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关键词:湿地、植物多样性、动物多样性
湿地生态系统与森林、海洋并称为全球三大生态系统,被誉为“地球之肾”,“森林之肺”。内蒙古大兴安岭林区湿地具有寒温带针叶林湿地特征,具有分布面积大,分布范围广,集中连片,类型全,生物多样性丰富等特点。根据我们的调查结果显示,林区湿地总面积逾113万公顷,占林区总面积的10.6%,分别占自治区、全国湿地面积的26.9%和3.1%。湿地生物多样性包括植物多样性和动物多样性,我们对内蒙古大兴安岭林区生物多样性进行了调查,其中湿地植物89科208属476种;湿地动物有26目41科175种.
一、湿地植物多样性
内蒙古大兴安岭林区是我国最寒冷的地区之一,空气湿度相对较低,加之永冻层和季节性冻层的大量存在,故本地区湿地植物种类(纯湿地植物)不算丰富,但很有特色。根据资料和现地调查统计,林区已知湿地高等植物89科208属476种(详见附表1)。其中,苔藓植物24种35属89种,占林区湿地植物科、属、种总数的27.0%、16.8%和18.7%;蕨类以上植物占绝对优势,共有植物65科173属387种,分别占林区湿地植物科、属、种总数的73%、83.2%和81.3%。被子植物共有380种,占林区湿地植物总数的79.8%,显然被子植物占绝对优势。
1、湿地植物区系
林区湿地面积虽然只占全国湿地面积的3.1%,但湿地植物科数、属数和种数分别占全国湿地植物总科数(225科)属数(815属)和种数(2276种)的39.6%、25.5%和21.3%。(见表1)。
在林区湿地植物区系组成中,苔藓植物占据一定比例,林区湿地苔藓植物共计24科35属89种,分别占要区湿地植物科、属、种总数的27.0%、16.8%和18.7%,这说明苔藓植物大量存在与本地区气候条件有密切联系。林区湿地主要苔藓植物科统计。(见表3)。
2、湿地植物区系特征
根据Kitagawa(1979)《Neo-linamenta Florae Manshuricae》,内蒙古大兴安岭林区湿地植物区系属于东西伯利亚植物区、长白植物区、蒙古植物区和华北植物区,其中东西伯利亚植物区占主导地位。
东西伯利亚植物主要代表种有兴安落叶松(Larix gmelinii)、水冬瓜赤杨(Alnus sibirica)、柴桦(Betula fruticosa)、扇叶桦(Betula middendorffii)、狐尾藻(Myriophyum verticillatum)、沼繁缕(Stellaria palustris)、小水毛茛(Ranunculus eradicatus)、沼地毛茛(Ranunculus radicans)、水葡萄茶(Ribes procumbens)、翻白蚊子草(Filipendula intemedia)、北悬钩子(Rubus arcticus)、全叶山芹(Ostericum maximowiczii)、甸杜(Chamaedaphne calyculata)、红色马先蒿(Pedicularis rubens)、缬草(Valeriana alternifolia)、兴安野青茅(Calamagrostis turczaninowii)、羊胡子草(Eriophorum vaginatum)等。
东北植物区(长白植物区)的成分主要代表种如偃松(Pinus pumila)、金露梅(Potentilla fruticosa)、乌苏里狐尾藻(三裂狐尾藻)(Myriophyllum ussuriense)、小叶杜鹃(Rhododendron parvifolium)、轮叶马先蒿(Pedicularis verticillata)、三花龙胆(Gentiana triflora)、白八宝(Hylotelephium pallescens)等。
华北植物区主要有金莲花(Trollius chinensis)、北方拉拉藤(Galium boreale)。蒙古植物区主要有并头黄芩(Scutellaria scordifolia)。
总之,林区湿地植物以东西伯利亚植物区为主,次之为长白山植物区植物,而蒙古植物区和华北植物区的植物成分也有一定侵入。
3、植物种的地理成分
根据付沛云(1995)《中国东北种子植物种的地理成分分析》,内蒙古大兴安岭林区湿地种子植物地理成分有22个。
(1)世界分布主要种有金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、浮萍(Lemna minor)、品萍(Lemna trisulca)等; (2)北温带分布主要种有:拉不拉多马先蒿(Pedicularis labradorica)、狸藻(Utricularia vulgaris)、卵穗荸荠(Eleocharis ovata)等;(3)北温带―南温带分布主要种有鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)等;(4)旧大陆温带分布主要种有:蒿柳(Salix viminalis)、稠李(Prunus padus)、红瑞木(Cornus alba)、龙江风毛菊(Saussurea amurinsis)等;(5)亚洲―北美分布主要种有花锚(Halinia corniculata)等;(6)温带亚洲分布主要种有;谷柳(Salix tarkensis)、山野豌豆(Vicia amoena)等;(7)西伯利亚分布主要种有:粉枝柳(Salix rorida)、乌拉苔草(Carex meyeriana)等;(8)东西伯利亚分布主要种有:兴安落叶松(Larix gmelinii)、细叶沼柳(Salix rosmarinifolia)、柴桦(Betula fruticosa)等;(9)北温带―北极分布主要种有:扇叶桦(Betula middendorffii)、金露梅(Potentilla fruticosa)、北悬钩子(Rubus arcticus)、杉叶藻(Hippuris vulgaris)、笃斯越桔(Vaccinium uliginosum)等;(10)旧大陆温带―北极分布主要种有大叶章(Calamagrostis langsdorffii)等;(11)亚洲―北美分布主要种有毛蒿豆(Oxycoccus microcarpus)、小叶杜鹃(Rhododendron parvifolium)等;(12)亚洲温带―北极分布主要种有:钻天柳(Chosenia arbutifolia)、小掌叶毛茛(Ranunculus gemlinii)等;(13)北极―高山分布主要种有:偃松(Pinus pumila)、越桔(Vaccinium vitis-idaea)等;(14)东亚分布主要种有:红花鹿蹄草(Pyrola incarnata)、蹄叶橐吾(Ligularia fischeri)等;(15)中国―日本分布主要种有:白屈菜(Chelidonium majus)、东方草(Scirpus orintalis)等;(16)中国东北―日本中北部分布主要种有黑水当归(Angelica amuresis)等;(17)中国东部分布主要种有:花葱(Polemonium liniflorum)、兴安鹿药(Smilacina davurica)等;(18)东北分布主要种有:山刺玫(Rosa davurica)、东北牛防风(Heracleum moelledorffti)等;(19)中国东北―俄罗斯远东区分布主要种有箭报春(Primula fistulosa)等;(20)中国―达乌里分布主要种有水葡萄茶(Ribes procumbens)等;(21)北温带―热带分布主要种有菖蒲(Acorus calamus)等;(22)旧大陆温带―热带分布主要种有球穗莎草(Cyperus difformis)等。
