生物多样性（Biodiversity）通常指的是地球上生命的多样性和多样性。 根据联合国环境规划署（UNEP），生物多样性通常衡量遗传，物种和生态系统水平的变化。 赤道附近的陆地生物多样性往往更大，这似乎是气候温暖和初级生产力高的结果。 生物多样性不均匀分布在地球上，在热带地区最为丰富。 这些热带森林生态系统覆盖了地球表面不到10％的面积，并且包含了世界上约90％的物种。 沿海地区的海洋生物多样性往往最高，海平面温度最高，海洋中纬度带。 物种多样性存在纬度梯度。 生物多样性通常倾向于集中在热点地区，并且随着时间的推移不断增加，但未来可能会放缓。
快速的环境变化通常会导致大规模物种灭绝。 据估计，超过99.9％的物种曾经生活在地球上，总数超过50亿，已经灭绝。 关于地球当前物种数量的估计范围从1000万到1400万，其中约120万已被记录，超过86％尚未被描述。 最近，在2016年5月，科学家们报告说，目前估计有1万亿种物种在地球上，只有千分之一的物种被描述。 地球上相关DNA碱基对的总量估计为5.0×1037，重量为500亿吨。 相比之下，估计生物圈的总质量高达4 TtC（万亿吨碳）。 2016年7月，科学家们报告了从生命在地球上的所有生物的最后世界共同祖先（LUCA）中鉴定出一组355个基因。
地球的年龄约为45.4亿年。 地球上生命最早的无可争议的证据至少可以追溯到35亿年前，在Eoarchean时代，地质地壳在早期熔化的Hadean Eon之后开始凝固之后。 在澳大利亚西部发现的有34.8亿年历史的砂岩中发现了微生物垫化石。 生物物质的其他早期物理证据是在格陵兰西部发现的37亿年前的元沉积岩中的石墨。 最近，在2015年，西澳大利亚的41亿年前的岩石中发现了“生物生命的遗迹”。 根据一位研究人员的说法，“如果生命在地球上相对较快地出现……那么它在宇宙中可能是常见的。”
自从地球生命开始以来，五次大规模灭绝和一些小事件导致生物多样性大幅度突然下降。 显生宙（过去的5.4亿年）通过寒武纪爆发标志着生物多样性的快速增长 – 在此期间大多数多细胞门首次出现。 接下来的4亿年包括重复的大规模生物多样性丧失，归类为大规模灭绝事件。 在石炭纪，雨林的崩塌导致了植物和动物的巨大损失。 二亿五千万年前的二叠纪 – 三叠纪灭绝事件是最糟糕的; 脊椎动物恢复需要3000万年。 最近的白垩纪 – 古近纪灭绝事件发生在6500万年前，并且经常引起比其他人更多的关注，因为它导致了恐龙的灭绝。
自人类出现以来的这段时期，生物多样性不断减少，伴随着遗传多样性的丧失。 被称为全新世灭绝，减少的主要原因是人类的影响，特别是栖息地的破坏。 相反，生物多样性以多种方式对人类健康产生积极影响，尽管研究了一些负面影响。
联合国将2011 – 2020年定为联合国生物多样性十年。
词源
野生动物科学家和环保主义者雷蒙德·达斯曼（Raymond F. Dasmann）在1968年首次使用“生物多样性”这一术语，这本书是一本倡导保护的“不同种类的国家”。 该术语仅在十多年后被广泛采用，当时在20世纪80年代，它在科学和环境政策中得到普遍使用。 Thomas Lovejoy在“保护生物学”一书的前言中向科学界介绍了该术语。 在此之前，“自然多样性”一词很常见，由大自然保护协会科学部门在1975年的一项重要研究“自然多样性保护”中引入。 到20世纪80年代初，TNC的科学计划及其负责人Robert E. Jenkins，Lovejoy和当时美国其他领先的保护科学家都主张使用“生物多样性”这一术语。
生物多样性这一术语可能是由WG Rosen在1985年创建的，同时计划由国家研究委员会（NRC）组织的1986年全国生物多样性论坛。 它首次出现在1988年的一份出版物中，当时社会生物学家EO Wilson将其作为该论坛会议记录的标题。
