保護生物學的產(chǎn)生與發(fā)展

課程簡介－保護生物學

保護生物學是二十世紀八十年代開始興起于美國的一門綜合性學科，其目的是為了解決由于人口過度增長和自然資源過度破壞而造成的生物多樣性急劇下降的危機狀況。我國的保護生物學九十年代才開始興起，也日益受到重視，逐漸成為一個熱門的學科。課程簡介－教學安排在教學內(nèi)容方面，突出保護生物學的理論與實踐的結合，具體內(nèi)容包括保護生物學所涉及的基本概念、原理；全球及我國生物多樣性的現(xiàn)狀及行成的原因；在不同層次上人類保護實踐的事例分析；可持續(xù)發(fā)展的思想。第一章保護生物學的產(chǎn)生與發(fā)展內(nèi)容提要：保護生物學是一門新興的綜合性學科。本章論述了保護生物學產(chǎn)生的背景，保護生物學的概念，保護生物學的學科特點，保護生物學研究的意義，保護生物學的主要研究內(nèi)容和未來研究方向。中國面臨的十大生態(tài)問題：占國土65%的山區(qū)開發(fā)不當，易于形成大范圍的水土流失，加速生態(tài)失衡。自然災害頻率加快，受災成災面積不斷擴大。3.森林面積不斷縮小，采伐量遠遠超過生長量。4.草場退化嚴重。5.沙漠化危害嚴重。6.嚴重缺水，過量開采，浪費驚人，人為污染。資源分布極不均衡，地區(qū)間資源承載能力差異很大。大氣污染嚴重，酸雨勢態(tài)擴大，廢物排放增加。農(nóng)林環(huán)境污染10.生態(tài)環(huán)境破壞。我們正生活在一個動植物物種空前大量滅絕的時代，在全球范圍內(nèi)，經(jīng)歷了千百萬年發(fā)展的生物群落正在被人類的活動所破壞?，F(xiàn)今物種的大量滅絕與過去地質(zhì)變化發(fā)生的大量滅絕相類似。目前，除非扭轉這種趨勢，否則那些作為動物界精華的大型哺乳類如大象、虎和熊將很快不會在自然界存在。隨之而來的是成千上萬的，甚至可能是數(shù)百萬種不顯著的植物和無脊椎動物的滅絕，除非他們的生境和種群受到保護，物種的滅絕對地球和人類而言肯定是極大的災難。

人類的行為對未來世界面貌將產(chǎn)生深刻的影響，我們的選擇確實關系到人類文明的前途。我們的行動在很大程度上將決定人類能否在新的千年里繼續(xù)生存下去，我們的子孫后代能否生活得比我們更好。人類生存與發(fā)展依賴于自然界各種各樣的生物，生物多樣性是對人類具有現(xiàn)實和潛在價值的基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)資源的總稱?？梢哉f生物多樣性是保障人類生存的物質(zhì)基礎和環(huán)境條件，也是未來工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥業(yè)發(fā)展的基礎。然而，在近二十年的時間里，無所不在的人類活動嚴重的干擾了自然界的生態(tài)平衡。生態(tài)系統(tǒng)一旦失衡，自然界將出現(xiàn)持續(xù)的物種滅絕。這不僅僅表現(xiàn)在資源的枯竭方面，而且意味著人類生存和發(fā)展所依賴自然環(huán)境提供的空氣、水、原材料、食物、藥品以及其它物資和服務的終止，甚至導致目前人類生存條件崩潰?？梢钥隙ǖ恼f，威脅生物多樣性的因素對人類也存在同樣的危害。1.生物多樣性的直接經(jīng)濟價值生物多樣性的直接經(jīng)濟價值包括消耗性使用價值和生產(chǎn)使用價值（商品價值）。2.生物多樣性的間接經(jīng)濟價值1.維護生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定2.固定太陽能3.保護水資源4.保護土壤5.調(diào)解氣候6.污染物的降解和指示作用7.科學、教育、文化等方面的價值生物多樣性的價值：3.生物多樣性的潛在價值

