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不过,作为对生物多样性问题作出而诞生的现代生物多样性保护国际法的产生与发展,还是20世纪60年代以后的事情了。由于诸多因素综合作用的结果,保护生物多样性领域的国际法的发展,经历了由慢到快、由简单变复杂、由零散到系统的过程。这个发展过程,根据其保护理念来看,大致可分为三个阶段。
一、萌芽阶段:利用价值保护
20世纪50、60年代之前,并不存在现代意义上的国际环境法;相应的,保护生物多样性的国际法也处于萌芽状态。这一阶段的国际法主要是根据个别物种对于人类的利用价值(主要是经济价值)提供保护,而对生物物种的内在价值、生态系统以及生物多样性等方面则很少涉及。历史上,野生生物的利用和保护一直被认为是国内法的事项,反映了各国对其自然资源的永久。不过,尽管国家拥有重要的利益,野生生物很长时间以来便是国际合作的内容。因为野生生物的活动范围并不总是停留在某个国家的政治和地理疆界之内。例如侯鸟等在多个国家间迁徙的物种,其保护就需要进行国际合作。类似的,其栖息地横跨几个国家、或者位于国家管辖范围之外的国际公域的非迁徙物种,其保护也自然需要进行国际合作。由此,生物多样性保护国际法逐渐形成。
19世纪60年代开始,欧洲出现了早期的保护生物物种的国际条约,主要有1867年《英法渔业公约》、1882年《北海过量捕鱼公约》、1886年的《莱茵河流域捕捞大马哈鱼的管理条约》、1902年3月《保护农业益鸟公约》、1911年《保护海豹条约》等[1]。通过这些生物保护条约,缔约国通过谈判分配了各种资源资源(主要是鱼类以及海豹)的开发权,希望能够达到某种可持续捕获的水平。实际上,诸如海豹条约等早期的野生生物保护条约是最早反映可持续发展思想的条约———即最大限度的可持续产出的概念。此后,很多环境主义者不断呼吁要禁止对野生生物的商业性开发。
在此背景下,国际社会通过了一些比较重要的保护生物多样性的国际条约,如1933年《保护天然动植物公约》、1946年《国际捕鲸管制公约》、1950年《国际鸟类保护公约》和1951年《国际植物保护公约》等[2]413。
例如,国际捕鲸委员会,最初是一个在成员国间分配捕鲸量的组织,现在逐渐转变为禁止商业性捕鲸的机构。国际捕鲸委员会充分说明了当时国际野生生物法内的主要焦点,即如何在开发与保护之间进行适当的平衡。早期的条约很少考虑野生生物的保护问题,而是专注于如何在不同利益国之间进行资源的分配。随着环境关注的日益提升,这些野生生物条约开始将其兴趣由在缔约国之间分配资源,转变为实现可持续的开发水平,即“可持续产出”。不过,在很多情况下,实现生物资源可持续产出的努力并无法成功。有时候,国际条约缔结的太晚,错过了将种群保持在能够可持续产出的水平上的时机。另外,关于可持续捕获水平的准确估计,在科学上还缺乏充分的认识。而且,即使科学家发现了确定的数字,关于开发的政治压力也是促使决策者确定不可持续的水平。在这一阶段,保护生物多样性国际法体现出三大特点:首先,除少数条约规定了现代意义上的环境保护手段和措施、具有真正的生态保护含义外,绝大多数公约所表现的是一种短期的功利主义,[2]28即:侧重于保护渔业资源、海豹等经济性的资源,或对某一物种经济利益的保护,忽略了对其维护生态平衡的作用的保护;目的是为了保护相邻国家间的经济利益,而非保护环境。
其次,这一时期的生物多样性保护手段是不充分的,主要采取的方法是简单的禁捕、禁采、禁伐。一般而言,“最通常的做法是禁止捕获属于某个特定物种的个别生物,而不考虑该物种的生存条件是否存在。”[2]235第三,它采用的是一种跨界解决方式,参与这些国际法的主要是与保护对象有直接利益关系的少数边界相邻的国家。
二、初步形成阶段:内在价值保护
二战后,各国忙于战后重建恢复经济,世界经济和国际贸易的发展规模也不断增大,开始出现一些全球性的环境问题;各国对资源能源的不合理开发和利用也带来了严重的危机。此时,环境科学和生物科学得以兴起并迅速发展,其研究成果促使人们不断深化对生物物种的内在价值的认识。所谓内在价值,是指自然界每一个有生命的或者具有潜在生命的物体都具有某种神圣并且应当受到尊重的价值。此时,人们已经认识到,各个物种之间内在价值是平等的;以是否可以为人类服务为标准来判断生物物种资源的价值,本身就是一种物种的偏见。在这种背景下,一系列旨在保护生物资源的国际法律文件应运而生,现代意义上的保护生物多样性国际法也开始正式形成和发展。在这一时期,国际社会依然缔结了一些对物种的利用价值进行保护的公约和协定,但更多的国际文件开始侧重于对生物的内在价值进行保护。例如,1973年通过的《濒危物种国际贸易条约》(CITES公约)形成了一套详细的、但也是比较复杂的管理制度,涵盖数千种动植物。事实证明,这种类型的国际合作也是应对国际经济活动(主要是不断增加的野生动物和植物贸易)对生物带来负面影响所必需的。尽管有旨在控制物种国际贸易的CITES公约以及旨在保护迁徙物种的多项公约,但是野生生物物种在很多地区还是出现了丧失的现象。
有些是商业开发的原因,但更多的是栖息地遭到破坏的原因,特别是对那些迁徙物种。这就促成了1971年《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》和1972年《保护世界文化和自然遗产公约》的出台。这些条约旨在为保护具有特别重要性的生物栖息地提供资源和政治意愿。除了上述国际条约外,比较重要的国际法律文件还有1968年《非洲自然和自然资源保护公约》、1973年《濒危野生动植物物种国际贸易公约》、1979年《野生动物迁徙物种保护公约》、1979年《欧洲野生生物和自然生境保护公约》、1980年的《南极海洋生物资源养护公约》、1982年《联合国海洋法公约》和1986年《南太平洋地区自然资源和环境保护的公约》,等等。这一阶段,保护生物多样性国际法的主要特点有:首先,在国际立法的指导思想上,重新认识了人与自然的关系,开始从最初的功利主义、注重保护对象的经济效用转向注意内在价值和其它非经济价值。如1973年《濒危野生动植物物种国际贸易公约》开宗明义,宣布“许多美丽的、种类繁多的野生动物和植物是地球自然系统中无可替代的一部分,为了我们这一代和今后世世代代,必须加以保护”。其次,保护手段日渐丰富。通常,这些公约不仅保护个别物种,而且会保护其栖息地,并考虑到可能影响该物种和栖息地的所有生态要素;同时,为了保护、保存、展出、恢复和利用各种保护对象,公约通常要求各缔约国综合采取法律、科学、技术、行政和财政措施等多种手段。第三,很多公约开始采用一种全球视角,将保护对象确定为具有人类共同利益的事项,号召所有国家、而不是少数与保护对象有直接利益关系的相邻国家在全球范围内进行保护。
三、迅速发展阶段:生态系统保护
不过,在相当长的一段时间内,保护生物的国际法一直饱受“缺乏广泛的战略或政策”之诟病。在1972年和1992年之间,国际社会针对那些具有较大商业价值的特定物种或品种,制定了300多项专门的国际环境协定曾试图减缓和扭转生物流失的局面。但随着生物多样性的继续流失,人们发现野生生物单行立法的方式不足以保护地球上的生物多样性。而且,生物保护学家发现,过于保护某种珍惜动植物,会使决策者对其它形式动植物的保护。显然,应当采取更加有效的措施。20世纪90年代前后,可持续发展的理念逐渐深入人心。
基于对环境和生态系统的整体性、环境问题的综合性等特点的认识,人们了结到针对个别的物种或栖息地采取的保护措施,并不能从整体上解决生物多样性问题,必须改变传统做法,另辟蹊径。因此,他们呼吁制定一项广泛的框架公约,以涵盖威胁地球上生命形式多样性的各种危险。通过保护生态系统的健康来保护生物多样性,是一项全新的保护方式。尽管1940年《西半球》也承认生态系统保护的重要性,但是几乎没有认真实施过这方面的规定。28年后一项区域公约———《非洲自然和自然资源保护公约》也更加重视生态系统的保护。在全球范围内,最初体现这种思想的是软法文件,如1980年《世界自然保护战略》和1982年《世界自然》。特别是《世界自然》,它是世界自然保护同盟(IUCN)纪念1972年斯德哥尔摩会议召开10周年所发起并促成联合国大会通过的的一项国际法文件,也是是在人与自然关系方面进展最大也是最具创新性的一项国际文件。该措辞严厉,但它只是一项不具有法律约束力的软法文件。尽管如此,该也成为生物多样性保护理念转变的里程碑。最终,《世界自然》所蕴涵的广泛的、整体性的保护理念体现在1992年《生物多样性公约》中。从1984年到1987年,IUCN发起了第二轮的努力,它起草并完善了一系列可以被纳入生物多样性公约的条款。IUCN的建议条款集中草拟了全球为保护遗传、物种和生态系系统层次的生物多样性所需付诸的行动,特别是在保护区内外的就地保护措施,以及关于财务机制的详细建议。但是,各国政府拒绝将IUCN的建议作为进行谈判的基础。尽管如此,IUCN的努力为吸引全球关注以及对生物多样性的支持发挥了重要的作用。
一直到了1987年,联合国环境署(UnitedNationsEnvironmentProgramme,UNEP)意识到经过多年的努力,生物多样性的消失不但没有减缓,而且每况愈下,保护生物多样性的行动迫在眉睫。于是,UNEP成立了一个特别工作组(adhocWorkingGroup)来调查是否有必要以及有没有可能“制定一项综合性公约的意愿以及可能的形式,以便使该领域的活动合理化,并解决其它可能处于该公约调整范围内的领域的活动”(UNEP,GCRes.14/26.1987)。该项“包容性”(umbrella)公约(01)的最初目的是涵盖当时及未来所有的环境保护与生物保护公约,为各种野生生物以及生物栖息地的国际条约提供协调的框架。
