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保护生物学要点总结

1.保护生物学概论

保护生物学定义

Conservation biology is the scientific study of the nature and status of Earth‘s biodiversity with the aim of protecting species, their habitats, and ecosystems from

excessive rates of extinction。

保护生物学是一门为了保护物种及其生境和生态系统,防止物种超速灭绝而研究地球生物多样性现状、自然保护的科学。

保护生物学的学科特征

学科特征之一:处理统计现象的科学。生物世界是复杂的、难以预测的研究对象。环境问题往往是多因子综合作用的动态过程。不确定性是生态与自然保护问题的固有特征。因此,只能在一定概率水平上给出生态环境和生物多样性问题的答案。

学科特征之二:处理危机的决策科学。Soulé(1985)将保护生物学称之为“危机学科”。如外科与内科、战争与政治学的关系一样,这些处理危机的学科往往要求根据不完全的信息进行决策,否则将会错过决策机会。检验保护生物学决策的标准:珍稀物种是否仍然具有野生可生存种群?具有代表性自然生态系统是否保存完整?

对生物资源的利用是否既满足当代的需要,又保存了未来利用的基础等等。

学科特征之三:价值取向的科学。科学是不涉及人的观点与愿望,无价值取向的,完全客观的东西。然而,科学研究是靠人来完成的,人的经验和目的往往影响科学。现代科学是价值取向的(Grumbine 1992),这一观点称之为“后现代科学”(Post modern science)。保护生物学是为了保护有价值的生物多样性,因此,它是一门价值取向、使命取向的科学。

保护生物学的理论框架

保护生物学以人类社会中物种生存与灭绝为核心,探索物种生存条件与濒危机制,规范人与动植物、自然环境的关系,以保存物种生存的生态环境和物种进化潜力为目标。

理论框架之一:物种多样性

理论框架之二:遗传多样性

物种的演化

种间遗传多样性

谱系生物地理学

理论框架之三:生态系统多样性

理论框架之四:物种保护

理论框架之五:人类与自然有关的行为规范

生物多样性定义

生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物(动物、植物、微生物)物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。它包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。

生态文明

生态文明,是指人类遵循人、自然、社会和谐发展这一客观规律而取得的物质与精神成果的总和;是指人与自然、人与人、人与社会和谐共生、良性循环、全面发展、持续繁荣为基本宗旨的文化伦理形态。生态文明是人类文明的一种形态,它以尊

重和维护自然为前提,以人与人、人与自然、人与社会和谐共生为宗旨,以建立可持续的生产方式和消费方式为内涵,以引导人们走上持续、和谐的发展道路为着眼点。生态文明强调人的自觉与自律,强调人与自然环境的相互依存、相互促进、共处共融,既追求人与生态的和谐,也追求人与人的和谐,而且人与人的和谐是人与自然和谐的前提。可以说,生态文明是人类对传统文明形态特别是工业文明进行深刻反思的成果,是人类文明形态和文明发展理念、道路和模式的重大进步。包括社会生态、政治生态,文学生态等。

生态文明的核心要素是公正、高效、和谐和人文发展。公正,就是要尊重自然权益实现生态公正,保障人的权益实现社会公正;高效,就是要寻求自然生态系统具有平衡和生产力的生态效率、经济生产系统具有低投入、无污染、高产出的经济效率和人类社会体系制度规范完善运行平稳的社会效率;和谐,就是要谋求人与自然、人与人、人与社会的公平和谐,以及生产与消费、经济与社会、城乡和地区之间的协调发展;人文发展,就是要追求具有品质、品味、健康、尊严的崇高人格。公正是生态文明的基础,效率是生态文明的手段,和谐是生态文明的保障,人文发展是生态文明的终极目的。

