生物多樣性（Biodiversity）是生物（動物、植物、微生物）與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的總和，包括三個層次：物種多樣性、基因多樣性和生態系統多樣性。
在過去35億年里，地球上演化出了約40億個物種，其中約99%已經消失。古生物學家的研究顯示，在古生代和中生代早期，物種相對較少，在過去的一億年里，多樣性明顯上升。地球生物圈在上新世和更新世達到了生物多樣性的高峰期，隨后由于氣候變化和有組織的人類活動而下降。
人類目前還沒有辦法準確描述當前地球上的生物總數，據估計全球大約有 870萬真核生物物種，其中約220萬是海洋物種。生物在地球上的分布是不均勻的，從整個地球范圍來看，生物多樣性分布明顯與緯度有關，南北兩極是生物多樣性最少的區域。相反，在熱帶地區則集中了大部分的生物種類。超過一半的物種可能生活在僅1.4%的土地上，85%的植物物種分布在約1/3的陸地范圍之內。
生物多樣性在諸多方面構成了我們賴以生存的生命之網——食物、水、藥物、穩定的氣候、經濟增長等等。全球一半以上的GDP依賴于大自然，超過10億人依靠森林謀生，土地和海洋吸收了碳排放總量的一半以上。生物多樣性影響著生態系統的功能和其為人類社會提供商品和服務的能力。大量證據表明，生物多樣性喪失會降低生態系統的功能和服務，危及生態系統供給水平和人類福祉，如造成生態系統生產力下降、養分循環失衡、傳粉能力下降等。人類社會的幸福感依賴于生態系統提供的產品和服務，而這些則直接來自于生態系統功能。
聯合國稱，生物多樣性喪失已經成為當今世界面臨的三大危機之一。學界對地球生物是否已進入“第六次大規模滅絕”還存在爭議。新物種的演化一般至少需要數十萬年，而從大規模滅絕事件中恢復，可能需要數百萬年，即一旦陷入大規模滅絕，生物多樣性可能不會在對人類有意義的時間范圍內恢復。鑒于生物多樣性面臨的嚴峻局面，相關國際組織和機構以及許多國家政府已采取措施，致力于保護生物多樣性和可持續利用。
命名及詞源
早在1916年，“生物的多樣性（biological diversity）”一詞就出現在了《科學月刊》（The Scientific Monthly）雜志《多變的沙漠》（The Variable Desert）一文中。詹姆斯·阿瑟·哈里斯（J. Arthur Harris）在文中說到：“簡單地描述某地擁有豐富的種屬，具有不同地理起源或親緣關系的植物群，完全不足以描述真正的生物多樣性。”
“生物多樣性（biodiversity）”這個術語的發明與使用歷史存在爭議。雖然普遍認為“biodiversity”一詞是20世紀80年代末由沃爾特·羅森（Walter G. Rosen）在籌備一個論壇時創造，并由威爾遜（E. O. Wilson）在1988年出版的書中首次使用。但這個術語在此之前就已經出現。
1985年和1986年，BioScience（生物科學）雜志上就有“biodiversity”這個詞的使用記錄。勞拉·坦利（Laura Tangley）在1985年的文章中提到了“支持生物多樣性保護相關的研究”；羅伯特·彼得斯（Robert L. Peters）在1986年提到了“在保護生物多樣性時考慮氣候的措施”。所以也有學者認為，“biodiversity”這個詞的形成和流行，是科學和文化背景下的集體產物，而不是個別人的原創。
在中國，“生物多樣性”一詞的使用也可追溯到20世紀80年代。1984年，劉保元等人在《以底棲動物評價湘江污染的研究》一文中提到“湘江底棲動物種類較豐富，而上游種類尤多，生物多樣性明顯”；1988年，王獻溥在《生物學雜志》發表《生物多樣性的基本概念及其應用》。
定義
不同學者和組織對“生物多樣性”的定義存在差異。生物多樣性的基本定義為“生命的多樣性”或“生命及其過程的多樣性”。該概念也常被定義為“基因、物種和生態系統的多樣性”，是地球所有生命存在的基礎。
聯合國環境規劃署（UNEP）對它的定義是：“生物多樣性描述了地球上生命形式的多樣性，包括地球上800萬種動植物物種、它們所棲息的生態系統以及物種內/間的遺傳多樣性。”
聯合國生物多樣性公約（CBD）對它的定義是：“生物多樣性是指所有來源的活的生物體中的變異性，這些來源除其他外包括陸地、海洋和其他水生生態系統及其所構成的生態綜合體；這包括物種內、物種之間和生態系統的多樣性。（《生物多樣性公約》，1992）”
有學者對1976~1996年發表的85種關于“生物多樣性”的定義進行了綜述，建議將其定義為：“生物多樣性是一個地點或區域的狀態或屬性，具體指生物體內部和生物體之間的多樣性，包括生物體的集合、生物群落和生物過程（無論是自然發生的還是人為改變的）。生物多樣性可以根據遺傳多樣性、不同類型物種的特性和數量、物種組合、生物群落、生物過程以及數量（例如豐度、生物量、覆蓋度、比率）和結構，在任意空間尺度上被觀察和測量，如微型站點、棲息地斑塊和整個生物圈。”或定義為：“生物多樣性是一個地點或地區的屬性，包括生物群落內部和之間的多樣性（無論是否受到人類的影響），可在任何空間尺度上被觀察和測量，如微型站點、棲息地斑塊和整個生物圈。”
中國學者馬克平、蔣志剛等將其總結為：生物多樣性是生物（動物、植物、微生物）與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的總和，包括三個層次：物種多樣性、遺傳多樣性和生態系統多樣性。魏輔文等認為，物種多樣性是生物多樣性最重要的內容，是優先保護的對象，其體現了生物與環境之間的復雜關系以及生物資源的豐富性。只有物種存在，遺傳物質才能傳遞下去，生態系統才能夠不至于退化或者消失。
演化歷史
增長與滅絕
地球的年齡大概為45.4億年，生命的起源大約發生在35~41億年前。生物多樣性的起源與演化歷史是一個復雜而多層次的過程，涉及生物學、地質學、氣候學等多個領域。在地質學的早期發展中，關于生物多樣性歷史的爭論非常激烈。吉爾伯特·賴爾（Lyell）和阿加西（Agassiz）等均變論者認為，地球生物群體在千百萬年中一直處于穩定狀態。與此觀點相對的是進化論者，他們在化石記錄中發現了方向性變化的證據。至1990年代，大致的地質時期分類豐富度歷史輪廓已被普遍接受，即在古生代和中生代早期，物種相對較少，在過去的一億年里，多樣性顯著增加。地球生物圈在上新世和更新世達到了生物多樣性的高峰期，隨后由于氣候變化和有組織的人類活動而下降。生物多樣性的演化過程不是一條簡單的直線，其中經歷了多次大規模滅絕事件和其他生物危機，整體呈現出波動和不規則的軌跡。對現存和已滅絕群體的大型系統發育比較研究表明，大多數生物多樣性源自少數物種高度豐富的進化支。
據估計，在過去35億年里地球上演化出了約40億個物種，其中約99%已經消失。古生物學家將“大規模滅絕”定義為地球在短時間內失去四分之三以上的物種。大規模滅絕在過去5.4億年左右的時間里發生過五次，分別發生于奧陶紀、泥盆紀、二疊紀、三疊紀和白堊紀末期。
從海洋到陸地