该特别工作组小组在1988年的第一次会议所做的结论是既有各公约只提到生物多样性保护的特定问题,并不能充分满足全球生物多样性保护的全面需求。当时已签订的公约,只涵盖了一些国际重要的自然地点(如《世界自然与文化遗产保护公约》)、濒绝物种的贸易威胁(如《华盛顿公约》)、某类特定的生态系统(如《湿地公约》)和某一种群的物种(如《迁移物种公约》)。当然,除此之外还有一些区域性的自然资源保护公约和相关法律文件。不过,就算所有这些公约加起来,也不足以保障全球的生物多样性。最终,特别工作组达成共识,统一现行的国际条约在政治上、法律上以及技术上都很难行得通,应当建立一或多个具有约束力的全球法律机制,特别是可以在既有公约之上建立一个新的框架性(framework)条约(2),以保护全球生物多样性。在工作组活动期间,很多国家、特别是南方国家不愿意接受一项主要考虑生物多样性保护的公约。发展中国家并不看好新的全球化条约的前景;而且他们普遍担心,推动这样一个“议程”会阻止他们通过利用自然资源,从而影响其社会和经济的发展。相反,他们认为,该公约还应当考虑生物多样性和生物技术的可持续利用问题。经过一个长期的争论,发展中国家利用他们拥有丰富生物资源的事实,从发达国家取得了一系列让步。这些让步包括从发达国家获得财政支持和技术转移(如生物工艺和监测技术);有关管理生物工艺的议定书;承认当地保护生物多样性的社团;规定在某种条件下允许国家公平合理分享由利用其遗传资源所产生的各种利益。这种方法等于是让发达国家的政府和公司承担义务,将利用从发展中国家取得的遗传资源而获得的产品利益与它分享,发展中国家要求他们得到发展的权利,至少是他们的所有权。在草案中内容中,拥有丰富生物资源的发展中国家也成功地获得了法律的认可,承认他们对自己的生物资源完全拥有权利。这些资源不再如同国际社会过去所认为的那样,是全人类的共同遗产。正式谈判开始于1991年,UNEP的工作组被改组为“生物多样性公约政府间谈判委员会”(IntergovernmentalNegotiatingCommitteeforaConventiononBiologicalDiversity,INC)。最终,谈判被纳入到1992年里约联合国环境与发展会议(UNCED)的筹备活动中,被期望能够在该次会议上开放签署。在里约会议之前达成协定的压力具有两个效果。一方面,它促使各国尽快达成妥协并形成协议。
另一方面,谈判的达成很仓促,留下了一个若干条款相互冲突、而且含混不清的文本。最终文本在1992年5月22日,即筹备委员会会议的最后一天完成,供两周后开始的里约会议开放签署。根据《生物多样性公约》第36条之规定,公约在第30个缔约国(蒙古)批准加入书交存之日的90天之后(亦即1993年12月29日)生效。该公约没有为保护生物多样性提供具体的标准或者措施,它也没有为最初设想的所有物种和生物多样性法提供框架。不过,它确实涵盖了地球上所有的生命多样性,并为各国的保护努力提供了重要的指导。此后,保护生物多样性的国际法也经历了一个较为迅速的发展时期。从数量上看,这一阶段,保护生物多样性的国际法增长的并不是很多,但是几乎所有的法律文件都体现了全新的保护理念,主要有1992年《波罗的海海洋环境保护公约》、1992年《生物多样性公约》、1995年《地中海生物多样性特别保护区议定书》、1995年8月在纽约签订的《跨界鱼类种群和高度洄游鱼类种群的养护与管理协定》、1999年《莱茵河保护公约》,2000年《卡塔赫纳生物安全议定书》、2003年《非洲自然与自然资源保护公约》(修订版)等。这一阶段,保护生物多样性国际法的特点主要体现为三个方面:首先,以1992年《生物多样性公约》为典型,各公约都奉行了综合生态系统保护(IntegratedEcosystemProtection)的理念。即承认并重视人和生态系统以及生物多样性之间存在的必然联系,要求全面、综合地理解和对待生态系统和生物多样性及其各个组分、它们的自然特征、人类社会对它们的依赖,以及社会、经济、政治、文化因素对生态系统和生物多样性的影响。其次,这些公约将生物多样性的保育与持续利用、生物资源的获取与惠益分享等看似冲突的问题之间找到了联系的纽带,在保护目标上实现了动态的平衡。而这种保护方法,也更容易达到预期的目标和效果。第三,它们遵循了一种全球解决的思路,要求将地球上的生态系统和生物多样性作为一个整体来进行保护,而无论其政治边界如何;同时,各国都有义务为了全球利益而保护在本国境内的生物多样性。
四、生物多样性保护国际法的发展趋势
综上可见,生物多样性保护国际法是为了适应国际社会应对日益严重的人类环境问题的需要而应运而生的,是现代国际法发展到一定历史阶段的必然产物。生物多样性保护国际法的产生条件至少有以下三个:(1)生物多样性问题日益严重,已经危及到国际社会的共同利益;(2)现行国际法缺乏应对、解决这种问题的有效机制;(3)世界各国对形成了保护全球生物多样性的共同政治意愿,并致力于发展有效的国际法律机制。可以说,没有国际法的存在与发展,也就没有生物多样性保护国际法的产生与发展。不过,生物多样性保护国际法的发展远未达到成熟的地步。美国学者凯尔森曾指出:“一般国际法由于其分散化,具有原始法律的性质”。[3]如果说人类法律的起源与发展大致遵循着如下的轨迹:“原始习惯不成文习惯法成文习惯法(习惯法汇编)国家法”,那么现今的国际法尚处于世界水平的“习惯法编纂”时期———只不过,与文明之初的成文习惯法相比,它增加(或称“吸收”)了更多技术化的成分———要真正达到高级形态的国家法,还有一段十分漫长的路程要走。从某种意义上讲,就现代国际法自身的发展来说,“现今的国际法尚处于世界水平的原始法时期”[4]。国际法尚且如此,作为国际环境法最新分支的生物多样性保护国际法的发展更是显得薄弱,离达到基本满足国际社会可持续发展的要求还有很长的路要走。
生物多样性保护国际法的不足之处,至少体现在以下几个方面:
1.生物多样性保护国际法的法律规范发展不足。首先,构成生物多样性保护国际法基础并代表其发展方向的一些重要原则,如可持续发展原则、共同但有区别的责任原则、代际公平原则等,尚未发展成为国际习惯法规则、而被国际社会采纳具有法律约束力的国际法规范。其次,法律规范尚不完善。目前很多领域(如外来物种入侵防治等)缺乏有效的规则;已有生物多样性保护国际法加以调整的领域,也因为条约形式更多地采用框架公约模式、内容上道德宣示重于法律强制,从而导致其保护力度有重大欠缺。可以说,目前生物多样性保护国际法律规范所调整的生物多样性保护国际法律关系的范围及深度都无法满足国际社会的需要。
2.生物多样性保护国际法虽已初步形成了一个体系,但这个体系本身并不完善,尚未形成一个层次分明、结构合理、内部协调统一的整体。而且,国际社会缺乏一个指导生物多样性保护国际法发展的整体规划,条约的发展仍以零星、分散是形式出现;现有的《21世纪议程》层次不够,国际法委员会也缺乏这方面的相关职责,其关于发展国际法的方案由于只是软法文件而只能对各国其建议作用。
3.实施生物多样性保护国际法的国际组织机构不健全。国际社会缺乏一个具有强制力、可以保证各国平等参与、对国际生物多样性事务予以监督协调的国际机构。目前的联合国环境规划署、《生物多样性公约》秘书处等都不足以承担此重任。
4.国际生物多样性保护的监督、管理、激励和制裁机制没有形成。由于缺乏有权威的超国家机构,作为法律基本特征的生物多样性保护国际法的强制力极其薄弱,甚至可以说可以说是刚刚萌芽,生物多样性保护国际法的实施在很大程度上只能依靠人类的道德机制。
5.各国在生物多样性保护和持续利用问题上的共同政治意愿与各国在政治、经济利益上的巨大差异之间的鸿沟难以弥合,这从根本上制约着国际生物多样性立法与实施朝着更高的方向发展。[5]
面对这种局面,国际社会开始在各个方面进行积极的努力,并取得了一定成果,其中以《21世纪议程》中有关国际环境法的规定及其实施最为重要。《21世纪议程》第39章“国际法律文件和机制”提出了“评价和促进(国际环境法的)效力,以及通过各项考虑到普遍原则和所有国家的特殊不同需要和所关心问题的有效国际协定或文件,来促进环境与发展政策的结合”的总目标,并为此提出了8项目标和4个方面的活动领域。作为国际环境法的一个主要部门,生物多样性国际法的发展自然也要遵循《21世纪议程》确定的目标和实施方案。结合《21世纪议程》所作的行为计划和生物多样性保护国际法发展现状,笔者认为生物多样性保护国际法今后将在以下几个方面得到较大发展:
1.发展中国家参与生物多样性领域国际立法与实施的作用不断加强,生物多样性保护国际法也将会更多的反映发展中国家的特殊情况和不同需要,生物多样性保护国际法成为发展中国家建立新的国际经济秩序的有力武器,这亦是生物多样性保护国际法突破其“瓶颈”、获得新发展的前提;
2.国际组织、特别是非政府组织、跨国公司和个人在生物多样性保护国际法上的地位不断得到确认和提高;
传统的生物保护战略被动地强调现存濒危物种和景观元素的保护,如果将物种运动和生态过程作为一个能动的景观控制过程来对待,我们将会有一种全新的景观规划途径。其中有三个方面的概念对这种新的景观规划途径有启发意义:即景观的空间构型对生态过程的作用,生物进化空间轨迹与景观格局设计及景观阻力与潜在的生态基础设施的设计。景观生态安全格局正是在这些方向上的一个新的探索。
关键字:生物多样性;生物保护;景观生态;景观规划
1.生物多样性保护的景观规划途径
景观规划设计在生物多样性保护中的意义已引起生物学家的高度重视,用Wilson(1992,P317)的话说“作为一个发展中的专业,景观设计(LandscapeDesign)将在(生物多样性)保护中起着决定性的作用,在环境日益人工化的情况下,仍然可以通过林地、绿带、水系、水库和人工池塘及湖泊的巧妙布置来使生物多样性保持在很高的程度。总体规划不但考虑经济效益和美,同时考虑生物种类的保护”。
生物多样性(Biodiversity)包含三个层次的含意:(i)遗传多样性,即指所有遗传信息的总和,它包含在动植物和微生物个体的基因内;(ii)物种多样性,即生命机体的变化和多样化;(iii)生态系统的多样性,而栖息地、生物群落和生物圈内生态过程的多样化(见McNeely等1990;Soule1991;NAS1992)。相应的生物多样性保护也分别在环环相扣的多个生物空间等级层次(Biospatialhierarchy)上进行,即(i)景观或生态系统综合体层次,(ii)群落层次,(iii)物种层次,(iv)种群层次和(v)基因层次。生物多样性的空间等级层次与空间位置和格局紧密相关,这也正是本文关于生物保护景观规划讨论的出发点。
总起来讲,生物多样性保护可分为两种途径:以物种为中心的途径和以生态系统为中心的途径。前者强调濒危物种本身的保护,而后者则强调景观系统和自然地的整体保护,力图通过保护景观的多样性来实现生物多样性的保护。保护战略上的两种不同途径也体现在以生物保护为目的的景观规划设计中:以物种为出发点的的规划途径和以景观元素为出发点的的规划途径。尽管两者都考虑物种和生态基础设施的保护,但前者的规划过程是从物种到景观格局,而后者是从景观元素到景观格局。
1.1以物种为出发点的景观规划途径