4、湿地珍稀濒危保护植物
4.1、国家级珍稀濒危保护植物
根据1999年8月4日国务院批准,国家林业局,农业部制定的《国家重点保护的野生植物名录(第一批)》划定的种类,林区湿地共有国家Ⅱ级保护植物4种。(见表4)。
序号中文名拉丁名科名保护等级
1钻天柳Chosenis arbutifolia杨柳科Ⅱ
2乌苏里狐尾藻Myriophyllum ussuriense小二仙草科Ⅱ
3野大豆Glycine soja豆科Ⅱ
4浮叶慈菇Sagittaria natans泽泻科Ⅱ
4.2、自治区级珍稀濒危保护植物
依据人民政府印发《内蒙古珍稀濒危保护植物图谱》(1992年),林区湿地共有自治区保护植物8种。(见表5)。
表5内蒙古大兴安岭林区湿地自治区级保护植物统计表
序号中文名拉丁名科名现状
1北极花(北极林奈草)Linnaca borealis忍冬科稀有
2笃斯越桔Vaccinium uliginosum杜鹃花科稀有
3草苁蓉Boschniakia rossica列当科渐危
4条叶龙胆Gentiana manshurica龙胆科渐危
5鼻花Rhinanthus glaber玄参科稀有
6甸杜Chamaedaphne calyculata杜鹃花科渐危
7光叶山楂Crataegus dahurica蔷薇科稀有
8水葡萄茶Ribes procumbens虎耳草科稀有
二、湿地动物多样性
林区已知湿地动物26目41科175种。其中鱼类8目12科42种;两栖类2目4科7种;爬行类2目2科3种;鸟类10目16科106种;兽类4目7科17种。
1、鱼类的组成及区系特征
内蒙古大兴安岭林区共有鱼类42种,隶属于8目12科。其中鲤科鱼类27种,占总种数的64.8%;鲑科鱼类和鳅科各3种,分别占种数的7.1%.。
表6内蒙古大兴岭林区鱼类区系组成
区系种类北方山麓复合体北极淡水鱼类北方平原复合体中国平原复合体第三纪早期复合体温暖沼泽复合体
细鳞鱼、哲罗鱼江鳕、乌苏里白鲑、黑龙江虎鱼、黑龙江杜父鱼银鲫、湖洛氏中华、葛氏鲈塘鳢、东北雅罗鱼、狗鱼、花鳅、拟赤梢鱼、东北黑鳍、黑龙江虎鱼、黑龙江茴鱼蒙古红、红鳍、贝氏条、翘嘴红、犬首、蛇、条纹拟白、细体、高体、花唇棒花鱼麦穗鱼、黑龙江、大鳍刺泥鳅、鲶鱼、北方条鳅、乌鳢
种数7131561
占种数的%16.73135.714.32.3
2、两栖类及爬行类组成及区系特征
内蒙古大兴安岭有两栖类2目4科7种。
内蒙古大兴安岭现有爬行类2目2科3种。
3、鸟类的组成及区系特征
内蒙古大兴安岭林区湿地鸟类共有106种隶属于10目16科,占林区鸟类种数276的38.4%。这106种鸟类都为湿地常见鸟类。在这106种湿地鸟类中,有79种为夏候鸟占湿地鸟类的74.5%;23种为旅鸟占湿地鸟类的21.7%.;4种为留鸟占湿地鸟类的3.8%。
4、湿地兽类组成及区系特征
内蒙古大兴安岭林区湿地兽类计有17种隶属于4目7科,占内蒙古大兴安岭林区兽类(57种)的29.8%。湿地兽类仍然以古北界动物组成为主,具有典型的古北界特征。
5、湿地珍稀濒危保护动物
林区已知湿地珍稀濒危保护动物27种。其中,国家Ⅰ级保护动物11种,是白鹳、黑鹳、白头鹤、丹顶鹤、白鹤、中华秋沙鸭、白额雁、玉带海雕、貂熊、金雕、紫貂等;国家Ⅱ级保护动物16种,分别是大天鹅、小天鹅、灰鹤、白枕鹤、蓑羽鹤、鸳鸯、水獭、马鹿、驼鹿、雪兔等。
参考文献:
内蒙古大兴安岭林区湿地调查报告;
关键词: 中学生物教学 生物多样性教育 必要性 途径
一、生物多样性的丰富内涵
生物多样性(biodiversity 或biological diversity)是指地球上所有的生物,以及其生存环境构成的自然综合体,包括遗传多样性(genetic diversity)、物种多样性(species diversity)和生态系统多样性(ecosystemic diversity)。广义的遗传多样性是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。狭义的遗传多样性主要是指生物种内基因的变化,包括种内显著不同的种群之间,以及同一种群内的遗传变异。遗传多样性主要包括形态多样性、染色体多样性、蛋白质多样性和DNA多样性。物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。物种多样性既是生态系统多样性的基础,又直接显示基因多样化。生态系统多样性是指生物圈内栖息地、生物群落和生态学过程的多样化,以及生态系统内栖息地差异和生态过程变化的多样性,这种多样性是生命支持系统最重要的组成部分。
二、中学生物教学中生物多样性教育的必要性
1.加强生物多样性教育是人类社会可持续发展的要求。
生物多样性为人类提供了丰富的资源。人类的食物如粮食、水果、蔬菜、鱼、肉、蛋、禽等全部来源于生物;人们穿着的棉织品、丝织品、毛纺织品及皮革制品也直接来源于生物;生物还提供了绝大部分的中药材,以及橡胶、紫胶、白蜡、木材、油脂等工业原料。人类的生活环境也依赖于生物,如水土保持、气候调节等。生物多样性还为人类的仿生学研究提供了大量有意义的启迪,使雷达、飞机、照相机、风暴报警仪、红外线跟踪仪、电脑等一系列的高科技产品的制造和生产成为现实。[1]据记载,自公元1600年以来,共有724个物种消亡。物种灭绝速度高于自然灭绝速度的3千―4万倍,到20世纪末全球有5―6万种生物受灭绝威胁,1/5的植物受威胁。[2]因此,可以说当今全球人口、粮食、能源、生态环境恶化等全球重大问题与生物多样性的锐减有关。当前生物多样性的锐减使人类基本需要的选择余地大大缩小,动摇了人类社会可持续发展的基础,成为人类生存和发展的严重障碍。因此,人类社会要可持续发展,首要的是要保护和恢复人类生存和发展的物质基础――地球上的生物多样性。
2.加强生物多样性教育是落实中学生物教学目标的客观要求。
《中国21世纪议程》提出了在“中小学的课本中增加生物多样性保护的内容”。《中国生物多样性保护行动计划》更详细地指出:“学校对生物多样性的教学不足”,“现在在各级学校的课程中,生物多样性保护还不是很重要的一部分。需要增加生物多样性方面的课程,编写教材,制作教具并对教师进行专业培训”,“所有中学和小学要在自然常识和生物学教材中增加关于生物多样性保护基本知识的内容,对中小学生进行启蒙教育,利用保护区、点和其它有关生物多样性保护的现场进行实地教育”。而我国现今绝大多数学校没有开设保护生物学课程,但新《生物课程标准》已经明确把生物多样性教育作为生物学教学的主题,课程中也涵盖了大量有关保护生物多样性的内容。如生物课本初一(下)增加了“鸟类的多样性”、“哺乳动物的多样性”两节;初二增加了“生物与环境”一章;高中生物课本也设有“生物与环境”一章等。因此在中学生物教学中渗透生物多样性教育是落实生物多样性教学目标的客观要求。
三、中学生物教学中实施生物多样性教育的途径
1.挖掘教材内容,寓生物多样性教育于课堂教学之中。
初高中生物教材包含了大量有关生物多样性的内容。有的比较集中,有的比较分散;有的显现,有的隐含。教师应深入研究、挖掘教学内容的内涵,尽可能从生物多样性所包含的三个方面渗透。