在生物多樣性的早期歷史中，海洋生物占據了主導地位。然而，在大約1.25億年前，隨著陸地植物、昆蟲以及某些四足動物的快速增加，陸地生物開始超越海洋生物，形成了今天生物多樣性的主要組成部分。
前寒武紀（約7億年前）：生命最早可能從淺海的微生物（主要是藍菌門）開始擴展到近岸地區。有分子證據顯示最早的維管植物可能出現在大約7億年前，但這一說法因缺乏化石或生物標志物證據而存在爭議。中奧陶紀（約4.7億年前）：植物和動物遷移到陸地可能開始于此時期。中志留紀（約4.25億年前）：記錄到首批小型維管植物和陸地節肢動物門的出現。中泥盆紀（約4億年前）：首次出現四足動物。晚泥盆紀（約3.75億年前）：首次出現樹木和能飛行的昆蟲。晚二疊紀（約2.6億年前）：記錄到首批滑翔的脊椎動物。晚三疊紀（約2.15億年前）：首次出現能飛行的脊椎動物。
關于起源的研究
根據古生物學雜志（Palaeontology）的綜述，從查爾斯·達爾文時代到今天，古生物學家在不同時期對生物多樣性起源有不同的解釋方式，大體可分為4個階段。①達爾文時代：強調自然選擇和物種演化的分支樹模型；②現代綜合：引入統計方法，強調物種迅速擴張和演化速度的研究；③古生物學革命：探索物種演化模型、進化驅動因素和多樣性模型，引入計算機和統計分析方法；④當今生物多樣性科學：對于大多數生物學家，特別是那些研究生物多樣性和保護生物學問題的人來說，“生物多樣性起源”的含義被解釋為一個完全基于系統發育樹的系統發育問題，主要的分析方法是系統發育比較方法（comparative phylogenetic methods），用于探索形態、生態和行為等性狀的演化。這些方法被用來解答關于演化特征的問題，比如哪種特征是一個類群的祖先特征，一個特征如何影響另一個特征，特定特征如何影響演化速率等。
分布與多度
空間分布
不均勻性
生物在地球上的分布是不均勻的。生物地理學家洪堡 （A．von Humboldt）和阿爾弗雷德·華萊士 （A．Wallace）早在兩百多年前發現物種多樣性從低緯到高緯、從低海拔到高海拔逐漸減少的規律。 洪堡（1808）寫道：“越接近熱帶，就越能感受到生物結構的多樣性、形式的美感和色彩的混合，以及有機生命的永恒青春和活力”。上個世紀，科學家關于生物多樣性時空分布模式的研究取得很大進步，提出諸多理論，如生態演替理論、物種的普遍性和稀有性、島嶼生物地理學以及物種多樣性的緯度分布等。
生物多樣性的這種分布規律后來被人們稱為生物多樣性的地理格局（geographic pattern），是自然界最普遍存在的生態學規律，幾乎存在于所有重要的生物類群，如陸地動植物和海洋生物。有古生物學家指出，這個格局早在恐龍時代就已經出現了。但關于生物多樣性的具體分布規律和形成原因，仍存在較多爭議，科學家們已提出上百個相關假說。如從現代氣候、歷史過程以及隨機因素等方面來解釋生物多樣性的分布格局。
有學者認為地球上超過一半的物種可能生活在僅1.4%的土地上。85%的植物物種分布在約1/3的陸地范圍之內。關于三個主要熱帶地區維管植物物種數量的研究顯示，非洲熱帶地區（撒哈拉沙漠以南的非洲和馬達加斯加）的面積與拉丁美洲地區（墨西哥以南）大致相當，非洲熱帶地區僅記錄了56451個物種（每年增加約170種），拉丁美洲熱帶地區記錄物種數為 118308 個（每年增加約750 種）。東南亞的面積只前兩者的1/4，但卻有大約50000個物種記錄（每年增加約364種）。拉丁美洲可能擁有全球至少1/3的生物多樣性，亞洲熱帶地區可能是植物多樣性以及總體生物多樣性密度最高的地區。
生物多樣性熱點
諾曼·邁爾斯（Norman Myers）于1988年提出了“生物多樣性熱點”這一概念，旨在識別熱帶森林中的“熱點”，即植物特有程度高且棲息地喪失嚴重的地區。隨后國際保護組織（Conservation International, CI）采納了這一藍圖，并為生物多樣性熱點設定了閾值，即需滿足“擁有至少1500種特有維管植物，且原始自然植被不超過30%”。截至2024年，國際保護組織已在全球范圍內識別出36個生物多樣性熱點地區，其中大部分分布在熱帶森林中。它們僅占地球陸地表面積的 2.3%，但包含了世界上約 50% 的特有植物物種和42%的陸地脊椎動物物種。
以下列舉3個生物熱點地區：①大西洋森林（Atlantic Forest）熱點地區位于巴西的大西洋海岸，向內陸延伸至巴拉圭東部和阿根廷東北部等地區，這里長期與南美洲其他主要雨林區隔離，擁有多樣且獨特的植被和森林類型。這里有大約20000種植物，其中40%是特有物種，還有大約950種鳥類；②中國西南山區熱點地區從西藏自治區東南部經四川省西部一直延伸到云南省中北部，是世界上植物種類最豐富的溫帶森林生態系統。這里生長著大約12000種植物，其中29%是特有物種。該熱點地區也是世界上幾種最知名且受脅的哺乳動物的家園，如大熊貓（Ailuropoda melanoleuca）和雪豹（Panthera uncia）；③高加索（Caucasus）熱點位于亞美尼亞、阿塞拜疆、格魯吉亞、俄羅斯、伊朗和土耳其的部分地區。它的沙漠、稀樹草原、沼澤森林和干旱林地擁有約6500種維管植物，其中1/4是特有物種。
物種數量
人類目前還無法準確的描述當前地球上的生物總數，科學家們在不斷嘗試使用新的科學方法來估測不同類群的生物量和全球生物總量，對于估測方法和結果還存在分歧。根據分類學家的估計，全球總物種數在300萬至1億之間。一個根據高等分類階元估測生物量的研究顯示，全球大約有 870 萬（±130 萬）真核生物物種，其中約 220 萬（±18 萬）是海洋物種。也有人估計海洋物種數量約為70萬~100萬種，其中22.6萬種已經被描述。
對于陸地植物，已知有29.89萬個被接受的物種名稱，還有47.76萬個同義詞和26.39萬個未解決的名稱。根據已解決名稱中38%的接受比例，估計另有約10萬個物種名將被接受，總計約40萬個物種。此外模型預測還有15%的物種待發現，陸地植物的總物種數可能超過45萬。
對于動物，物種數量的估計存在較大的不確定性。大約已有190萬個物種被描述，但科學家們估計尚有數百萬至數千萬個物種尚未被描述。Raven和Yeates估計僅昆蟲就有500萬~600萬種，Scheffers等人認為昆蟲和真菌的物種數量不能確定，很難估計生物總量。
度量與監測
度量
生物多樣性是自然系統的多維屬性，沒有單一的指數能夠充分概括這一概念，難以量化。科學家提出了眾多與之相關的指數，通常以物種多樣性為重點。科學家發現僅考慮物種數量及其相對貢獻，對群落結構和功能的評估效果不佳，建議同時也應考慮系統發育和功能多樣性。
傳統測量
可以通過簡單地計算某地出現的物種數量，如計算物種密度或物種豐富度，來度量生物多樣性。豐富度（S），或物種數量、存在屬性，是最簡單也是最常用的度量。物種多樣性（SD），一般是指物種數目的多寡和數目的分配狀況，即豐富度（SR）和均勻度。但這種方式無法區分稀有物種和常見物種，為解決這一問題，科學家們提出了其他的多樣性指數，如香農（克勞德·香農）和辛普森（Simpson）多樣性指數，從而在計算中區分每個物種的相對貢獻權重。