从这个时期开始，该术语在生物学家，环保主义者，政治领导人和有关公民中得到广泛使用。
美国的一个类似术语是“自然遗产”。 它优先于其他人，更受更多对保护感兴趣的观众所接受。 它比生物多样性更广泛，包括地质和地貌。
分配
生物多样性分布不均匀，而且在全球和区域内差异很大。 除其他因素外，所有生物（生物群）的多样性取决于温度，降水，海拔，土壤，地理和其他物种的存在。 对生物，物种和生态系统空间分布的研究是生物地理学的科学。
多样性在热带地区以及其他局部地区（例如开普植物区域）和一般的极地地区一直较低。 长期处于潮湿气候的雨林，如厄瓜多尔的Yasuní国家公园，生物多样性特别高。
人们认为陆地生物多样性比海洋生物多样性高25倍。 2011年使用的一种新方法，使地球上的物种总数达到870万，其中210万估计生活在海洋中。 然而，这一估计似乎不足以代表微生物的多样性。
纬度梯度
一般来说，从极地到热带地区的生物多样性都在增加。 因此，低纬度地区的物种多于高纬度地区。 这通常被称为物种多样性的纬度梯度。 几种生态机制可能有助于梯度，但其中许多背后的最终因素是赤道的平均温度与极地的温度相比更高。
尽管陆地生物多样性从赤道向极地下降，但一些研究表明，这种特征在水生生态系统中是未经证实的，特别是在海洋生态系统中。 寄生虫的纬度分布似乎不遵循这一规则。
2016年，提出了另一种假设（“分形生物多样性”）来解释生物多样性纬度梯度。 在这项研究中，物种库大小和生态系统的分形性质相结合，以澄清这种梯度的一些一般模式。 该假设认为温度，水分和净初级生产（NPP）是生态系统生态位的主要变量，也是生态超体积的轴。 通过这种方式，可以构建分形超体积，其分形维数上升到三个向赤道移动。
热点
生物多样性热点是一个具有高水平特有物种的地区，经历了巨大的栖息地丧失。 “热点”一词由诺曼·迈尔斯于1988年引入。 虽然热点遍布全球，但大多数是森林地区，大多数位于热带地区。
巴西的大西洋森林被认为是一个这样的热点，包含大约20,000种植物，1,350种脊椎动物和数百万种昆虫，其中大约一半在其他地方无法生存。 马达加斯加岛和印度也特别值得注意。 哥伦比亚的特点是生物多样性高，世界范围内的物种比例最高，并且拥有最多的任何国家的特有物种（其他任何地方都没有的物种）。 在哥伦比亚，大约10％的地球物种可以在哥伦比亚找到，其中包括超过1,900种鸟类，比欧洲和北美的总和还多，哥伦比亚有10％的世界哺乳动物物种，14％的两栖动物物种和18％世界上的鸟类。 马达加斯加干燥的落叶林和低地雨林具有很高的特有率。 自6600万年前该岛与非洲大陆分离以来，许多物种和生态系统都独立发展。 印度尼西亚的17,000个岛屿面积为735,355平方英里（1,904,560平方公里），包含世界上10％的开花植物，12％的哺乳动物和17％的爬行动物，两栖动物和鸟类，以及近2.4亿人口。 许多具有高度生物多样性和/或特有性的地区来自需要异常适应的特殊栖息地，例如高山的高山环境或北欧泥炭沼泽。
准确衡量生物多样性的差异可能很困难。 研究人员之间的选择偏差可能导致对现代生物多样性估计的偏向实证研究。 1768年，吉尔伯特怀特牧师简洁地观察了他在汉普郡的塞尔伯恩“所有的自然界都是如此充实，以至于该地区生产的品种最多，而且检查最多。”
进化与历史
生物多样性是35亿年演变的结果。 科学并未明确确定生命的起源，但有些证据表明，地球形成后仅几亿年就已经建立了生命。 直到大约6亿年前，所有生命都由微生物 – 古细菌，细菌和单细胞原生动物和原生生物组成。