该规划方法强调,使景观生态规划具有意义的充分必要条件是选准保护对象,并对其习性、运动规律和所有相关信息有充分的了解。以此为基础来设计针对特定物种的景观保护格局。一个整体优化的生物保护景观格局是由多个以单一物种保护为对象的景观最佳格局的叠加与谐调(Amstel等1988;Selm1988)。这一途径一般可分为下列五个步骤:
(i)根据物种的重要性,选择目前的或潜在的保护对象。
(ii)收集关于保护对象的信息,包括查阅文献,明确适合于每一保护对象的最佳景观结构。
(iii)汇总和比较所有保护对象对景观的需要。
(iv)修改保护物种清单以取得保护的谐调与一致性。
(v)综合以单一物种保护为目的的景观规划来获得某一地域的总体生物保护景观规划。
如果有足够详尽的关于物种及其相关联系的信息的话,
以物种为中心的景观规划途径可以说是,最有效和科学的生物保护途径。但是,这一途径一开始就将可能遇到规划师和生物学家都无法解决的问题,即什么物种应优先保护的问题。人们一般从三个方面的标准来选择优先保护的物种:
(i)目前的稀有、特有性,受协状态及其实用性,大型哺乳动物和那些被列入国际濒危物种名单之列的物种显然应作为首选的保护对象。往往被作为首选对象。
(ii)物种在生态系统及群落中的地位。保护对象应对维护整体生态平衡有关键作用。
(iii)物种的进化意义。一种杂草可能本身很不起眼,在群落内也表现不出重要意义,但却有可能对进化史及未来生物多样性的发展有重要价值。用进化的观点来进行生物多样性保护比被动地保护现存的濒危物种更具有意义(Edwin1991)。
1.2以景观元素保护为出发点的途径
这一途径并不基于对单一物种的深入研究来作景观规划,而是把生物空间等级系统作为一个整体来对待。集中针对景观的整体特征如景观的连续性,异质性和景观的动态变化来进行规划设计。该途径认为,现实的生态过程发生在一个时空嵌合体中,包含生物等级系统的各个层次。而批评以物种或群落保护为对象的规划只是偏面地解决了一个连续的复杂系列的局部和片段(NossandHarris,1986)。因此,以景观元素为核心的整体规划途径强调以下的步骤(Harris1984,NossandHarris1986;Noss1991):(i)生态过程和生物多样性成份包含在一个广泛的时空尺度上,因此,一个全面的规划应该以生物等级系统的各个层次的受协成分或节点(Node)作为保护对象。强调节点的多样性,这些节点小到一棵孤树或一个森林斑块,大到国家公园和自然保护区。而对单一物种本身则不作深入考察。(ii)因为景观的破碎和分割被认为是危胁生物多样性的一个最重要因素,所以,规划强调景观的连结关系和格局设计。规划的目标是将每一景观中各种大小的节点连接成为整体的保护网络,并在区域和大陆尺度上建立景观保护体系。
(iii)景观及其保护必须从时空系统和动态的、飘移的嵌合体(ShiftingMosaic)角度来认识和理解。所以,生物多样性保护的景观规划旨在维护嵌合体的稳定性,综合考虑保护及发展规划,以实现景观的可持续性。与以物种为核心的规划不同,以景观元素为核心的规划的第一步不是确定单一物种作为保护对象与研究其特性,而是首先分析现存景观元素及相互间的空间联系或障碍,然后提出方案来利用和改进现存的格局,建立景观保护基础设施(ConservationInfrastruture)。包括在现有景观格局基础上,加宽景观元素间的联接廊道、增加景观的多样性、引入新的景观斑块和调整土地利用格局。
此景观元素为核心的规划途径的理论指导包括岛屿生物地理学(IslandBiogeography)和景观生态学。景观的连续性、异质性、动态和飘移等是规划着重考虑的景观特性。这一规划途径的一个典型代表是所谓的景观群岛模式(ArchipelagoModel),或称为综合利用模式(Multiple-useModel,简称MUMs)(Harris,1984;NossandHarris1986)。这一模式包括一个绝对保护的核心区和周围缓冲区。沿核心区向外人类活动强度逐渐增加。核心区是生物多样性等级系统中任一层次上的某一节点。
一个关于整体景观保护的类似的概念是所谓的景观补偿区网络(NetworkofLandscapeCompensativeAreas),这一概念强调景观规划和管理的一个最重要原则是景观的多样性和最优格局。而这样一种最优格局表现为地域内多层次的景观补偿系统和生态基础设施(Mander等1988)。这一理想的景观格局实际上是一个等边六角形。在这样一个六角形中,景观的生态多样性和稳定性通过多层次的生态过渡带和补偿区网络来实现。
以景观元素为导向的规划避免了上述的以特定物种为核心的规划途径的缺点,而从整体上来设计全面的、包容的景观格局。对于景观这一复杂的系统来说,这似乎是合理的。问题是,这种从形式出发的景观格局设计是否能满足内容即物种的保护需要?景观格局是为谁而设计的?
2.多样性保护的空间战略生物多样性的丧失主要有以下六方面的原因:
(i)栖息地的消失;(ii)栖息地(景观)的破碎化;(iii)外来种的入侵和疾病的扩散;(iv)过度开发利用;(v)水、空气和土壤的污染;和(vi)气候的改变。
其中,栖息地的消失和破碎是生物多样性消失的最主要原因之一。在中国尤其如此(BCCA,1992)。栖息地的消失直接导致物种的迅速消亡,而栖息地的破碎化则导致栖息地内部环境条件的改变,使物种缺乏足够大的栖息和运动空间,并有利于外来物种的侵入。适应于在大的整体景观中生存的物种一般扩散能力都很弱,所以最易受到破碎化的影响。
尽管生物保护的景观规划途径有所不同,一些空间战略都被普遍认为是有效的。这些战略对克服上述人为扰有积极作用。包括:(i)建立绝对保护的栖息地核心区;
(ii)建立缓冲区以减少人为活动对核心区的干扰;
(iii)在栖息地之间建立廊道;
(iv)增加景观的异质性;
(v)在关键性的部位引入或恢复乡土景观斑块。
2.1绝对保护核
这是自然保护中最传统的战略,其基本思想是将保护对象(残遗斑块或濒危物种栖息地)尽量完整地保护起来,并将人类活动排斥在核心区周围的缓冲区以外。
岛屿生物地理学强调自然保护区设计中的面积和临近关系。这一理论最早由Preston(1962)和MacArthur及Wilson(1963,1967)等首先提出并发展。这一理论假设一个岛上的物种数目最终将趋于一种动态平衡。导致平衡的两种过程是物种的迁入和灭绝。达到平衡状态的物种数主要取决于岛屿的大小和岛屿离种源的距离,即面积效应(AreaEffect)和距离效应(DistanceEffect)。也就是说,一个小的保护区不但最终将只能允许少数物种的生存,并在一开始就使物种迅速消亡。而远离种源的保护地,则很难使物种有再迁入来取代消亡的个体。这一假设或多或少在海洋岛屿和孤立的陆地残遗斑块的观察中得到证实(见FrankelandSoule,1981;Harris1984;FormanandGodron1986;Forman
1995)。但是,陆地景观斑块与海洋岛屿的状况有很大差异(Forman1979;Harris
1984),目前还没有一个有效的途径来衡量陆地景观斑块隔离状况。有学者提出用景观阻力(LandscapeResistance)来衡量栖息地斑块间的隔离程度(FormanandGodron1986;Formam
1995)。影响景观阻力的因素包括景观的基相质地和边界频率等。Kanaapen等(1992)提出用最小累积阻力来衡量隔离程度。
岛屿生物地理学的越大越好和越近越好的基本原则在今天仍被广为接受,但也有不同的看法(如SimberloffandAbele1976),认为几个小的保护区可能比一个大型保护区有更多的优越性。
一些反映面积和物种及种群关系的门槛为规划提供了有用的指导。其中之一是种群健康所需要的最小面积(ViableMinimumArea)。对此,有两条法则,即近期法则和长期法则。近期法则主张最小的有效种群数是50;长期法则主张最小种群数为200-500,这样才能保证生物保护的长期安全。根据这两个门槛,可以相应地确定最小面积(FrankelandSoule1981;Harris1984)。
根据岛屿生物地理学,物种与面积之间存在着以下的关系(MacArthurandWilson1967)
其中S和A分别是物种数和面积(公顷),C和z是特定物种及环境条件下的参数。尽管C和Z因具体情况变化很大(见Wilcox1980),这一公式指出,当栖息地斑块很小时保护面积的微小增加会导致物种的大幅度增加,而当栖息地斑块很大时,其面积的进一步扩大只能增加少量的物种。根据这一特点,一般认为保护区的面积每减少十倍,物种数将损失30%。
另一种门槛变量是破碎度。根据采伐的模拟表明,景观中至少有50-70%的原有森林生境才能保护物种及生态过程的健康和维持正常秩序(FranklinandForman1987)
2.2缓冲区
缓冲区(BufferZones)或过渡带(TransitionZones)的功能是保护核心区的生态过程和自然演替,减少外界景观人为干扰带来的冲击。通常的方法是在保护核心区周围划一辅的保护和管理范围。但试图在保护核周围建立缓冲区的设想往往会落空,原因是缓冲区土地的所有权法律上不属于保护区管理部门(见McNee1y1992)。在有的情况下保护区内部也设缓冲区。但是,国际上关于如何划分缓冲区的技术问题一直没有解决。也就是说缓冲区应该划到什么地方,如何划才最有利于保护同时不给当地居民带来过分的经济损失。显然,以保护核心为中心同心圆式地划分缓冲区的做法是不科学的。一个新的划分缓冲区的途径是利用阻力面的等阻线来确定其边界和形状(Yu,1995a-b,1996a)。阻力面类似与地形表面,其中有缓坡和陡坡,呈现一些门槛特征。据此来划分缓冲区不但可以有效地利用土地,而且,可以判别缓冲区合理的形状和格局,减少缓冲区划分的盲目性。
2.3建立廊道(Corridor)
对抗景观破碎化的一个重要空间战略是在相对孤立的栖息地斑块之间建立联系。其中最主要的是建立廊道。生态学家们普遍认为,通过廊道将孤立的栖息地斑块与大型的种源栖息地相联接有利于物种的持续,和增加生物多样性(见FormanandGodron1986;HarrisandScheck1991;SaundersandHobbe1991;Forman1995)。这一观点最近在景观规划和设计领域内得到认真的对待(SmithandHellmund1993)。
理论上讲,相似的栖息地斑块之间通过廊道可以增加基因的交换和物种流动,给缺乏空间扩散能力的物种提供一个连续的栖息地网络,增加物种重新迁入的机会和提供乡土物种生存的机会。许多实地观察也证实了廊道的这种功能(详见HarrisandScheck1991;Forman1995).
