生物多樣性的意義及其價(jià)值

1、第一章生物多樣性的意義及其價(jià)值人類生存與發(fā)展依賴于自然界各種各樣的生物 醫(yī)藥業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ) 能源同時(shí)穩(wěn)定環(huán)境具有關(guān)鍵 性作用生物多樣性的存在 多層次地持續(xù)利用甚至改造這個(gè)生機(jī)勃勃的生命世界 1.1 什么是生物多樣性生物多樣性(biological diversity1990ÉúÎï¶àÑùÐÔÊÇËùÓÐ 生物種類包括所有不同種類的動(dòng)物 以及它們所擁有的基因陳靈芝 物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個(gè)層次 蘊(yùn)藏在動(dòng)植物和微生物個(gè)體的基因里全世界

2、大約有500萬5 000萬種生態(tài)系統(tǒng)多樣性是指生物圈內(nèi)棲息地以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)棲息地差異和生態(tài)學(xué)過程變化的多樣性(McNeely等 生物資源是生物多樣性中對(duì)人類具有現(xiàn)實(shí)和潛在價(jià)值的基因 它們是生物多樣性的物質(zhì)體現(xiàn)多種多樣的生物提供 人類生存所必需的食物工業(yè)原材料以及能源 可以被消耗或補(bǔ)充生物資源不僅能夠生存而且還能夠增 殖 1.2 生物多樣性的意義和價(jià)值生物多樣性是地球生命的基礎(chǔ)倫理和文化價(jià)值無時(shí)不在宗教文學(xué) 生物資源對(duì)工農(nóng)業(yè)它們?cè)诰S持氣候 汪松1990ÓÀÐøÀûÓúÍÑÐ&

3、#190;¿Öйú¿ÆѧԺÉúÎï¿ÆѧÓë¼¼Êõ¾Ö水源生物資源的價(jià)值包括比較容易覺察和衡量的直接價(jià)值(如自然產(chǎn)品的價(jià)值即直接消費(fèi)使用價(jià)值 使未來選擇成為可能的選擇價(jià)值Ò©Î﹤ҵÔ-ÁÏÊ&#

4、177;ÌåÏÖ³ö 來的但在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)制度下 因而生物資源的價(jià)格極不合理人類歷史上約有3000種植物被用作食物 當(dāng)前被人類種植的約有150余種的糧食來源于約20種植物水稻和玉米三個(gè)物種就提供了70ÔÚÖйúÓñÃ×´ó¶¹È«¹úµÄʳÎïµ°°×

5、4;ÊÀ´Ô´ÓÚÅ£ÖíѼµÈÉÙÊý¼¸ÖÖÐóÇÝÆäÖÐÒ»°ëÒÔÉÏÀ´Ô´ÓÚÌìÈ»

6、8;¶ÀÌÒ²ÓеÄ×÷ΪÑøÖ³ËÇÁϼä½ÓµØΪÈËÀàÌṩ¶¯Îïµ°°×ÖÊÈË

7、5;Ç»¹Ï൱ÒÀÀµ»ñÈ¡Ò°Éú¶¯Ö²Îï×÷ΪʳÎï來源于野生魚類扎伊爾人所需動(dòng)物蛋白質(zhì)也有約75 在博茨瓦納某些地區(qū)取自野生動(dòng)物 野生生物還在其他方面為人類生活作出了巨大的貢獻(xiàn) 家禽和農(nóng)作物美國(guó)國(guó)民生 產(chǎn)總值(GDP的4.5Äê&

8、#200;ËÃÇÿÄ겶À̵½µÄÒ°Öí¾ß有相當(dāng)干1億美元的市場(chǎng)價(jià)值的加拿大人參加與野生生物有關(guān)的娛樂活動(dòng) 在現(xiàn)代如果得不到新的外來植物種質(zhì)巴西為東南亞提供野生橡膠種質(zhì) 大豆及其他作物的種質(zhì)出自非 本地品種70 的亞洲作物產(chǎn)量與美洲或非洲物種有關(guān)發(fā)展中國(guó)家80 以上的藥物依靠自然資源但 其原材料卻取自野生生物4的藥物中包含有活性植物成分 記載的藥用植物有5000多種相當(dāng)多的動(dòng)物

