外来物种相对于乡土种而言,是指在一定区域内历史上没有自然发生分布而由人类活动直接或间接引入,在当地自然或人工生态系统中建立了可自我维持的种群物种。它是指一种生物以任何方式传入其原产地以外的国家或地理区域,并在那里定殖,建立自然种群,这种生物即为外来物种。外来物种与入侵物种之间存在一定联系,但又有所区别。入侵物种属于外来物种,它的引入可以或可能引起对经济、环境或人类健康的损害,但外来物种的范围却比入侵物种的范围要大。
在2002 年5 月22 日的联合国环境日大会上,“生物多样性与外来入侵物种管理”已被确定为新世纪第一个“国际生物多样性日”的主题,表明外来物种的危害性及人类对外来物种入侵的关注程度。
外来物种为何物
据不完全统计,成功入侵我国的外来草本植物有107 种,隶属75 属,如水花生、紫茎泽兰、豚草等,其中有62 种外来草本植物是作为牧草、饲料、蔬菜、观赏植物、药用植物、绿化植物等有意引进的,占总数的58%;入侵我国的主要外来昆虫有32种,如美国白蛾、松突圆蚧;入侵我国的主要外来微生物有23 种,如甘薯黑斑病病原菌、棉花枯萎病病原菌等。外来物种已给我国生态环境、生物多样性和社会经济造成巨大危害。
在我国目前已知的外来有害植物中,超过50%的种类是人为引种的结果。2003 年4 月,国家林业局公布了薇甘菊、紫茎泽兰等24 种有害植物,虽然其中没有木本植物,但南部沿海地区大量种植的桉树以及北方荒山绿化的先锋树种——火炬树已引起广泛关注。
水葫芦(凤眼莲)原产南美,约于20 世纪30 年代作为畜禽饲料引入我国,并曾作为观赏和净化水质植物推广种植,后逸为野生,广泛分布于华北、华东、华中和华南的大部分省市的主要河流、湖泊和水塘中,往往形成单一的优势群落。90 年代中期,在我国南方的一些河道和湖泊,水葫芦覆盖面积达100%。水葫芦引入滇池以后,疯长成灾。水葫芦的扩散蔓延严重破坏水生生态系统的结构和功能,导致大量水生动植物的死亡。滇池的主要水生植物在60 年代以前有16 种,水生动物68 种,到80 年代大部分水生植物相继消亡,水生动物仅存30 余种。
外来物种入侵的途径主要有两类:自然途径和人为途径。
1. 自然途径
自然界中的植物通过自身的生长繁殖逐渐侵入其他生态系统,有的通过根、茎、叶的繁殖,有的通过种子的传播。这种自然状态下的传播极为缓慢,往往以地理地质年代计算。通过媒介入侵,这在种子繁殖的植物物种中很常见。媒介可以分为两类:自然媒介和生物媒介。自然媒介,如风和水流,可以把种子和花粉吹到或带到其他的地域,在合适的环境条件下,这种植物可能会建立起一个新的给养系统,甚至改变当地的生境。生物媒介,如各种动物、植物可以通过被其取食或携带,将种子传播到另一个地区。
以动物为媒介的传播最常见的一种模式是体内传播——种子通过被取食进入动物体内,然后在反刍或排便时被排出体外,进入其他地区。体内传播的一个优势在于肠道内的酸性物质可以完全消化一些种子很厚的外壳,有利于种子的发芽。通过粪便排出的种子则因为具有足够的有机质作肥料而更容易生长繁殖。动物在被入侵地区传播非本地种的另一种重要模式是体外传播。种子和果实的表皮有时会有倒钩或者刺,这使它们很容易粘附在动物的皮毛或羽毛上,随着动物的移动,它们也得以在当地散布开来。夏至草、苍耳等就是通过这种方式得到传播的。在外来物种的传播过程中,物种与传播者之间有时会形成紧密联系、相互依靠的关系。这种关系的形成会使非本地种的扩散更加有效。一旦动物与非本地植物产生明显的依靠关系时,可以认为这个非本地种已经成功地融入了当地生态系统。先入侵的生物可为其后的入侵提供便利。对北美洲大湖地区的调查研究发现,作为入侵物种的斑马蚌,在其侵入大湖地区后,为其他许多生物——特别是斑马蚌的取食者的入侵提供了更加便利的条件。在这种情况之下,斑马蚌虽没有直接把其他生物引入大湖地区,但它实际上起到了媒介与先锋的作用。
自然媒介传播与生物媒介传播相比较,后者比前者更为有效、传播的距离也更远,在人类介入自然进化史以前,它们起着极其重要的作用。
2. 人为途径
作为全球生态系统的一部分,人类在外来物种入侵中起着十分重要的作用。这不仅仅是因为人类活动不断干扰现有的生物群落,还因为人类本身以及人类整个群体成为入侵物种的载体甚至传播者。从人类自身的意向而言,这种引入入侵物种的活动可分为无意识的引人入侵种和有意识的引入入侵种两类。
(1)无意识引入外来物种。停泊在世界各个商业港口的船只都是各种生物的潜在栖息地,其中最重要的栖息地是轮船的压水舱。每年,这些人造压舱空间在港口之间移动集装箱内的包装材料也会携带外来物种的水量是1000×108 立方米。每天有3000 ~ 10000 的不同物种被认为通过这种移动方式被携带,导致河口和海湾地区的生物分布逐渐单一和均匀化。相同的生物开始入侵各个海岸线,侵袭沿海区域的生物多样性,并且危及它们的生态稳定性。