在显生宙期间（过去的5.4亿年），生物多样性的历史始于寒武纪爆发期间的快速增长 – 在此期间几乎每个多细胞生物的门都出现了。 在接下来的4亿年左右，无脊椎动物多样性几乎没有总体趋势，脊椎动物多样性显示出总体指数趋势。 多样性的急剧增加的特点是定期大规模的多样性丧失被归类为大规模灭绝事件。 当热带雨林在石炭系中坍塌时发生了重大损失。 最糟糕的是2.5亿年前的二叠纪 – 三叠纪灭绝事件。 脊椎动物需要3000万年才能从这次活动中恢复过来。
化石记录表明，过去几百万年是历史上最大的生物多样性。 然而，并非所有的科学家都支持这种观点，因为对于近期地质剖面的更大可用性和保存，化石记录有多强烈存在不确定性。 一些科学家认为，对采样文物进行校正后，现代生物多样性可能与3亿年前的生物多样性没有太大差别，而其他科学家认为化石记录可以合理地反映生命的多样化。 目前全球宏观物种多样性的估计值在200万至1亿之间，最佳估计值接近900万，绝大多数是节肢动物。 在没有自然选择的情况下，多样性似乎在不断增加。
进化多样化
人们一直在争论是否存在限制可以同时生活的生命数量的全球承载能力，以及这种限制是否也会限制物种数量的问题。 虽然海洋中的生命记录显示出生长的逻辑模式，但陆地上的生命（昆虫，植物和四足动物）显示出多样性的指数增长。 正如一位作者所说，“四足动物还没有侵入64％的潜在可居住模式，而且如果没有人类影响，四足动物的生态和分类多样性将继续以指数方式增长，直到大部分或全部可用的生态系统为止。填充。”
随着时间的推移，似乎多样性继续增加，特别是在大规模灭绝之后。
另一方面，通过显生宙的变化与双曲线模型（广泛用于人口生物学，人口学和宏观社会学，以及化石生物多样性）相比，与指数和逻辑模型相关性更好。 后一种模型意味着多样性的变化受到一阶正反馈（更多的祖先，更多后代）和/或资源限制引起的负面反馈的指导。 双曲线模型意味着二阶正反馈。 世界人口增长的双曲线模式源于人口规模与技术增长率之间的二阶正反馈。 生物多样性增长的双曲线特征可以通过多样性和社区结构复杂性之间的反馈来类似地解释。 生物多样性和人口曲线之间的相似性可能来自这样一个事实：两者都来源于双曲线趋势与周期性和随机动力学的干扰。
然而，大多数生物学家都认为人类出现以来的时期是新的大灭绝的一部分，称为全新世灭绝事件，主要是由于人类对环境的影响。 有人认为，目前的灭绝速度足以在100年内消灭地球上的大多数物种。
2011年，Roberto Cazzolla Gatti在与生物多样性相关的生态位分化理论中提出物种本身就是生物多样性的建筑师，通过按比例增加特定生态系统中潜在可利用的生态位数量。 这项研究产生了生物多样性是自动催化的观点。 因此，相互依存的物种生态系统可被视为一种新兴的自催化集（一种相互“催化”实体的自我维持网络），其中一个（一组）物种能够使其他物种的存在（即创造利基） 。 这个观点提供了一个可能的答案，解决为什么这么多物种可以在同一个生态系统中共存的基本问题。
经常发现新物种（平均每年有5-10,000个新物种，其中大多数是昆虫），尽管发现了许多物种，但尚未对其进行分类（估计近90％的节肢动物尚未分类）。 大多数陆地多样性存在于热带森林中，一般而言，土地的物种多于海洋; 地球上可能存在约870万种，其中约210万种生活在海洋中。
生态系统服务
证据的平衡
“生态系统服务是生态系统为人类提供的一系列好处。” 自然物种或生物群是所有生态系统的管理者。 就好像自然界是一个巨大的资本资产银行账户，能够无限期地支付生命维持红利，但前提是资本得以维持。
这些服务有三种形式：
提供可再生资源生产的供应服务（例如：食品，木材，淡水）
规范减少环境变化的服务（例如：气候调节，病虫害防治）