教师可结合初中教材中生物分类知识的教学,展示物种多样性,并强调生物资源虽是可更新资源,但过度开发利用,超过生物负载能力,物种数量会下降甚至崩溃。例如由于过度采伐,我国濒临灭绝的高等植物已达4000-5000种。药用植物中,天麻、人参、黄芪、茜草、沙仁也由于大量挖掘而减少。在讲授初中生物教材第八、九章,高中生物学教材第六、七、八章生物的类群和生物的进化时,我们可以适当穿插物种多样性的介绍,并强调生物的进化是不可逆的,已经灭绝的物种如恐龙等不可能在地球上重现。教师可结合高中教材生态系统一节,介绍生态系统的多样性。初中教材第十章,高中教材第七、八章,当讲到生物与环境、环境保护、保护珍稀生物等章节时,我们可以将生态环境的保护、自然保护区的建立与生态系统多样性联系起来,将濒危珍稀野生动植物保护与种质资源保存和物种多样性保护联系起来。在中学生物教材中谈到的食物链也是物种间相互依存、相互制约的生态系统典型实例:在植物植食性昆虫捕食性昆虫食虫鸟类食物链中,各级营养关系都保持着一定的数量,维持着自然的生态平衡。如果人为地打破了这种平衡,就可能产生严重后果。此外,引导学生正确认识所谓的“害虫害兽”,也是使学生充分认识每一物种存在价值和生态系统稳定的关键。告诉学生进行害虫的综合防治时,保留一定的害虫数量,就可以维持一定数量的捕食性昆虫和鸟类,将害虫控制在较小的数量水平上,危害较小或不造成危害,农作物抗灾害能力才能较强。相反,如果过分地强调消灭害虫,大量喷施农药,虽然能暂时消灭大量害虫,但同时也大量杀死了害虫天敌。部分幸存的害虫,由于具有极强的繁殖能力和产生了抗药性,短时间内就会迅速蔓延,而害虫天敌则在短时间内不能恢复到相应的水平,因而使害虫成为灾害。所以,保护生物多样性,不仅要保护那些对人类有益的、珍稀濒危动植物物种,而且要保护害虫天敌,使自然界的生物物种多样化,维持稳定合理的生物物种的多样性,维持生态平衡。因为一个生态系统中,每一种生物都具有一定的地位,且各种生物相互依存,维持相对平衡。生物种类越多,相互关系越复杂,生态系统就越稳定,因此我们应当尽可能地维持生物多样性。教师可结合初中生物学教材第七章、高中生物学教材第五章“生物的变异”一节的教学,介绍遗传多样性。总之,生物教学自始至终都要注意引导学生保护自然的真、善、美,爱动物、植物甚至微生物,使保护生物多样性成为学生的自觉义务和行为。
2.理论联系实际,寓生物多样性教育于各项活动之中。
在生物教学中渗透生物多样性教育,课堂理论教育固然重要,但更需要学生走出课堂,积极参与各项活动,寓生生物多样性教育于实践中,从而开阔其视野,增强其感性认识、提高其保护生物多样性的认同感。
(1)可积极组织学生开展课外兴趣活动。进行野外调查、参加夏令营、知识竞赛、小实验、收看有关保护生物多样性的影像资料、举办主题板报、墙报展览、主题班队会等各类活动是进行生物多样性教育的很好途径。例如,课余可组织学生调查本地区存在的动植物类群或受威胁的生物物种,指导学生针对调查结果进行认真讨论,并学会撰写调查报告,鼓励学生就如何保护和利用生物多样性、人类活动对生物多样性的影响、物种濒危的形势及有效对策、生物种质资源的保存、生物多样性资源的综合利用等一系列问题进行初步探讨,使学生领悟发展经济绝不能以破坏生物多样性为代价;组织学生参观保护区、植物园、动物园、标本馆,以及有关的学校和科研机构。
(2)教师可结合每年的一些特殊纪念日,如“世界地球日”、“世界环境日”、“国际生物多样性日”、“植树节”、“国际湿地日”、“爱鸟周”、“保护野生动物宣传月”等组织学生举行一些有益的宣传纪念活动。在街头、广场等公共场所设立宣传站或咨询点,或组织文艺演出等丰富多彩的活动来加强对保护生物多样性知识的宣传、教育,使学生真正成为保护生物多样性的积极参与者。
(3)积极营造保护生物多样性教育的校园文化建设。如在学校生物实验室悬挂国家保护动、植物名录,陈列标本或模型。有条件的还可设置生物园,让学生自己动手种植一些作物,饲养一些小动物,从而培养他们热爱生命、保护生物的强烈的责任感和主人翁意识。在生物选修课、研究性课程、讲座中开展生物多样性教育。选修课、研究课和讲座这种形式系统的教育,能使青少年对保护生物多样性教育有更深刻的认识。
总之,通过这些实际活动,学生能深知生物多样性保护的重要性,懂得生态环境与人类生存的密切关系,从而具有保护生物多样性的主人翁意识。
3.加强学科联系,寓生物多样性教育于融会贯通之中。
虽然在生物教学中渗透生物多样性教育是其他学科无法替代的,但作为人类必备的生态文明素质――保护生物多样性意识――的培养毕竟不是某一学科所能独立承担的,它更需要多门学科融会贯通。因而,我们还必须注重学科的横向联系和渗透,发挥整体性优势,最大限度地提高生物教学的整体效益。在我国的基础教育课程设置中与生物多样性相关的课程除了生物学之外,还包括地理、物理、化学等。我们可以与其他学科教师积极讨论,把生物多样性教育纳入到其它各种学科中。在这些课程中渗透生物多样性保护意识,可以使生物多样性得到更广泛的重视和认识,从而收到更好的教育普及效果。
参考文献:
摘要:生物多样性是人类赖以生存的物质基础,如何更好地保护生物多样性,实现人类社会与自然生态环境和谐发展已成为当今社会面临的重大议题。本文论述了我国生物多样性保护中存在的主要问题,提出环境善治是生物多样性破坏区域恢复和保护的有效模式,并进一步指出,生物多样性保护政策创制、生态系统与生物多样性经济学(TEEB)主流化、生物多样性保护的技术创新和以多元文化为基础的传统生态自然观是环境善治的有效途径。
关键词 :环境善治;生物多样性保护;TEEB;传统生态自然观
生物多样性是地球生态系统不断演化的结果,生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础,它不仅给人类提供了丰富的食物、药物资源,而且在保持土壤、调节气候、维持自然平衡等方面起着不可替代的作用,是人类社会可持续发展的生存支持系统。近年来,随着人类活动的不断增强,地表环境的破坏越来越严重,很多动物、植物赖以生存的环境遭到严重的破坏,导致大量物种灭绝,生物多样性的保护刻不容缓。我国生物多样性现状
生物多样性(Biological diversity/Biodiversity)是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和,包括数以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统,是生命系统的基本特征。生物多样性是一个总的概念,具体包括物种多样性、生态系统多样性和遗传多样性,有的学者也将景观多样性作为生物多样性的一部分。中国是生物多样性特别丰富的国家之一。据统计,中国的生物多样性居世界第八位,北半球第一位。同时,中国又是生物多样性受到威胁最严重的国家之一。中国的原始森林长期受到乱砍滥伐、毁林开荒等人为活动的影响,其面积以每年5000平方千米的速度减少;草原由于超载过牧、毁草开荒的影响,退化面积达870000平方千米。生态系统的大面积破坏和退化,不仅表现在总面积的减少,更为严重的是其结构和功能的降低或丧失使生存其中的许多物种已变成濒危种和受威胁种。高等植物中有4000~5000种受到威胁,占总种数的15%~20%。在《濒危野生动植物种国际贸易公约》列出的640个世界性濒危物种中,中国就占156种,约为总数的1/4,形势十分严峻。生物多样性中最为重要的是物种多样性,它使每个物种在系统中不至于灭绝,是生物多样性研究和保护的重点,每个生物都处于一条生物链的某一层次,每一种物种的绝迹,都预示着很多物种即将面临消亡。
我国传统的保护生物多样性的方法就是“堡垒式”保护,即在生态环境脆弱地带建立自然保护区,由政府划定保护范围,在保护区内完全禁止人类活动。后来对于保护区的划定有所发展,划定了核心区、缓冲区和实验区,这在一定程度上将保护区对人类开放,但是普通民众仍然没有参与到生物多样性的保护中来。直到20世纪90年代后期,可持续发展思想的注入,以及国际机构(如世界银行)等开始关注我国的生物多样性保护问题,在生物多样性保护与社区发展方面开始了诸多的尝试,并取得了一些成果。