集装箱内的包装材料也会成为外来物种的藏身之所。未经处理的木垫,常常为森林害虫所用。中国长角牛甲虫,已分布在美国周围超过30 个地区,在英国也有发现。对付这种害虫的唯一方法是砍除每一棵可能染病的树木,切成碎片,并焚烧殆尽。航空运输是外来物种入侵的另一个渠道,这种全球范围内的虚拟通道,为那些个体小、生命周期短的生物特别是微生物和昆虫的跨区域入侵提供了潜在的机会。
(2)有意识引入外来物种。在人类历史的绝大多数时期,都是积极鼓励贩运动植物。美洲的殖民者就曾把种子、植物和家畜等带回欧洲。19世纪的“驯化协会”运动则把欧洲的生物带到美洲和大洋洲。其中只有大约10%的外来物种生存下来,这其中的10%形成不受抑制的蔓延。19 世纪晚期,作为宠物引入的野兔肆意蹂躏澳大利亚草原,外来物种入侵的问题才得到了真正的重视。有些外来物种的引入具有极强的针对性,如天敌引种。作为一种行之有效的生物防治方法,它在许多地区得到了使用。但在某种程度上讲,天敌引种本身也是一种入侵,作为引种对象的物种本来不属于这个区域,而是以人工的方式被释放到该地区。如果控制不当,引入种很有可能危及目标以外的其他生物,破坏当地的群落结构。1977 年,为了控制非洲大蜗牛,北美大陆的一种蜗牛被引入太平洋岛屿,结果导致了当地7 个物种的灭绝。
人类有意识引入外来物种的另一个形式是转基因植物的投入市场。转基因植物的潜在危害主要是食品安全性和杂草化问题。转基因植物由于体内具有抗性基因,如果扩散起来,会比一般的物种更具有侵略性。另外,抗性基因通过物种间杂交还会转移到近缘物种体内,产生的新品种有时比亲代对环境具有更好的适应性,往往成为难以控制的杂草。转基因植物体内的某些蛋白质会对人体产生过敏性反应,危害人体健康。因此,它的安全性问题越来越受重视,有针对性的安全评估措施在美国和欧洲的一些国家已经得到落实,各国对批准这样的物种进入市场都持慎重态度。
3. 外来物种入侵过程
外来物种的入侵是一个复杂的链式过程,要经过引入、定居、建群、扩散和暴发等众多环节。Williamson提出了“十分之一法则”,把外来物种入侵的各个环节,划分为3 次转移。第一次转移是从进口到引入,称为逃逸;第二次转移是从引入到建立种群,称为建群;第三次转移,是从建群到变成经济上有负作用的生物。每次转移成功的概率大约为10%。总体而言,一个外来物种要成功入侵是一个概率很小的事件。
(1)外来物种的引入。外来物种通过自然或人为的途径引入到新的区域。外来物种跨越地理屏障到达新的区域,对社会和经济因素起着越来越重要的作用。随着全球经济一体化趋势的加剧,人员、货物大量快速地流动,外来物种借助人员、货物、交通工具实现全球范围内的旅行。
(2)外来物种的定居与建群。这个阶段是外来物种入侵的瓶颈时期。由于外来物种的大多数个体面临着恶劣的气候、天敌的捕食或者寄生等不利条件而定居失败,即使有少量个体成功地进行了繁殖,建立了小种群,这个小种群仍然面临着较大的生存危机。因为新建的小种群的遗传多样性一般比原产地种群的遗传多样性低,由此产生的近交衰退限制着种群的增长,降低了种群存活的概率。
(3)外来物种的时滞阶段。在外来物种入侵过程中通常会出现时滞阶段,即种群从建立到扩散、暴发往往需要经历一段时期。这个时期的长短与初始种群的大小、物种的生活史特征、新区域的环境条件、当地群落对外来入侵物种的易感性和人为因素的强度有关。从不同地区多次引入外来物种,增加了种群的数量和遗传多样性,以及到达不同的区域的种群经过适应性进化都大大增加了存活的可能性。
(4)外来物种的扩散与暴发。外来物种并非建立了种群,就可以形成入侵物种。入侵物种具有种群密度高、分布范围广的特点。外来物种的扩散与暴发与该物种的繁殖能力、扩散的方式和能力、种群参数(如自然死亡率和自然出生率)和人为因素有关。
遭受侵略的森林
在自然界长期的进化过程中,每种生物作为生态系统中的一个有机组成部分,在其原产地的自然环境条件中各自都处于食物链的相应位置,相互制约,相互协调,将各自的种群限制在一定的栖息环境并维持一定的数量,形成了稳定的生态平衡系统。在外来物种侵入新的区域后,破坏了其与原产地生态环境之间的关系,并与新栖息地的环境和生物建立了新的关系。它们能逃避原产地的捕食和竞争,通过自身生物潜力的发挥建立了新的种群,而且能很快适应新的生境并迅速繁殖,竞争和抢夺其他物种的养分和生存空间,造成其他乡土物种的减少和灭绝,改变了原有生物地理的分布和自然生态系统的结构与功能,导致原有的生态平衡失调,影响甚至严重破坏入侵地区的生物多样性结构,对当地的生态环境、经济与人类健康产生危害,给社会经济带来不良影响。