廊道的联系和辐射功能使他们成为促进未来生物多样性进化的重要景观结构(Erwin1991)。根据这一功能,廊道的设计应与生物进化的轨迹相适应,联接重要的物种源以保护不断的物种交流和辐射。
但是,廊道的意义也不能过分地强调。他们有时并不能起到联系乡土栖息地的作用。相反,他们有可能对乡土物种带来危害。在大尺度空间上的一个例子是南北美大陆联接的形成在过去几百万年内导致生物多样性的灾难性的损失(May1978;Gould1993,p347)。在小尺度上的观察也证明廊道对乡土物种的危害性(见HarrisandSheck1991)。对某些生态过程有促进作用的廊道,恰恰对某些物种的运动有阻碍作用。联结孤立栖息地之间的廊道往往会引导天敌的进入,或外来物种的侵入而危协到乡土物种的生存。美国佛罗里达州的开发就有许多这样的问题。外来物种沿着交通廊道侵入景观深处,危协乡土物种的生存(见HarrisandScheck1991)。
由于廊道功能的这些矛盾,要求景观设计师谨慎考虑如何使廊道有利于乡土生物多样性的保护。特别应注重以下几个方面的考虑(Harrisandsheck1991):
(i)多于一条廊道:多一条廊道就相当于为物种的空间运动多增加一个可选择的途径,为其安全增加一份保险。
(ii)乡土特性:构成廊道的植被本身应是乡土植物。
(iii)越宽越好:廊道必须与种源栖息地相联接,必须有足够的宽度。否则,廊道不但起不到空间联系的效用,而且,可能引导外来物种的入侵。至于多宽的廊道较为合适,目前尚无定论,但越宽越好是一条基本原则。
至于针对某一种动物运动的廊道,当地的生物和生态专家的经验往往能提供最可靠的参考(Binford等1993)
(iv)自然的本底:廊道应是自然的或是对原有自然廊道的恢复。任何人为设计的廊道都必须与自然的景观格局,如水系格局相适应。
其它联接破碎斑块的方式包括建立动物运动的"跳板"(SteppingStones),改造栖息地斑块之间的质地和减少景观中的硬性边界频度等以减少动物穿越景观的阻力。
2.4增加景观的异质性(Heterogeneity)
实验观察和模拟研究都显示,景观异质性或时空的嵌斑特性(Patchenes)有利于物种的生存和连续及整体生态系统的稳定(Turner1987;PickettandThompson1978;KolasaandPickett1991;Renshaw1991;Kozakienicz1995;Forman1995)。许多物种需要两种或多种栖息地环境。景观的空间格局与时间更替一样可能会显得杂乱无章。但这种动态和交替抹去了景观中的剧烈性的变化,使系统保持稳定。所以,保护和有意识地增加景观的异质性有时是必要的。(FrankelandSoule1981;Hayes等1987)。增加异质性的人为措施包括控制性的火烧或水淹、采伐等。
2.5恢复栖息地
另一种代价很高的生物保护战略是栖息地的恢复,在关键性的部位引进乡土栖息地斑块,作为孤立栖息地之间的“跳板”,或增加一个适宜于保护对象的栖息地。这样可以大大增强生物多样性保护的效果,同时也可提高景观的美学价值(Hayes等1987;Morris1987)。
上述多种生物多样性的保护战略都在不同程度上有积极作用。关键的问题是在什么地方和怎样来构建上述空间结构和战略。也就是说在什么地方划分缓冲区?在什么地方建廊道来联接栖息地斑块?在什么地方引入新的斑块来有效地影响生态过程?这些问题还远未得到解决。
3.生物保护的景观规划途径讨论
3.1普遍的缺陷和应改进的方面
上述关于生物保护的景观规划途径和空间战略总起来有以下两个方面的不足:
(i)被动的途径
除少数例外,目前生物保护多采用被动方式。生物多样性或乡土栖息地被作为被动的保护对象,被圈在一定的地区或限制在一定的网络内运动。如果把生物对景观的利用作为一个能动的生态过程,一种对景观的竞争性的控制过程,情景可能会很不一样。在这种假设下,通过识别关键性的景观局部和空间联系,而利用物种自身的对空间的探索和侵占能力来保护生物多样性。这也正是景观生态安全格局(EcologicalSecurityPatterns)概念的基本出发点之一(Yu1995a-c,1996a-b)。
(ii)局限于对“实体”景观的保护
由于上述关于把物种作为被动对象保护在特定地域和现存景观元素中的局限性,生物保护中的景观生态研究和规划往往注重现有景观元素及格局与生物运动过程的关系(LaverandHaine-Young1993)或偏于记载和再现现存的景观实体元素而对景观的另一半,即作为景观实体元素背景的部分研究很少。而恰恰是这部分“虚体”景观,如作为景观中森林斑块背景的农用基质,对物种的空间运动起作很重要的作用。那么,在这种景观基质、或背景中是否存在着某种隐藏的或是潜在的结构,影响、甚致控制着景观生态过程呢?
由于上述两个局限性,生物保护的上述空间战略的有效性也就值得怀疑了。如传统的缓冲区的划分方法,和根据现存的自然结构来建立廊道并相信物种能利用其进行空间运动等都值得进一步讨论。
所以,下列三个问题依然存在:
(a)如果要选择某一栖息地进行保护应如何选择,包括什么和在什么位置。
(b)如果两个或多个孤立的栖息之间需要构筑廊道,什么地方设廊道才具有高效性。
(c)如果恢复一个退化的景观,应在什么地方着手,才可以使恢复过程更有效,包括有效地使乡土物种得以维持和繁衍,和有效地阻止外来物种的侵入。
对这些问题的回答不但需要考察现存景观元素及其空间格局,同时还应研究潜在的景观基础设施。景观生态安全格局理论在这方面作了初步的探讨(Yu1995a-c,1996a-b)。
3.2一些具有启发意义的概念
针对上述普遍采用的景观规划和空间战略的局限性,有学者提出了一些新的概念和模式。尽管这些新概念仍很大程度上还停留在理论阶段。但对未来生物保护的景观规划发有重要的启发意义。
(i)景观的空间构型概念(SpatialConfiguration)
这一概念强调景观的构型,即景观元素的毗邻关系。景观的空间构型可能比笼统意义上的景观异质性或景观的嵌合体特性更具有意义(Forman1990,1995)但关于这一设想尚没有进一步的实验观察的支持。
同样的设想也包含在森林的群岛模式之中,这一模式主要讨论破碎化的残遗森林景观的空间分布(Harrs1984)。该模式强调斑块在联系整体群岛系统中的作用应作为斑块被选作为保护对象的首要因素。单一斑块选择作为保护对象的标准包括:①空间位置,②总的物种丰富性,③对特有区系成分生存和延续的意义,④发生遗传变异的可能性。而“选择栖息地岛屿保护地的压倒一切的保护标准是其在整体景观生态系统中的作用”(Harris1984,p158)。
(ii)进化动态世系概念(EvolutionaryDynamicLineage)
这一概念认为,目前生物保护的战略基本上是保护那些正走向灭绝的稀有物种,而这并不是我们所需的。应该保护的是进化的过程(Erwin1991)。
那些对当代进化过程有重要意义的关键地区应作为我们的保护和管理重点。
根据物种进化的空间轨迹来设计景观生态保护格局,才使生物保护更具有意义而应作为我们今后努力的方向。
(3)景观阻力的概念(LandscapeReristance)
用景观阻力来衡量景观中栖息地岛屿的隔离状态在景观生态规划中具有重要意义(Forman1995)。
景观规划设计在生物多样性保护中的意义已引起生物学家的高度重视,用Wilson(1992,P317)的话说“作为一个发展中的专业,景观设计(LandscapeDesign)将在(生物多样性)保护中起着决定性的作用,在环境日益人工化的情况下,仍然可以通过林地、绿带、水系、水库和人工池塘及湖泊的巧妙布置来使生物多样性保持在很高的程度。总体规划不但考虑经济效益和美,同时考虑生物种类的保护”。
生物多样性(Biodiversity)包含三个层次的含意:(i)遗传多样性,即指所有遗传信息的总和,它包含在动植物和微生物个体的基因内;(ii)物种多样性,即生命机体的变化和多样化;(iii)生态系统的多样性,而栖息地、生物群落和生物圈内生态过程的多样化(见McNeely等1990;Soule1991;NAS1992)。相应的生物多样性保护也分别在环环相扣的多个生物空间等级层次(Biospatialhierarchy)上进行,即(i)景观或生态系统综合体层次,(ii)群落层次,(iii)物种层次,(iv)种群层次和(v)基因层次。生物多样性的空间等级层次与空间位置和格局紧密相关,这也正是本文关于生物保护景观规划讨论的出发点。
总起来讲,生物多样性保护可分为两种途径:以物种为中心的途径和以生态系统为中心的途径。前者强调濒危物种本身的保护,而后者则强调景观系统和自然地的整体保护,力图通过保护景观的多样性来实现生物多样性的保护。保护战略上的两种不同途径也体现在以生物保护为目的的景观规划设计中:以物种为出发点的的规划途径和以景观元素为出发点的的规划途径。尽管两者都考虑物种和生态基础设施的保护,但前者的规划过程是从物种到景观格局,而后者是从景观元素到景观格局。
1.1以物种为出发点的景观规划途径
该规划方法强调,使景观生态规划具有意义的充分必要条件是选准保护对象,并对其习性、运动规律和所有相关信息有充分的了解。以此为基础来设计针对特定物种的景观保护格局。一个整体优化的生物保护景观格局是由多个以单一物种保护为对象的景观最佳格局的叠加与谐调(Amstel等1988;Selm1988)。这一途径一般可分为下列五个步骤:
(i)根据物种的重要性,选择目前的或潜在的保护对象。
(ii)收集关于保护对象的信息,包括查阅文献,明确适合于每一保护对象的最佳景观结构。
(iii)汇总和比较所有保护对象对景观的需要。
(iv)修改保护物种清单以取得保护的谐调与一致性。
(v)综合以单一物种保护为目的的景观规划来获得某一地域的总体生物保护景观规划。
如果有足够详尽的关于物种及其相关联系的信息的话,以物种为中心的景观规划途径可以说是,最有效和科学的生物保护途径。但是,这一途径一开始就将可能遇到规划师和生物学家都无法解决的问题,即什么物种应优先保护的问题。人们一般从三个方面的标准来选择优先保护的物种:
(i)目前的稀有、特有性,受协状态及其实用性,大型哺乳动物和那些被列入国际濒危物种名单之列的物种显然应作为首选的保护对象。往往被作为首选对象。
(ii)物种在生态系统及群落中的地位。保护对象应对维护整体生态平衡有关键作用。
(iii)物种的进化意义。一种杂草可能本身很不起眼,在群落内也表现不出重要意义,但却有可能对进化史及未来生物多样性的发展有重要价值。用进化的观点来进行生物多样性保护比被动地保护现存的濒危物种更具有意义(Edwin1991)。
1.2以景观元素保护为出发点的途径
这一途径并不基于对单一物种的深入研究来作景观规划,而是把生物空间等级系统作为一个整体来对待。集中针对景观的整体特征如景观的连续性,异质性和景观的动态变化来进行规划设计。该途径认为,现实的生态过程发生在一个时空嵌合体中,包含生物等级系统的各个层次。而批评以物种或群落保护为对象的规划只是偏面地解决了一个连续的复杂系列的局部和片段(NossandHarris,1986)。因此,以景观元素为核心的整体规划途径强调以下的步骤(Harris1984,NossandHarris1986;Noss1991):
(i)生态过程和生物多样性成份包含在一个广泛的时空尺度上,因此,一个全面的规划应该以生物等级系统的各个层次的受协成分或节点(Node)作为保护对象。强调节点的多样性,这些节点小到一棵孤树或一个森林斑块,大到国家公园和自然保护区。而对单一物种本身则不作深入考察。
(ii)因为景观的破碎和分割被认为是危胁生物多样性的一个最重要因素,所以,规划强调景观的连结关系和格局设计。规划的目标是将每一景观中各种大小的节点连接成为整体的保护网络,并在区域和大陆尺度上建立景观保护体系。
(iii)景观及其保护必须从时空系统和动态的、飘移的嵌合体(ShiftingMosaic)角度来认识和理解。所以,生物多样性保护的景观规划旨在维护嵌合体的稳定性,综合考虑保护及发展规划,以实现景观的可持续性。