评价体系:1、制定评价体系既具现实意义、又具理论价值:可以为评价生态文明建设进程提供量化依据。可以为推进生态文明建设工作提供舆论导向。可以为党委政府谋划生态文明建设提供决策参考。可以为全社会监督生态文明建设提供有效途径。2、制定评价体系既要明确总体要求、又要把握基本原则:制定评价体系,必须按照科学发展观的要求,符合浙江发展的阶段性特征,与全面建设小康社会和现代化建设相适应,充分体现定性与定量相结合、现状与进度相结合、功能与贡献相结合,更好地发挥引导、督促、激励和约束的作用。具体来说,要把握好以下“四条基本原则:整体性原则。定量化原则。代表性原则。可操作性原则。3.评价体系的框架内容既要全面系统,又要突出重点:初步考虑,生态文明建设评价指标体系分生态经济、生态环境、生态文化和生态制度4个方面,15个关注方向,36个指标。一是生态经济方面,主要分产业结构、主要污染物排放、资源消耗与资源节约等3个关注方向,设置15项指标,总权数为30%。二是生态环境方面,主要分空气质量、水环境质量、土壤质量、绿化和环境基础设施等5个关注方向,设置10项指标,总权数为30%。三是生态文化方面,主要分环保知识普及、生态文明认知程度、生态素质提高、生态创建活动等4个关注方向,设置6项指标,总权数为20%。四是生态制度方面,主要分投入保障、科学执政、信息公开等3个关注方向,设置5项指标,总权数为20%。

生物多样性公约的要点

生物多样性公约是一项有法律约束力的公约,旨在保护濒临灭绝的植物和动物,最大限度地保护地球上的多种多样的生物资源,以造福于当代和子孙后代。

《生物多样性公约》由序言、41条正文和2个附件组成,其宗旨是:加强和补充现有保护生物多样性和持久使用其组成部分的各项国际安排,并为今世与后代的利益保护和持久使用生物多样性。

《公约》的目标是:保护生物多样性,持久使用生物多样性的组成部分,公平合理地分享由利用遗传资源而产生的惠益。

《公约》的履行义务是:1、识别和监测需要保护的重要的生物多样性组成部分;

2、建立保护区保护生物多样性,同时促进该地区以有利于环境的方式发展;

3、与

当地居民合作,修复和恢复生态系统,促进受威胁物种的恢复;4、在当地居民和社区的参与下,尊重、保护和维护生物多样性可持续利用的传统知识;5、防止引进威胁生态系统、栖息地和物种的外来物种,并予以控制和消灭;6、控制现代生物技术改变的生物体引起的风险;7、促进公众的参与,尤其是评价威胁生物多样性的开发项目造成的环境影响;8、教育公众,提高公众有关生物多样性的重要性和保护必要性的认识;9、报告缔约方如何实现生物多样性的目标。

《公约》的处理议题是:1、生物多样性保护和可持续利用的措施和激励手段;

2、遗传资源的获取;

3、包括生物技术的技术取得和转让

4、技术和科学上的合作

5、影响评估

6、教育和公众意识

7、资金来源

8、履行公约义务的国家报告

《公约》的原则是:各国有按照其环境政策开发其资源的主权权利,同时亦负有责任,确保在其管辖和控制范围内的活动不致对其他国家的环境或国家管辖范围以外地区的环境造成损害。

《公约》还对其管辖范围,缔约国之间的合作,保护和持久使用方面的一般措施,生物多样性组成部分的持久使用,保护和合理使用的鼓励措施,研究和培训,公众教育和认识的提高,影响评估和不利影响的尽量减少,遗传资源的取得途径,技术的取得和转让,信息的交流,技术和科学合作,生物技术的处理及其惠益分配,资金和财务机制的设立,缔约国会议和秘书处的设立及其职责,科学和技术及工艺咨询事务附属机构及其职责,争端的解决等,作出了比较全面的规定。

2.保护遗传学基础

遗传多样性及其意义

广义概念:所有生物所携带的遗传信息的总和,种内和种间在分子、细胞和个体三个水平的遗传变异度。狭义概念:种内不同种群之间或一个种群内不同个体的遗传变异总和。小的或经历过瓶颈效应的种群通常有较低的遗传多样性。受胁物种通常比不受胁物种有较低的遗传多样性,