1. 对物种多样性的影响
外来入侵物种往往具有很强的自我繁殖能力,可以通过竞争占据乡土物种的生态位,大量利用定殖点的土壤、水分、光照和养分资源,通过种群竞争和对本地物种的抑制、排斥,在侵入地形成大面积单优群落,降低物种多样性,使依赖于当地多样物种生存的其他物种没有适宜的栖息环境而消亡。如原产中美洲的薇甘菊往往成片地覆盖香蕉、荔枝、龙眼等乡土物种,致使它们难以正常生长而死亡。
外来入侵物种也可以分泌释放化学物质,抑制其他物种的生长。如20 世纪四五十年代引入我国的三裂叶豚草可释放酚酸类、聚乙烯等敏感物质,对禾本科、菊科等一年生草本植物有明显的抑制、排斥作用。原产巴西大西洋海岸的草莓番石榴的叶子释放有毒化感物质,对夏威夷本地稀有植物和动物构成了严重的威胁。
2. 对遗传多样性的影响
外来入侵物种与乡土种之间的杂交和基因渗入能给乡土物种带来破坏性的后果,甚至导致乡土物种的灭绝,随着生境片段化,残存的次生植被常受到入侵种的分割、包围和渗透,导致乡土生物种群进一步破碎化,还可以造成一些物种的近亲繁殖和遗传突变。入侵物种与乡土物种的基因交流可能导致乡土物种的遗传侵蚀。如在华北和东北的落叶松产区种植日本落叶松后就存在相关问题。杂交也是造成外来物种入侵的原因。杂交造成乡土物种遗传基因被入侵物种“稀释”或遗传同化,并且使乡土物种可能变得对入侵更加敏感而易于受到进一步的入侵,导致乡土群落丧失内部遗传的多样性。
3. 对生态系统的影响
外来入侵物种常常会对当地生态系统的结构和功能产生影响。大量繁殖的外来物种往往削弱生态系统的功能,使生态系统的生产效率下降,抵抗自然灾害和其他干扰的能力下降,生态环境质量恶化。例如,水葫芦在河道、湖泊、池塘中的覆盖率往往可达100%,由于降低了水中的溶解氧,导致许多水生动物死亡。外来入侵物种还能强烈影响土壤的含水量,从而改变群落景观水平的水分平衡。如引自澳大利亚的桉树,由于大量吸收水草莓番石榴的叶子有毒也会危害动植物分,造成土壤干燥,降低土壤肥力。
一些外来入侵物种使得群落的结构,甚至使森林的层片结构受到破坏,降低生态系统的水源涵养和保持水土功能。
4. 对景观的影响
外来物种入侵还会改变整个景观的格局,从而降低游憩场所的质量、美学价值和生态旅游区的环境质量。外来入侵物种往往通过对景观的自然性和完整性的破坏,在入侵地形成以外来物种为优势的单一群落,造成相对均一、单调的景观,进而对旅游业带来损失。例如,水葫芦在昆明滇池的疯长蔓延,严重影响了滇池的游憩休闲价值,旅游娱乐功能也逐渐丧失。
外来入侵物种的大量泛滥也会对交通航运业等产生严重影响。20 世纪60 ~ 80 年代从英美等国引进的旨在保护滩涂的大米草近年来在沿海地区疯狂扩散,覆盖面积大大增加,到了难以控制的局面。肆意蔓延的大米草破坏近海生物的栖息环境,使沿海养殖的多种生物窒息死亡,并肆意蔓延的大米草道,影响航运和海水的交换能力。
5. 森林生物多样性保护措施
森林生物多样性保护的主要原则是根据森林生态学原理,充分考虑物种在生存环境的前提下,用人工促进的方法保护森林生物多样性。森林生物多样性的保护是人类更好地管理物种和生态系统,最大限度地发挥它们的用途和功能,并维持它们更高的生产潜力以满足子孙后代的需要。要达到这一目的,必须采取一系列的保护措施。
林地是森林生物多样性的载体,在统筹规划不同土地利用形式的基础上,要确保林业用地不受侵占及毁坏。林地用于绿化造林,采伐后及时更新,保证有林地占林业用地的足够份额。在荒山荒地造林时,贯彻适地适树营造针阔混交林的原则,增加森林的生物多样性。
实施可持续林业经营管理,对森林实施科学分类经营,按不同森林功能和作用采取不同的经营手段,为森林生物多样性保护提供了新的途径。
对受威胁的森林动植物实施就地保护和迁地保护策略,保护森林生物多样性。建立自然保护区有利于保护生态系统的完整性,从而保护森林生物多样性。到2003 年,我国共建有保护区1999 个,其中森林生态系统保护区1056 个,占国土面积的3%左右。目前,还存在保护区面积比例不足,分布不合理,用于保护的经费及技术明显不足等问题。
保护遗传多样性的最重要途径之一就是建立物种的基因库,同时信息系统是生物多样性保护的重要组成部分。因此,尽快建立先进的基因数据库,并根据物种存在的规模、生态环境、地理位置建立不同地区适合生物进化、生存和繁衍的基因局域保护网,最终形成全球性基金保护网,实现共同保护的目的。也可建立生境走廊,把相互隔离的不同地区的生境连接起来,构成保护网、种子库等。
§§§第二节 生物多样性保护