系統發育多樣性
Elton（1946年）嘗試將系統發育信息納入多樣性測量中。系統發育多樣性（也叫譜系多樣性）是一種衡量生態群落多樣性的方法，它考慮到了物種之間的系統發育關系。基于“物種在系統發育上更加獨特的群落中，多樣性更高”這一觀點。該觀點基于生態學和進化生態學的理論，即共存的物種應在功能上有顯著差異，而物種間的許多差異是對過去競爭的適應性響應。
系統發育多樣性的計算方法主要包括：①基于分化時間，即根據物種間最近共同祖先的分化時間來計算系統發育多樣性，可通過比較分子數據中的基因序列差異來估算。Faith（1992年）提出了系統發育多樣性指數（PD），通過累加群落中物種在系統發育樹上的分枝長度來計算。較長的分枝長度意味著較長的進化時間和更大的系統發育差異。②基于拓撲結構，兩個物種之間的關系可以通過它們之間的拓撲距離來估計，即通過系統發育樹中分隔它們的節點或鏈接的數量來估計。一個物種與其他物種之間的節點或鏈接越少，它的可區分性就越大。
功能多樣性
21世紀初，研究者開始關注不同物種的功能性狀如何影響生態過程，從而提出了功能多樣性的概念。功能多樣性是生態系統過程的關鍵驅動因子，它是衡量生態群落多樣性的一個重要概念，反映了生物群落中物種的功能性特征（如形態、生理、行為特性）的值和變異度，這些特征影響群落的生態過程和功能。
功能多樣性根據與研究假設相關的功能性特征來估算生物間的差異。測量方法主要可以分為分類測量和連續測量兩類。①分類測量：最早期的方法之一是通過計算群落中的功能群豐富度（FGR），即不同功能群的數量。這種方法將物種根據其功能性狀分成不同的功能群，簡單直觀，但它依賴于如何定義和分類功能群，存在一定的主觀性。②連續測量：隨著研究與理解的深入，發展出了基于連續性狀的多樣性測量方法。如功能屬性多樣性（FAD）和功能多樣性指數（FD）。這些方法不需要將物種分入預先定義的功能群，而是直接在多維功能性狀空間中測量物種之間的差異性。
監測
生物多樣性的監測歷史可追溯至數千年前，國家和全球尺度上的生物多樣性監測則是相對近期出現的現象。19世紀末，一些政府開始建立針對特定類群的監測機構。例如，美國國會于1871年成立了美國漁業委員會（U.S. 魚姓 Commission），旨在管理國家食用魚類；1885年設立了生物調查部門（Division of Biological Survey），旨在促進經濟鳥類學的研究；1940年，這些部門合并為美國魚類和野生動物管理局（U.S. Fish and Wildlife Service）。1966年，美國瀕危物種法（U.S. Endangered 物種 Act）規定了物種監測的要求。1973年，建立的《瀕危野生動植物國際貿易公約》（CITES）要求各國監測潛在受脅物種的國際貿易情況。
從20世紀60年代開始，以保護為主要目標的非政府組織也開始參與到監測中，如英國鳥類保護信托組織的常見鳥類普查（Common 鳥綱 Census of the British Trust for Ornithology）。自1990年代起，歐洲的棲息地及鳥類說明（Habitats and Birds directives）進一步促進了物種監測。對于“全球變化”的討論增加了對生物監測的需求，聯合國生物多樣性公約2020年愛知目標”制定了國際范圍內減緩生物多樣性損失速度的愿望，從而提高了對物種監測的要求。
20世紀初的生態監測主要圍繞特定物種的種群大小估計。20世紀中葉，發展出的放射性同位素和無線電追蹤項圈等技術，將監測范圍從個體、種群擴展到生態系統級別，如長期生態研究（Long Term Ecological Research）網絡。近幾十年來，基于受訓志愿者和公民科學家等的廣泛監測，使人們可以在國家和大陸尺度上監測整個生物類群，例如美國的繁殖鳥類調查（Breeding 鳥綱 Survey in the USA）和泛歐洲常見鳥類監測計劃（Pan-European Common Bird Monitoring Scheme）。同時，遙感技術開始應用于物種監測，如鳥類和哺乳動物的種群計數，以及侵入物種的檢測。、、、和等網站的發展，使人們可以在全球范圍內共享物種觀察記錄。
生態系統功能
生物多樣性在諸多方面構成了我們賴以生存的生命之網——食物、水、藥物、穩定的氣候、經濟增長等等。全球一半以上的GDP依賴于大自然，超過10億人依靠森林謀生，土地和海洋吸收了碳排放總量的一半以上。生物多樣性影響著生態系統的功能和其為人類社會提供商品和服務的能力。大量證據表明，生物多樣性喪失會降低生態系統的功能和服務，危及生態系統供給水平和人類福祉，如造成生態系統生產力下降、養分循環失衡、傳粉能力下降等。人類社會的幸福感依賴于生態系統提供的產品和服務，而這些則直接來自于生態系統功能。
在西方，對生態系統為人類提供復雜服務功能的認識可追溯到柏拉圖（約公元前 400 年），他認識到森林砍伐可能導致水土流失和泉水干涸。20世紀80年代，一些對物種從生態系統中消失速度的研究表明，生物體可以影響棲息地的物理形成、生物地球化學循環中的元素通量，以及生態系統的生產力，表明某些生命形式的喪失可能會極大地改變整個生態系統的結構和功能。2005年，人類首次評估了世界范圍內的生態系統及其提供的服務價值狀況和變化趨勢，描述了生物體的遺傳、物種和功能多樣性如何控制生態系統中的基本生態過程，并指出了生態系統功能和生態系統服務兩方面研究的不同側重點。
概念
生態系統功能的概念是，生態系統作為一個開放系統，其內部及其與外部環境之間所發生的能量流動、物質循環和信息傳遞的總稱。這個概念是“以生態系統為中心”的，如光合作用、呼吸作用、分解作用、互利共生性、競爭性和捕食性。這些過程通過食物網傳遞能量和營養物質，是生態系統結構和過程之間的相互作用。生態系統功能是生態系統本身所具備的一種基本屬性，獨立于人類而存在，它們未必轉化為人類的利益，有時被認為是生態系統的“支持服務”。生態系統功能是生態系統為人類提供生態服務的過程和基礎，沒有生態系統功能，生態系統就不可能為人類提供服務。生態系統服務的每一種形式都必須有生態系統功能作為支撐。
與生物多樣性的關系
生物多樣性是生態系統功能的主要驅動力。對生態系統功能的研究最早可追溯到查爾斯·達爾文時代，喬治?辛克萊爾（George Sinclair）在英國貝德福德郡對比了單作和混種對植物生產力的影響，結果發現物種多樣性越高，干草的產量也越高。一些生態系統服務，如水源涵養、抑制土壤侵蝕、授粉，取決于物種相關的生態系統功能。在控制植物物種豐富度的實驗中，生態系統功能隨著生物多樣性的減少而減少。肉食動物的損失，可能導致生態系統失去對食草動物的調節，使食草動物成為“森林害蟲”。
