生物多样性第八章生物多样性的保护.ppt

第八章 生物多样性的保护,随着人类对自然资源需求的不断增加，地球上的生物多样性正在急剧减少，成为人类生存与可持续发展的重要障碍。在此背景下，有关生物多样性保护的研究与实践蓬勃兴起。,生物多样性保护涉及农林生产、医药卫生、环境保护、贸易、旅游等人类生活的所有方面，是一项复杂的系统工程。生物多样性保护的理论和技术体系与充分协调各方面利益的行动计划共同构成了生物多样性保护的基础。,1 生物多样性保护的原则,1.1 基本原则在制定生物多样性保护策略时，无论个人或机构，都必须遵循一定的原则，才能达到科学、合理保护的目的。主要指导原则包括以下10点：,（1）每个类型的生物都是唯一的，也是人类应当予以重视的。（2）生物多样性保护是一项能够产生重大地区、国家和全球效益的投资。（3）生物多样性保护费用与利益应在国家之间、国内的公民之间公平分担和共享。,（4）保护生物多样性是可持续发展的一部分，在改变世界范围的经济发展格局与实践中将起到积极的推动作用。（5）生物多样性保护基金增加的本身并不能减缓生物多样性的丧失，需要政策和制度的改革为增加基金的有效利用创造条件。,（6）如果分别从地区、国家、全球的发展考虑，生物多样性保护的优先重点会有所不同。但是所有的国家和地区在保护其生物多样性方面都会获得利益，所以保护重点不应仅仅集中在几个物种丰富的生态系统或国家。（7）只有公众意识极大提高，并且在决策人获得了制定政策的可靠信息时，生物多样性保护才能有效进行。,（8）保护生物多样性的行动必须在生态标准和社会标准共同确定的尺度上进行规划和实施。活动的重点不仅在荒芜的保护区，还应该包括人们生活和工作的地方。（9）文化多样性与生物多样性紧密相连。人类对生物多样性的采集、利用和管理都依赖于文化多样性。反之，保护生物多样性常常有助于丰富文化的内涵与价值。,（10）增强公众参与意识、改善大众受教育和获取信息的机会、加强公共机构的责任感，是生物多样性保护的基本措施。,1.2 预防性原则生物多样性的唯一性和不可恢复性，要求生物多样性保护工作必须建立在以预防为主的保护策略上。,1992年举行的联合国环境与发展峰会上通过的里约环境与发展宣言第十五条规定：“为了保护环境，各国应按照本国的能力，广泛采用预防措施。遇到严重或不可逆转的损害威胁时，不得以缺乏充分的科学证据为理由，延迟采取符合成本效益的措施防止环境恶化。”,这个著名的“预防性原则”随即被写入联合国的21世纪议程和生物多样性公约。在环境和公共健康领域，尤其是生物多样性保护领域，“预防性原则”应作为公众和相关决策者据以决策的行动准则。,2 生物多样性保护目标,2.1 全球生物多样性保护目标总体目标是：通过保护生物多样性的载体与生态过程，在遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性3个层次上实现生物的可持续生存与发展，也是为了实现人类社会的可持续发展。目前生物多样性保护的具体目标有4个方面：,（1）世界生物资源保护目标长远目标要求（40年内）把物种在自然状况下灭绝的速度减缓2倍以上；近期目标是（10年内）实施一个由大多数国家通过的有效的国际生物多样性保护公约。,（2）热带森林保护目标长远目标是（40年内）力求达到保护和持续开发的平衡，使现存的热带森林50以上得到较好的保护；近期目标是（10年内）要让57个有热带森林的国家建立一个综合性的有效管理网络，至少要包括现存热带森林中80以上的脊椎动物种群。,（3）海岸带保护目标长远目标是（40年内）保证海洋国家1/3以上的海岸线景观得到合法的有效保护；近期目标是（10年内）建立一个由所有海岸国家参与的世界海岸海洋保护区系统。,（4）岛屿保护目标长远目标是（40年内）采取实际的措施保护所有生物地理区内岛屿独特的生物多样性，特别是那些具有重要价值和真正自然的动植物区系的岛屿生物多样性；近期目标是（10年内）确定和有效保护50个以上主要的岛屿生物多样性中心。,2.2 中国的生物多样性保护目标2.2.1 长期目标根据中国21世纪议程，中国生物多样性保护的长期目标是：建立一个保护物种和生态系统多样性的全国自然保护区网络，准备生物多样性编目，制定生物资源保护和持续利用的战略。