潛在價值是指生物資源將來可能被利用（包括直接利用、間接利用）的價值，或者說是生物種在未來的某個時候能為人類社會提供經(jīng)濟利益的可能，因此它具有較大的不確定性。4.生物多樣性的倫理價值1.每一個物種，享有同人一樣的生存權利；2.每一個物種都有其自身價值；3.保護生物多樣性，是作為高智慧生物的職責；4.物種間相互依存；5.自然具有超越經(jīng)濟價值的精神和美學價值；6.生物多樣性對確定生命的起源和進化具有重要價值面對目前世界上物種大量而快速的滅絕，世界各國政府和非政府組織、科學家乃至公眾都已覺察到這種悄然而至的威脅。而且，當前人類所采取的措施對未來世界將產(chǎn)生深刻的影響，我們的選擇確實關系到人類文明的前途；我們的行動在很大程度上將決定人類能否在新的千年里繼續(xù)生存下去，我們的子孫后代能否生活得比我們更好。保護生物多樣性，保護豐富的生物資源，保護人類的生存環(huán)境，已成為全人類的共識。

生物資源（可再生資源）自然循環(huán)生長繁殖自我更新維持一定的儲量合理利用長期穩(wěn)定受益不合理利用阻斷破壞資源枯竭為了挽救瀕臨滅絕的野生物種，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，人們需要實施一系列的保護行動，如拯救物種、建立新的保護地區(qū)、保護現(xiàn)有的國家公園等。要對受到威脅的物種進行科學有效的保護，就需要一門新的學科知識來告訴人們物種和其所在的生態(tài)系統(tǒng)究竟遇到了什么樣的困難；如何處理生態(tài)系統(tǒng)的復雜性及難以應付的問題；導致物種瀕危的真正原因是什么；哪些物種應該得到優(yōu)先的保護；采取怎樣的措施來保護物種和生態(tài)系統(tǒng)。為回答上述問題，生物學中一門新興的分支學科——保護生物學（ConservationBiology）應時而生。14152009年3月10日，沙特首都利雅得2009年3月10日，沙特首都利雅得181920海南高毒農(nóng)藥陰魂不散。

世界每分鐘的環(huán)境災難

耕地——

損失40公頃，年損失2100萬公頃森林——損失21公頃，年損失1100萬公頃泥沙——4.8萬噸，每年250億噸污水——85萬噸流入江河湖海人——28人死于環(huán)境污染生物——0.05個物種滅絕（3/小時）第一節(jié)保護生物學的概念和學科特點一什么是保護生物學保護生物學(ConservationBiology)這個名詞最早出現(xiàn)于二十世紀初期，當時提出這個概念的主要目的是為了更有效的利用森林、野生動物和海洋漁業(yè)資源而對它們進行科學的管理，真正形成具有完整知識體系的保護生物學學科是二十世紀八十年代初期。造成當代物種滅絕的原因是復雜的，因而，保護生物學研究內(nèi)容也是廣泛的。保護生物學是一門論述全世界生物多樣性面臨嚴重危機及如何保護生物多樣性的綜合學科，它既面對當前生物多樣性的危機，又著眼于生物進化潛能的保持。保護生物學的研究目標有：①提供各種科學的保護原理；②識別需要保護的問題；③建立正確的保護程序；④加強科學與管理的聯(lián)系，使科學家對保護問題敏感，使管理人員對生物學問題感興趣。(陳道海等，1999)保護生物學是一門綜合性的科學，其基本內(nèi)容以生物學為主，并融合了自然科學中其它學科的內(nèi)容甚至社會科學的知識和理論。要實現(xiàn)保護生物學的研究目標，需要多學科的協(xié)同工作。

