渐衰落。中国的楼兰文明也因为人类对生存环境的破坏而被埋到了荒漠沙砾之下。现代的工业文明不仅没有解决生态破坏问题，反而加剧了生态破坏的程度，生态环境日益恶化。直到今天，生态破坏仍然是人类不得不面对的严重的环境问题。
在当代，环境污染问题突出地表现为引起世人关注的公害事件。公害事件多发生在相对较短的时期内，是由环境污染而引起的大量人群发病甚至死亡。最引人注目的是发生在20世纪初至20世纪70年代之间的“八大公害事件”，即1930年比利时的马斯河谷烟雾事件、1948年美国多诺拉烟雾事件、1943年美国洛杉矶光化学烟雾事件、1952年英国伦敦烟雾事件、1955年日本的痛痛病事件、1956年日本的水俣病事件、1961年日本的四日市哮喘事件和1968年日本的米糠油事件。有“世界工厂”之称的伦敦作为工业革命的发源地，常被称为“雾都”，之所以有如此称谓不是由于伦敦为温带海洋性气候，而是因为其经久不散的烟雾。“习称的‘伦敦烟雾事件’发生在1952年12月5日至8日，英国全境几乎全被浓雾覆盖，伦敦上空更是烟雾弥漫，煤烟尘经久不散。当时恰遇逆温天气，致使燃煤产生的烟雾不断积聚，污染物浓度急剧升高。大气中烟尘浓度高达4.46mg/㎡，为平时的10倍；二氧化硫最高达1.34ppm，为平时的6倍。烟雾笼罩之下，伦敦居民出现咳嗽、喉痛、胸闷、头疼、呼吸困难、眼睛刺激等症状，四天中死亡人数较常年同期约多4000人。”
由于这些问题的存在，人类面临的生态环境问题十分严重，全世界的森林、淡水和海洋生态系统遭受了严重的破坏，不仅影响着人类的生存问题，也威胁着依靠环境生存的生物，生物多样性也在不断地减少。
第二节 生态系统的保护
生态系统是一个完整的体系，如果其中的物质和能量的流动是不受妨碍的，那么生态系统中的物种多样性和遗传多样性就会自动得到很好的保护。生态系统的保护是物种和遗传多样性保护最有效的途径。生态系统保护的关键是设计出适宜物种生存的生态体系，最为重要的是栖息地，建立保护区域网络，将濒危物种置于保护区之内。因此，我国与世界其他国家相继建立了保护区，对生态系统实施保护。
自1956年建立第一个自然保护区以来，我国自然保护区经历了数量从无到有、规模从小到大，功能从单一到综合的历程。截至2007年底，全国共建立各种类型、不同级别的自然保护区2531个，约占陆地国土面积的15.2％。其中国家级自然保护区303个。自然保护区的建设和管理对于生态系统的保护发挥了重要的作用。
一、森林生态系统的保护
截至2008年底，中国林业系统自然保护区数量达2006处，面积1.23亿公顷，占国土面积的12.78％，使300多种重点保护野生动物和130多种重点保护野生动物主要种群及其栖息地得到良好保护，有效保护了90％的陆地生态系统类型、85％的野生动物种群和65％的高等植物群落。