意义:增加进化潜力增大、保持物种和整个生态系统的多样性、减慢灭绝过程。丧失适应环境能力降低、威胁物种生存、加快灭绝过程

遗传多样性的形成

突变和迁移增加种群的遗传变异,遗传漂变和定向选择将降低遗传变异,平衡选择则阻止遗传多样性的丧失。选择作用维持大种群,遗传漂变维持小种群。

大种群的遗传多样性维持:平衡选择、突变—选择平衡、遗传漂变。自然选择能维持突变基因的较高的频率,并保持一种平衡状态,这种选择作用被称为平衡选择,包括:杂种优势、随频选择、定向选择。杂种优势——保持多态性的平衡:杂种优势(heterosis)是生物界的普遍现象,它是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种第一代,在生长势、生活力、繁殖力等方面比其双亲优越的现象。随频选择:一个等位基因或基因型在某一频率下有利,而在另一频率下有害。当等位基因稀少时有利,而等位基因很普遍时则被选择所排斥,就会产生平衡多态现象。时空变化的定向选择机制

小种群的遗传多样性维持机制:遗传漂变是影响小种群遗传多样性的主要因素,它甚至会影响到受平衡选择的位点。平衡选择会减缓小种群的遗传多样性丧失,但却不能正常地阻止遗传多样性丧失。主要组织相容性复合体(MHC)、自交不亲和等位基因多样性及表观多样性中存在强烈的平衡选择,小种群依然会因为遗传漂变而丧失遗传多样性。

影响遗传多样性的因素

种群大小一个种群中的个体总数(N)

种群瓶颈效应是指某个种群的数量在演化过程中由于死亡或不能生育造成减

少50%以上或者数量级减少的事件。种群瓶颈可能促成遗传漂变。

遗传漂变:由于某种随机因素,某一等位基因的频率在群体(尤其是在小群体)中出现世代传递的波动现象。小群体与其他群体隔离,不能充分的随机婚配,群体内基因不能达到完全自由分离和组合,致使基因频率发生偏差,这种偏差不是突变、选择等因素引起的,而是由于小群体内基因分离和组合时产生的误差所引起的。种群愈小,基因频率的随机波动愈大;种群愈大,基因频率的随机变化幅度愈小。

基因流:一些个体从一个群体迁移到另一个群体就会把某基因带到新的群体,从而产生基因流动,这就是基因流。基因流是影响群体内部和群体之间遗传变异程度的重要因素。

迁移是指个体从一个种群迁入或迁出到另一个种群,然后参与交配繁殖,导致种群间的基因流。它同突变一样,会带来种群基因频率的变化,是恢复种群遗传多样性的又一重要机制。

交配系统近交:具有亲缘关系个体之间的交配,它会增加种群中纯合个体的数量并使有害等位基因表现出来。远交:亲缘关系远的两个个体间的交配,包括种内、

种间亲缘关系较远的个体间的交配。不同种属的两个个体之间的交配,特称为远缘杂交。平衡种群的交配制度是随机交配,但在实际生物种群中常常出现的是非随机交配

突变

自然选择物种自身不断发生改变以适应不断变换的自然环境。适应性的进化改变就是通过自然选择对遗传变异的影响从而增加有利等位基因的频率。通过自然选择发生的进化改变是物种应对环境的一种长期进化机制,即适应性进化。适应性进化可能允许物种面对此前并不能存活的环境。自然选择是引起适应性进化的唯一动力!自然选择降低了有害等位基因的频率。自然选择提高有利等位基因的频率

有效种群及其保护意义

有效种群:一个有性生殖种群中参与生殖、影响进化的个体总数被称为有效种群大小(Ne),N>Ne,非均等性比的有效种群Ne计算公式:

Ne=4NmNf /(Nm + Nf)

Nm和Nf分别是种群的雄性繁殖个体和雌性繁殖个体数量

濒危物种的遗传诊断

种群有多大(Ne)?