生物多样性是人类赖以生存的生物资源。有的生物已被人们作为资源所利用,而更多的生物人们尚未知其利用价值,属潜在的生物资源。据估计,生物多样性每年为人类创造约33×104 亿美元的价值,其中中国约4.6×104 亿美元。对于生物多样性价值的估算目前尚未有统一的、可接受的生物多样性定价体系。McNeely 等把生物多样性价值分为直接价值和间接价值。直接价值是人们直接收获或使用的那些产品,间接价值是指生物多样性的环境作用和生态系统服务。直接价值又分为产品用于自用的消耗性使用价值和产品用于市场销售的生产使用价值。间接价值与生态系统功能有关,也即为人类所提供的生态系统服务。
1. 直接价值
(1)消耗性使用价值。这些产品如薪炭、饲料、野味等并不出现在市场上的产品价值。居住在那些地方的人们常利用周围环境中的生物资源来维持生计,这些物品的价值并不反映在国民经济的总收入中。对发展中国家传统社会的研究表明,那里的人们广泛地利用自然资源以满足他们对薪炭、蔬菜、水果、肉类、医药、绳索以及建筑材料的需要。对于消耗性使用价值在经济上的估算是很困难的,如对野生肉类的消耗或燃料的消耗,只有当这些野生肉类或燃料已消耗完时,人们愿为买家畜肉类或买煤或别的燃料支付费用,才能确定其价值。
(2)生产使用价值。生产使用价值是赋予那些从自然界获得后,在国内外市场销售的产品的一种直接价值。从自然界中获得的,并到市场上销售的产品种类很多,主要有薪柴、建筑用材、药用植物和野果、鱼和贝类、野生动物肉类和毛皮、纤维、藤条、蜂蜜、蜂蜡、自然染料、海草、动物、植物饮料、天然香料、植物树脂和树胶、自然淀粉和蛋白质等。
①粮食。生物多样性为人类提供了基本食物。全世界估计有8 万余种陆生植物,人类已使用大约有5000种植物作为食物,而现在仅有150 余种被大面积种植作为食品,并进入商品市场。世界上90%的食物来源于20 个物种。人类所需粮食的75%来自小麦、水稻、玉米、马铃薯、大麦、甘薯和木薯7 种作物。前3 种又占总产量的70%以上。美国10 年前从中国东北引进一个野生大豆品种,与美国栽培大豆杂交后,培育出新的抗旱品种,使美国替代了中国一跃成为世界上最大的大豆出口国。中国高产杂交水稻的培育成功,主要是由海南岛南红农场的水沟边偶然发现的一株花粉败育野生稻(简称野败)与籼稻杂交而成。家畜、家禽的品种改良同样依靠它们的野生近缘种。
②蛋白质来源。各种家畜、家禽、纯天然的蜂蜜鱼类和海产品为人类提供必要的蛋白质。各种蔬菜、水果、食用菌类均为人们日常生活所必需。
③药物。药物依靠植物、动物和微生物作为资源。发展中国家80%人口依靠传统药物治病,发达国家40%药物来源于自然资源或其化合物合成药品。根据1995 年我国中药资源普查结果,药用植物为11146 种,药用动物1581 种,其中常用的植物和动物药材分别为320 种和29 种。野生药材的蕴藏量约850×104 吨。栽培药材年产量超过30×104 吨。我国的人参、当归、天麻、茯苓、冬虫夏草、猴头、灵芝等很早就成为重要的中药材。
④工农业原料。工业原料如木材、纤维、橡胶、造纸原料、天然淀粉、油脂等。森林可提供生物能源及矿物能源(煤、原油和天然气)。木材是从自然环境中获取量最大的产品,其价值每年为750 亿美元以上。木材产品主要来自热带国家,如印度尼西亚和马来西亚,每年出口创汇几亿美元。森林的非木材产品,包括猎物、水果、树胶、藤条以及药材也有很大使用价值,例如,印度尼西亚每年出口的非材用林产品价值为2亿美元;在印度,非材用产品占出口创汇总额的63%。
2. 间接价值
生物多样性的间接价值常常是与生态系统的服务功能有关,即与生态系统的生态过程有密切关系,如能量固定、调节气候、保持水土、吸收和分解污染物质,以及维持物种关系等,往往未经过市场流通而直接被消费,但远远超过其直接价值。
3. 美学、旅游、教研和伦理价值很多自然保护区具有丰富的生物资源,它们是开展科学研究的天然基地和宣传教育的理想课堂。自然界一草一木、一花一果都给旅游者以美的享受,无论是野炊、野营、徒步旅行、狩猎等户外娱乐活动都与生物资源分不开,享受大自然的情趣和生活的乐趣,为人们消除疲劳,保持身体健康起到了良好的促进作用。正是由于生物多样性创造了可观的价值,自然历史资料不断被编入教材,很多科学家积极参与具有非消耗性的生态公益研究中去,大量新闻媒介也着重以生物多样性为主题宣传其重要性。
另外,生物多样性还具有存在价值,即伦理或道德价值。生物多样性的存在价值是指每种生物都有它自己的生存权利,不管这些物种有无经济价值,它都是客观存在的。人类没有权利伤害它们,使它们趋于灭绝。自然界复杂多样的物种及其系统的存在,有利于地球生命保障系统功能的保持及结构的稳定,无论发生什么灾害,总有许多物种和系统保存下来,继续功能运作,使自然界的动态平衡不至于遭到破坏。