9、提供了重要的藥物蜂毒可治療關(guān)節(jié)炎 斑蟊素可以治療某些癌癥一些動(dòng)物還是重要的醫(yī)藥研究模型和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物冬蟲夏草靈芝和神曲等微生物或其衍生物很早就是重 要的中藥材天花已經(jīng)消滅脊髓灰質(zhì)炎等疾病得到 控制 如木材橡膠 天然淀粉甚至原油采伐木材是所有濕潤(rùn)熱帶國(guó)家的經(jīng)濟(jì)支柱1983年非洲和南美的 木材出口年平均達(dá)到81億美元 印度尼西亞1982年僅非木材森林產(chǎn)品對(duì)外貿(mào)易獲得2億美元的外匯中國(guó)1986年 木材產(chǎn)量為 6 502.4萬立方米每年仍需進(jìn)口木材(中國(guó) 自然資源手冊(cè) 在比較邊遠(yuǎn)的地區(qū)其中最主要的是森林 出產(chǎn)的薪柴坦桑尼亞和馬拉維以上的能源取自薪柴 全世界共消耗了1.6億立方米以上的薪柴 其中55

10、5;©²ÝµÈ(鄧可蘊(yùn)甚至世界主要能源石油 全世界一年消耗的煤炭相當(dāng)于消耗了1萬年所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能還具有一些間接價(jià)值生物多樣性的間接價(jià)值主要包括 從而形成食物鏈中能量流的來源 (2保護(hù)水源減弱旱澇天然降雨落到森林地 帶30雨水被林地上的生物 雨后再緩緩以泉水形式釋放每公頃森林至少可以儲(chǔ)蓄3 000立方米的水 1991 É-ÁÖÏûʧ²»½ö¶Ô¾Ö²¿¶Ô&

11、#197;©ÒµÉú產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成不良后果20年 來1.5年降雨量減少100 ÎíÈÕ¼õÉÙ20´ó·çÈÕÊýÔö¼Ó6À×±©ÌìÆøÔö¼Ól0 1990Ôڰ͵

12、64;¼ªÁÖɳĮÄÏԵɳµØÉϸÃÇøÂÌ»¯ºó2037 ¾-¼ÃЧÒæ(1949年標(biāo) 生態(tài)系統(tǒng)多樣性的保護(hù)中國(guó)科學(xué)院生物科學(xué)與技 術(shù)局準(zhǔn)由 4.35元(公頃舉世聞名的防護(hù) 林體系起到的作用更為巨大 50年代北京每年平均有60個(gè)風(fēng)沙日

13、現(xiàn)在城區(qū)市區(qū)大氣每立方米懸浮顆粒物含量下降了 18(高志義 (4防止水土流失滑坡等自然災(zāi)害 在降雨量346毫米時(shí)草地為93公斤而農(nóng)閑地高達(dá)6 750公斤(閻樹文在中國(guó)海南島尖 峰嶺林區(qū)地表徑流量增加5Ë®ÍÁÁ÷ʧÁ¿Îª105立方米 含沙量是林地的20倍1990É-ÁÖ¿ÉÒÔ¼õÇą́·çµÄ

14、8;Æ»µ×÷ÓÃ50年 代80年代 1981年陜西南部調(diào)查表明的 代家壩滑坡達(dá)2 900余處的巴山區(qū)僅有360多處(5吸收和分解環(huán)境中的有機(jī)廢物如鄰近都市的濕地是有效 的天然污水處理中心森林有吸收二氧化碳和一些有 害氣體從而凈化大氣的作用 良好的自然景觀為人類提供了居住 (7基因 生物多樣性消失將會(huì)削弱人類適應(yīng)自然變化的能力開辟新的養(yǎng)殖動(dòng)物和種植植物物種 為畜禽及農(nóng)作物品種改良提供遺傳物質(zhì)1.2.3 生物多樣性與中國(guó)的持續(xù)發(fā)展人口劇增中國(guó)自然資源愈趨枯竭 工業(yè)發(fā)展對(duì)生物原材料的需求越來越大穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要保護(hù)和恢復(fù)生物多

15、樣性 中國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家可耕地少土地面 積一半以上是高原沙漠大自然沒有賦予生存在這片土地上12億人口優(yōu)越的自然條件 難以為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供充足的生物原材料和生物能源由于環(huán)境退化畜牧業(yè)和林業(yè)地區(qū)生態(tài)負(fù)載能力大大降低 由于大量使用化肥中國(guó)農(nóng)業(yè) 這就迫使人們除了依靠單一的傳統(tǒng)農(nóng)牧業(yè)外多途徑地利用這有限的土地資源在近代和現(xiàn)代發(fā)展中農(nóng)作物和畜禽品種的改良即是對(duì)種內(nèi)遺傳多樣性的利用森林地區(qū)種植植物和牧區(qū)養(yǎng)殖物種的多樣化是對(duì)物種多樣性的應(yīng)用農(nóng)業(yè)的輪作套種 牧業(yè)的輪牧和圍欄等等都是開發(fā)并持續(xù)利用生物多樣性的成功典范 牧區(qū)和林區(qū)多種經(jīng)營(yíng)的指導(dǎo)思想中國(guó)幅員遼闊生物多樣性豐富 持續(xù)利用物種和生態(tài)系統(tǒng)多樣性也是對(duì)全