文化服务代表着人类的价值和享受（例如：景观美学，文化遗产，户外娱乐和精神意义）
关于生物多样性对这些生态系统服务的影响，特别是供应和管理服务，已有许多说法。 在通过同行评审文献进行详尽调查以评估36项关于生物多样性对生态系统服务影响的不同主张之后，其中14项声明得到了验证，6项表明混合支持或得不到支持，3项不正确，13项缺乏足够的证据可以得出明确的结论。
服务增强
供应服务
物种多样性更大
植物增加饲料产量（271个实验研究的合成）。
植物（即单一物种内的多样性）提高了整体作物产量（575项实验研究的合成）。 虽然对100项实验研究的另一篇综述报道了混合证据
树木的总产量增加（53项实验研究的综合）。 但是，没有足够的数据来得出树木性状多样性对木材生产的影响。
规范服务
物种多样性更大
鱼类增加了渔业产量的稳定性（8项观察研究的综合）
天然害虫敌人减少草食性害虫种群（数据来自两个单独的评论; 266实验和观察研究的综合; 18个观察研究的综合。虽然对38个实验研究的另一个审查发现混合支持这一主张，暗示在相互内部的情况下捕食发生时，单一的捕食性物种往往更有效
植物降低植物的疾病流行率（107项实验研究的综合）
植物增加对植物入侵的抵抗力（来自两个单独评论的数据; 105个实验研究的综合; 15个实验研究的综合）
植物增加碳封存，但请注意，这一发现仅涉及二氧化碳的实际吸收而非长期储存，见下文; 合成479实验研究）
植物增加土壤养分再矿化（103项实验研究的综合）
植物增加土壤有机质（85项实验研究的综合）
有混合证据的服务
供应服务
迄今为止没有
规范服务
植物的更大物种多样性可能会或可能不会减少食草害虫种群。 来自两个单独评价的数据表明，更大的多样性减少了害虫种群（40项观察性研究的综合; 100项实验研究的综合）。 一篇综述发现了混合证据（287项实验研究的综合），另一篇发现了相反的证据（100项实验研究的综合）
动物的更大物种多样性可能会或可能不会降低这些动物的疾病流行率（45项实验和观察性研究的综合），尽管2013年的一项研究提供了更多的支持，表明生物多样性实际上可能增强动物群落内的抗病性，至少在两栖动物青蛙中池塘。 必须发表更多的研究以支持多样性，以平衡证据的平衡，以便我们可以对这项服务作出一般规则。
植物的更大物种和性状多样性可能会或可能不会增加长期碳储存（33项观察性研究的综合）
更大的传粉媒介多样性可能会或可能不会增加授粉（7项观察性研究的综合），但2013年3月的一份出版物表明，增加的本地传粉媒介多样性增强了花粉沉积（尽管不一定是水果集，因为作者会让你相信，详情探讨他们的冗长的补充材料）。
服务受阻
供应服务
更大的植物物种多样性减少了初级生产（7项实验研究的综合）
规范服务
许多生物的更大的遗传和物种多样性减少了淡水净化（8项实验研究的综合，尽管由于缺乏可用的证据，作者试图研究碎屑多样性对淡水净化的影响是不成功的（只有1项观察性研究）被找到
供应服务
植物物种多样性对生物燃料产量的影响（在文献调查中，研究人员仅发现了3项研究）
鱼类物种多样性对渔业产量的影响（在文献调查中，研究人员仅发现了4项实验研究和1项观察研究）
规范服务
物种多样性对生物燃料产量稳定性的影响（在文献调查中，研究人员未发现任何研究）
植物物种多样性对饲料产量稳定性的影响（在文献调查中，研究者仅发现2项研究）
植物物种多样性对作物产量稳定性的影响（在文献调查中，研究者仅发现1项研究）
植物遗传多样性对作物产量稳定性的影响（在文献调查中，研究者仅发现2项研究）
多样性对木材生产稳定性的影响（在文献调查中，研究者找不到任何研究）
多个分类群的物种多样性对侵蚀控制的影响（在文献调查中，研究人员找不到任何研究 – 但他们确实研究了物种多样性和根生物量的影响）