从生物学和伦理学角度来看,物种不是个体而是自然保护工作的目标,所有单个个体终究会死亡,但是物种是延续的、进化的,有时会形成一个新物种。从这种意义上讲,单一个体正好是一个物种现在的代表,当它们的消失威胁到该物种继续生存时,就需要人类加以保护。
在自然界中,人们已发现大气和海洋的许多化学与物理特性均以自我调节方式与很多生物学过程相联系。生物群落具有创造和维护适于生物生存环境的作用。一个物种的丢失可以影响到其他物种的生存,这将使该生物群落的其他物种走向灭绝。因此,人们为了保护自然,也应保护生物多样性。
人类不应浪费自然资源,应以可持续发展的方式利用生物多样性。如果人类无节制地减少自然资源,无视其行为对资源和环境产生的恶劣影响,造成物种灭绝,人类的子孙后代将不得不生活在低标准和低质量的自然环境中。因此,人们必须把对环境的损害降低到最低限度,以保证地球处于良好的状况。从这一意义上更说明要重视一切物种及其所组成的生态系统,包括种内的遗传多样性。从另一角度出发,每一物种对人类均有潜在价值,当人类未发现其用途时,则被认为微不足道;一旦发现其重要经济价值时,却无休止地向自然界索取,以致使其消亡。因此,生物多样性的保护与经济社会的可持续发展紧密相关。
享受大自然美景
动物作为自然生态系统的组成部分,它和植物、石油、煤炭、水一样是可为人类提供生存必需物质基础的资源。不仅在人类原始时期,即使在21 世纪仍然是人类生存不可缺少的一个组成部分。人们的衣食住行、文化、科学、国防、工农业生产依然离不开野生动物,有时人类还不得不向野生动物“求教”来启发人们的思维去创造发明更加先进的机器、药品等。
原始森林,其林间动植物副产品价值,要比最终采伐木材的产值大50 倍左右。仅仅是这一点,也足以说服那些目光短浅随意毁林的人们了。
中国有句谚语——“树倒猢狲散”。地球上种类繁多的野生动物,绝大多数生存在森林环境中,由于人类对森林的破坏,野生动物已经或正在橡胶树用途非常广泛,用于汽车、飞机、船舰、电缆、传送带、薄膜制品等多种工农业机具配件,生活用品产品多达5 万种以上。种子含油22% ~ 25%,为半干性油,是油漆和肥皂的原料。果实的木质果壳坚硬,可作为制优质活性炭及醋酸等的化工原料。木材可制树脂黏合板。
森林与珍稀濒危动植物保护
森林破坏也会威胁动物的生存遭到“灭种之灾”。据科学家估计,世界上已有400 多种哺乳动物,600种鸟类,200 种爬行动物处于灭绝边缘和受到严重威胁之中。更为严重的是,不为人们所知的那些正在消失的动物可能比已知的数目要庞大许多,那些低等动物命运更加悲惨,无法计算其灭绝的数目。
21 世纪,全球现有动物的种类中,可能有1/5 的种类要灭绝。现今世界上的野象有两种,生活在非洲的叫非洲象,生活在亚洲的称为亚洲象。非洲象10 多年来数目减少了一半。几内亚湾的科特迪瓦的大象,40 多年前还有10 万头,现在只有1500 头了。我国仅在云南南部有亚洲象分布,其分布在最北的边缘地带,数量极少,由于森林遭到破坏,已是朝不保夕。
温顺可爱的犀牛,由于它的角可作珍贵药材和装饰品而遭到野蛮的屠杀,黑犀牛近20 年时间减少了90%以上,白犀牛已濒危灭绝。犀牛在我国是50年前绝迹的。
老虎在中华民族的心目中是威严的象征,小说、传说、绘画中不乏虎的形象。可是,进入20 世纪80 年代以来,在虎的故乡已听不到“森林之王”的吼声了。1987 年曾对我国东北虎栖息地做过航空调查,竟没有发现一只虎的踪影。原产我国的华南虎,也只有十几只了。到21 世纪,或许中国人只能在“动物园”和人工圈养地看到老虎了。
据世界自然生物基金会报告中称:21 世纪前半叶,盘羊、黑冠长臂猿、亚洲象、华南虎、东北虎、双峰驼(野骆驼)、黑颈鹤等珍稀野生动物将从中国国土上消失,除非现在采取有力地保护措施。
陆地上的植物90%生长在森林中,植物灭绝不能复生,任何高超的技术都没有回天之力。植物是我们的大部食物和半数药物的来源,由于森林砍伐而引起的物种灭绝,这和核战争一样可怕。据世界自然保护联盟估计,全世界已有10%的高等植物受到威胁。我国受威胁的植物已超过总种类的10%。
在我国的森林树种中,有许多特殊用途的珍贵硬木,如广西的观木、金丝李、格木;云南、海南的坡垒、青梅、铁力木等,它们有的可代替钢材作机轴、齿轮,有的用在高级建筑,可经数百年风吹雨淋仍完好无损,有的是造船、军工特种用材,不怕虫蛀,埋在地下数百年,材质依然如故。令人痛心的是这些宝贵的树种现在已很难找到了。就连过去极为普通的东北三大硬材——水曲柳、黄菠萝、核桃揪,现在也难以找到大树了。华库林木、普陀鹅耳杨、百山祖冷杉;天目铁木、白皮云杉等“孤本”也只有按个位数统计它们了!