到2006年，超過100個生物多樣性實驗的證據表明，物種多樣性與生態系統生產力呈正相關關系。2012年的一項對過往20年研究的綜述分析顯示，生物多樣性對生態系統功能的影響包括：①生物多樣性的喪失會降低群落捕獲生物必需資源（養分、水、光、獵物）和將這些資源轉化為物質的效率；②在生物多樣性高的社區中，總的資源捕獲和生物生產量通常更穩定，即生物的多樣性會增強生態系統功能的穩定性；③不同生態系統中生物多樣性的初始損失對生態系統功能的影響相對較小，但損失的增加會導致變化速度加快。即生物多樣性對任何單一生態系統過程的影響都是非線性和飽和的，生態系統功能的喪失速度會隨生物多樣性喪失的增加而加速；④生物多樣性高的群落，因擁有對生產力具顯著影響的關鍵物種，且物種之間功能性狀的差異增加了整體資源的捕獲力，而更具有更高的生產力；⑤食物網相互作用是生態系統功能的關鍵中介，高級消費者的喪失可以通過食物網影響植物生物量。如消費者的喪失可以改變植被結構、火災頻率，甚至在一系列生態系統中引發流行病。即跨越不同營養層級的生物多樣性喪失，可能對生態系統功能產生比營養層級內部生物多樣性喪失更為強烈的影響；⑥物種滅絕后生態功能變化的幅度很大程度上取決于哪些生物特征消失了。生物的功能性狀對生態系統功能的規模有重要影響，物種的滅絕可能對生態系統功能產生一系列影響。
服務與價值
生態系統服務是生態系統為人類提供的惠益。這些服務是根據它們對個人或社會的特定利益來定義的，所以這個概念是“以人為本”的。生態系統為滿足人類生計和福祉提供各種關鍵生態系統服務，食品、能源、水、原材料等維持人類生計和福祉的關鍵生態系統服務已經成為聯合國2030年要實現的17個可持續發展目標的重要組成部分。
生物多樣性與大多數生態系統服務之間有著積極的關系。生物多樣性是許多重要生態系統服務的基礎，具有多重生態系統功能和高水平生態系統服務的群落往往擁有更多的物種，而多樣化的生物群落對生態系統穩定性、生產力以及養分供應具有促進作用。但生物多樣性給人類社會帶來的也并非都全都是益處。
Costanza等將生態系統服務分為17大類，只包括可再生的服務，不包括不可再生的燃料和礦物質等。聯合國新千年生態系統服務評估提出將生態系統服務分為支持服務、供應服務、調節服務和文化服務四大類，①供應服務：從生態系統獲得的產品，如食物、淡水、纖維、生物和遺傳資源等；②調節服務：從調節生態系統過程中獲得的好處，例如調節洪水、干旱、疾病和水凈化等；③支持服務：生產其他生態系統服務所必需的服務，如土壤形成、養分循環、初級生產等；④文化服務：來自生態系統的非物質貢獻，如娛樂、旅游、文化藝術與精神體驗等。其中支持服務是供應服務、調節服務和文化服務的基礎。
供應與調節服務
對過往1700篇相關科學研究的綜述分析顯示，生物多樣性與生態系統供應與調節服務之間的關系復雜多樣。
對于供應服務，①種內遺傳多樣性可以提高經濟作物的產量；②樹種多樣性可以提高人工林的木材產量；③草原植物物種多樣性可以提高飼料產量；④魚類多樣性的增加與漁業產量的穩定性提高有關。
對于調節服務，①植物生物多樣性的增加，可增強對外來植物入侵的抵抗力；②植物病原體，例如真菌和病毒感染，在多樣性高的植物群落中不太常見；③植物物種多樣性通過提高生物量可增加陸地碳固存；④植物豐富度增加了養分礦化和土壤有機物的含量。
文化服務
聯合國新千年生態系統服務評估（MA）將生態系統文化服務定義為“人們通過精神滿足、認知發展、思考、消遣和美學體驗而從生態系統獲得的非物質收益”。包括精神和宗教價值、美學價值、娛樂和生態旅游、文化多樣性、知識體系、教育價值、靈感、社會關系、地方感和文化遺產價值等類別。相關的服務產品包括觀鳥、賞鯨、釣魚、攝影等。
一些研究表明，大自然對人類身體和心理健康都有積極的影響。文化服務的重要性一直都被認可，但由于它們通常是“無形的”、“主觀的”，難以用生物物理或貨幣術語量化。截至2020年，仍缺乏對生物多樣性、生態系統服務和人類福祉之間因果關系和貿易關系的研究。過往的社會和行為科學研究展現了部分生態結構和文化效益之間的關系，如在景觀美學、文化遺產、休閑旅游及精神和宗教意義方面的價值。
文化服務在提供美學、教育、文化等益處的同時，也可以提供大量的娛樂和旅游機會，如美國有3500萬~4500萬人參與休閑捕魚活動，人們每年在這上面花費約240億~370億美元；基于珊瑚礁觀賞的旅游項目包括浮潛、深淺等，每年凈收益估計近300億美元；國家公園每年創造的價值超過100億美元；德國六個國家公園每年的經濟影響估計約有5億歐元；2008年觀鯨產業產生了21億美元的支出。
景觀美學
景觀美學是生態系統各個方面的美或審美價值，體現在人們對公園、風景區、居住地的選擇等方面。如研究顯示，木材采伐影響了美國西北部森林景觀的美感；不同樹種、樹木的大小和密度、林下生物的數量等，都會影響森林景觀的美感。
文化遺產
文化遺產與人類社會和生態系統之間的歷史關系有著千絲萬縷的聯系。文化景觀是文化價值的載體，有助于社區的認同。盡管在生態系統評估中難以衡量，但特定社會生態背景下的文化遺產價值與特定的生態系統特征有著具體的聯系。如特定的類型森林、草原或沙漠，特定物種，甚至某個植物或動物都可能與文化身份、地方依戀等密切相關。
休閑旅游
生活在城市環境中的人們在接觸自然環境方面通常會受到限制。散步、露營、逛公園等休閑旅游活動，為人們提供了接觸自然、直接獲得生態系統服務的機會。大量研究表明，即使短暫接觸綠色空間也可以對人類健康產生積極影響，從而也有助于提高社會的經濟生產力。Fuller等人的研究發現，人的心理健康與公園內的物種豐富度和棲息地多樣性呈正相關。
精神和宗教
精神和宗教服務可能并不適合在所有社區中推廣，也很難用經濟或貨幣術語來衡量。自然保護從業者對精神和宗教價值觀如何促進生物多樣性保護存在爭議，同時人們也注意到了精神和宗教生活的復雜性。在大多數社會中，將某些區域或物種賦予精神或宗教意義是很普遍的，但這種意義的表達方式在不同社會間和社會內部有所不同。人們通常用一些宗教符號標記神圣區域，如在山頂上標記十字架、祈禱旗幟，沿著朝圣路線設置神等。神圣區域的空間范圍可能從幾棵樹到整個山脈，邊界可能不是固定的。在某些情況下，只有少數宗教領袖可以進入其中，有些情況下，神圣區域也可以對公眾開放，進行崇拜活動等。神圣場所也可能吸引人們來旅游，游客的參與可能與這些場所的宗教或精神用途相吻合或產生沖突。
生態系統與宗教之間的關系不僅涉及道德和象征性概念，也可以圍繞現實問題展開，如被移民、入侵國家爭議性土地所有權的主張。語言是文化通過其中的意義進行地圖繪制的最為強大的方式之一，通過它我們能更深刻地理解世界。舉例而言，一個地點擁有多個名稱，這反映了在日益多元文化的世界中所共享的歷史。語言也可以通過詩歌的形式（包括歌曲和舞蹈）來揭示景觀的奧秘，如土著的歌謠、牧民的口頭地圖、歐洲浪漫主義歌劇，這些都是將自我與土地聯系起來的方式。
糧食與農業
生物資源的多樣性對于農民、畜牧養殖戶、漁民、水產養殖戶和森林居民來說至關重要，這是他們適應環境、保障健康膳食、發展可持續生產體系和生計的基礎。馴化的作物、畜牧動物和養殖魚類，是養殖戶和育種者適應不斷變化的生產環境、市場和社會需求的重要資源。野生動植物，特別是魚類、水生無脊椎動物和森林中的各種物種，也是無數民眾營養和生計的重要來源，對許多國家的糧食安全與營養都至關重要。野生食物，如植物、動物、無脊椎動物和真菌，常在本地進行收獲和消費，也可以進行遠距離交易。此外，漁業捕撈是許多糧食和農業部門的重要組成基礎。