多样性对洪水调节的影响（在文献调查中，调查人员找不到任何研究）
植物种类和性状多样性对土壤水分的影响（在文献调查中，研究人员仅发现了2项研究）
其他消息来源报告的结果有些矛盾，1997年罗伯特·科斯坦扎及其同事报告说，生态系统服务的全球估值（未在传统市场中得到）估计平均每年33万亿美元。
自石器时代以来，由人类活动驱动的物种损失加速超过平均基础率。 物种损失的估计速度是化石记录中典型速度的100-10,000倍。 生物多样性还提供许多非物质利益，包括精神和美学价值，知识体系和教育。
农业
农业多样性可分为两类：种内多样性，其中包括单一物种内的遗传变种，如马铃薯（Solanum tuberosum），由许多不同的形式和类型组成（例如在美国，它们可能将赤褐色马铃薯与新的比较土豆或紫色土豆，都不同，但同一物种的所有部分，马铃薯（S. tuberosum）。
另一类农业多样性称为种间多样性，指的是不同物种的数量和类型。 考虑到这种多样性，我们可能会注意到许多小型蔬菜种植者种植许多不同的作物，如土豆，还有胡萝卜，辣椒，生菜等。
农业多样性也可以通过“计划”多样性或“相关”多样性来划分。 这是我们强加的功能分类，而不是生活或多样性的内在特征。 计划的多样性包括农民鼓励，种植或饲养的作物（例如作物，覆盖物，共生体和牲畜等），这可以与未经邀请的作物中的相关多样性形成对比（例如食草动物，杂草和病原体等）。
控制相关的生物多样性是农民面临的重大农业挑战之一。 在单一养殖场，这种方法通常是使用一套生物破坏性农药，机械化工具和转基因工程技术消除相关多样性，然后轮作作物。 尽管一些混养农民使用相同的技术，但他们也采用综合虫害管理策略以及更加劳动密集型的策略，但通常较少依赖资本，生物技术和能源。
种间作物多样性在某种程度上负责提供我们所吃的多样性。 种内多样性，单一物种中等位基因的多样性，也为我们的饮食提供了选择。 如果作物在单一栽培中失败，我们依靠农业多样性来用新的东西重新种植土地。 如果小麦作物被有害生物破坏，我们可能会在明年种植更坚硬的小麦品种，这取决于种内多样性。 我们可以放弃该地区的小麦生产，并依靠种间多样性完全种植不同的物种。 即使是主要发展单一栽培的农业社会，在某种程度上也依赖于生物多样性。
1846年的爱尔兰马铃薯枯萎病是造成100万人死亡和200万人移民的主要原因。 这只是种植了两种马铃薯品种的结果，这两种马铃薯品种都易受枯萎病，致病疫霉（Phytophthora infestans）于1845年到来。
20世纪70年代，当稻草特技病毒袭击印度尼西亚到印度的稻田时，对6,273个品种进行了抗性试验。 只有一种抗性，一种印度品种，自1966年以来就被科学所知。该品种与其他品种形成杂交，现已广泛种植。
1970年，咖啡生锈袭击了斯里兰卡，巴西和中美洲的咖啡种植园。埃塞俄比亚发现了一种抗性品种。 这些疾病本身就是一种生物多样性。
单一文化是造成若干农业灾害的一个因素，包括19世纪后期欧洲葡萄酒业的崩溃和1970年美国南方玉米叶枯病的流行。
尽管大约80％的人类食物供应来自20种植物，但人类至少使用40,000种植物。 许多人依靠这些物种获取食物，住所和衣物。 地球生存的生物多样性为增加适合人类使用的食物和其他产品的范围提供了资源，尽管目前的灭绝速度缩小了这种潜力。
人类健康
生物多样性与人类健康的相关性正在成为一个国际政治问题，因为科学证据建立在生物多样性丧失对全球健康的影响之上。 这个问题与气候变化问题密切相关，因为气候变化的许多预期健康风险与生物多样性的变化有关（例如人口的变化和疾病媒介的分布，淡水的稀缺，对农业生物多样性和粮食的影响）资源等）。 这是因为最有可能消失的物种是缓解传染病传播的物种，而幸存的物种往往是增加疾病传播的物种，例如西尼罗河病毒，莱姆病和汉坦病毒，根据一项研究所做的研究 – 由贝尔学院生态学家Felicia Keesing和康奈尔大学阿特金森可持续未来中心（ACSF）环境副主任Drew Harvell撰写。