许多栽培植物的祖先,如野核桃、野茶树、野苹果、野荔枝、野芒果、野生稻等,这些野生植物都秘藏着抗病免疫基因,这是很多栽培植物望尘莫及的。国外一位植物学家说:“1 万年前,世界人口只有500 万,依靠大约5000 种植物提供食品;现在世界人口有60 多亿,全世界仅依赖150 种植物提供食品。”
人们当前还只种植30 种左右的植物作为粮食,这些栽培作物,“养尊处优”,抗病虫害和抗逆境的能力差,长期栽培会逐渐退化,这就需要从野生物种中吸取新的改良基因,用野生种类挽救栽培作物性命,这种实例越来越多。可是,这些野生植物资源常被当做“杂草”、“杂灌”除掉。
还有许多现在不被人们知晓的植物,说不定哪一天会被研究发现,它们有特殊用途。如人们已从热带森林中发现大约有1400 种植物具有潜在的治疗癌症特性,如果热带森林中的“药物仓库”被毁灭,将是人类同癌症做斗争上的一大挫折。我们必须保护好物种基因库,保护好大森林!
黑长臂猴的哀歌
新中国成立初期,在海南岛的热带森林中,还有2000 多只黑长臂猴,这种树栖的灵长类动物,借助它的长臂、身轻、来去如飞,猎人想捉住它是非常不容易的,但由于它的家园——森林被破坏,变得无家可归,“树倒猢狲散”的真实版上映了,现在只有10 来只了。
生物多样性的保护途径有很多,主要分为就地保护、迁地保护、回归引种等,下面我们就来对这几种保护途径进行简单阐述。
1. 就地保护
就地保护是生物多样性保护的最有效措施。以各种类型的自然保护区包括风景名胜区的方式将有价值的自然生态系统和野生生物生境保护起来,以保护生态系统内生物的繁衍与进化,维持系统内的物质能量流动与生态过程。就地保护的途径一般包括三个方面:建立保护区,在保护区之外采取附加保护措施,以及恢复已经遭到破坏的生境或生物群落。建立自然保护区和各种类型的风景名胜保护区,是实现这种保护目标的关键措施,但对保护区以外的广域环境也必须加以保护,这样不仅保证了生态系统的完整,而且也为物种间的协同进化提供了空间。我国于1956 年建立了第一个保护区——鼎湖山自然保护区。截至2003 年年底,我国已建立了1999 个保护区,保护区总面积占国土面积的l4.37%。此外,还建有480 个风景名胜区和510 个森林公园,其中许多在生物多样性保护中起着重要作用。被列入国际“人与生物圈”保护区的有9 个,“世界自然遗产地”5个,“湿地公约保护区”6 个。
2. 迁地保护
迁地保护是指将生物多样性的组成部分移到它们的自然生境之外进行保护。这与就地保护不脱离原来的自然生境有根本区别。主要保护方式为建立动植物园、水族馆、种子库和基因库。我国最早的植物园——庐山植物园是20 世纪30 年代建立的。
目前全世界大约有1600 个植物园和树木园,收集保存了7.5 ~ 8.5种植物,约占世界植物种数的25%,其中有的是受威胁或已在野外灭绝的种类。中国至今已建植物园110 个,在引入濒危物种时,应考虑种群的数量、种数最小存活数量等指标。已建动物园41 个及野生动物人工繁育基地,使一度濒临灭绝的大熊猫、扬子鳄、朱鹮和东北虎等10 种濒危动物开始复苏,另有60 种野生濒危珍稀动物人工繁殖成功。例如,北京、上海、成都、重庆、福建、西安、西宁等动物园成功地繁殖了大熊猫、东北虎、华南虎、雪豹、黑颈鹤、丹顶鹤、金丝猴、扬子鳄等。捕集繁殖措施只有在被捕物种种群发挥正常功能,种群大小足以防止基因损失或确保具有长期生存生命力时,才算取得成功。同时,把某些原生于中国而现已在中国灭绝的物种,例如麋鹿、蒙古野马、高鼻羚羊等,重新从国外引回中国。
3. 回归引种
由于自然或人为原因,导致生态系统退化,使得物种生存受到威胁甚至在原产地灭绝,种群范围缩小及数量减少,在这种情况下,可以通过回归引种的方法进行保护和增加生物多样性。所谓回归引种是指将一种植物释放到它以前曾生存过,但现在已经灭绝的地方并加以管理。回归引种要求将植物材料栽种或播种于自然的或人工管理的生态环境中去,以使其最终确立或强化成为可长期存活的,自行维持下去的种群,使这些植物及其后代融入一个可运行的生态系统中去。回归引种是连接就地保护和迁地保护的桥梁,应该看做是生物多样性保护的一个组成部分。
4. 就地保护和迁地保护的优缺点比较
高鼻羚羊就地保护是保护生物多样性最重要、最根本的方法。这可以从以下几方面来说明:各种生物存在着复杂的互相依赖和互相竞争的关系。例如,许多植物靠特殊的昆虫传粉和传播种子,反过来昆虫和其他动物可能只有依赖于特殊的植物提供食物才能生存。根瘤菌和菌根菌则与植物形成互利共生关系。微生物、植物、动物构成完整的食物链,它们与物理环境互相作用,与其他物种甚至同一物种的其他个体竞争,因而不断适应与进化(包括协同进化),得以生存下来。