之后,随着城市化进程的加快,城市规划在城市建设中显得尤为重要,生物多样性规划也被提上日程,作为城市规划的一部分,包括省、市、县3级保护规划。同时,景观生态学被引人生物多样性的范畴之内,从基质、斑块、廊道等景观生态学的观点出发,提出生物多样性保护还应考虑它所在的生态系统及有关生态过程,应着眼于区域、大陆尺度的生态网络,生态网络的建立将非常有利于物种多样性的保护,尤其是较为脆弱的物种。
我国生物多样性保护存在的主要问题
我国生物多样性保护存在的问题主要可以归为四个方面:管理体制方面、经济学方面、生物多样性保护技术路径方面和传统环保文化方面。
管理体制层面:一是我国生物多样性保护存在.“多龙治水”的问题,“多部门”管理,“多法律”规定,保护行政管理部门与资源经营部门重叠,这种多样的“双重”身份造成了行政主权的混乱与错位,增加了我国生物多样性保护的难度。二是与生物多样性保护相关的政策不完善。我国的法律体系采用的是稀缺价值论与生物资源的可再生论,忽略了生态因素的交互作用,存在由于对外部经济认识不足导致的价值实现方式的设计缺陷。因此,生物多样性保护的制度设计还有待于进一步完善和细化。三是生计与生态割裂也是造成生物多样性保护困难的一个主要原因,很多保护区的破坏主要是由于当地社区居民的偷猎、过度使用资源造成的,而当地居民的这种行为最原始的驱动力就是贫困,贫困往往是生物多样性遭受破坏的外部驱动力,导致“贫困生物多样性破坏一灾害频发”的恶性循环的加剧。而我国环保部门、扶贫部门及灾害管理部门“各司其职”,造成了资源的浪费,很多资源不能整合,使生计改善与生物多样性保护割裂。自然保护与生计冲突是生物多样性保护中较为突出的问题。传统的建立自然保护区的方法,很少考虑当地社区居民的利益和发展要求,社区居民利益的受损将居民和保护区推到了对立面上,导致矛盾激化,其结果往往是保护代价高,而保护的收效甚微。
经济学层面:主要缺乏对生态系统和生物多样性经济价值的科学评估、独立评估,缺乏系统的评估体系和评估指标,导致决策层、管理部门、企业、媒体和公众等利益相关群体对生物多样性的经济价值缺乏科学认识,进而不能科学分析自然资本、生物多样性的效益与经济部门之间的关系,导致生物多样保护的投资力度与当地经济发展不协调。
生物多样性保护技术层面:我国关于生物多样性保护的研究仍十分欠缺,研究体系单一,其研究的主体仍然是保护区管理部门的技术人员、与生物多样性相关的研究部门,缺乏社区、企业、NGO的合作与参与,国际合作的领域有限,导致理论研究较强,可操作、可示范的模式少。而一些环境NGO和国际机构通过长期的实践取得的富有成效的保护技术,因缺乏与政府的协调沟通而得不到生物多样性保护部门的采纳推广。
传统环保文化层面:我国是一个多元化、多民族的国家,绝大部分民族都具有丰富的环保文化。南方少数民族的自然崇拜、北方少数民族对自然的敬畏、穆斯林民族的传统生态自然观对保护自然生态和生物多样性均发挥了非常积极,甚至不可替代的作用。传统环保文化无疑对生物多样性保护具有举足轻重的作用。但随着主流化的进程和传统环保文化传承面临的挑战,生物多样性保护受到了日益严峻的威胁。
综上所述,生物多样性的保护面临四个层面的挑战,而要应对这些挑战,环境善治理念的采纳和普及应用是最佳选择之一。以环境“善治”理念为基础的生物多样性保护途径
环境善治(Good Environment Governance)的提出是建立在对市场和政府角色重新认识的新的治理理念基础上的。“善治”的本质是政府与公民间积极而有成效的互动与合作。环境善治包括环境制度创新、市场机制运用、科技进步、能力建设、政府与NGO、社区和企业的合作以及全球环境治理各个方面。
要解决我国生物多样性破坏区域的修复及保护面临的上述问题需采取如下措施。
生物多样性保护政策创制
政策支持是生物多样性保护的根本保证,联合国《生物多样性保护公约》之后,中国成为国际《生物多样性保护公约》签约国以来,制定通过了《中国生物多样性保护行动计划》、《中国生物多样性国情报告》、《全国生态环境建设规划》、《全国生态功能区规划》和《全国生态脆弱区保护规划纲要》等相关政策文件,并把《生物多样性与优化生态环境的可持续性研究》列为《国家重点基础研究发展规划》。但这些国家层面的政策在省及省级以下行政区域缺乏对政策的细化,许多政策的执行缺乏财政部门的财力支撑。例如,野生动物破坏庄稼的赔偿制度在绝大部分保护区得不到执行。这种缺乏跨部门合作的政策急需创制革新,需要打破管理部门之间的壁垒,统筹管理权限至权威部门,废除“九龙治水”,提高环保部及其直属系统的执法权威和财务运作能力。除了国家重大的法律支撑外,生物多样性保护还应出台具体制度:如自然资源产权制度,自然资源价格制度,生态环境税收制度,公众参与制度,生态补偿制度,跨部门合作制度,传承少数民族传统环保文化制度,政府官员的环境绩效考核制度,政府与社区、环境NGO和企业的合作机制,政府购买环境NGO服务机制,生态移民政策,“生态民”政策,以及符合当地社会经济条件的磋商机制等。这些重大制度的确立及执行需要跨部门合作、利益楣关群体参与,并要避免“精英决策”或领导决策模式,而要充分发挥公众参与的理性决策模式。否则,缺乏操作性的政策其执行力将大大减弱。如尽管生态补偿政策的讨论已经持续了20年左右,但到目前还不能得到有效而全面执行。这说明生物多样性保护机制的确立和有效执行面临的挑战和风险是巨大的,迫切需要政策创制来应对挑战、预防风险。
生态系统与生物多样性经济学(TEEB)主流化
TEEB是一项由八国集团联盟(G8)和五大发展中经济体发起的全球性研究,研究主要集中于“生物多样性的全球经济效益、失去生物多样性与未能采取任何措施的代价以及有效保护的成本”。TEEB对于决策者、企业都有莫大的影响。TEEB的首要任务是深刻认识生态系统的经济价值,其次,TEEB提出,要妥善衡量,以管理我们的自然资本。而妥善衡量的方法就是完备的指标体系,自然环境为人类社会提供的大部分服务都没有被GDP或其他传统经济指标捕获,现有观念没有将生态系统提供的服务看作是经济发展的一部分,生态系统服务未能得到足够的重视。因此,政府决策部门应实施国家评估,对生物多样性的自然资本进行估值,这种评估将会对分析自然资本、其效益与经济部门之间的关系至关重要,也会对决策者的决策产生很大的影响。最后,TEEB提出改善成本效益分配。这是基于环境损害的社会影响的代偿原则,即“使污染者付款”和“全成本恢复原则”。这种机制出于使负责人看到和感受到生物多样性和生态系统服务受损的经济成本,并可改变影响他们的行为动机,当然,这是基于设计稳健的制度和市场框架的基础上的。
TEEB能够使人们正确认识生物多样性的价值,从而促使人们做出正确的决策,在长期可持续发展的原则下,更好地利用生态系统的服务价值。因此,只有当顶层设计部门和决策部门深刻认识到TEEB的重要性,并将其纳入规划、决策和考核的范畴,才能够从制度层面推动生物多样性的保护。
生物多样性保护的技术创新
政策创制和TEEB是从机制层面应对生物多样性保护面临的诸多问题,但保护需要技术创新的支撑。在技术创新方面,社区共管、替代性生计、耦合模式、PPP (Private Public Partnership:公私伙伴关系)是值得借鉴的一些技术或模式。