,长期目标的具体内容包括：（1）建立和完善中国自然保护区网络；（2）确定和规划对生物多样性具有重要意义的野生物种的保护；（3）规划栽培作物和家畜遗传资源的保护；,（4）评价野生物种在自然保护区以外的就地保护；（5）建立全国范围的信息和监测系统；（6）寻求生物多样性保护与持续利用的方法和手段。,2.2.2 近期目标中国生物多样性保护的近期目标包括以下5点：（1）制定生物多样性保护的规划、法规、标准和政策；（2）建立和完善全国自然保护区网络，按照国际生物多样性保护要求和持续发展需求，确定针对这些保护区的管理系统；,（3）建立监测站，获取环境经济相互作用数据，为生态系统和物种的保护与持续管理奠定基础；（4）准备中国珍稀植物种类编目，确定物种和生态系统保护的优先权，继续完成中国野生动植物红皮书撰写工作；,（5）寻求生物多样性保护与生物资源持续利用相协调的途径，建成物种、保护区、生态系统等不同层次的生物资源保护和持续利用相结合的示范工程，建立可持续发展经营模式。,3 生物多样性保护策略,3.1 生物多样性保护策略全球生物多样性策略一书中对生物多样性保护提出了5项关键策略：第一，保护生物多样性策略必须以发展国家和国际政策的纲领、促进生物资源的持续利用和生物多样性的保持为目标。,第二，需要为地方社区的有效保护工作创造条件并给予鼓励，保护生物多样性的行动应当深入到人们工作和生活的地方。第三，保护生物多样性的设施必须加强，并更加广泛地加以应用。世界上的保护区是极其重要的保护生物多样性设施，与动物园、植物园、种子库等迁地保护设施相接合，能够保护世界生物多样性的大部分，并且有助于发挥其效益。,第四，人类保护与持续利用生物多样性的能力必须不断加强，发展中国家尤其如此。只有当人们懂得生物多样性的分布和价值，明白生物多样性怎样影响他们自己的生活和追求，保护才能获得成功。第五，保护行动必须通过国际合作和国家规划予以促进。减缓生物多样性丧失的国际合作需要更为有效的国际机制的协助。,3.2 保护策略的基本内容包括以下8点：（1）通过国际合作和国家规划，促进生物多样性保护工作。（2）建立生物多样性保护的国家政策纲要，改革现行的导致生物多样性浪费和滥用的国家政策。,（3）创造一个国际政策环境以支持国家生物多样性保护，将生物多样性保护纳入国际政策经济政策。（4）为地方生物多样性保护创造条件并予以鼓励，纠正导致生物多样性丧失的土地和资源利用方式。,（5）管理整个人类环境中的生物多样性，为生物区域的保护和发展创造制度化条件。支持私有机构开展生物多样性保护活动。（6）加强保护区建设。确定加强保护区建设的国家和国际优先重点，并增强它们在生物多样性保护中的作用，保证保护区对生物多样性保护所作贡献的持续性。,（7）保护物种、种群和遗传多样性，提高在自然生境中保护物种、种群和遗传多样性的能力。加强迁地保护设施的建设和保护生物多样性的教育。,（8）增强人类保护生物多样性的能力，加强对生物多样性价值和重要性的正确评价和了解，帮助公共机构传递保护生物多样性所需的信息。改进生物多样性保护的基础和应用研究，发展人类保护生物多样性的能力。,4 生物多样性保护的基本原理,保护生物学是将科学应用于保护问题的新学科，旨在研究由于人类活动或其它因素直接或间接影响受到威胁的物种、群落和生态系统的生物学。该学科既面向当前危机，又放眼于生态系统的长远生存力，并为保护生物多样性提供原理和方法。,然而，保护生物学的理论并不完备，一些理论存在着不确定性，有些理论甚至自相矛盾。现在介绍保护生物多样性的一些基本理论。,4.1 生物多样性保护的基本单元ESURyder(1986)首先提出了ESU(evolutionarily significant unit)概念，并建议以ESU作为生物多样性保护的最小单位。Ryder认为，ESU是表现出显著的适应性变异的种群。,Waples(1991)认为ESU是与其他种群之间存在生殖隔离，具有相同或不同适应性的种群。Moritz(1994)建议，ESU在线粒体基因组等位基因中是严格单源的，同时在核基因组等位基因频率上应有显著的差异。,4.2 岛屿生物地理学理论MacArthur和Wilson(1963,1967)提出了岛屿生物地理学平衡理论（MW理论）。,该理论认为，物种存活数目与其生境所占据的面积或空间之间的关系可以用幂函数来表示：S=cAz S表示物种数目，c表示单位面积或单位空间的物种数目，A表示生境面积或空间大小，z为统计常量，其理论值为0.263，通常在0.180.35之间变动。