16、人類的重大貢獻(xiàn) 全世界大約有500萬但實(shí)際上在科學(xué)上記述的僅有140萬種對(duì)其他類群如昆蟲微生物等類群初 步估計(jì)有昆蟲75萬種有花植物和苔蘚約25萬種通常 假定全世界生存有1 000萬種生物1 1990È«ÇòÉúÎï¶àÑùÐÔÖ÷Òª·Ö²¼ÔÚÈÈ帶森林的熱帶森林容納了全世界半數(shù)以上的物種(Wilson 熱帶生物學(xué)研究重點(diǎn)委員會(huì)(NA

17、S¸ß¶ÈµÄÌØ 有種分布以及森林被占用速度等因素厄瓜多 爾海岸森林 巴西 可可 地區(qū) 巴西亞馬孫河流域東部和南部 喀麥隆 坦桑尼亞山 脈 馬達(dá)加斯加 斯里蘭卡 緬甸 蘇拉威西島 新喀里多尼亞 夏威夷 Myers 也以 類似方法確定了 10 個(gè)世界生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū) 這 10 個(gè)地區(qū)約占原始熱帶森林總面積 的 3.5 全球陸地面積的 0.2 但卻擁有占世界總種數(shù) 27 的高等植物 其中 13.8 還是這些地區(qū)的特有物種 這些地區(qū)是馬達(dá)加斯加 巴西大西洋沿岸森林 厄瓜 多爾西部 哥倫比亞喬科省 西亞馬孫河高地 喜馬

18、拉雅山東部 馬來半島 緬甸北 部 菲律賓 新喀里多尼亞 遺憾的是 由于中國(guó)生物多樣性研究起步晚 資料缺乏 因此在上述地區(qū)中 中國(guó)諸多具有世界意義的關(guān)鍵地點(diǎn)沒有被列入 海洋也蘊(yùn)藏著極其豐富的多樣性 至今仍不斷有舉世矚目的新發(fā)現(xiàn) 在高級(jí)分類階 元門的水平上 海洋生態(tài)系統(tǒng)比陸地及淡水生物群落變化多 有更多的門及特有門 世 界生物多樣性較豐富的海域包括西印度太平洋 東太平洋 西大西洋(McNeely 等 1990 位于或部分位于熱帶的少數(shù)國(guó)家擁有全世界最高比例的生物多樣性(包括海洋 淡 水和陸地中的生物多樣性 簡(jiǎn)稱生物多樣性特豐國(guó)家(megadiversity country 在包括 有巴西 哥倫比亞

19、 厄瓜多爾 秘魯 墨西哥 扎伊爾 馬達(dá)加斯加 澳大利亞 中 國(guó) 印度 印度尼西業(yè) 馬來西亞的 12 個(gè)多樣性特豐國(guó)家占全世界所擁有的 60-70 甚至于更高的生物多樣性 巴西 扎伊爾 馬達(dá)加斯加 印度尼西亞四國(guó)擁有全世界三 分之二的靈長(zhǎng)類 巴西 哥倫比亞 墨西哥 扎伊爾 中國(guó) 印度尼西亞和澳大利亞 7 國(guó)具有全世界一半以上的有花植物 巴西 扎伊爾 印度尼西亞 3 國(guó)分布有全世界一半 以上的熱帶雨林 表 1-2 中列出了哺乳類 鳥類 爬行類 兩棲類和鳳蝶的多樣性名 列世界前十位的國(guó)家 中國(guó)生物多樣性在世界上的地位 由此可見一斑 這些國(guó)家特豐多樣性的形成部分是由于他們廣闊的疆域 但其主要還是由于地

20、形 氣侯以及長(zhǎng)期的隔離造成的 多樣性特豐國(guó)家對(duì)各生物類群的生存有關(guān)鍵性作用 這些 國(guó)家受到國(guó)際社會(huì)的特別關(guān)注和維護(hù) 這些生物多樣性特豐國(guó)家在全球生物多樣性保護(hù) 中具有戰(zhàn)略重要性 如果對(duì)它們不予以特別重視 不論在其他國(guó)家取得什么樣的成功 也會(huì)喪失全世界絕大部分的生物多樣性 表 1-2 重要生物類群物種數(shù)最多的國(guó)家 名次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 印度尼西業(yè) 墨西哥 巴 西 哺 乳 類 515 449 428 409 394 361 359 350 311 310 哥倫比亞 秘 巴 魯 西 鳥 類 1721 1701 1622 1519 1447 1275 1250 1200 12