与以物种为核心的规划不同,以景观元素为核心的规划的第一步不是确定单一物种作为保护对象与研究其特性,而是首先分析现存景观元素及相互间的空间联系或障碍,然后提出方案来利用和改进现存的格局,建立景观保护基础设施(ConservationInfrastruture)。包括在现有景观格局基础上,加宽景观元素间的联接廊道、增加景观的多样性、引入新的景观斑块和调整土地利用格局。
此景观元素为核心的规划途径的理论指导包括岛屿生物地理学(IslandBiogeography)和景观生态学。景观的连续性、异质性、动态和飘移等是规划着重考虑的景观特性。
这一规划途径的一个典型代表是所谓的景观群岛模式(ArchipelagoModel),或称为综合利用模式(Multiple-useModel,简称MUMs)(Harris,1984;NossandHarris1986)。这一模式包括一个绝对保护的核心区和周围缓冲区。沿核心区向外人类活动强度逐渐增加。核心区是生物多样性等级系统中任一层次上的某一节点。
一个关于整体景观保护的类似的概念是所谓的景观补偿区网络(NetworkofLandscapeCompensativeAreas),这一概念强调景观规划和管理的一个最重要原则是景观的多样性和最优格局。而这样一种最优格局表现为地域内多层次的景观补偿系统和生态基础设施(Mander等1988)。这一理想的景观格局实际上是一个等边六角形。在这样一个六角形中,景观的生态多样性和稳定性通过多层次的生态过渡带和补偿区网络来实现。
以景观元素为导向的规划避免了上述的以特定物种为核心的规划途径的缺点,而从整体上来设计全面的、包容的景观格局。对于景观这一复杂的系统来说,这似乎是合理的。问题是,这种从形式出发的景观格局设计是否能满足内容即物种的保护需要?景观格局是为谁而设计的。
生物多样性的丧失主要有以下六方面的原因:
(i)栖息地的消失;(ii)栖息地(景观)的破碎化;(iii)外来种的入侵和疾病的扩散;(iv)过度开发利用;(v)水、空气和土壤的污染;和(vi)气候的改变。
其中,栖息地的消失和破碎是生物多样性消失的最主要原因之一。在中国尤其如此(BCCA,1992)。栖息地的消失直接导致物种的迅速消亡,而栖息地的破碎化则导致栖息地内部环境条件的改变,使物种缺乏足够大的栖息和运动空间,并有利于外来物种的侵入。适应于在大的整体景观中生存的物种一般扩散能力都很弱,所以最易受到破碎化的影响。
尽管生物保护的景观规划途径有所不同,一些空间战略都被普遍认为是有效的。这些战略对克服上述人为扰有积极作用。包括:
(i)建立绝对保护的栖息地核心区;
(ii)建立缓冲区以减少人为活动对核心区的干扰;
(iii)在栖息地之间建立廊道;
(iv)增加景观的异质性;
(v)在关键性的部位引入或恢复乡土景观斑块。
2.1绝对保护核
这是自然保护中最传统的战略,其基本思想是将保护对象(残遗斑块或濒危物种栖息地)尽量完整地保护起来,并将人类活动排斥在核心区周围的缓冲区以外。
岛屿生物地理学强调自然保护区设计中的面积和临近关系。这一理论最早由Preston(1962)和MacArthur及Wilson(1963,1967)等首先提出并发展。这一理论假设一个岛上的物种数目最终将趋于一种动态平衡。导致平衡的两种过程是物种的迁入和灭绝。达到平衡状态的物种数主要取决于岛屿的大小和岛屿离种源的距离,即面积效应(AreaEffect)和距离效应(DistanceEffect)。也就是说,一个小的保护区不但最终将只能允许少数物种的生存,并在一开始就使物种迅速消亡。而远离种源的保护地,则很难使物种有再迁入来取代消亡的个体。这一假设或多或少在海洋岛屿和孤立的陆地残遗斑块的观察中得到证实(见FrankelandSoule,1981;Harris1984;FormanandGodron1986;Forman1995)。但是,陆地景观斑块与海洋岛屿的状况有很大差异(Forman1979;Harris1984),目前还没有一个有效的途径来衡量陆地景观斑块隔离状况。有学者提出用景观阻力(LandscapeResistance)来衡量栖息地斑块间的隔离程度(FormanandGodron1986;Formam1995)。影响景观阻力的因素包括景观的基相质地和边界频率等。Kanaapen等(1992)提出用最小累积阻力来衡量隔离程度。
岛屿生物地理学的越大越好和越近越好的基本原则在今天仍被广为接受,但也有不同的看法(如SimberloffandAbele1976),认为几个小的保护区可能比一个大型保护区有更多的优越性。
一些反映面积和物种及种群关系的门槛为规划提供了有用的指导。其中之一是种群健康所需要的最小面积(ViableMinimumArea)。对此,有两条法则,即近期法则和长期法则。近期法则主张最小的有效种群数是50;长期法则主张最小种群数为200-500,这样才能保证生物保护的长期安全。根据这两个门槛,可以相应地确定最小面积(FrankelandSoule1981;Harris1984)。
根据岛屿生物地理学,物种与面积之间存在着以下的关系(MacArthurandWilson1967)
其中S和A分别是物种数和面积(公顷),C和z是特定物种及环境条件下的参数。尽管C和Z因具体情况变化很大(见Wilcox1980),这一公式指出,当栖息地斑块很小时保护面积的微小增加会导致物种的大幅度增加,而当栖息地斑块很大时,其面积的进一步扩大只能增加少量的物种。根据这一特点,一般认为保护区的面积每减少十倍,物种数将损失30%。
另一种门槛变量是破碎度。根据采伐的模拟表明,景观中至少有50-70%的原有森林生境才能保护物种及生态过程的健康和维持正常秩序(FranklinandForman1987)
2.2缓冲区
缓冲区(BufferZones)或过渡带(TransitionZones)的功能是保护核心区的生态过程和自然演替,减少外界景观人为干扰带来的冲击。通常的方法是在保护核心区周围划一辅的保护和管理范围。但试图在保护核周围建立缓冲区的设想往往会落空,原因是缓冲区土地的所有权法律上不属于保护区管理部门(见McNee1y1992)。在有的情况下保护区内部也设缓冲区。但是,国际上关于如何划分缓冲区的技术问题一直没有解决。也就是说缓冲区应该划到什么地方,如何划才最有利于保护同时不给当地居民带来过分的经济损失。显然,以保护核心为中心同心圆式地划分缓冲区的做法是不科学的。一个新的划分缓冲区的途径是利用阻力面的等阻线来确定其边界和形状(Yu,1995a-b,1996a)。阻力面类似与地形表面,其中有缓坡和陡坡,呈现一些门槛特征。据此来划分缓冲区不但可以有效地利用土地,而且,可以判别缓冲区合理的形状和格局,减少缓冲区划分的盲目性。
2.3建立廊道(Corridor)
对抗景观破碎化的一个重要空间战略是在相对孤立的栖息地斑块之间建立联系。其中最主要的是建立廊道。生态学家们普遍认为,通过廊道将孤立的栖息地斑块与大型的种源栖息地相联接有利于物种的持续,和增加生物多样性(见FormanandGodron1986;HarrisandScheck1991;SaundersandHobbe1991;Forman1995)。这一观点最近在景观规划和设计领域内得到认真的对待(SmithandHellmund1993)。
理论上讲,相似的栖息地斑块之间通过廊道可以增加基因的交换和物种流动,给缺乏空间扩散能力的物种提供一个连续的栖息地网络,增加物种重新迁入的机会和提供乡土物种生存的机会。许多实地观察也证实了廊道的这种功能(详见HarrisandScheck1991;Forman1995).
廊道的联系和辐射功能使他们成为促进未来生物多样性进化的重要景观结构(Erwin1991)。根据这一功能,廊道的设计应与生物进化的轨迹相适应,联接重要的物种源以保护不断的物种交流和辐射。
但是,廊道的意义也不能过分地强调。他们有时并不能起到联系乡土栖息地的作用。相反,他们有可能对乡土物种带来危害。在大尺度空间上的一个例子是南北美大陆联接的形成在过去几百万年内导致生物多样性的灾难性的损失(May1978;Gould1993,p347)。在小尺度上的观察也证明廊道对乡土物种的危害性(见HarrisandSheck1991)。对某些生态过程有促进作用的廊道,恰恰对某些物种的运动有阻碍作用。联结孤立栖息地之间的廊道往往会引导天敌的进入,或外来物种的侵入而危协到乡土物种的生存。美国佛罗里达州的开发就有许多这样的问题。外来物种沿着交通廊道侵入景观深处,危协乡土物种的生存(见HarrisandScheck1991)。
由于廊道功能的这些矛盾,要求景观设计师谨慎考虑如何使廊道有利于乡土生物多样性的保护。特别应注重以下几个方面的考虑(Harrisandsheck1991):
(i)多于一条廊道:多一条廊道就相当于为物种的空间运动多增加一个可选择的途径,为其安全增加一份保险。
(ii)乡土特性:构成廊道的植被本身应是乡土植物。
(iii)越宽越好:廊道必须与种源栖息地相联接,必须有足够的宽度。否则,廊道不但起不到空间联系的效用,而且,可能引导外来物种的入侵。至于多宽的廊道较为合适,目前尚无定论,但越宽越好是一条基本原则。
至于针对某一种动物运动的廊道,当地的生物和生态专家的经验往往能提供最可靠的参考(Binford等1993)
(iv)自然的本底:廊道应是自然的或是对原有自然廊道的恢复。任何人为设计的廊道都必须与自然的景观格局,如水系格局相适应。
其它联接破碎斑块的方式包括建立动物运动的"跳板"(SteppingStones),改造栖息地斑块之间的质地和减少景观中的硬性边界频度等以减少动物穿越景观的阻力。
2.4增加景观的异质性(Heterogeneity)
实验观察和模拟研究都显示,景观异质性或时空的嵌斑特性(Patchenes)有利于物种的生存和连续及整体生态系统的稳定(Turner1987;PickettandThompson1978;KolasaandPickett1991;Renshaw1991;Kozakienicz1995;Forman1995)。许多物种需要两种或多种栖息地环境。景观的空间格局与时间更替一样可能会显得杂乱无章。但这种动态和交替抹去了景观中的剧烈性的变化,使系统保持稳定。所以,保护和有意识地增加景观的异质性有时是必要的。(FrankelandSoule1981;Hayes等1987)。增加异质性的人为措施包括控制性的火烧或水淹、采伐等。
2.5恢复栖息地
另一种代价很高的生物保护战略是栖息地的恢复,在关键性的部位引进乡土栖息地斑块,作为孤立栖息地之间的“跳板”,或增加一个适宜于保护对象的栖息地。这样可以大大增强生物多样性保护的效果,同时也可提高景观的美学价值(Hayes等1987;Morris1987)。
上述多种生物多样性的保护战略都在不同程度上有积极作用。关键的问题是在什么地方和怎样来构建上述空间结构和战略。也就是说在什么地方划分缓冲区?在什么地方建廊道来联接栖息地斑块?在什么地方引入新的斑块来有效地影响生态过程?这些问题还远未得到解决。
3.生物保护的景观规划途径讨论
3.1普遍的缺陷和应改进的方面
上述关于生物保护的景观规划途径和空间战略总起来有以下两个方面的不足:
(i)被动的途径
除少数例外,目前生物保护多采用被动方式。生物多样性或乡土栖息地被作为被动的保护对象,被圈在一定的地区或限制在一定的网络内运动。如果把生物对景观的利用作为一个能动的生态过程,一种对景观的竞争性的控制过程,情景可能会很不一样。在这种假设下,通过识别关键性的景观局部和空间联系,而利用物种自身的对空间的探索和侵占能力来保护生物多样性。这也正是景观生态安全格局(EcologicalSecurityPatterns)概念的基本出发点之一(Yu1995a-c,1996a-b)。
(ii)局限于对“实体”景观的保护
由于上述关于把物种作为被动对象保护在特定地域和现存景观元素中的局限性,生物保护中的景观生态研究和规划往往注重现有景观元素及格局与生物运动过程的关系(LaverandHaine-Young1993)或偏于记载和再现现存的景观实体元素而对景观的另一半,即作为景观实体元素背景的部分研究很少。而恰恰是这部分“虚体”景观,如作为景观中森林斑块背景的农用基质,对物种的空间运动起作很重要的作用。那么,在这种景观基质、或背景中是否存在着某种隐藏的或是潜在的结构,影响、甚致控制着景观生态过程呢?