只有就地保护生物的生态环境和生态系统才能使生物多样性在生态系统、物种和遗传水平上得到全面、持久、可靠的保护。
在自然生境中保护物种的可生存种群(500 ~ 5000 个体)比占用大面积土地实行迁地保护更容易做到,费用也相对低廉。物种丰富的国家和地区,特别是在热带,对动植物区系往往没有、也不可能在短时期内完成调查编目,因而,除了对其中少数确定为受威胁的物种可以采取迁地保护措施外,只能进行系统的就地保护。热带地区具顽拗型种子的植物比例高,长期以种子库的形式保存存在许多困难,就地保护显得尤为重要。
然而,就地保护并不是万能的和唯一的保护策略,也存在一些局限性:环境的变迁、生境的破坏和物种濒临灭绝往往是多种因素长期作用的结果,难以通过紧急措施使其逆转;还有许多自然分布极为狭窄、种群和个体极少的极危物种,很容易由于突发的自然灾害或人为的影响而迅速灭绝。当物种在野生状态下灭绝不可避免时,迁地保护便成为保护生物多样性的唯一方法。
还应看到,许多生物学研究离不开现代化的实验室条件和专门试验的研究人员,不可能完全在原产地进行。迁地保护的生物保存在信息、设备、人才集中的地方,为研究工作提供了方便,其研究结果又可为就地保护提供理论依据和技术帮助。迁地保护的材料还可供回归引种、遗传育种和可持续利用,特别是便于对生物资源的评价、筛选和开发。通过迁地保护进行大量繁殖的生物可以满足市场需求而减轻对野生物种资源的威胁破坏,有利于就地保护。
在动物园、植物园向公众展示迁地保护的动植物,可以有效地显示生物多样性保护成果,宣传、普及、提高人们的环境意识和生物保护意识,促进决策者和赞助者对生物多样性保护事业的支持。
由此可见,就地保护和迁地保护是相辅相成、互为补充、互为后备,而不是互相排斥或可以互相替代的关系。植物的农庄保护、家庭园圃保护和回归引种在方法上介于迁地与就地保护之间,可见两者有时并无截然界限。人们有必要根据保护的对象、目的、经费、土地、设施、技术可行性等选择合适的保护措施,但从整体来讲,应采用包括就地保护和迁地保护等各种手段在内的综合保护策略,还应尽可能考虑在生态系统、物种、遗传水平上的综合保护以及不同物种(包括协同进化的微生物、植物、动物)的综合保护,这样才能最大程度地、有效地保护生物多样性。
送麋鹿回家
1865 年,法国传教士兼博物学家阿芒·戴维神甫在北京南部考察动植物时发现了这种奇特的动物,这是从学术角度第一次发现麋鹿。此后的几十年间,不断有人把麋鹿运往西方国家。1894 年,永定河水泛滥,冲破了南苑的围墙,逃散的麋鹿成了饥民们的果腹之物。
1900 年,八国联军侵入北京,南苑里的麋鹿有的被杀死,有的被运往欧洲各地。在世界动物保护组织的协调下,英国政府决定无偿向中国提供种群,使麋鹿回归家乡。
设立自然保护区为了给后代留下一些大自然的原始地貌,我国政府正在千方百计地保护和改善一些地区的自然生态环境,建立自然保护区。建立自然保护区的目的是将现有大自然的遗产保护起来,防止人类对自然资源的进一步破坏,为当代人和后代人的可持续发展创造最适宜的生活、工作和生产条件。
1. 什么是自然保护区
根据我国有关法律文件,自然保护区就是国家为保护自然资源和自然环境,拯救濒临灭绝的生物物种和进行科学研究,长期保护和恢复自然综合体及自然淘汰整体而划定的特定区域,该区域内还设置有管理机构,采取保护措施,使其成为保护环境及自然资源,特别是生物资源,开展科学研究及环境保护意识教育的重要基地。那些具有代表性、典型性和稀有性的森林、草原、水域、湿地、荒漠等各种生态系统类型、珍稀濒危野生动植物的天然分布区以及自然历史遗迹等,都包括在这种特定的自然地域之内。
2. 自然保护区的意义
自然保护区应当是一个具有多种功能的自然、经济实体,尽管其种类千差万别,但它们的总目标是一致的,即在获取最佳的生态效益的前提下,获得最大的经济效益和最好的社会效益。自然保护区建设的重要意义表现在以下几个方面:
(1) 保护生态系统的天然“本底”。生物与环境之间长期相互作用而产生了各种生态系统,目前世界上各种自然生态系统和自然景观,在人类的活动下迅速地遭到干扰和破坏。无限制地采伐森林,开垦草原,过度放牧,开发热带森林以及不断扩大城市和大工程的建设等,都极大地破坏了许多地区的生态平衡,有些地区的自然面貌已完全无法辨认出来。
为了对这些地区的自然资源和环境的特点进行研究,以便提出合理的利用和保护措施,研究者们只能借助古代的文献记载、考古材料、自然残留的某些特征(诸如孑遗生物种类、土壤剖面、地貌类型等)和古生物学的研究资料来进行研究,对已不复存在的自然界的原始面貌进行推测。由此可见,在各种自然地带保留下来的湿地自然保护区具有代表性的天然生态系统或原始景观地段,都是极为珍贵的自然界的原始“本底”,它为衡量人类活动结果的优劣提供了评价的准则,同时也为探讨某些自然生态系统今后合理的发展方向提供了样板。