推行社区共管。随着人口的增长及人口对资源需要的不断增长,社区在发展经济的同时,存在着对当地资源的过度利用和生态环境破坏,如何能在不破坏或少破坏资源和环境的前提下,帮助当地社区发展社会经济,使生物多样性与社会经济协调发展已成为困扰各界的一道难题。自20世纪90年代以后,一些国家和组织开始从不同角度将这种保护与发展相协调的思想付诸于实践。我国生物多样性与社区可持续发展存在的矛盾较多,但最根本的问题是生物多样性保护的长期利益与当地农民的生存和发展的短期利益之间的冲突,同时,生物多样性的保护还受到生物多样性丰富地区的所有权、国家生物多样性管理水平、自然资源开发政策及其他相关政策、法律和社会因素等诸多方面的影响。因此,基于照顾双方利益的社区发展的生物多样性保护(Communitybased conservation,CBC)策略应运而生。CBC注重社区居民的主动参与,让社区居民参与到生物多样性保护中来,主张“自下而上”的保护模式,打破传统的“堡垒式”、“强制式”保护模式;同时,该模式注重在社区发展的基础上进行保护,通过直接的经济补助,或者提供技术支持和政策优惠,引导社区居民主动参与濒危物种保护工作,逐渐改变原来以消耗资源为代价来换取经济增长的生产方式。之后,YUEP模式对CBC模式进行了深化,主张先利用小额贷款改善村民的生产基础,改善其生计,其次建立社区保护与发展基金,通过村民自助推举实现资源共管、生物多样性保护与生物多样性监测,同时通过对小额贷款利润的运作使项目具有可持续性。
发展替代性生计。替代性生计是指改变生态环境脆弱区民众的生产方式,使其原来粗狂的、以掠夺资源为主的生产方式发生转变。很多生物多样性的破坏,是由于当地民众的贫困所致,贫困驱使他们砍伐树木,开垦林地或草地。因此,保护生物多样性必须首先改善当地人的生计,转变当地人的生产方式。兰州大学与Oxfam及白水江自然保护区曾经成功实施过一个替代性生计项目,即通过“小额信贷”的模式,为林缘区农户创造更多的可供选择性就业机会或创收机遇,极大地减缓了社区与保护区管理局之间的冲突,农户通过小额信贷解决了增收和生计问题,保护区的偷盗砍伐得到遏止,生物多样性得到有效保护。位于内蒙古高原东部的浑善达克沙地在1959年到1999年间,阳坡植被覆盖率下降了20%~30%,阴坡下降了30%~40%,这是由于当地人口的增多,导致牧民的数量急剧上升,牲畜的数量也急剧上升,过度放牧导致了浑善达克沙地的荒漠化。因此,学者们提出了“以地养地”的模式,即在当地建立人工高产饲料基地,将传统的放牧改为圈养,而腾出大量的退化土地进行恢复,并进一步发展成保护区。同时,调整畜牧结构,减少山羊的数量,增加牛的数量,并引进液体奶生产线、生态旅游等适合当地发展的企业,这些措施,使民众由原来单纯的放牧发展为多元化的生产方式。这些案例说明,替代性生计满足了生态脆弱区居民的发展需求,使他们由生态的破坏者变成生态的保护者。
生计改善一生态恢复一灾害管理耦合模式。兰州大学丁文广教授经过10多年的农村社区综合发展项目的实施,在我国首次提出了“生计改善一生态恢复一灾害管理耦合模式”。该模式首次在甘肃省平凉市崆峒区康庄乡的清水岭村实施。清水岭村是一个典型的贫困村,缺乏能源,农民因能源需求破坏了大面积森林和草地,造成水土流失严重,形成了“贫困一生态退化一灾害(旱灾)频发”的恶性循环。为了应对这一问题,丁文广带领项目团队,应用“农村参与式评估”方法,到项目村进行需求评估和项目设计,组建包括村委会成员在内的项目实施小组,通过村民大会公开选举项目分批受益户名单,制定项目管理制度。在完成需求评估之后,依据项目管理制度,组织项目实施。具体思路是,将贫困村中的贫困户按照特困户、贫困户和较好户分组,先对特困户无偿提供良种繁育母牛,生产的(母)牛犊依次滚动到贫困户和较好户。这种滚动发展模式,既保证了让最贫困的人群先受益,又照顾了条件相对好的农户,最后达到整村受益的目标。作为获得项目资助的必要条件之一,项目受益户必须每户种植至少2亩苜蓿和2亩薪炭林。项目资助方对完成项目指标的农户奖励清洁能源设施(太阳灶、沼气池、节能炉等),进一步阻止了农户对生态的破坏。为了规避旱灾风险,项目设计了压缩夏粮、扩大秋粮面积,以充分利用雨水的时空分布规律,同时,牛粪、沼液的使用减少了化肥使用量,改善了土壤结构,增强了作物的抗旱性。该模式推动了清水岭村实现了人与自然和谐发展的目标,并在甘肃省多个贫困社区推广示范。从该模式中提炼的主要理论为:“人类与自然耦合系统”中灾害风险、生态环境退化与经济贫困三者之间具有负向耦合关系,其中,经济贫困是“灾害频发一生态退化一贫困加剧”恶性循环的外部驱动力,环境退化和灾害频发只是经济贫困的外在表现和结果。要打破生态退化、灾害频发及贫困加剧的恶性循环,需要决策部门在生态治理、灾害风险管理及扶贫领域推行“灾害风险管理一生态恢复一生计改善耦合模式”,打破部门壁垒,设计跨领域横向合作项目,推动可持续发展。
PPP(Private Public Partnership:公私伙伴关系)模式。PPP模式是生物多样性保护的一个有效机制,特别是在人口众多、贫困人口比例高、人与自然生态环境交错分布的区域,应对生物多样性的保护就不能缺少PPP模式。所以,我国政府、企业与环境NGO之间在生物多样性保护方面迫切需要建立良好的互动合作模式。环境NGO在反映公众利益诉求、推动公众主动参与和组织协调方面有其独特的优势,它是政府行为的重要补充者和合作者;企业在获取经济利益的同时,要回馈自然和社会,体现企业的社会责任,承担生物多样性保护的义务:而政府在资金、政策、协调等方面具有很强的优势,是资源的主要控制者和分配者,政府的参与对PPP模式发挥的作用至关重要;众多的社区是与自然环境直接接触的群体,他们既是环境资源的索取者,又是生物多样性保护的主体,没有社区的参与和合作,就无法实现保护目标;国际环保机构有许多成功的保护案例和实践,与它们开展合作,会起到事半功倍的作用。可见,PPP模式能够整合生物多样性利益相关群体的优势和资源,无疑是生物多样性保护的理想途径。
这里只列举了4种技术,但生物多样性保护的技术创新会随着政府和公众对自然的认知程度不断深化而丰富。
以多元文化为基础的传统生态自然观
文化价值观是人类文化的核心,包括原住民对生物的认知、利用和保护的价值观、伦理观、人与自然和谐观等。我国是一个多民族的国家,民族文化呈现多样性。归类起来,可以分为两种生态自然观:一是原始崇拜,人们往往将一些与自己生活关系密切的动植物作为崇拜的对象并加以保护,这些原始崇拜在历史上都起到了保护动植物物种及其生境的作用。二是以各大宗教为基础的宗教生态自然观。佛教的生态自然观以尊重一切生物为佛家的根本观念。道教中的生态自然观最大的特点便是表现在对生命的关怀上,强调要以仁爱之心来善待生命,所有的生物都处在一个相互平等的过程。伊斯兰教中的生态自然观认为要正确处理好自然资源的开发与利用之间的关系,不能过分索取,否则会遭到大自然的惩罚。无论是宗教生态自然观还是原始崇拜,都强调保护生态系统,主张人与自然和谐发展。但是随着现代商业理念和商业活动的侵入及全球化和主流化的负面影响,我国各民族的传统生态自然观逐渐衰弱,甚至消失。因此将民族传统文化纳入生物多样性保护的范畴,是生物多样性保护和民族传统文化保护的共同需求。中国少数民族生存的地区面临着类似的环境问题、相同的社区结构及文化基础,应用传统的少数民族生态自然观推动环保无疑具有强大的生命力,对于推动人口只占中国人口8. 5%、但国土面积占比高达46%的少数民族区域的环保意义重大。当环保上升到信仰的高度的时候,环保将无需外部力量的推动。正如新制度经济学代表人物、诺贝尔经济学奖得主道格拉斯·诺斯所说的那样,行为是由制度决定,而制度又由正式约束与非正式约束共同构成,其中,正式约束是国家的宪法法律等,而非正式约束是指一个国家的宗教、文化、传统、习俗等方面。尽管正式约束非常重要,但决定制度特征的更主要是非正式约束。可见,在全球化的时代,传统文化及宗教文化在解决生态危机方面仍然具有不可替代的强大生命力。
主要
参考文献
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[2]马克平,钱迎倩.生物多样性保护及其研究进展[J].应用与环境生物学报,1998,4(1):95-99.