生物多樣性為糧食和農業提供了多種服務，包括授粉、養分循環、水質凈化、水分供應調節、病蟲害防控、碳固存、洪澇暴雨防護、空氣污染清除、土壤保護、魚類生境營造、反芻亞目消化纖維性飼料和食品發酵等。據估計，蜜蜂屬授粉每年會對全球糧食生產產生4000億美元的貨幣價值。生物多樣性對糧食和農業來說非常重要，糧食、農用動植物、水生生物、微生物、無脊椎動物等多種生物的遺傳資源，和它們在物種和種內（品種、品系等）層面的多樣性，都會影響種植業、畜牧業、林業、水產養殖及漁業部門的生產力和抵御力。
糧食和農業生物多樣性是生物多樣性的一個子集，它在農業和糧食生產中發揮著重要作用。這種多樣性包括了作物、畜牧、森林和水產養殖系統中的馴化植物和家養動物，采收的森林物種和水生物種，以及馴化物種的野生近緣體，還有作為食品或其他產品采收的其他野生物種。2019年，國際糧農組織首次對糧農生物多樣性進行了全球評估。
糧食和農業生物多樣性不僅對糧食和農業的生產力和抵御力有影響，而且對種植業、畜牧業、林業、水產養殖和漁業部門都至關重要。馴化物種的野生近緣種具有馴化潛力，為雜交和選育提供了重要的遺傳資源庫。此外，農業生產系統及其周圍的生物多樣性還影響著支撐農糧生產的多種生態系統服務，包括授粉、有害生物防控、保持土壤肥力、碳固存和調節水分供應。
人類健康
人類的日常生活依賴于生物多樣性。生態系統提供的服務和產品如淡水、食物和燃料，是人類健康和生活所必需的。如果生態系統服務不足以滿足社會需求，生物多樣性喪失可能會對人類健康直接產生嚴重影響。生態系統服務的變化，會間接影響當地的生計、收入等，甚至可能引發或加劇政治沖突。
生物多樣性與健康之間的關系，在不同的時空尺度上都有體現。在全球宏觀尺度上，生態系統和生物多樣性影響著地球系統的狀態、物質循環和能量流動的調節，以及地球生態系統對大大小小干擾的反饋。 在微觀尺度上，我們腸道、皮膚、呼吸道和泌尿生殖道上的微生物群落，與我們的營養獲取和免疫系統功能等密切相關。微生物、動植物的生物多樣性，有益于人類的健康和藥理學等領域的研究。通過深入地了解地球的生物多樣性，人們已經取得了重大的醫學和藥理學發現。生物多樣性的喪失可能會限制許多疾病和健康問題潛在治療方法的發現。
生物多樣性與人類健康，以及與健康相關的政策和活動之間存在多種相互關系。物種和基因型的多樣性可以為人類提供所需的營養和治療疾病的藥物。生物多樣性是生態系統功能的基礎，生態系統為人類提供水、空氣凈化、病蟲害防治和植物授粉等服務。同時也可能是病原體的來源，危害健康；空氣和水污染可能導致生物多樣性減少，直接影響健康；藥物使用可能導致活性成分釋放到環境中，損害物種和生態系統，進而可能對人類健康產生負面的連鎖效應；建立保護區、禁止狩獵等保護行為，可能使當地社區無法獲得肉類和其他野生食物及藥品，對健康產生不利影響。同時，建立保護區可以保護水源，從而也可能對健康產生積極效益。
據世界衛生組織（WHO）報道，人類健康和福祉受到當地動植物群落健康狀況，及其形成的當地生態系統的完整性的影響。每年有超過十億人感染傳染病，全球每年有數百萬人因此喪命。?自1982年以來，新出現的傳染病疫情數量在穩步上升，75%新出現或正在出現的傳染病起源于人畜共患病。 新出現的傳染病可能對人類健康和經濟產生嚴重影響，WHO推測目前的上升趨勢可能會繼續下去。
2019年12月，中國武漢市報告了首例人感染新型冠狀病毒（COVID-19）的病例。根據世界衛生組織統計，截至2024年3月，全球已記錄超過7.7億感染病例。COVID-19是一種由SARS-CoV-2引起的正冠狀病毒亞科傳染病。冠狀病毒是動物中常見的一個病毒大家族，多種冠狀病毒都會引起人類呼吸道疾病，包括普通感冒和罕見疾病，如嚴重急性呼吸綜合征（SARS）和中東呼吸綜合癥（MERS），這兩種疾病的死亡率都很高，分別于2003年和2012年首次被檢測到。這兩種疾病都是由人畜共患的病原體引起的。SARS冠狀病毒與貍貓有關，MERS冠狀病毒由單峰駝傳播。SARS-CoV-2的來源尚不清楚，它是一組遺傳相關病毒，其中包括SARS-CoV和從菊頭蝠科蝙蝠種群中分離出的許多其他正冠狀病毒亞科。遺傳關系表明SARS-CoV和SARS-CoV-2起源于蝙蝠種群。隨著遺傳和物種多樣性的喪失以及生態系統的退化，整個系統的復雜性可能會受到損害，使其更加脆弱，這可能為人畜共患病的流行創造新的機會，威脅人類健康。
威脅與原因
威脅
聯合國稱，當今世界面臨著相互關聯的三大危機，分別是生物多樣性喪失、氣候變化和污染。地球上75%的陸地表面已因人類活動而發生顯著改變，66%的海洋面積受到人類活動的影響，包括漁業和污染。世界上近90%的海洋魚類資源已被充分開發、過度開發或已經枯竭。
全球生物多樣性下降
聯合國數據顯示，多達一百萬個物種正面臨滅絕的威脅，許多物種在幾十年內就會滅絕；由于森林砍伐，一些不可替代的生態系統正在從碳匯變成碳源，如亞馬遜雨林的部分地區；85%的濕地已經消失，如能夠吸收大量碳的鹽沼和紅樹林沼澤。
許多人都意識到當前的物種滅絕速度正在增加，Myers（1988）認為大約20%原本被熱帶雨林覆蓋的地區已經被完全破壞，另外40%的地區嚴重退化，Wilson（1992）認為可能每小時就有三個物種消失。世界野生動物基金會2016年的報告顯示，自1970年以來野生動物的數量平均下降了58%。監測數據顯示，昆蟲多樣性和豐度總體呈下降趨勢。據估測，1990~2011年歐洲草原蝴蝶的數量減少了50%，蜜蜂屬和飛蛾類的數量也呈下降趨勢；1989~2016年，德國保護區內飛蟲總生物量下降了75%以上。世界自然保護聯盟（International Union for Conservation of Nature，IUCN）紅色名錄顯示，自1900年以來已有198種脊椎動物被證實“滅絕”，20世紀脊椎動物物種的平均損失率是前人類時代的22倍。2014年發表在Science期刊的數據顯示，當前的滅絕率大約是背景滅絕率（在沒有人類活動影響的情況下，地球上各個地質年代物種的滅絕速率）的1000倍。但關于背景滅絕率的估算方法和結果尚存在爭議。
物種的滅絕在生態系統中是一個普遍的現象，同時也會有新物種產生，兩者相互平衡。如果平衡被打破，即可能造成滅絕率的升高。在過去的約5.4億年中，地球上總共發生過五次大規模滅絕事件。鑒于過去幾個世紀以來已知物種的滅絕情況，部分科學家認為，人們正在通過掠奪資源、破壞棲息地、引入非本地物種、傳播病原體、直接殺害以及改變環境等方式，造成“第六次大規模滅絕”。學界對是否已進入第六次大規模滅絕還存在爭議。新物種的演化一般至少需要數十萬年，而從大規模滅絕事件中恢復，可能需要數百萬年，即一旦陷入大規模滅絕，生物多樣性可能不會在對人類有意義的時間范圍內恢復。
生態系統服務受影響
人類是生物多樣性喪失的主要驅動力，生物多樣性又通過影響生態系統的過程和功能來影響生態系統服務。2005年發布的千年生態系統評估報告顯示，20世紀后半葉，24項生態系統服務中15項處于下降趨勢，約占 60%。