,依据该公式可以得到一个粗略的经验概率：面积减少10倍，物种数目约减少一半。MW理论认为，岛屿上存活的物种数量取决于物种迁入率和灭绝率，迁入和灭绝过程的消长导致物种数量的动态变化。,物种灭绝率随岛屿面积的减小而增大（面积效应area effect）；物种迁入率随着隔离距离的增大而减小（距离效应distance effect）；当迁入率和灭绝率相当时，物种丰富度处于动态平衡。,4.3 Meta-种群理论Meta-种群即异质种群(metapopulation)，其概念由Levins于1967年提出，用来表示同一物种分布在若干离散生境斑块中的种群的总和，并将其定义为：由经常遭到局部性灭绝，经重新定居而再生的种群所组成的种群。,4.4 最小存活种群和种群生存力分析理论人们为了探索物种灭绝的影响因素及其过程，发展了种群生存力分析技术（population variability analysis，PVA）。,种群生存力分析是采用分析和模拟的手段来估计物种在一定时间内灭绝的概率论方法，主要目标是计算物种以某个概率生存一定时间所需的最小可存活种群（minimum viable population,MVP）的大小。,在模型的构建和分析过程中，主要考虑种群统计学随机性、环境随机性、遗传随机性和自然灾变对种群动态和持续生存的影响与作用。,4.5 缓冲区和廊道理论在探索自然保护区的建设方法过程中，保护生物学提出了缓冲区（buffer）、生物廊道（corridor）以及保护区网状分布理论。这些理论为保护区的建立提供了一般性的原则和方法，取得了一定成效。然而，缓冲区和廊道理论远不是成熟的理论。不仅无法对一些问题作出明确的回答，而且在某些时候还自相矛盾。,一个典型的例子，究竟是建立一个大型保护区，还是建立几个相互联系的小型保护区更有利于物种的保护（single large or several small,SLOSS）？保护生物学家们对这个问题长期争论，无法形成定论。,另一个典型的例子，保护生物学家们一直在强调生物廊道对连接孤立斑块的有利价值，却忽略了廊道可能造成的负面影响，比如种群个体感染上的传染性疾病可能通过廊道得以传播。,4.6 物种共存假说在生态系统中，物种的共存涉及系统内资源在各种生物之间的分配与再分配，生态学家们从生物竞争角度提出了3种假说：竞争平衡假说非平衡共存假说以及两种观点的综合：亚稳定平衡假说,竞争平衡假说从竞争排斥原理出发，强调空间异质性与生态位分化是生物多样性形成的重要机制。其主要内容包括：,（1）两个物种在同一群落中占据相同生态位时，其中之一将会灭绝；（2）一个稳定群落中，不会出现两个物种因同一资源限制而成为直接竞争者，种间生态位不同可减缓它们之间的竞争；（3）群落是一个相互作用的系统，不同生态位的种群在利用群落空间、时间资源和各种相互作用中趋于相互补充，而非直接竞争。,非平衡共存假说并不排斥竞争排斥原理，但强调干扰在物种共存中的贡献。在封闭群落中，有效干扰事件能够产生一种至少可以暂时有利于竞争力较弱物种的环境，比如森林中的林窗干扰（forest gap）可以产生有利于阳性植物的暂时生境。,4.7 物种灭绝与存活机理当前濒危物种的恢复手段是将这些物种的残存个体集中起来进行人工饲养，等这些物种的种群数量恢复到一定程度后再放归自然，这些种群被称为监禁种群（captive population）。由于监禁种群的近交率很高，面临近交衰退的危险，因此控制其近交系数是非常重要的。,一般来说，野生动物的近交率在每一世代不应超过1，据此推算，一个有效种群的大小不应小于50。如果以近交系数达到50为灭绝阈值，可以精确估算出，当有效种群大小为50时，物种仅能维持70个世代；而当有效种群为500时，则可以维持700个世代。,因此，对于监禁种群，应当采取紧急预防措施，比如人工增加基因交流，降低近交率，防止种群灭绝。,在自然种群中，基因频率波动造成的杂合性损失率（也称近交系数）为：F=1/(2Ne)Ne为有效种群数量。多数学者认为，当Ne500时，F=0.001，得失平衡。因此，从长期保护角度来看，物种的有效种群大小应不小于500。,4.8 易地保护与就地保护就保护形式而言，生物多样性保护的措施可分为就地保护和易地保护。