[3]马克平,钱迎倩,王晨.生物多样性研究的现状与发展趋势[J].科技导报,1995 (1):27-30.
关键词 贺兰山国家级自然保护区;生物多样性;现状;保护对策
中图分类号 S759.9 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)17-0203-02
生物多样性可以反映区域环境质量和生态文明程度,对人类社会生存发展具有十分重要的作用。建设生态文明,是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计,党的十七大首次提出建设生态文明,对其地位和作用进行强调。贺兰山国家级自然保护区位于经济社会发展相对滞后、生态环境脆弱地区,但其具有丰富、独特的生物多样性,是重要的国家级自然保护区。为了建设生态文明,保护区域的生物多样性,应当处理好保护和发展的关系,实现人与自然和谐发展。
1 宁夏贺兰山生物多样性概况
贺兰山是我国生物多样性中心之一――阿拉善鄂尔多斯中心的核心区域,处于青藏高原、蒙古高原和黄土高原的交界处,特殊的地理位置、复杂的地形组合和气候、土壤等自然因素表现出明显的垂直分布,塑造了该山地比较丰富的植物种类、复杂的植物区系组成、多种多样的植被类型及接线明晰与带谱比较完整的山地质被垂直结构和丰富的生物资源。贺兰山也因此成为西北干旱区重要的生物资源宝库和天然实验室,也是我国唯一位于北方的生物多样性中心。宁夏贺兰山国家级自然保护区位于贺兰山山脉东坡的北段和中段,南起银巴公路,西北依宁夏、内蒙古行政区界,东至西夏王陵、西北煤机总厂及石谊甲和三柳高压输电线路为界,地理坐标为东经105°49′~106°41′,北纬38°19′~39°22′。保护区南北长150 km,东西宽约20 km,地跨银川、石嘴山2个市6个县(区),总面积193 535.68 hm2。
1.1 植物多样性概况
贺兰山主要植物区系成分包括亚洲中部草原成分(蒙古草原成份)、哈萨克―蒙古成分、亚洲中部荒漠成分、古地中海成分、东亚成份和华北成分、青藏高原成分、泛北极成分、世界分布成分、特有成分等。贺兰山有维管束植物788种,2个亚种和28个变种,隶属于87科,357属。贺兰山还分布有苔藓植物30科81属204种。此外,贺兰山有大型真菌200余种,27科66属。
1.2 野生动物多样性概况
贺兰山属于蒙新区西部荒漠亚区的东端,与东部草原亚区相邻外,与青藏区、华北区也相距不远,因而动物区系成分混杂,属于温带草原―森林草原―半荒漠动物群落,具有华北区、蒙新区的特点,主要以蒙新区特点为主。贺兰山分布有脊椎动物218种,其中鸟类143种,分属于14目31科;兽类56种,分属于6目15科;爬行类14种,分属于2目6科;两栖类3种,分属于1目2科;鱼类2种,分属于1目2科。有昆虫952种,分属于18目153科647属,其中有蜘蛛80余种,分属于16科,其中新记录种有4个:乌氏掠蛛、阿拉善小蚁蛛、贺兰山狂蛛、贺兰山拟赛蛛[1-2]。
2 宁夏贺兰山生物多样性价值评价
2.1 生态效益评价
贺兰山由北至南犹如一堵天然巨壁,阻隔了腾格里沙漠的东侵,使黄河在宁夏平原得以流畅,使蒙古冷高气压受截,又以茂密的山地森林植被阻沙固土,涵养水源,调节气候,对宁夏平原的工农业生产和人们生活发挥着重要的生态作用。保护区内乔、灌、草植被丰富,能发挥巨大的水保土效益。贺兰山森林涵养水源功能主要表现在丰富的植被调节水分变化,使降水对地表土壤的冲击力降低,从而减少水土流失,同时减少地表径流。贺兰山保护区内的林木具有茂密的林冠,是良好的水分调节器,可以截留降水20%,其林地的腐殖质厚达30 cm,又是很好的蓄水层,可以减少地表径流、降低流速,增加水量。随着天然林保护工程的实施,保护区自然生态系统不断恢复和完善,森林面积扩大,其改善小气候的功能将不断增强,对当地农牧业生产具有重要的促进作用[3-4]。
2.2 社会效益评价
贺兰山自然保护区优越的景观资源和独特的动植物资源为开展生态旅游和多种经营提供了有利条件。在生态旅游区和实验区发展旅游业和多种经营,可以为保护区内和周边地区的群众提供大量的就业机会,优化就业结构,有利于社会安定和群众生活水平的提高,有利于促进保护区和社区共管的良性循环。同时也为投资经营者创造了良好的投资环境,对促进贺兰山保护区及周边地区的经济腾飞具有重要的意义[5]。
2.3 保护价值评价
保护生物多样性是全世界人民的目标,也是保障人类发展和生存的最佳选择。宁夏贺兰山保护区内保存有干旱地区典型的森林生态系统,是天然的物种资源宝库,也是多种植物模式标本的原产地,更包含有多种特有、珍稀、濒危野生动植物。通过自然保护和科研规划的实施,将为保护贺兰山这一干旱地区典型的森林生态系统提供科学手段和方法,由此产生的生物多样性保护价值是巨大和不可替代的。同时,保护区的建设意义在于积极主动地保护自然资源,尤其是干旱地区典型的森林生态系统中珍稀濒危动植物资源。这部分资源不仅要为当代人所利用,而且要保留给子孙后代,从这个意义上可以称之为世界公众遗产,而保护区正是提供了这种遗产保存地、基因库,使之成为科普教育的最好课堂和天然实验室。
3 宁夏贺兰山生物多样性保护现状
近年来,宁夏贺兰山国家级自然保护区管理局加大对自然保护区生物多样性保护,初步建成了生物多样性保护网络,主要形式为自然保护区、国家公园、风景名胜区等,对生物多样性保护积极开展研究,并与其他科研机构进行协作,成效明显。目前,与区内外各大院校、科研机构合作开展了贺兰山珍稀、濒危、特有植物的驯化;1998―2003年与西北濒危动物研究所联合开展得岩羊种群动态及保护对策研究,获得2004年自治区科技进步三等奖;自2004年以来,一直与华东师范大学生命科学学院合作进行岩羊专项研究,共列7个研究专题。宁夏贺兰山国家级自然保护区的岩羊研究在国内外产生了较大影响。贺兰山物种丰富但多数物种的种群数量少,生态环境十分脆弱,环境承载能力有限,许多物种生态适应能力弱,对自然灾害和人为破坏抗御能力差,容易陷入濒危境地甚至灭绝。保护区生态植被恢复和演替过程缓慢,由于多种因素影响,如山高坡陡、干旱少雨、土地贫瘠等,一旦遭到破坏就极难恢复。因此,贺兰山生物多样性保护任务格外繁重。