由于上述两个局限性,生物保护的上述空间战略的有效性也就值得怀疑了。如传统的缓冲区的划分方法,和根据现存的自然结构来建立廊道并相信物种能利用其进行空间运动等都值得进一步讨论。
所以,下列三个问题依然存在:
(a)如果要选择某一栖息地进行保护应如何选择,包括什么和在什么位置。
(b)如果两个或多个孤立的栖息之间需要构筑廊道,什么地方设廊道才具有高效性。
(c)如果恢复一个退化的景观,应在什么地方着手,才可以使恢复过程更有效,包括有效地使乡土物种得以维持和繁衍,和有效地阻止外来物种的侵入。
对这些问题的回答不但需要考察现存景观元素及其空间格局,同时还应研究潜在的景观基础设施。景观生态安全格局理论在这方面作了初步的探讨(Yu1995a-c,1996a-b)。
3.2一些具有启发意义的概念
针对上述普遍采用的景观规划和空间战略的局限性,有学者提出了一些新的概念和模式。尽管这些新概念仍很大程度上还停留在理论阶段。但对未来生物保护的景观规划发有重要的启发意义。
(i)景观的空间构型概念(SpatialConfiguration)
这一概念强调景观的构型,即景观元素的毗邻关系。景观的空间构型可能比笼统意义上的景观异质性或景观的嵌合体特性更具有意义(Forman1990,1995)但关于这一设想尚没有进一步的实验观察的支持。
同样的设想也包含在森林的群岛模式之中,这一模式主要讨论破碎化的残遗森林景观的空间分布(Harrs1984)。该模式强调斑块在联系整体群岛系统中的作用应作为斑块被选作为保护对象的首要因素。单一斑块选择作为保护对象的标准包括:①空间位置,②总的物种丰富性,③对特有区系成分生存和延续的意义,④发生遗传变异的可能性。而“选择栖息地岛屿保护地的压倒一切的保护标准是其在整体景观生态系统中的作用”(Harris1984,p158)。
(ii)进化动态世系概念(EvolutionaryDynamicLineage)
这一概念认为,目前生物保护的战略基本上是保护那些正走向灭绝的稀有物种,而这并不是我们所需的。应该保护的是进化的过程(Erwin1991)。那些对当代进化过程有重要意义的关键地区应作为我们的保护和管理重点。根据物种进化的空间轨迹来设计景观生态保护格局,才使生物保护更具有意义而应作为我们今后努力的方向。
(3)景观阻力的概念(LandscapeReristance)
关键词:生物多样性 原因 可持续利用 保护对策
引言
生物多样性是人类社会赖以生存和发展的环境基础,也是当今国际社会环境和发展的研究 热点问题之一。中国是全球生物多样性最丰富的家之一,它有的生物物种数量约占全球的十分之一,是全球生物多样性保护的重要地区。 但是由于自然、人为及制度方面的原因,中国的生物多样性正遭受着严重的损失和破坏,保护生物多样性已成为摆在人们面前的急中之急、重中之重的事情。本文旨在通过对这些原因的分析,提出建设性意见,以资探讨。
1.生物多样性概述
1.1 生物多样性的概念、含义
1992年6月召开的联合国环境与发展大会上各国签署的《生物多样性公约》第二条对生物多样性作如下解释:
所有来源的形形生物体,这些来源除其他外包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体。
1994年我国政府制订并公布的《中华人民共和国生物多样性保护行动计划》对生物多样性作如下概念:
所谓生物多样性就是地球上所有的生物、植物、动物和微生物及其所构成的综合体。
但上述对生物多样性的概念缺乏全面性、准确性和简练性,故本文将生物多样性定义为反映地球上所有生物及其生境和所包含的组成部分的综合体。
生物多样性包含三层含义,即遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。三者之间既有区别又有联系。遗传多样性是指某个物种内个体的变异性;物种多样性是指地球上生命有机体的多样性;生态系统多样性是指生物圈内生境、生态群落和生态过程的多样性以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。三者之中生态系统多样性是基础,而物种多样性是关键,遗传多样性含有的潜在价值最大。
1.2 生物多样性的意义
生物多样性与人类的生存和发展有着密切的关系,每个层次生物多样性的都有着重要的实用价值和意义。物种的多样性为人类提供了大量野生和养殖的植物、鱼类及动物产品;遗传多样性则对培育新品种、改良老品种有着重要的作用,如人们可利用一些农作物的原始种群、野生亲远种和地方品种培育高产、优质和抗病的作物。在生态系统中的最重要的作用就是改善生态系统的调节能力,维持生态平衡。因此生物多样性不仅能为人类提供丰富的自然资源,满足人类社会对食品、药物、能源、工业原料、旅游、娱乐、科学研究、教育等的直接需求,而且能维持生态系统的功能、调节气候、保持土壤肥力、净化空气和水,从而支持人类社会的经济活动和其它活动。此外生物多样性直接影响着中国的文化多样性.
1.3 我国生物多样性现状
我国在1987年公布的《中国珍稀濒危保护植物名录》第一期中,公布的濒危种类有121种,受威胁的158种,稀有的110种,共计389种,其中一类保护植物8种、二类的157种、三类的22种。另据中国红皮书的估计显示,超过1/10即500多种脊椎动物物种和15%~20%即400~500种高等植物已经受到威胁。而我国对境内的物种及其数量尚无确切的统计数字,尤其对濒危物种的调查尚不全面。出现的问题是有些国家未列入濒危物种名录的物种面临生存威胁,有的甚至濒临灭绝,而另一些则由于人为的保护、繁育、利用而使种群数量有所增减,因而有必要调整其保护级别或划出、划入保护之列,尤其值得一提的是药用动植物,如黄草,急待保护。
此外,近年来野生生物贸易已经对中国的生物多样性产生了较大影响。由于粮食、中医药、服装等对野生生物的需求日益增加,野生动植物的非法交易也急剧增长,对几种濒危动植物物种以及一些没有列入国家保护名单之内的动植物物种数量已经构成威胁。如:藏羚羊。
2.生物多样性损失的主要原因
生物多样性的丧失,既有自然发生的,也有因自然发生的,但就目前而言,人类活动(特别是近两个世纪以来)无疑是生物多样性的损失的最主要原因。此外制度特别是法律制度的不健全,则是引起损失的另一主要原因。
2.1 自然原因
一是物种本身的生物学特性。其一是物种的形成与灭绝是一种自然过程,化石记录表明,多数物种的限定寿命平均为100~1000万年。其二是物种对环境的适应能力或变异性、适应性比较差,在环境发生较大变化时难以适应,因此而面临灭绝的危险。如大熊猫,其濒危的原因除气候变化和人类活动以外,与其本身食性狭窄、生殖能力低等身体特征有关。二是环境突变(天灾),如地震、水灾、火灾、暴风雪、干旱等自然灾害。
2.2 人为原因
由于人类对生物多样性对人类的重要性认识不够,同时又过多的重视经济发展,而对生物多样性保护意识淡薄,从而导致生境破坏时有发生;对生物资源开发过度,有些甚至是掠夺式的开发;环境污染严重;对外来物种入侵问题重视不够以及制度的不健全,这些都是导致生物多样性减少的主要原因。
2.2.1 生境的丧失、片断化、退化
栖息地破坏和片段化已成为我国一些兽类数量减少、分布区缩小和濒临灭绝的主要原因。伐木和占地是中国生境被破坏的两大主要原因。天然林的大幅度减少直接威胁到从苔藓、地衣到高等物种的生存。此外伐木也是导致森林火灾的一个主要原因,中国在过去25年内因森林火灾共损失了860万公顷的森林。以农业和建设为目的的占用森林、湿地和草原则是生境破坏的另一个原因。据估计,中国目前农田的1/3本来是处女林,这一问题在中国热带地区尤为严重。而在过去的半个世纪里,沿海湿地的一半左右已经发生改变,高原湖泊周围的湿地也损失严重。另外,1950~1980年间中国湖泊面积减少1/10。
生境的片断化是指一个面积大而连续的生境被分割成两个或更多小块残片并逐渐缩小的过程。多种人类活动都可能导致生境的片断化。如铁路、公路、水沟、电话网络、农田以及其他可能限制--生物自由活动的分隔物,和自然保护区内修筑公路等人为设施。特别是由于这些人为设施的建立,使得动物的活动受到限制,从而影响其觅食、迁徙和繁殖,而且植物的花粉和种子的散布也会受到影响。因而引起动植物种群数量下降并引起局部灭绝。同时由于生境的片断化,阳光、温度、湿度及风的变化,也会导致一些物种濒危、甚至灭绝。另外生境的片断化有助于外来物种的入侵,进而威胁到原由物种的生存。
生境退化则是生境部分的失去原有功能,如由于经济发展、过度放牧等原因,使得草场退化严重,引起草原生物生理机能衰退,从而对其生存构成威胁。
草原的退化。
2.2.2 掠夺式的过度开发
许多生物资源对人类具有直接的经济价值。随着人口的增加和全球商业化体系的建立和发展,人类对之的需求随之迅速上升,其结果导致对这些资源的过度开发并使生物多样性下降。
而当商业市场对某种野生生物资源有较大需求,通常会导致对该种生物的过度开发。典型的实例是人类对海洋鲸类的猎捕活动与鲸类数量的消长之间的关系。我国许多药用植物,如人参、天麻、砂仁、七叶一枝花、黄草、罗汉果等,野生的植株都已经很有限了,如果仍不加限制必然导致灭绝。其中偷猎、滥挖走私野生动物行为对生物的多样性威胁最严重。
2.2.3 环境污染
2.2.3.1 水体污染
水体污染能够对水生生物(特别是鱼类)生命周期的任何发展阶段,产生亚致死或致死作用,影响他们的捕食、寻食和繁殖。其中亚致死的水体污染对水体生物多样性的影响更为突出、普遍、久远。在这种环境中的生物繁殖能力下降、生长缓慢或者死于环境胁迫有关的疾病。而水体富营养化能使水体生物多样性显著下降,昆明滇池即是一例。
2.2.3.2 土壤污染
土壤污染通常会使当地植被退化,甚至变成不毛之地,同时土壤动物也会变的稀少甚至绝迹,其生物多样性比未受污染区显著下降。如矿区、尾矿堆积地一、矿区废弃地以及垃圾填埋废弃地都少有树木生长。
2.2.3.3 空气污染
人类排放到大气中的各种有毒有害物质均能对生物体产生不同程度的损失,并对生态系统构成危害。经各种途径进入空气的二氧化硫、氨、臭氧等能直接杀死生物。来自冶炼厂废气中的有毒金属能直接毒害植物。而由于臭氧空洞、酸雨以及二氧化碳等温室气体的所引发的温室效应等造成的生物多样性损害、减少越来越受到国际社会关注和重视 ,特别是温室效应引起的全球变暖和酸雨对生物多样性的影响。
2.2.4 外来物种入侵