地球上不断增长的需求和缺乏饮用水对人类健康的未来构成了另一个挑战。 部分原因在于水供应商成功增加供水和促进水资源保护的群体的失败。 虽然清洁水的分布增加，但在世界某些地区仍然不平等。 根据世界卫生组织（2018年）的统计，全球只有71％的人口使用安全管理的饮用水服务。
受生物多样性影响的一些健康问题包括饮食健康和营养安全，传染病，医学和医药资源，社会和心理健康。 众所周知，生物多样性在减少灾害风险和灾后救济和恢复工作方面发挥着重要作用。
生物多样性为药物发现和药用资源的可用性提供了重要支持。 很大一部分药物直接或间接来自生物来源：美国市场上至少50％的药物来自植物，动物和微生物，而世界上约80％的人口依赖于药物从自然（用于现代或传统医疗实践）的初级医疗保健。 只研究了一小部分野生物种的医学潜力。 生物多样性对整个仿生学领域的进步至关重要。 来自市场分析和生物多样性科学的证据表明，自20世纪80年代中期以来制药业产量的下降可归因于从天然产物勘探（“生物勘探”）转向支持基因组学和合成化学，实际上是对由于发展成本高，未发现的药品的价值可能无法为自由市场的公司提供足够的激励来寻找它们; 同时，天然产品在支持重大经济和健康创新方面有着悠久的历史。 海洋生态系统尤为重要，尽管不恰当的生物勘探可能会增加生物多样性的丧失，也会违反从中获取资源的社区和国家的法律。
工商业
许多工业材料直接来自生物来源。 这些包括建筑材料，纤维，染料，橡胶和油。 生物多样性对水，木材，纸张，纤维和食品等资源的安全也很重要。 因此，生物多样性丧失是企业发展的重要风险因素，也是长期经济可持续性的威胁。
休闲，文化和审美价值
生物多样性丰富了休闲活动，如远足，观鸟或自然历史研究。 生物多样性激励着音乐家，画家，雕塑家，作家和其他艺术家。 许多文化认为自己是自然界不可分割的一部分，需要他们尊重其他生物。
园艺，养鱼和标本采集等热门活动在很大程度上取决于生物多样性。 参与此类追求的物种数量达到数万种，但大多数物种不进入商业。
这些通常具有异国情调的动植物的原始自然区域与商业收藏者，供应商，育种者，传播者以及促进他们理解和享受的人之间的关系是复杂且难以理解的。 一般公众对稀有和不寻常生物的暴露反应良好，反映了它们的内在价值。
从哲学上讲，可以认为生物多样性对人类本身具有内在的审美和精神价值。 这个想法可以用来作为对热带森林和其他生态领域因其提供的服务而值得保护的概念的一种平衡。
生态服务
生物多样性支持许多生态系统服
“现在有明确的证据表明生物多样性的丧失降低了生态群落捕获生物必需资源，生产生物质，分解和回收生物必需营养素的效率……越来越多的证据表明，生物多样性可以通过时间增加生态系统功能的稳定性……多样化的社区生产力更高，因为它们包含对生产力有很大影响的关键物种，生物体间功能特性的差异增加了总资源捕获……多样性损失对生态过程的影响可能足以与许多其他因素的影响相媲美环境变化的全球驱动因素……在多个地方和时间维持多个生态系统过程需要比单一地点和时间的单一过程更高水平的生物多样性。“
它在调节我们的大气和供水的化学成分方面发挥了作用。 生物多样性直接参与水净化，回收养分和提供肥沃的土壤。 受控环境的实验表明，人类不能轻易建立生态系统来支持人类的需求; 例如，尽管已经尝试使用无人驾驶飞行器制造人造传粉者，但是不能模仿昆虫授粉。 仅授粉的经济活动在2003年就达到了2.1-14.6亿美元。