21、00 1195 巴 西 兩 棲 類 516 407 358 282 270 265 251 216 205 197 哥倫比亞 厄瓜多爾 墨西哥 印度尼西亞 中 秘 國(guó) 魯 扎伊爾 中 秘 國(guó) 魯 印度尼西亞 厄瓜多爾 委內(nèi)瑞拉 玻利維亞 印 度 哥倫比亞 印 度 扎伊爾 美 國(guó) 烏干達(dá) 但桑尼亞 馬來西業(yè) 中 國(guó) 委內(nèi)瑞拉 澳大利亞 名次 l 2 3 4 5 6 7 8 9 10 墨西哥 澳大利亞 印度尼西亞 巴西 印度 哥倫比亞 厄瓜多爾 秘魯 馬來西亞 泰國(guó) 巴布亞新幾內(nèi)亞 1990 爬 行 類 717 686 600 467 453 383 345 297 294 282 印度尼西亞 中

22、國(guó) 印度 巴西 緬甸 厄瓜多爾 哥倫比亞 秘魯 馬來西亞 墨西哥 鳳 蝶 121 99-104 77 74 68 64 59 58-59 54-56 52 巴西 哥倫比亞 中國(guó) 墨西哥 澳大利亞 南非 印度尼西亞 委內(nèi)瑞拉 秘魯 原蘇聯(lián) 種子植物(估計(jì) 55 000 45 000 27 000 25 000 23 000 21 000 20 000 20 000 20 000 20 000 引自 McNeely 等 中國(guó)是世界上生物多樣性最豐富的國(guó)家之一 物種數(shù)約占世界總數(shù)的 10 中國(guó) 疆域從熱帶 亞熱帶 延伸到溫帶和寒溫帶 加上多山 水資源豐富 海拔起伏大 因 而棲息地多種多樣 生態(tài)系統(tǒng)類

23、型十分豐富 中國(guó)的遺傳資源也相當(dāng)豐富 中國(guó)的蔬菜 種類數(shù)及存入國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)的蔬菜品種數(shù)均在世界前列 與世界生物多樣性分布格局類似 中國(guó)生物多樣性的分布也不均勻 主要分布在中 國(guó)南方諸省 如廣東 廣西 福建 四川 云南等省區(qū) 1.3.2 快速喪失的生物多樣性 生命剛剛出現(xiàn) 滅絕便已開始 新的物種不斷形成 舊的物種逐漸滅絕 在自然界 達(dá)成一種生與死的平衡 現(xiàn)存的物種是過去數(shù)億年進(jìn)化的結(jié)晶 是幾十億個(gè)物種在滅 絕中的幸存者 脊椎動(dòng)物種的生存期一般認(rèn)為是 500 萬年 在過去之億年中 自然滅絕 速率平均每世紀(jì)約 90 余種脊椎動(dòng)物(Raup 1986 Myers (1988估計(jì) 大約每 27 年就

24、有一種高等植物滅絕 隨著人類活動(dòng)的增加 物種滅絕的速率不斷加快 現(xiàn)在的滅絕速 率是地球史上最高的(Wilson 1988 為自然滅絕速度的 1000 倍 自從人類開始種植植物和馴養(yǎng)畜禽 出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)以后 人類的生存就越來 越依賴于少數(shù)幾種作物和畜禽 近代大面積的墾荒或毀林開荒 以及農(nóng)業(yè)機(jī)械化的實(shí) 現(xiàn) 使得少數(shù)幾種作物和畜禽成為自然史上空前的優(yōu)勢(shì)物種 人類的生存活動(dòng)也逐漸局 限于幾種單調(diào)脆弱的農(nóng)牧業(yè)生態(tài)系統(tǒng) 這種農(nóng)牧業(yè)的過度發(fā)展和現(xiàn)代林業(yè)生產(chǎn)采伐和人 工造林 使大量的天然森林被農(nóng)作物和人工林代替 生態(tài)系統(tǒng)多樣性不斷消失 自然已 人類生存需求的重?fù)?dān)幾乎完全壓在極其狹窄的生態(tài)空間上 經(jīng)被人類改