就地保护是指保护生态系统和自然生境，维持和恢复物种在其自然环境中有生存力的种群。对于驯化和培植物种而言，其自然环境是指它们在其中发展出明显特性的环境。,易地保护是指将生物多样性组成部分转移到它们的自然环境之外进行保护。生物多样性公约详细列举了各缔约国应尽的保护义务，在就地保护方面的措施有13条，在易地保护方面的措施有5条。,5 自然保护区,5.1 自然保护区的概念生物多样性公约的定义认为，自然保护区是指一个划定了地理界线，为达到特定保护目标而实行管制和管理的地区。,5.2 自然保护区的重要意义（1）自然保护区能够为人们提供生态系统的天然本底资料；（2）自然保护区是各种生态系统、生物物种和基因的天然贮藏库；（3）自然保护区在保护生境和生物资源的同时，也起到了改善自然环境、保持水土、涵养水源、维持生态平衡等重要作用；,（4）自然保护区是天然的科学研究实验室；（5）自然保护区是开展公众生物多样性保护教育的自然博物馆和自然讲坛；（6）自然保护区为开展生态旅游提供了一定场所。,5.3 自然保护区建设的基本对策（1）开展自然保护区的科学规划；（2）加强自然保护区的建设和管理；（3）将自然保护区建设纳入国家和地方计划。,5.4 自然保护区的类型5.4.1 国际自然保护区类型（1）严格自然保护区和科研保护区（2）受控自然保护区（3）生物圈保护区（4）国家公园和省立公园（5）自然纪念物保护区,（6）保护性景观（7）世界自然历史遗产保护区（8）自然资源保护区（9）人类学保护区（10）多种资源经营管理区,5.4.2 中国的自然保护区类型（1）森林和植被自然保护区（2）野生动物自然保护区（3）自然历史遗迹保护区,5.5 自然保护区的结构自然保护区由3个部分构成：（1）核心区（2）缓冲区（3）试验区,5.6 自然保护区的评价标准（1）典型性（typicalness）（2）稀有性（rarity）（3）脆弱性（fragility）（4）多样性（diversity）（5）面积大小（size extent）,（6）自然性（naturalness）（7）感染力（intrinsic appeal）（8）潜在价值（potential value）（9）科研价值（scientific research value）,5.7 自然保护区的管理（1）常规管理（2）旅游管理（3）灾害预防管理,6 中国的生物多样性保护,6.1 中国的自然保护区建设1956年，中国建立了第一个自然保护区：广东肇庆鼎湖山自然保护区。,1980年，自然保护区达到300个，总面积达到国土面积的1。1987年，自然保护区达到707个，总面积达到国土面积的2.7。1999年，自然保护区达到1146个，总面积达到国土面积的8.8。2010年，自然保护区计划达到1800个，总面积达到国土面积的16左右。,6.2 中国生物多样性保护行动计划 中国生物多样性保护行动计划的主要内容：（1）对中国生物多样性现状进行了全面分析和评价，描述了中国生物多样性的丰富程度、受威胁情况以及加强保护的紧迫性。,（2）对就地保护和迁地保护、机构体制、政策法规、科学研究、教育培训、国际合作等现有保护措施进行了系统论述和评价。,（3）对生物多样性的直接保护，即物种和生态系统的直接保护的具体行动计划作了介绍。把生物多样性保护工作分成目标、行动和优先项目三个层次。首先确定主要目标，在每个目标之下确定几项重要的行动，又在每项行动之下确定优先项目。,（4）对支持直接保护行动所需的7项措施进行了论述。这7项措施是：立法和政策保证、机构措施、科学研究、技术推广、宣传教育、资金渠道、国际合作。,6.3 行动计划确定的目标中国生物多样性保护行动计划确定了7个目标：（1）建立和完善国家自然保护区网络；（2）确定并规划对生物多样性有重要意义的野生物种的保护；（3）保护作物和家畜的遗传资源；,（4）评价野生物种在自然保护区以外的就地保护；（5）建立全国范围的信息和监测系统；（6）协调生物多样性保护与持续发展；（7）强化对中国生物多样性的基础研究。,6.4 中国最有成效的生物多样性保护措施（1）自然保护区的建立与持续发展（2）天然林保护与退耕还林（3）森林防火（4）动植物检疫与外来生物的严格控制,（5）逐步减少山区人民生活对野生动植物资源的依赖（6）环境保护（7）基因工程产品制造与释放的严格控制（8）全国人民生物多样性保护意识的逐步觉醒,