保護生物學是一門論述全世界生物多樣性面臨嚴重危機及如何保護生物多樣性的重要新興綜合學科，它融合了理論、基礎研究、應用研究和公眾教育等方面的工作。內(nèi)容涵蓋了普通生物學、群落生態(tài)學、進化生物學、分類學、古生物學、動物管理學、動物生態(tài)學、農(nóng)學和林學，以及歷史、哲學、經(jīng)濟學、人類學和公眾政策?；A理論學科：生態(tài)學遺傳學種群生物學生理學系統(tǒng)學分類學生物地理學生態(tài)哲學生態(tài)倫理學社會生物學社會科學學科：保護管理學科：環(huán)境檢測風險評估獸醫(yī)學自然資源學科：林學漁業(yè)野生動植物保護生物學ConservationBiology面臨的問題具有緊迫性信息不充分依靠現(xiàn)有的知識依靠良好的直覺和創(chuàng)造力提出目前解決問題的辦法二保護生物學的學科特點（1）保護生物學是一門處理危機的決策科學。為了保護自然，減緩物種滅絕，人們依據(jù)保護生物學原理每時每刻都在作出管理決策。非傳統(tǒng)意義的“精確”學科自然界是極其復雜的，對于保護中所面臨的一些問題，我們幾乎不可能得到準確的單一的答案.原因是它根本不存在。應當考慮一個問題中的可能性，或者概率。這才是更加科學的態(tài)度。在進行保護努力的過程當中，充分考慮到一個保護措施的實施的安全范圍。即對于可能產(chǎn)生的后果要有足夠的認識,和謹慎的態(tài)度。（2）保護生物學是一門處理統(tǒng)計現(xiàn)象的科學。只能在一定概率水平上給出生態(tài)環(huán)境和生物多樣性問題的答案。（3）保護生物學是一門價值取向、使命取向的科學。保護生物學是為了保護有價值的生物多樣性。（4）保護生物學是一門具有整體性和長遠性的科學。保護生物學研究對象涉及整個生態(tài)系統(tǒng)，不謀求短期利益，而更加著重于長遠。多學科交叉純科學與應用科學結合自然科學與社會科學結合多學科深度和廣度的訓練野外工作的經(jīng)驗語言和交流能力的訓練組織和外交能力的培養(yǎng)

對保護生物學工作者的素質(zhì)要求:（5）保護生物學是一門高度綜合的科學。

保護生物學所涉及的學科門類非常復雜。

1.用進化的眼光看待保護的問題2.用動態(tài)的生態(tài)學的觀點3.必須考慮人的存在現(xiàn)代保護生物學的基本原則運用動態(tài)的生態(tài)學的觀點在保護中去追求保持一種我們認為合理的靜止的生態(tài)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)是錯誤的，也是行不通的。同時要求我們在考察保護的問題是將問題看作是在變化過程中間的一個狀態(tài)，要考察其可能的發(fā)展趨勢。才能正確認識所面臨的問題，提出有效的管理辦法。必須考慮人的存在人是保護中最關鍵的問題，人是所有保護問題產(chǎn)生的根源，也是嚴重的受害者。因此不能回避保護中人的存在。首先，不同的人類民族語言和文化。許多風格獨特的民族在一定的自然環(huán)境中經(jīng)歷了長期的發(fā)展，形成了今天特有的文化，如果這些文化消失，對于整個人類的文化的多樣性是巨大的損失。其次,當?shù)鼐用駞⑴c保護和管理是最有效的.如果排除土著居民保護的結果不可能好。人的素質(zhì),是保護成功與否的關鍵問題.