4 宁夏贺兰山生物多样性保护对策
4.1 在发展中解决保护问题
为解决保护区发展中出现的问题,可以采取以下措施:开展保护区保护地和国家公园建设、生态补偿机制试点、外来有害物种生物防治、生态文明示范保护区建设、重要公益林保护、生物多样性监测信息网络建设、重要和退化生态系统保护和修复、极小种群和珍稀濒危物种保护等工程建设。宁夏贺兰山国家级自然保护区管理局积极争取国家有关自然保护区建设资金进行基础设施建设,1996年完成了自然保护区一期建设工程;2004年完成自然保护区二期建设工程;2006年完成自然保护区扩建工程,为自然保护区各项事业的发展奠定了坚实的基础。
4.2 健全和完善政策法规
通过建立健全较为完善的政策法规体系,以《全国生物物种资源保护与利用规划纲要》为依据,结合相关国家法律法规,制定生物多样性保护办法,同时制定与配套实施细则和政策措施,保障贺兰山生物多样性的保护。
4.3 加强领导,提高认识,完善综合管理机制
进一步提高管理水平,健全管理机构,加大保护区基础设施建设。及时制定保护规划,保护影响生态安全的生态功能退化区,遏制生态恶化趋势。采取强制性措施,治理重点生态敏感区和脆弱区,把生物多样性损失减少到最小。全力阻止有害物种入侵,严厉打击破坏生物多样性的违法行为,防止珍稀物种资源流失。限期淘汰资源消耗大和环境代价高的产业和项目,禁止发展威胁生态安全、对生物多样性危害大、超过环境承载能力的产业和项目,综合运用法律、行政和经济手段实现有效管理。
4.4 加大投入力度,强化保障体系
生物多样性保护是一项长期工作,必须形成长效投入机制。要积极争取政府投入,主要用于生态保护、林政执法、环境治理、科学研究等项目,为生物多样性保护提供科技和人才支撑。
加大生态建设力度,继续实施封山育林和天然林保护工程,减少水土流失,提高森林覆盖率,恢复生态系统功能。加强污染防治,采取最严格的措施保护生态环境,坚决取缔各种破环保护区生态环境的项目建设。从独特而丰富的生物多样性优势出发,大力发展生态经济体系,构建与环境承载能力相适应的生态产业体系。矿产资源开发要确保资源高效利用和生态环境得到有效保护,旅游资源开发从规划制定、产品开发到基础设施建设都要注重环境保护。
4.5 动员全社会共同参与保护
建立生物多样性保护科普宣教基地,利用各种媒体在全社会大力提倡绿色消费,倡导节能环保、爱护生态、崇尚自然的生产生活方式,把生态保护变为每个企业、单位和个人的自觉行动。大力弘扬爱护自然、保护环境的优良传统文化和习俗,让广大群众更加自觉地参与到生物多样性保护中来。扩大环境信息公开范围,健全社会监督机制。鼓励民间环保组织依法开展保护活动。
5 参考文献
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[3] 米文宝,李龙堂.贺兰山自然保护区的特点及保护价值[J].宁夏大学学报:自然科学版,1994(2):92-96.
但是,地球和大自然也在以最大的自我修复能力来弥补人类活动导致的生物多样性受损。现在,这两种力量的较量可能走到了一个节点。
生物多样性的减少
人类活动导致生物多样性的减少已经有太多的事例,但是,最近披露的一些人类活动导致物种减少的结果仍然让人触目惊心。
尽管欧洲制定了关于保护环境的物种多样性的法定农药浓度,但在这种被视为对环境有保护作用的农药浓度的使用下,生物多样性仍然在下降。德国研究人员的一项研究表明,农药残留已经严重破坏了无脊椎动物的多样性。大量使用农药导致无脊椎动物,如蜉蝣和蜻蜓等生物的锐减。
德国水生生态学家米哈伊尔・别克托夫和其同事研究并分析了德国、法国和澳大利亚等地的农药残留与物种多样性减少的关系。他们调查了在德国中部的23条溪流,法国西部平原南部的16条河流和在澳大利亚南部维多利亚的24条溪流。根据3种不同程度的农药污染程度,研究人员把这些河流和溪流分为3类:未受污染河流和溪流、轻度污染河流和溪流及高度污染河流和溪流。
结果发现,在德国和法国高度污染河流和溪流比未受污染的河流和溪流生物品种少了42%;澳大利亚高度污染的河流和溪流无脊椎动物的数量与未受污染河流和溪流的无脊椎动物的数量相比,最多减少了27%。这一事实说明,即便在环境保护做得比较好的地区,人类生产的多种化学物质也在进一步造成生物多样性的减少。
气候变暖也对海洋和水生生物的多样性造成了威胁。
美国斯坦福大学的克罗克等人发现,人类活动导致的全球变暖主要体现在大气和环境中的二氧化碳浓度的升高,同时也引起海水酸性增强,由此影响和减少海洋生物的多样性。为了研究二氧化碳对水生动物多样性的影响,他们选取了靠近意大利的伊斯基亚岛附近的海水为研究对象。这些海域的浅水层位于地中海板块上的火山口,大量的二氧化碳由此喷出,并以该地为中心形成一个海水化学梯度,越靠近喷发口,酸性越大。
海水的酸化对由碳酸钙构成壳体的生物的影响最大,它们的壳体会在酸性水域中被消融掉。蜗牛、蛤蚌、贻贝和扇贝在极酸的水域未见踪影;附着于岩石生活的小蟹类、海胆、基围虾也消失不见;在酸度比周围水域适度高些的中间地带,一些蠕虫难觅踪迹。在海水酸性最强的地方,即使相距1米,物种的变化也非常显著。
但是,海水酸性增强并非总是削弱动物的生存,如无脊椎动物会沿着酸性浓度最大的喷发口到方圆200米开外的酸性分布带形成栖息区。但是,总体而言,海水酸性增加会影响到整个海洋生态系统,使生物多样性减少。因为,随着小蟹类、海胆、基围虾等生物的减少,以它们为食的鱼类和大型海洋生物也会因此而减少。
2014年5月6日,美国白宫的《国家气候评估》指出,由于人类活动造成气候变暖,物种,包括许多标志性的物种可能在其生存的地区消失或灭绝,改变了一些地区的植物和动物组合。
所有这些都表明,人类活动导致的环境污染、气候变暖以及过度捕捞等,已经造成了生物多样性的减少,这对人类的生存并非好事。
自然的自我修复能力
尽管人类的活动造成了环境污染和全球变暖的加速,并因此而导致生物多样性的减少,但是,大自然也在用较强的自我修复能力对地球上的生态损害进行修补,一些研究结果正在揭示这一点。