外来物种入侵对生物多样性造成了很大威胁。其入侵方式有三种:一是由于农林牧渔业生产,城市公园和绿化、景观美化、观赏等目的的有意引进或改进,如在滇池泛滥的水葫芦、转基因生物;二是随贸易运输旅游等活动传入的物种,即无意引进,如因船舶压仓水、土等带来得新物种;三是靠自身传播能力或借助自然力而传入,即自然入侵,如在西南地区危害深广的紫茎泽兰、飞机草。在全球濒危物种植物名录中,大约有35% ~46%是部分或完全有外来物种入侵引起的。2002年来自南美洲亚马逊河的食人鱼又名食人鲳在我国掀起轩然大波。其一旦流入某一水域达到一定规模时,可能会大量屠杀其他鱼类,给生态平衡和生物多样性带来危机,造成不可估量的损失。
2.3 制度原因
虽然我国在保护生物多样性方面取得一定成绩,但由于制度特别是法律制度的不健全,使生物多样性遭受了不必要的损失。主要表现在:虽然国家已把环境保护的成效纳入政绩考核之中,但有些地方政府并未把此真正纳入工作计划;对生物多样性有影响的重要部门(如农业、林业、渔业、科研机构等)对此重视够,缺少相关具体实施细则、行动及专业人员。自然保护区是保护物种及其生境的有效方法,我国已建立数目众多的保护区,但相对与国土总面积而言是不够的,而且部分保护区管理混乱、土地权属不清等也需要完善。在法律制度方面,虽已实施《自然保护区条例》多年,但毕竟在法律效力上位阶较低,调整面窄,处罚力度不够,故需要进行新的立法以保护自然保护区、物种及其生境。而在外来生物入侵问题上,虽有一些法规涉及,如《进出境动物检疫法》但没有专门法规对此做相应调整,法律漏洞较大。
此外,由于经济发展;新的城镇、水坝、水库、矿区的开发、建设;旅游活动以及国际合作不充分也会对生物多样性构成威胁。
3.保护对策
保护生物样多性不仅需要加快治理环境污染,把保护工作纳入国民经济发展计划,更重要的是在生态系统水平上采取保护措施,传统的做法主要是建立自然保护,通过排除或减少人为干扰来保护生态脆弱区,在一般情况下,确是保护某些物种或生态系统的有效途径。但存在许多问题,需要加以完善,有必要通过立法的途径解决,主要是对自然保护区进行立法。鉴于外来物种对生物样多性的影响日益严重,而我国却没有专门立法保护措施,故建议建立外来物种管理法规体系。而且随着人口和用地的不断增长,被动的保护已很难真正达到保护的目的,为此提出可持续利用生物资源。同时生物多样性对全人类都有着深远的意义,需要各国政府和人民的积极参与,故特别强调国际合作和加强国民教育。
3.1 建立、完善自然保护区和制定《自然保护区立法》
自然保护区是具有保护自然环境和自然资源的双重性质,并且是一定的空间范围的区域。在我国指对有代表性的自然生态系统、珍惜濒危野生动植物物种的天然集中分布区和具有特殊意义的自然遗迹等保护对象所在地的陆地水域和海域,依法划出一定面积予以特殊保护和管理的区域。
据《世界资源》1997年的统计,全世界已建立较大面积的保护区1.04万个多,其无论在保有物种、遗传、生态系统的多样性还是在保护物种生境上都起了非常重要的作用,但各国也意识到,由于缺法相关法律保护,自然保护区建设、管理混乱,保护区内开发与保护矛盾突出,乱砍、滥挖偷猎行为时有不断,造成一些自然保护区破坏严重。
因此,许多国家对自然保护区和国家公园进行了专门立法。如,英国《国家公园和乡土利用法》,日本的《自然公园法〉澳大利亚的国家公园与野生生物保护法》 加拿大的《国家公园法》,韩国的《自然公园法》 等。另外,一些国家制定了自然保护区或生物多样性保护方面的综合性法律,并将自然保护区纳入其中。例如,日本的《自然保全法》、新西兰的《自然保护法》、韩国的《自然环境保护法》等。这些法在保护生物多样性上取得很大成效。
所以无论是按国际通行做法还是从我国国情出发,都有必要抓紧制定一部《自然保护区法》,对由于自然保护区的保护、建设、管理、开发和利用而产生和存在的社会关系进行调整。建议在原有法规中法律制度:如审批制度、分级分区制度、管理制度、检查应急制度的基础上,修改和完善相关法律制度,如分类性保护和管理制度、监督管理体制、投入保障制度,借鉴国外相关先进经验,创设新的法律制度,如功能区划制度和社会影响评价制度。
3.2 防止外来物种和建立外来物种管理法规体系
外来物种入侵不仅对当地生物构成威胁,同时对经济和人体健康带来不可估量的损失,因此一些国家对此进行了立法。如美国先后颁布或制修订了《野生动物保护法》、《外来物种预防和执行法》、《国家入侵生物法》、《外来有害生物预防和控制法》、《联邦有害杂草法》等;新西兰《生物安全法》等。
我国虽有一些法律法规涉及外来物种管理,如根据《野生动物保护法》(1988)农业 和林业局分别建立了水生和陆生野生动物引进审批制度;《野生植物保护条例》(1996)、《进出境动植物检疫法》、《动物防疫法》和《植物检疫条例》。但是目前尚无针对外来物种入侵的专门法规。《中国生物多样性保护行动计划》涉及到 外来入侵物种物种,但未制定专门针对外来物种入侵的行动计划,所以中国急待制定相关法律法规以确保生态安全和保护本国生物多样性。如设立引种许可证制度和环境影响评价制度,建立外来物种入侵预警机制。
另外,对外来物种进行普查和有计划清除,也很有必要。
3.3 在保护中持续利用生物资源
虽然全世界已建立众多自然保护区、国家公园等多形式保护方法方式,但相对于地球生物圈而言,其保护的生物多样性是有限的。因此人们认识到,有效和长期可信的保护生物多样性的方法是持续利用生物资源。指对生物资源的利用应以使生物多样性在所有层次上得以保护、再生和发展。对保护而言,没有合理利用也就没有保护。利用自然保护和发展旅游业就是一例。不但有经济效益,实际上也是宣传群众、教育群众,从而获得广大人民群众的广泛支持。这本身就是社会效益的体现,也是自然保护的价值体现。
另外建议对生物多样性有影响的重要部门(如农业、林业、渔业、科研机构)制定生物多样性保护规划,并将其纳入他们的生产计划中,鼓励生物的资源利用方式的多样化。包括根据当地资源的实际情况实施传统的农业和林业措施;推进科研与教育;采取必要的办法使保护区免受人类活动的影响和进行迁地保护。
3.4 国家合作与行动
在生物多样性问题上,世界各国的共识是生物多样性问题不是局部的、地区的问题,而是全球性的问题。联合国有关组织、世界科学界和各国政府部门认为国际合作是推进生物多样性保护的重要方面。因此我国政府应积极的参与国际合作加入协定,联合打击跨国非法贸易与捕猎。加强科研协作,但要注意主权与产权问题。
我国已加入的公约协定有《濒危野生动植物国际贸易公约》、《国际捕鲸公约》、《生物多样性公约》、《热带木材协定》、《关于保护特别水禽的重要湿地公约》等等,为了更好的保护我国生物多样性,应积极的开展国际合作,并制定相关的实施计划与细则,在必要的情况下制定相关行政法规或法律。
3.5 加强环保教育
从整体和局部看,国民素质的高低直接关系到生态环境及生物多样性的好坏,大量资料表明,凡是受环保教育程度越低的国家和地区,通常生态环境破坏频率越高、程度越深、问题也越多。而对生物多样性的可持续发展这一社会问题来说,除发展外,更多的应加强民众教育,广泛、通俗、持之以恒地开展与环境相关的文化教育、法律宣传,培育本地化的亲生态人口。特别值得重视和提倡的是利用当地文化、习俗、传统、信仰、宗教和习惯中的环保意识和思想,如民族地区的龙山、凤水,进行宣传教育。另建议在中小学中专门开设环境课程或在自然、化学、生物、地理及中进行环保教育,尤其值得重视的是课外活动。
此外,加快对全国生物多样性的清查;根据实际情况变更动植物保护级别;恢复破坏的生态系统;及对一些重点珍稀濒危物种进行人工繁育和扩群工作,也很有必要。总之,一个物种的消亡往往不是单个因素作用的结果,而是多个因素综合作用的结果。所以,生物多样性的保护工作是一件综合性的工程,需要各方面的参与,不仅需要政府,更需要民众;不仅需要单个学科,更需要多学科;不仅是一个国家或地区,而是全球的共同参与与合作。 参考文献:
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[5] 伊武军 资源环境与可持续发展 海洋出版社 2001
[6] 熊治延 环境生物学 武汉大学出版社 2000
[7] 中国外来物种黑名单 科学生活 2004(3)
选择题
1.(2015·学军月考)科学家在南极洲近海大陆架下850 m处的泥床盆地发现超过100万只巨型帝王蟹。在帝王蟹所在水域的上方,生活着大量的植物和动物,其中棘皮动物包括海蛇尾、海百合和海参。这些棘皮动物都没有生活在海蟹所在水域。下列有关说法错误的是()
A.南极水域所在的动物、植物和微生物共同构成了生物多样性
B.生物多样性的形成是生物长期进化的结果
C.帝王蟹的入侵可能会导致某些物种灭绝,使生物多样性减少
D.要保护当地生物多样性不被帝王蟹破坏,可以采用合理的有计划的捕捞措施
2.微山湖是山东境内的一个面积较大的湖泊,二十年前这里是碧波万顷、鱼儿满湖、野鸭成群,还有“接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红”的美丽景象。二十年来,湖区四周县市的工业快速发展,城市居民急增,因而大量的工业废水、生活废水、垃圾涌入该湖。湖水变得不仅很浑浊,而且腥臭难闻。据有关专家说,近几年来,微山湖中已消失了一些物种,例如,四鼻孔鲤鱼、野鸭、水螅等。上述的现象说明的道理主要是()
A.环境污染是破坏生物的多样性的重要原因
B.掠夺式的开发是破坏生物多样性的主要原因
C.外来物种入侵破坏了生物的多样性
D.环境教育缺乏是破坏生物多样性的根本原因
3.(2014·江苏高考)下列关于生物多样性的叙述,错误的是()
A.生态系统中捕食者的存在可以促进物种多样性的提高
B.把沼泽地改造成人造林是增加生物多样性的重要手段
C.花费大量人力物力保护无经济价值的物种是为人类生存发展保留空间
D.农田是具有高度目的性的人工生态系统,清除杂草与保护生物多样性的原则不矛盾
4.我国科学家已成功培育出全球首例、遗传性稳定、能自然繁殖的四倍体鱼类。虽然四倍体鱼生长快、肉质好、抗病性强,但研究人员并不是直接把它投入生产,而是将它与二倍体鱼杂交,将它们的后入生产。你认为这样做的主要意义是()
A.充分利用杂种优势
B.保护环境中物种的多样性、维护生态平衡
C.保护自身知识产权
D.避免出现新基因
5.自然界中,有些新植物或动物物种的出现会打破原来固有的生态循环系统,有时甚至给当地环境带来压力和灾难,造成生态系统退化。臭名昭著的入侵物种有能和鳄鱼搏斗的缅甸蟒蛇、疯狂繁殖的亚洲鲤鱼、数量惊人的八哥等。下列关于生物入侵的叙述不正确的是()
A.生物入侵会使原生态系统的生物多样性受到严重威胁