例如，在捕撈漁業方面，20世紀80年代后期之前，海洋漁業的漁獲量呈持續增長趨勢，但是之后就一直處于下降趨勢。截至21世紀初，1/4的海洋漁業資源已被過度開發或出現嚴重衰竭，人類對捕撈漁業的利用模式已經不可持續，有些漁場的漁業資源已經瀕臨崩潰。如位于加拿大紐芬蘭島島東海岸的紐芬蘭漁場，20世紀80年代后期和90年代初期，鱈魚資源跌至了極低的水平，1992年7月被迫宣布暫停所有的商業捕魚活動，此后仍未出現恢復的跡象，2003年宣布無限期的關閉。由于棲息地改變、過度捕撈，以及水資源利用等原因，多數貧困人群所依賴的淡水漁業也出現了下降趨勢。國際糧農組織2019年發布的報告顯示，近1/3的魚類種群被過度捕撈，接受評估的淡水魚種群中有1/3面臨威脅。
糧食和農業生物多樣性的很多關鍵部分都在下降。有證據表明，面臨滅絕風險的牲畜品種比例不斷升高。對某些地區的某些作物來說，農田植物多樣性正在下降，多樣性面臨的威脅正在增多。據各國報告，受到生境破壞和生境退化、過度利用、 污染和其他威脅的影響，有利于生態系統服務的很多物種都在減少，包括傳粉動物、害蟲的天敵、土壤有機化合物等。
受脅原因
全球生物多樣性的主要威脅因素包括：土地利用的變化、氣候變化、物種過度開發（如過度狩獵和捕撈）、生物入侵、污染等。不同國家與組織機構之間對受脅原因的表述和分類方式可能存在差異。
土地利用
人類對空間的需求，包括食物生產、能源獲取、日常生活、娛樂、工作，都在爭奪土地資源。土地用途改變是20世紀70年代以來陸地和淡水生態系統退化的最大直接驅動因素，主要包括開墾、基礎設施建設、城市擴張、采礦、道路擴建、水電大壩以及管線建設等。人類對土地的利用是生物多樣性喪失的主要原因。人類活動已經改變了70%以上的無冰土地，地球陸地面積的37%（不包括南極洲）已用于糧食生產。農業等用地面積的擴大，會直接導致棲息地的喪失，同時伴隨棲息地破碎化等，一些物種可能因此面臨滅絕。據估計，每分鐘就有兩個足球場面積的棲息地損失。被列入《瀕危物種法案》（Endangered 物種 Act-listed）的物種中80%都受到棲息地喪失的影響。
全球糧食系統是當前生物多樣性喪失的主要驅動因素，28000個瀕臨滅絕物種中的24000個因此面臨生存威脅。預計2050年全球人口將達到98億，農業用地將增加，由此造成的土地利用變化，是對剩余生物多樣性棲息地和構成這些生態系統的生物體最嚴重的威脅之一。
在美國，310萬平方英里的土地面積中，約28%已顯著被人類改變，用作耕地和牧場（22%）或定居點（6%）。與資源生產相關的土地，如放牧、耕地、木材生產和采礦，占國土面積的一半以上。在歐盟，每天約有1500公頃農業用地被轉變為基礎設施和城市化用地，相當于每3~4年將荷蘭全部農業用地轉變一次。造成土壤被堅硬的物體覆蓋，阻礙雨水滲透，增加噪音，物種棲息地減少等影響。
自世紀之交以來，世界已經損失了4.59億公頃（Mha）的樹木覆蓋面積，相當于2000年全球樹木覆蓋面積的12%左右。近年來，樹木覆蓋損失面積一直在上升，從2001年的13.4億公頃，增至2022年的22.8億公頃。其中林業活動、商品驅動的森林砍伐、野火和農業是樹木覆蓋損失的主要原因。截至 2018 年，有455億公頃的森林被認為是對生物多樣性非常重要的。2022年，對生物多樣性非常重要的森林損失了220萬公頃，面積減少了 0.5%。其中 26% 的損失發生在巴西、印度尼西亞和馬達加斯加。
氣候變化
氣候變化在導致生物多樣性下降方面的影響越來越大，據預測其影響可能會持續擴大。氣候變化已經改變了全世界的海洋、陸地和淡水生態系統，對物種的分布、物候、種群動態以及物種組合或生態系統結構和功能已經產生了明顯影響，而且正在變得越來越嚴重。它可能導致地方物種減少、疾病增多、動植物大規模死亡。在陸地上，氣溫升高已經迫使部分動物和植物向更高的海拔或緯度遷移，許多動植物向地球兩極移動。氣溫上升增加了海洋和沿海生態系統不可逆轉的損失風險，活珊瑚礁在過去150年里減少了約一半，進一步的變暖有可能會摧毀幾乎所有剩余的珊瑚礁。總體而言，氣候變化影響著生態系統的健康，影響著植物、病毒、動物、甚至人類居住地分布的變化，增加了動物傳播疾病和病毒蔓延至人類的機會。人類健康也會受到生態系統服務水平下降的影響，如失去自然界提供的食物、藥物和謀生方式。
生物多樣性有助于減少氣候變化帶來的負面影響。例如，生物多樣性有益于增強氣候韌性以抵御氣候變化的影響；保護珊瑚礁和紅樹林等基于自然的解決方案可使沿海社區免受風暴、洪水和海岸侵蝕等災害。但當前的情況是，氣候變化對生物多樣性產生著負面影響，而生物多樣性又是氣候變化解決方案的一部分。
人為捕殺
野生動物的非法狩獵與貿易是威脅全球生物多樣性和公共衛生的重要因素之一。非法狩獵與貿易減少了許多物種的野生種群數量，乃至將一些物種推向滅絕邊緣。將野生動物運輸到城市市場販賣，增加了人畜共患病溢出的風險。瀕危野生動植物貿易公約官網數據顯示，國際野生動植物貿易每年涉及的金額可達數十億美元，涉及數億量級的動植物個體。它們被作為食品、藥品、標本、木材、木制樂器、皮草大衣等進行貿易。
人類長期以來有著過度捕獵物種致其滅絕的歷史。17世紀和18世紀，渡渡鳥（Raphus cucullatus）和大海牛（Hydrodamalis gigas）被捕獵至滅絕。由于過度捕獵，北美最豐富的鳥類之一——旅鴿（Ectopistes migratorius）在1914年滅絕。加州海（Enhydra lutris nereis）的當前分布范圍僅占其歷史分布范圍的13％。《瀕危物種法案》（Endangered 物種 Act-listed）列出的物種中，近五分之一都面臨著被過度利用的風險。
在中國，20世紀50年代估計華南虎（Panthera tigris amoyensis）的數量約4000余只。20世紀50~70年代，華南虎被當成“害獸”捕殺，30年中被獵殺了約3000只。由于過度捕殺和棲息地喪失等原因，1980年后分布區再沒有發現野生華南虎的蹤跡。1990~2001年間，國家林業局曾在原華南虎分布區開展過多次華南虎專項調查，均未發現其存在的確切證據，所收集到的疑似華南虎的活動痕跡十分零散。2004年有人據此提出了華南虎已經在野外功能性滅絕的觀點。2011年對華南虎分布區的考察，仍未發現野生華南虎的蹤跡。
2014~2020年，中原地區關于非法狩獵的近萬起案件中，共計殺害了超過300萬只動物個體。鳥類占大多數（65%），其次是兩棲動物（31%）。5%的定罪量占了被獵殺動物數量的90%，說明存在大規模的商業盜獵活動，這些活動主要集中在東部和中部地區。
生物入侵
物種可能會通過多種原因去到原棲息地外的新棲息地，如自然因素（風、洪水、水流等）、由人類無意識的攜帶，或出于恢復及管理目的被有意引入等，從而造成生物入侵。生物入侵（Biological invasions）是一個全球性的問題，它是生態系統的重大威脅之一，是影響生物多樣性的一個重要因素。并影響著人類社會經濟和福祉的方方面面，如文化、宗教、人類健康、安全、生計等。在美國，生物入侵每年平均約造成200億美元的損失。