生物多样性一般可以通过α、β和γ多样性指数来反映。α多样性指数主要关注一个相对均匀的区域生境中的物种数目,也可称为生境内的多样性;β多样性指数则指沿环境梯度变化,不同生境群落之间物种组成的相异性,β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性。γ多样性则用于考察区域或大陆尺度的生物多样性,常用区域或大陆中的物种数量来衡量,也称为区域多样性。
与人们印象中的生物多样性日益减少的事实相反,现在研究人员发现,从极地到热带,从海洋到陆地,很多地方的物种数量甚至有所增加。英国圣・安德鲁斯大学的玛丽亚等人仔细查找了世界各地多年之前跟踪和统计的物种检测研究,选择了100年中包含超过35000个不同物种的观测,其中最早的数据可追溯到1874年,但更多的数据集中在过去40年。
他们的研究发现,几十年来许多地方的物种数量一直没有太大的改变,反而有所增加。近80%的生物群落在物种组成方面发生了变化,59%的生物群落的物种多样性增加了,41%的生物群落的物种多样性有所下降。研究人员认为,全球物种在快速周转,导致新的生物群落出现。这些情况也表明,随着生物多样性的丧失,生物多样性也开始变化,并且得到修复。
生物多样性的变化甚至呈现加速趋势。例如,几乎80%的群落在物种组成方面表现出实质性变化,平均每10年有约10%的变化,明显超过由各种模型所预测的速度。在地球上,生物物种正在进行巨大的周转,由此而产生新的生物群落。
与此同时,一些地方性的生物群落多样性也在增加。例如,在美国的佛罗里达州,蚂蚁的多样性就增加了,其中大约30%的蚂蚁都不是本地的,它们主要是从热带地区意外地被引入,现在组合成为当地群落的一部分。
此外,过去的研究表明,珊瑚是气候变暖的最大受害者之一,由于海水酸化,许多珊瑚死掉,而珊瑚的消失又让鱼类、蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物和甲壳动物等失去了栖息地,导致海洋生物的减少。但是,玛丽亚等人的研究发现,衰落的珊瑚礁可能由其他藻类取代,因此能保持海洋中的相同的物种数目,以保持物种的数量和多样性,但是珊瑚的减少也可能不会让渔业和旅游业像过去那样受益于珊瑚礁。
当然,生物多样性的周转和取代还可能发生其他一些情况。例如,随着海洋变暖和污染的加剧,凤尾鱼可能会减少,但是却会出现更多的可怕的水母,这也是一种物种的替换或取代,以此来保持物种的多样性。
所有这些都是大自然本身的修复功能所产生的效应。不过,更能说明大自然的修复功能的是最新发现的珊瑚适应环境变化的能力。
珊瑚的适应能力
珊瑚的存在是保持海洋生物多样性的重要条件,正如陆地上的植被存在是陆地生物多样性的保证一样。因为,由珊瑚形成的多孔的珊瑚礁为许多海洋生物提供了生活环境。成千上万的珊瑚虫死亡后,其碳酸钙骨骼在成百上千年的时间逐渐堆积,形成珊瑚礁。大多数珊瑚必须在透光层(水深不到50米)中生长,在珊瑚内共生的单细胞虫黄藻能够进行光合作用,并为珊瑚虫提供营养,同时为珊瑚礁披上绚丽的色彩。
在珊瑚中生活的生物有蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物和甲壳动物等,占海洋物种数的25%。一些无脊椎动物生活在珊瑚礁的岩石基础内部,有些能够钻入石灰岩,有些住在岩石内部本来就存在的缝隙中。珊瑚礁也是培育多种鱼类的幼鱼的摇篮,也是一些海洋哺乳动物的食物来源。所以,珊瑚的生死存亡影响着海洋生物的多样性。
虫黄藻是海藻的一种,密集分布在珊瑚虫的内胚层细胞中,从珊瑚虫那里获得光合作用所必需的二氧化碳,并向珊瑚虫提供氧气、葡萄糖和氨基酸等。如果海水温度上升及海水污染,珊瑚虫体内共生的虫黄藻就会减少,从而引起珊瑚白化,并最终导致珊瑚死亡。但是,目前人们并不知道海水温度上升及海水污染是如何让虫黄藻减少的。
美国斯坦福大学的史蒂芬・帕鲁姆比等人发现,尽管珊瑚礁对温度高度敏感,但它能抵抗气候变暖。这是通过顺应与适应来实现的。所谓顺应是指,生物个体在其生活史上产生了非遗传学的变异以应对环境的变化;所谓适应是指生物个体出现了遗传学上的变异以应对环境的变化。由于人们对这两个概念有争论,因此可以统一用适应来描述珊瑚对环境变暖的应对。
生物应对气候变暖或污染的方法之一是迁移,但是,珊瑚和其他一些固着生物只能通过幼虫才能迁移,成虫是固定不动的,因此珊瑚的幼虫可以迁徙,但成虫不可以,后者就必须通过行为方式和生理变化来适应变暖的环境。
帕鲁姆比研究团队选择了几个有明显温度差异的实验地点,如美国萨摩亚后礁池(这个地方经常出现极端高温情况),并采集这些地方的珊瑚礁进行相互交换,然后观察它们的生理和基因表达状况。结果发现,珊瑚礁能够适应高温并产生耐热性,而且还将这种变化固定在基因表达中。
这些固定在基因中的特征可以通过表观遗传进行传递,而且能在非极端温度条件下的珊瑚礁中保存下来。研究人员估计,这些表观遗传变化的速度为15~24个月,比进化适应所需的多代速率要快得多。由于有这种表观遗传传递对环境温度变化的适应,珊瑚对未来增温的压力就有一种内部的预先适应。
此外,珊瑚可以在相对较小的空间(数十米)和时间(数十年)尺度上对温度上升予以响应和适应。
如何看待自然的修复能力?
帕鲁姆比等人只是测试了一种快速生长的珊瑚适应气候变暖的适应性,现在还不清楚有多少珊瑚具有这样的适应能力。当然,从这一点也可以看出,珊瑚和其他物种都有适应环境变化的能力,许多物种通过适应形成和发展了自我修复能力,让生物多样性不会减少,或通过其他物种的替换和增加来弥补生物多样性的减少。
对于自然的这种修复能力,美国斯坦福大学物理学家罗伯特・劳克林(1998年的诺贝尔物理学奖得主之一)早就认为,不必对全球变暖担忧,因为地球会自行解决这个问题。他说,“地质记录告诉我们,当我们展望未来时,不需要为气候问题担心太多,这并不是因为它不重要,而是因为这是我们力所不能及的”。换句话说,不管人们往地球上扔什么,地球都会以自己的节奏和方式将问题解决掉。
地球非常古老,而且经受过很多磨难:火山爆发、洪水、流星碰撞、造山运动,以及各种形式的灾难,这些都比人为造成的打击要严重。然而,地球仍然健在。对地球来说,气候变化的危机(假如称得上危机的话)就像在公园散步一样。
但是,劳克林也承认,人类面临的真正问题是人口压力,还有居住地的破坏、滥用杀虫剂、过度捕杀、物种入侵等。