B.生物入侵会使生态系统的成分和营养结构变复杂,抵抗力稳定性增强
C.生物入侵会打破生态系统中生物间的制约关系,破坏生态系统的稳态
D.适当引入外来物种,可增加物种多样性,使当地的生态平衡更加稳定
6.下图甲为某清洁水体在遭受一次性有机物轻度污染后污染物含量的变化。水体中好氧性微生物数量变化的曲线最可能接近于图乙中的曲线是()
A.Ⅰ B.Ⅱ
C.Ⅲ D.Ⅳ
7.调查某湖泊的水质污染状况,在注入湖泊的四个主要水源的入口处采集水样,镜检水中动物、植物的种类和数量,结果如下:1号水源水样中有单一种类的纤毛虫,如草履虫,且数量极多;2号水源水样中单细胞藻类种类较多,且数量也极大;3号水源水样中未见任何动物、植物,且发出刺鼻的气味;4号水源水样中浮游动物、植物均有发现,但数量不多。根据以上结果分析,该湖泊的污染中,污染的严重性由重到轻的排列顺序是()
A.3、1、2、4 B.3、1、4、2
C.4、2、1、3 D.2、4、3、1
8.下面为人与环境关系的三种模式图,下列对“环境容量”的理解错误的是()
A.环境容量是指生态系统对人口的承载能力
B.随着生产的发展,环境容量在不断加大
C.人口的过度增长会造成资源枯竭,环境容量降低
D.生物圈的稳态是人类生存的前提和人类改造自然的基础
9.(2014·台州一模)为应对“垃圾围城”危机,很多省市对生活垃圾进行分类管理。下列说法错误的是()
A.垃圾分类处理,实现了垃圾资源化和能量循环利用
B.微生物能分解垃圾说明生态系统具有一定的自我调节能力
C.垃圾分类处理减轻了环境污染,提高了城市生态系统的稳定性
D.此举有利于发展循环经济和实现城市可持续发展
10.天鹅洲自然保护区是为了实现麋鹿回归自然而建立起来的,保护区内野生动植物资源丰富,但没有大型食肉动物。1993年以来,分三批从北京引进的94头麋鹿,自由生活在保护区内,完全以野生植物为食物,种群数量明显增加,2003年约为450头,目前已经超过800头,并形成了3个亚种群。但近年来,随着人类在保护区内的某些活动增加,麋鹿开始出现种群密度受制约的迹象。以下分析正确的是()
A.保护麋鹿的意义在于保护遗传多样性和物种的多样性
B.建立自然保护区后,麋鹿的环境容纳量就可以一直稳定不变
C.麋鹿在保护区内生活,没有捕食者,食物充足,因此没有环境阻力
D.由于出现生殖隔离,原来的一个麋鹿种群形成了3个种群
11.珍稀物种保护面临的问题是栖息地的破碎。人类已经把大部分陆地用于农业种植,而很多野生动物是无法在农业生态系统中生存的。其余的陆地很多都在经历破碎过程或已经破碎成许多很小的板块。下图所示是栖息地破碎对种群动态的影响。
下列关于栖息地破碎对种群影响的叙述错误的是()
A.对于白脸猴来说,栖息地越大,种内斗争越少,个体生存机会越大
B.白脸猴种群越大,种群维持时间越长,是出生率高的缘故
C.白脸猴种群越小,种群维持时间越短,是因为气候和疾病等容易导致种群内生物忽然灭绝
D.栖息地的破碎也会导致基因交流的机会减少
12.奶牛场每天排放大量的粪便、饲料残渣,如不处理会严重影响周边人、畜的饮水安全等。下面是某奶牛场废水处理流程图,请据图分析下列说法错误的是()
A.废水流入厌氧池前,需经稀释处理,是为了防止微生物失水过多死亡
B.控制废水流入氧化塘的速率,除有利于氧化塘中有机物被充分分解外,还有利于无机盐被充分吸收,使出水口处的水质达到排放要求
C.输入此氧化塘的能量有太阳能和化学能,氧化塘前部的溶解氧含量比后部的多
D.氧化塘后部种植莲等挺水植物,有利于减少出水口处水中的浮游藻类,原因是挺水植物起遮光作用,影响浮游藻类进行光合作用
二、非选择题
13.下面为组成生物多样性的3个层次示意图,请据图回答下列问题:
(1)生物圈内所有的______________________,以及它们所拥有的全部________以及各种各样的________,共同构成了生物多样性。
(2)保护生物的多样性是在[]________、[]________、[]________3个层次上采取保护战略和保护措施。
(3)在“蒲公英麻雀蛇”这条食物链中:
①蒲公英可以作为工业原料,蛇可以作为制药原料。以上可说明生物多样性具有________价值。
②在上述食物链中,麻雀数目的增多 ,导致蛇的数目也增多,但蛇增多后,麻雀数目受到抑制。这种内在的调节作用属于________,同时也说明生物多样性具有________价值。
14.在草原设置固定样地,研究不同程度下放牧和割草两种利用方式的地上生物量和生物多样性之间的关系,结果如下图。
(1)研究小组首先选取一定大小的样方,识别并统计________________________。
(2)在放牧草地中,有利于________植物的生长;在割草草地中,有利于________植物的生长。随着割草强度的增加,草地的________整体呈现下降趋势,但图中________呈增加趋势。
(3)低等、中等强度的放牧草地和割草草地比较说明,牲畜喜食________植物,导致各种植物间的________关系发生改变。
(4)放牧和割草不仅影响地上植物的生长情况,也会影响土壤小动物和微生物的数量及分布,从而改变草原群落的________结构。
(5)放牧量和割草量的增加会导致土壤盐碱化加重,研究小组通过大量的实验发现铺枯草层能有效地治理盐碱地,其主要原因是:________________________,无机营养物质不断归还土壤,有利于植物的生长。
1.选A 南极水域所有的动物、植物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性;生物多样性的形成是生物长期进化的结果;帝王蟹的入侵可能会导致棘皮动物包括海蛇尾、海百合和海参等不能生存,使生物多样性减少;要保护当地生物多样性不被帝王蟹破坏,就要减少帝王蟹的数量,可以采用合理捕捞措施。
2.选A 抓住题干信息中湖泊的前后变化及经济发展变化,比较二者,不难发现环境污染的同时,生物种类减少,生物的减少,导致污染物净化的减慢,二者形成恶性循环,最终造成生物多样性的破坏。
3.选B 捕食者往往捕食个体数量多的物种,为其他物种创造出更多空间,以促进物种多样性的提高;把沼泽地改造成人造林,会使生物种类减少,生物多样性降低;无经济价值的物种可能具有间接价值或潜在价值,保护生物多样性,才能实现可持续发展;保护生物多样性是对生物资源的合理利用和保护,清除农田中的杂草是为了使能量尽可能多地流向对人类有益的农作物。
4.选B 四倍体鱼生长快、抗病性强,直接投入生产可能会导致其他物种的灭绝,不利于生态平衡的维持,而四倍体鱼与二倍体鱼杂交,所得的后代为三倍体,高度不育,这样可以保护物种的多样性、维护生态平衡。
5.选B 根据生态学原理,引入外来物种适当,可建立新的食物链,增加物种多样性,使当地的生态平衡更加稳定,达到生态效益和经济效益并重。但如果发生外来物种入侵或引种不当,则首先会减少当地的物种,从而破坏当地的生物多样性;其次是破坏生态系统的功能。
6.选D 污染开始时,水体中有机物的含量较高,好氧性微生物大量增加,达到一定限度后,随有机物含量的减少,水中好氧微生物数量又逐渐减少。
7.选A 由题意可知,3号水源水样受污染程度最重,因为水样中未见任何动物、植物,且发出刺鼻的气味;1号水源水样受污染的程度较重,因为草履虫数量多,说明水体中细菌数量大大增加;2号水源水样受污染的程度较小,因为水样中单细胞藻类种类较多,且数量也极大,说明水体富营养化严重;4号水源水样受污染程度最小。
8.选B 从题图所示看出,随着生产的发展,人口的过度增长会造成对资源的过度利用,导致新的环境容量比原来的环境容量小。
9.选A 垃圾分类处理,实现了垃圾资源化,提高了能量利用率,但不能使能量循环利用;微生物能分解垃圾,降低垃圾对生态环境造成的危害,提高了城市生态系统的稳定性,说明了生态系统具有一定的自我调节能力;垃圾分类处理可以将废物资源化,有利于发展循环经济和实现城市可持续发展。
10.选A 由于环境的变化,建立自然保护区后,麋鹿的环境容纳量并非一直稳定不变;“随着人类在保护区内的某些活动增加,麋鹿开始出现种群密度受制约的迹象”,这个信息告诉我们,麋鹿在保护区内生活,同样存在环境阻力;3个亚种群间麋鹿并没有发生生殖隔离,没有形成新物种。
11.选B 若栖息地范围较广,则种内斗争不激烈,个体生存机会增大,出生率升高,同时死亡率降低,种群数量增多,种群维持时间变长;种群小,变异类型少,遇到不良环境容易被淘汰;栖息地的破碎在一定程度上形成地理障碍,阻碍了基因交流。
12.选C 废水流入厌氧池前先经稀释处理,是为了防止微生物在高浓度废水中失水过多死亡。适当减缓废水的流速,延长废水与微生物、水生植物的接触时间,有利于废水中有机物的充分分解和分解后产生的无机物的吸收,降低污染物含量。输入此氧化塘的能量有塘中生产者固定的太阳能和流入的废水中有机物含有的化学能;氧化塘前部的有机物含量较高,需氧微生物大量消耗氧气分解有机物,故溶解氧含量比后部的低。挺水植物能适当遮光,不利于藻类的光合作用,从而减少藻类的数量。
13.解析:图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是从遗传、物种和生态系统三个不同层次说明生态系统的多样性。生物多样性的直接价值是指对人类有食用、药用和工业原料等实用意义,以及有旅游观赏、科学研究和文艺创作等非实用意义的价值;间接价值是指对生态系统起到重要调节功能的价值,也叫生态功能。
答案:(1)植物、动物和微生物 基因 生态系统 (2)遗传 物种 生态系统
(3)①直接 ②负反馈 间接
14.解析:(1)调查物种丰富度时,要首先选取一定大小的样方,识别并统计物种的名称(种类、丰度)和数量。(2)据图分析发现,在放牧草地中,有利于1、2年生植物的生长;在割草草地中,有利于禾本科植物的生长。随着割草强度的增加,草地的地上生
物量整体呈现下降趋势,但图中物种丰富度呈增加趋势。(3)比较低等、中等强度的放牧草地和割草草地,可以发现,牲畜喜食禾本科和豆科植物,导致各种植物间的竞争关系发生改变。(4)放牧和割草不仅影响地上植物的生长情况,也会影响土壤小动物和微生物的数量及分布,从而改变草原群落的垂直结构。(5)枯草在分解者的作用下,无机营养物质不断归还土壤,有利于植物的生长,所以铺枯草层能有效地治理盐碱地。
答案:(1)物种的名称(种类、丰度)和数量(生物量)
(2)1、2年生 禾本科 地上生物量 植物种类(生物多样性、物种丰度)
(3)禾本科和豆科 竞争