(2)保护生物物种资源及其基因。自然保护区是各种生态系统以及生物物种的天然储存库,现今世界上物种数量在500×104 ~ 1000×104 范围,其中只有150×104 种在科学文献中有记载,人们从这些物种中获取生活的原料已经有着悠久的历史。自新石器时代以来,人类的农业育种工作就一直把注意力集中于少数已被驯化或栽培的动植物物种。育种学家发现,对现有已利用的动植物品种进行改良和提高难度越来越大,因此,除了对现有少数的物种进行育种和改良外,必须挖掘新的物种来源,到大自然丰富的宝库中寻找野生的物种资源。自然保护区正是为人类保存了这些物种及其赖以生存的生态环境。因此,从这个意义上说,自然保护区无疑是物种资源及生态系统的天然储存库。
(3)为生态学研究提供天然的
实验室。自然保护区保存有完整的生态系统、丰富的物种、生物群落及其赖以生存的环境,这就为各种生态学研究提供了良好的条件,成为设立在大自然中的天然实验室。自然保护区是开展自然保护科学研究的重要基地,可用来研究自然生产潜力、自然生态平衡、最优生态结构、生物环境间的制约规律、环境因子改变的后果、自然演替、引种、人类活动的干扰与生物群落的自然恢复能力、环境本底监测等问题。由于自然保护区的长期性和天然性的特点,对于开展一些连续的、系统的观测和研究,准确地掌握天然生态系统中物种数量的变化、分布及其活动规律,对自然环境长期演变的监测,以及珍稀物种的繁殖及驯化等方面的研究,提供了特别有利的条件。
(4) 保护人类的“ 天然博物
馆”。自然保护区是一座天然博物馆,平衡自然的生态它具有向公众进行自然保护宣传教育的作用。除少数为进行科研而设置的绝对保护区外,一般保护区都可以接纳一定数量的青少年学生和旅游者到保护区进行参观游览,保护区内有精心设计的导游路线和视听工具,利用自然保护区这个天然的大课堂,可以增加人们对自然的认识。同时,自然保护区内通常都设有小型的展览馆,有关自然和自然保护的知识,都可以通过模型、图片、录音、录像等设施进行宣传。因此,自然保护区是名副其实的“活的自然博物馆”。
(5)为人类提供生态旅游胜地。
由于自然保护区保存了完整的生态系统、珍贵而稀有的动植物种类,以及奇特的地质剖面,对旅游者有很大的吸引力,特别是那些以保护天然风景为主要对象的自然保护区,更是生态旅游者的向往之地。自然保护区可以在严格管理的前提下,划出一定的区域,有限制地开展生态旅游活动,为生态旅游者了解自然、探索自然和享受自然提供场所,满足他们对美丽自然景观欣赏的需要。随着人民物质生活的改善和环境意识的增强,自然保护区在这方面的潜在价值将日益明显地表现出来。
(6)对维持生态平衡具有重要
意义。自然保护区由于保护了天然植被及其生态系统,在改善环境、保持水土、涵养水源、调节气候、维持生态平衡等方面具有重要的作用。特别是在河流上游、公路两侧及陡坡区划出的水源涵养林、护路林、护天然博物馆坡林,是自然保护区的几种特殊类型,能直接起到环境保护作用。当然要维持大自然的生态平衡,仅靠少数几个自然保护区是远远不够的,但它们却是自然保护综合网络中的一个重要环节。总之,自然保护区是保护、利用和改善自然环境的战略基地,是保护生物多样性、保证生物资源持续发展的必要条件。建立自然保护区是为了保护自然环境,拯救某些濒临灭绝的生物物种,监测人为活动对自然界的影响,研究保持人类生存环境,找出合理利用资源的方法。它既是认识自然的基地,又是改善自然的起点;既是进行专业研究的天然实验室,又是教育群众普及科学知识的大课堂;既是物种的天然基因库,又是活的自然博物馆,自然保护区地建设对人类了解自然、认识自然、享受自然和保护自然具有极其重要的作用。
护路林也能维持生态平衡
第一个自然保护区:鼎湖山自然保护区在中国,1956 年经国务院批准,中国科学院华南植物研究所在鼎湖山建立了中国第一个自然保护区—鼎湖山自然保护区,从此拉开了中国建立自然保护区的序幕。鼎湖山国家级自然保护区面积1133 公顷,保存着较完整的南亚热带季风常绿阔叶林,是中国南亚热带典型地带性植被类型。
4森林火灾的威力大家都知道,但有一种灾害,其危害程度丝毫不亚于熊熊大火,那就是森林病虫害,被人们形象地称为“无烟的森林火灾”。森林病虫是森林的重要危害因子,它们破坏森林植被,影响森林景观美学观赏价值,对森林造成严重的影响。
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