以前對保護區(qū)的管理,采取單純封閉的做法,不適合于多數(shù)保護地區(qū)。第二節(jié)保護生物學的形成與發(fā)展

70年代初許多科學家已意識到生物多樣性問題的迫近，但當時還沒有中心論壇或組織來論述此題。1978年生態(tài)學家Michael組織第一次保護生物學國際會議，會議確立保護生物學將把野生動物管理的實際經(jīng)驗、林業(yè)和漁業(yè)生物學結合起來，以種群生物學和生物地理學理論探索保護物種的新途徑和新方法。1985年保護生物學學會(SocietyofConservationBiology)建立。1987年《保護生物學》（ConservationBiology）創(chuàng)刊1990年至少有16所美國大學建立了保護生物學研究生計劃。1992年皮優(yōu)慈善托拉斯以1550萬美元資助給生物多樣性研究和研究生計劃，用以培養(yǎng)“保護和持續(xù)發(fā)展”的研究生。雖然我國保護生物學研究起步較晚，但發(fā)展較快。1990年中國科學院成立了生物多樣性工作組，1992年3月改立為中國科學院生物多樣性委員會，統(tǒng)一協(xié)調(diào)中國科學院生物多樣性研究工作。1993年，《生物多樣性》雜志創(chuàng)刊發(fā)行。1994年，中國政府頒布了《中國21世紀議程》和《中國生物多樣性保護行動計劃》，以履行生物多樣性保護國際公約。這些均表明中國加快了生物多樣性研究和保護的步伐。第三節(jié)保護生物學的研究內(nèi)容目前保護生物學的工作主要集中在以下六個方面：一滅絕滅絕不僅意味著一個物種的消失，而且也意味著物種所帶有的遺傳基因的消失，意味著對于生態(tài)系統(tǒng)和整個生物圈的破壞。因此，預報滅絕，解釋導致滅絕的原因和防止滅絕的發(fā)生，根據(jù)過去滅絕的模式推測其原因，并找出與未來滅絕的關系，是保護生物學研究的一個重要內(nèi)容。二進化的潛能種群為什么會滅絕？一種簡單而直接的回答是所有的物種個體被消滅了。但實際上并不如此簡單，很多研究表明滅絕是種群喪失了進化潛能（evolutionarypotential）。這就是種群生存力分析（populationviabilityanalysisPVA）所要解決的問題。三群落和生態(tài)系統(tǒng)物種豐富度的喪失、生態(tài)特征和行為的變化，表示其對于群落和生態(tài)系統(tǒng)（communitiesandecosystems）有一個適應極限。不同的生態(tài)學理論，對于在生態(tài)系統(tǒng)和群落中應該保護什么存在不同的觀點。簡化生態(tài)系統(tǒng)論者（thereductionisttheoryofecosystems）認為，生態(tài)系統(tǒng)在不同層次（水平）的特征都是組成它的較低層次系統(tǒng)的總和。如果這一理論正確，那么首先要保護物種。

完整生態(tài)系統(tǒng)理論（theholistictheory）則認為，生態(tài)系統(tǒng)并不包含每一單位（層次）的特征。如果這一理論正確，就應該保護基因庫（genepool）。也就是要保護整個生態(tài)系統(tǒng)，而不是有機體（McNaughton，1989）。四生境的恢復可以肯定，只有極少數(shù)的生境能恢復到原始狀態(tài)。這有一個重要的前提就是人類要有一個較高的生活水平和人口必須穩(wěn)定或下降。在本世紀保護生物學可能會從保護一些自然生境而轉變?yōu)榻⒁恍┙谱匀坏娜斯ざ鄻有跃坝^。包括：①土地退耕。②土地的合理使用。人工飼養(yǎng)繁殖一些瀕危物種，是遷地（exsitu）保護的一種方法。其目的是為了物種的復壯甚至重建野生動物種群。動物園和植物園是目前圈養(yǎng)繁殖的主要場所，也是物種遷地保護普遍采用的形式。由于圈養(yǎng)繁殖個體數(shù)量的限制和缺少必要的種源補充，在人工飼養(yǎng)和栽培的物種中，很容易因近親交配而產(chǎn)生遺傳多樣性退化，因此，對圈養(yǎng)繁殖的物種進行遺傳管理是十分重要的。五物種的回歸自然和圈養(yǎng)繁殖瀕危物種的栽培和飼養(yǎng)是保持和擴大個體數(shù)量的一種有效的方法，把人工飼養(yǎng)繁殖的物種再引入自然或半自然的生境，實現(xiàn)野生種群的重建和復壯是保護生物的一種重要手段。目前，人們正在運用所掌握的有關瀕危物種的知識，盡力通過人工的方式維持瀕危物種的數(shù)量，以達到保護的目的。然而，通過人工栽培和繁殖的動植物在向野外釋放的過程中仍然存在許多問題。這不僅涉及到人工繁育物種生態(tài)習性和生物學特征的改變，也與引入地的生態(tài)系統(tǒng)結構有關。六生物技術在物種保護中的應用1對未知物種的定名和描述，完成物種的調(diào)查和編目工作2可解決小種群遺傳多樣性損失和近交衰退問題3種群遺傳結構和適應潛力的分析4物種和群落的長期保存5生物安全問題目前保護生物學方面較活躍的研究領域主要有以下幾個方面：第四節(jié)保護生物學的研究趨勢（一）小種群生存概率由于生境的異質(zhì)性和個體擴散，自然界的物種通常是由若干個種群組成的，隨著人類活動對自然環(huán)境的干擾加劇，很多物種自然分布區(qū)被分割成小種群。一個物種的命運最終取決于構成該物種的所有小種群的命運。隨著小種群內(nèi)近交系數(shù)的逐代上升，遺傳雜合性逐代降低，導致種群的適合度下降，最終導致小