一些外來動植物的入侵，正影響著中國濕地的濕地生態系統，如植物水葫蘆（Eichhornia crassipes）、互花米草（Spartina alterniflora），以及動物海貍鼠（Myocastor coypus）、麝鼠（Ondatra zibethicus）、羅非魚（Oreochromis mossambicus）、稻水象甲（Lissorhoptrus oryzophilus）、克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）、美國牛蛙（Rana catesbeiana）等。
鳳眼蓮于上世紀作為觀賞植物引入中國，但它們的快速生長和擴張已經給濕地造成了許多負面影響，并導致大量本地動植物的死亡。互花米草于1979年被引入中國海岸線，用于保護堤壩，消浪護岸、促淤造陸。目前它已經入侵了整個中國東部的海岸線，形成“綠色沙漠”，嚴重地改變了當地沿海濕地的結構和組成，擠占本土動植物生存空間，導致潮間帶生物多樣性和濕地生態服務功能降低，成為當下中國濱海濕地管理與保護中需要解決的重要問題之一。
《瀕危物種法案》的名錄中，40％的物種數量下降與生物入侵相關。全球近1/5的地區處于受外來物種入侵的風險中。入侵物種的名單正在不斷增加，預計到2050年，入侵物種將增加40％。植物入侵占全球生物入侵的85%，其中禾本科入侵居多。在已被入侵的群落中，鳥類的物種豐富度下降幅度最大（下降 41%）
污染
空氣污染、水污染、土壤污染等在全球范圍內普遍存在。統計數據顯示，超過430個物種在被列入《瀕危物種法案》時，被描述為“嚴重受到污染的影響”。自1980年以來，僅海洋塑料污染就增加了10倍，影響了至少267個物種，包括綠海龜、海鳥和許多海洋哺乳動物。研究顯示，世界上52%的海龜吃過塑料垃圾，因為漂浮的塑料袋看起來像水母、藻類等一些海龜在自然狀態下的食物。所有海龜物種都面臨塑料垃圾的威脅。鋒利的塑料會直接導致內臟破裂，塑料袋會導致腸道堵塞，使其無法進食，饑餓致死。即使能活下來，食用塑料也會使海龜的浮力異常，從而阻礙生長、降低繁殖率。
所有類型的污染都對生物多樣性構成嚴重威脅。在歐洲，來自于交通運輸和農業活動的氮污染威脅著生物多樣性和生態系統功能。研究顯示，氮沉降會導致物種豐富度的下降。當氮輸入水平升高時，雨水補給的泥炭地生態系統的碳封存能力會下降。空氣污染可造成水體的富營養化，水生生態系統的富營養化會導致藻類大量繁殖，使氧氣含量下降并造成個體的死亡，從而影響生物多樣性。
保護
20世紀起，人們逐漸意識到生物多樣性與人類福祉息息相關。鑒于生物多樣性面臨的嚴峻局面，相關國際組織和機構以及許多國家政府已采取措施，致力于保護生物多樣性和可持續利用。減輕人類對生物多樣性影響的必要性得到了廣泛的政治認可。降低生物多樣性喪失速度的目標，得到可持續發展世界首腦會議（the World Summit on Sustainable Development）的認可，并于2005年被納入聯合國千年發展目標。
1972年6月5日，第一次《聯合國人類環境會議》在斯德哥爾摩舉行，會議通過了將每年6月5日定為世界環境日的決議。與會各國共同簽署了《人類環境宣言》，生物資源保護被列入二十六項原則之中。同年正式成立了聯合國環境規劃署（UNEP），負責協調聯合國的環境計劃與促進國際間的環境保護工作。1993年，《生物多樣性公約》正式生效，公約確立了“保護生物多樣性、可持續利用其組成部分以及公平合理分享由利用遺傳資源而產生的惠益”三大目標，全球生物多樣性保護開啟了新紀元。
國際公約
為促進國家、政府間，組織和非政府部門之間的合作。全球范圍內實施了各種行動和框架以保護生物多樣性，如聯合國生物多樣性公約（CBD）。此外還包括《瀕危野生動植物種國際貿易公約》（CITES）、《濕地公約》（UNESCO）、《世界遺產公約》《巴黎協定》《聯合國氣候變化框架公約》《聯合國防治荒漠化公約》《關于特別是作為水禽棲息地的國際重要濕地公約》《聯合國森林文書》等一系列與生物多樣性保護相關的公約，以及政府間生物多樣性和生態系統服務科學-政策平臺（IPBES）等科學政策平臺。
1992年6月，在巴西里約熱內盧召開的聯合國環境與發展大會（UNCED）通過了1994~2003年為“國際生物多樣性十年”（International Biodiversity Decade）的決議。同時，通過了《生物多樣性公約》（United Nations Convention on Biological Diversity, CBD）（后簡稱公約），《公約》于1993年12月29日正式升效。當時有150多個國家的首腦在《公約》上簽字。該公約是世界上最被廣泛承認的公約之一。
2002年，《公約》承諾，“到2010年，大幅降低目前的生物多樣性喪失速度”。2010年發表在《科學》雜志的研究顯示，該目標并沒有實現。2011年，為促進《公約》目標的實施，聯合國發布《2011~2020年生物多樣性戰略計劃》，其中制定了20項生物多樣性保護目標，即《愛知生物多樣性目標》，包含60個監測項目。到2020年，這些目標幾乎都沒有實現，只有 6 個目標得到了部分實現。2022年，聯合國第15屆生物多樣性大會（COP-15）通過了“昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架”，其中包括了到2030年要實現的四大目標和23個具體目標。框架并沒有法律約束力，其落實與執行基于188個締約國的自愿行動。為紀念《公約》生效，更好地宣傳和履行《公約》，聯合國大會于1994年12月29日通過49/119號決議，決定從1995年起，每年的12月29日為“國際生物多樣性日”。
野生動植物的貿易可以跨越國界，對其進行監管需要國際合作。基于此，1973年3月3日，80個國家的代表在美國華盛頓哥倫比亞特區簽署瀕危野生動植物種國際貿易公約（the Convention on International Trade in Endangered 物種 of Wild Fauna and Flora, CITES），也稱為“華盛頓公約”，CITES于1975年7月1日正式生效。截至2023年3月，共有184個締約方（國家和地區）。
CITES要求每個締約方有至少設置一個科學機構和至少一個管理機構，通過許可證制度來控制物種的國際貿易。截至2020年底，公約附錄涵蓋約5950種動物和32800種植物 （其中包括超過500種木材物種）。根據這些物種受國際貿易的威脅程度，分別將其列入CITES 附錄Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，為物種提供不同程度的貿易管制措施。從海洋進口、出口、再出口和引進CITES中涵蓋物種時，必須通過許可證制度獲得授權。
在中國，CITES于1981年4月8日對中國正式生效，1982年在中國科學院成立中華人民共和國瀕危物種科學委員會作為履約的科學機構，在原林業部（現國家林業和草原局）成立中華人民共和國瀕危物種進出口管理辦公室作為履約的管理機構。