25、觀和簡(jiǎn)化 特別是工業(yè)革命以后 人類只注意到具體的生物資源的實(shí)用價(jià)值而肆意開發(fā) 生物 資源持續(xù)生產(chǎn)的極限被突破 生物多樣性在各個(gè)層次上被極度削減 人們忽視了生物多 樣性間接的和潛在的價(jià)值 沒有意識(shí)到地球的生命維持系統(tǒng)遭到蠶食 人類正在剝奪自 己選擇自然的機(jī)會(huì)和適應(yīng)自然變化的能力 蘊(yùn)藏著全球 70 物種的熱帶森林 目前僅殘存 900 萬平方公里 并且正以 7.6 9.2 萬平方公里的速度消失 按此發(fā)展 25 30 年后熱帶森林即徹底消亡 大部分專家 認(rèn)為 二三十年內(nèi) 全球生物多樣性總量的 1 4 將瀕臨滅絕(Raven 1988 熱帶國(guó)家 封育森林的年砍伐率高達(dá) 0.6 即使扣除新植林和自然增長(zhǎng)的

26、凈速度 全球所有封育 的森林在 177 年內(nèi)也將全部消失(FAO 1987 在南撒哈拉非洲地區(qū) 野生生物棲息地 原有面積為 20 796 410 平方公里 目前僅存 2 737 740 平方公里 喪失率高達(dá) 65 熱 帶亞洲的情況更嚴(yán)重 棲息地喪失率達(dá) 67 喪失率達(dá) 90 以上的國(guó)家和地區(qū)有孟加 拉國(guó)和香港 達(dá) 75 以上的有印度 越南 斯里蘭卡 柬埔寨 菲律賓 巴基斯但 中國(guó)的野生生物棲息地占國(guó)上面積的比例不大 但喪失率也達(dá)到 61 快速的棲息地喪失 使物種生存受到嚴(yán)重威脅 美國(guó)國(guó)會(huì)技術(shù)監(jiān)督局認(rèn)為 如果人 類消費(fèi)方式和破壞作用仍不改變 到 2000 年時(shí) 地球上 15 20 的物種將消失

27、這種 滅絕速度是自然狀態(tài)的 1000 倍 保守地估計(jì) 每天都有一個(gè)物種滅絕 到 2050 年 25 的物種陷入絕境 IUCN 瀕危植物中心保守的估計(jì) 6 萬種植物將要瀕臨滅絕 物 種滅絕總數(shù)將為 66 萬 186 萬種 若按地球上 1 000 萬種計(jì)算 50 以上分布在熱帶地 區(qū) 照當(dāng)前熱帶森林消失速度 則每天有 100 個(gè)物種滅絕 同時(shí) 生物種內(nèi)遺傳多樣性的喪失情況也相當(dāng)嚴(yán)重 棲息地面積縮小和片斷化 導(dǎo) 致野生生物種內(nèi)遺傳多樣性嚴(yán)重喪失 使野生物種對(duì)疾病 氣候變化 棲息地改變 雜 交等的抵抗力降低 棲息地片斷化 致使種群間遺傳物質(zhì)交流中斷 導(dǎo)致種內(nèi)不斷近親 交配 如美洲豹 虎等 最終種群遺傳

28、純化 多樣性喪失 棲息地面積縮小到一定程 度 環(huán)境容納量低于物種 特別是大中型動(dòng)物的最低自我穩(wěn)定種群數(shù)量 致使物種數(shù)量 不斷減少 出現(xiàn)種群萎縮 近親交配 最終崩潰滅亡 由于人為控制育種和迅速開發(fā)遺 傳基礎(chǔ)狹窄的品種 馴化物種的品系及品種多樣性也相對(duì)減少 由于馴化物種的品種迅 速減少 遺傳多樣性大大降低 抗病蟲害的能力大大下降 世界每年由于作物單一型種 植導(dǎo)致病蟲害造成的損失達(dá) 250 億美元 特別是在發(fā)展中國(guó)家 地方品種正被進(jìn)口品種 代替 畜禽和作物種的很多重要野生親緣種 如野牛 野綿羊 野山羊 野生水稻等 也正遭到滅絕的嚴(yán)重威脅 許多農(nóng)學(xué)家認(rèn)為 馴化物種遺傳多樣性的喪失比野生物種的 喪失對(duì)人類幸福的威脅更大 中國(guó)是世界上生物多樣性最豐富的國(guó)家 也是喪失最嚴(yán)重的地區(qū)之一 兩千年前的 中國(guó) 森林覆蓋率達(dá) 50 而今天僅有 12 (根據(jù)衛(wèi)星照片分析僅有 8.9 全國(guó)山地 丘陵有 2 3 以上面積為裸露(董智勇 謝聯(lián)輝 1991 目前 天然森林幾