方法與行動
截至2010年，87%的《生物多樣性公約》簽署國已經制定了國家生物多樣性戰略和行動計劃。全球數百萬人積極支持生物多樣性保護。美國大自然保護協會和英國皇家鳥類保護協會會員總數超過200萬，世界自然基金會（WWF）在全球擁有超過500萬支持者。越來越多的國家、區域及地方民間社會組織和社區團體參與到了生物多樣性相關的活動中。保護生物學（Conservation biology）已成為一門學科，擁有專屬期刊和科研課程。
已實施的生物多樣性保護方法如：
①建立保護區。阻止生物多樣性喪失的主要解決方案是建立保護區。1992年起全球保護區網絡持續穩定增長，總面積每年平均增長2.5%，保護區數量平均每年增長1.4%。全球保護區總面積已經從1960 年代的幾百萬平方公里增長到超過2000萬平方公里（2018年數據），占地球陸地表面的13%~15%。
②基于物種的保護，如針對性的進行棲息地管理、入侵物種清除、人工繁育、再引入等。1994~2004年，至少有16種鳥類通過基于物種的保護行動免于滅絕。
③景觀尺度的保護。包括建立跨越國界的保護區，如跨越莫桑比克、南非和津巴布韋三個國家的大林波波河跨境公園（the Great Limpopo Transfrontier Park, GLTP）；向農民或土地所有者支付費用，鼓勵減少種植環境敏感植物，改種有利于生物多樣性的植物，以恢復棲息地，如保護儲備計劃（Conservation Reserve Program，CRP）；大尺度棲息地營造與恢復，如印度尼西亞發放“生態系統恢復特許權（ERC）”許可證，鼓勵重新造林，改善“生產林”的森林砍伐情況。
④基于自然的解決方案（NbS），是保護、可持續管理和恢復自然及改造過的生態系統的行動。意在通過對生態系統的保護、恢復和可持續管理減緩氣候變化，同時利用生態系統及其服務功能幫助人類和野生生物適應氣候變化帶來的影響和挑戰。例如古巴紅樹林的保護，紅樹林占古巴陸地面積的5.1%，古巴70%的海岸都有紅樹林。紅樹林受到損害會增加沿海社區脆弱性。為了恢復島嶼國家的紅樹林開展了一系列保護行動，包括種植紅樹林并促進其自然更新、放置標桿以減少海浪、清潔運河等。保護行動使野生動植物、蝦和魚的數量不斷增加，洪澇得到了更有效的控制。
中國保護案例
1992年，中國簽署《生物多樣性公約》，成為公約的締約方之一，堅定支持生物多樣性多邊治理體系，采取一系列政策和措施，切實履行公約義務。中共十八大以來，在習近平生態文明思想引領下，中國堅持生態優先、綠色發展，生態環境保護法律體系日臻完善、監管機制不斷加強、基礎能力大幅提升，生物多樣性治理新格局基本形成，生物多樣性保護進入新的歷史時期。2024年，中國國家生態環境部發布《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃（2023-2030年）》，明確了中國新時期生物多樣性保護戰略部署、優先領域和優先行動，為各部門各地區推進生物多樣性保護提供指引。
就地保護
①構建以國家公園為主體的自然保護地體系。自1956年建立第一個自然保護區以來，中國已建立各級各類自然保護地近萬處，約占陸域國土面積的18%。近年來，中國積極推動建立以國家公園為主體、自然保護區為基礎、各類自然公園為補充的自然保護地體系。2015年以來，先后啟動三江源自然保護區等10處國家公園體制試點，整合相關自然保護地劃入國家公園范圍，實行統一管理、整體保護和系統修復。大熊貓野外種群數量40年間從1114只增加到1864只，朱鹮由發現之初的7只增長至目前野外種群和人工繁育種群總數超過5000只，亞洲象野外種群數量從上世紀80年代的180頭增加到300頭左右，海南長臂猿野外種群數量從40年前的僅存兩群不足10只增長到五群35只。
②生態保護紅線。生態保護紅線是中國國土空間規劃和生態環境體制機制改革的重要制度創新。中國創新生態空間保護模式，將具有生物多樣性維護等生態功能極重要區域和生態極脆弱區域劃入生態保護紅線，進行嚴格保護。初步劃定的生態保護紅線，集中分布于青藏高原、天山、內蒙古高原、大小興安嶺、秦嶺、南嶺，以及黃河流域、長江流域、海岸帶等重要生態安全屏障和區域。
③確定中國生物多樣性保護優先區域。中國打破行政區域界線，連通現有自然保護地，充分考慮重要生物地理單元和生態系統類型的完整性，劃定35個生物多樣性保護優先區域。其中，32個陸域優先區域總面積276.3萬平方公里，約占陸地國土面積的28.8%，對于有效保護重要生態系統、物種及其棲息地具有重要意義。
遷地保護
①建立植物園、野生動物救護繁育基地以及種質資源庫、基因庫等。截至2021年，建立植物園（樹木園）近200個，保存植物2.3萬余種；建立250處野生動物救護繁育基地，60多種珍稀瀕危野生動物人工繁殖成功。
②重要生物遺傳資源收集保存和利用。截至2020年底，形成了以國家作物種質長期庫及其復份庫為核心、10座中期庫與43個種質圃為支撐的國家作物種質資源保護體系，建立了199個國家級畜禽遺傳資源保種場（區、庫），為90%以上的國家級畜禽遺傳資源保護名錄品種建立了國家級保種單位，長期保存作物種質資源52萬余份、畜禽遺傳資源96萬份。建設99個國家級林木種質資源保存庫，以及新疆、山東省2個國家級林草種質資源設施保存庫國家分庫，保存林木種質資源4.7萬份。建設31個藥用植物種質資源保存圃和2個種質資源庫，保存種子種苗1.2萬多份。
③瀕危物種拯救工程。中國實施瀕危物種拯救工程，對部分珍稀瀕危野生動物進行搶救性保護，通過人工繁育擴大種群，并最終實現放歸自然。人工繁育大熊貓數量呈快速優質增長，大熊貓受威脅程度等級從“瀕危”降為“易危”，實現野外放歸并成功融入野生種群。曾經野外消失的麋鹿在北京南海子、江蘇大豐、石首市分別建立了三大保護種群，總數已突破8000只。此外，中國還針對德保蘇鐵、華蓋木、百山祖冷杉等120種極小種群野生植物開展搶救性保護，112種中國特有的珍稀瀕危野生植物實現野外回歸。
其他
此外，中國在生物安全管理、改善生態環境質量、推進綠色發展、政策法規、監測觀測網絡、執法監督以及全球生物多樣性保護合作等方面都取得了顯著進展。如制定和完善了，包括中華人民共和國森林法、草原法、漁業法、中華人民共和國野生動物保護法等20多部生物多樣性相關的法律法規，為生物多樣性保護提供了法律保障；積極參與《生物多樣性公約》的履約工作，2019年以來，成為《生物多樣性公約》及其議定書核心預算的最大捐助國；增進國際交流合作，借助“一帶一路”“南南合作”等多邊合作機制，為發展中國家保護生物多樣性提供支持；組織開展全國生物多樣性調查，建立完善生物多樣性監測觀測網絡，陸續發布《中國植物紅皮書》《中國瀕危動物紅皮書》《中國物種紅色名錄》《中國生物多樣性紅色名錄》，基本掌握生物多樣性總體情況，為加強生物多樣性保護奠定科學基礎。
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