过去是否经历过严重的瓶颈效应? 种群瓶颈效应是指某个种群的数量在演化过程中由于死亡或不能生育造成减少50%以上或者数量级减少的事件。种群瓶颈可能促成遗传漂变。

遗传多样性是否丢失严重?遗传多样性丢失与灭绝的关系:自然远缘杂交的大种群通常具有储存较多遗传多样性的能力,从而是个体之间呈现多样性以及允许对多变环境的适应。小种群的受胁物种的遗传多样性的丢失会削弱其进化的潜力,增加其在环境变化过程中灭绝的风险。大部分遗传多样性丢失与灭绝风险的增加的关系都来自植物自交不亲和的研究。遗传多样性的丢失与免疫的关系:具有较低遗传多样性的群体比具有高遗传多样性的群体更加容易遭受流行病、瘟疫、以及寄生虫等影响。主要组织相容性复合体是指脊椎动物中编码主要组织相容性抗原的一组紧密连锁的基因群。这些基因彼此紧密连锁、位于同一染色体上,具有控制同种移植排斥反应、免疫应答和免疫调节等复杂功能。Mhc的多样性主要由利于杂合子的选择以及利用稀有等位基因的平衡选择保持。遗传多样性的丢失与随机漂变:大部分的

濒危物种都曾经历过瓶颈效应或持续的种群数量下降,从而降低了进化的潜力。这种丢失通常会在等位基因在由父代向子代传递的时候随机取样即机会效应时产生。

是否有近交衰退? 濒危物种面临最大的遗传威胁是近交衰退。几乎所有繁殖适合度的成分都对近交衰退敏感。近交衰退的程度与有害等位基因的频率及其显隐性关系、有害等位基因的个数以及近交的程度相关。自然选择能降低或削弱但是不能完全去除近交衰退的影响。经历过种群下降的的自然近交的物种或种群通常会一直显示近交衰退的特征。但衰退程度要比其他群体要小。

遗传上是否呈现片段化? 受胁种群通常出现种群片段化现象。种群片段化引起的近交可以用来测定种群之间分化程度。整个种群的总近交系数(FIT) 可以分为以下两个部分:种群内近交系数, FIS种群间近交系数, FST。FIT, FIS, and FST 即F

Statistics。FIS=1-(HI/HS); FST=1-(HS/HT); FIT=1-(HI/HT) HI 为所研究种群的平均观测杂合度, HS为相应的平均期望杂合度, HT 是总的群体为HW平衡时的期望杂合度(即He). Fst 大小为0到1之间。

3.种群生存力分析

物种濒危的系统压力与随机压力

系统压力通常是指不可避免的强制性的变化和因素。例如,历史上的冰河时期,栖息地损失、破碎、污染和捕杀等,就是由无法改变的气候变化或人类活动引起的,它们能导致大量的物种绝灭,由这些因素导致的物种绝灭称为确定性绝灭。

随机干扰是由正常的随机变化和干扰引起,它一般不毁灭种群,但能削弱种群,使种群绝灭概率增加,由它们引起的绝灭称为随机绝灭。

系统压力和随机干扰往往联合起作用。在许多情况下,系统压力并不直接导致物种绝灭, 而是把物种推到随机事件很容易发生作用的种群大小范围,由随机干扰促使物种绝灭。

通常把与人类活动有关的系统压力分为5大类:

栖息地破坏大规模的农业生产、过度放牧、森林采伐、水利建设以及工业和商业活动,如开矿、城市和道路建设、集约化的养殖业等导致栖息地破坏。栖息地破坏包括栖息地丧失和栖息地破碎化,前者是指栖息地面积的损失,而后者是指栖息地空间结构的变化。栖息地破坏已导致许多物种的种群下降和绝灭。在生物多样性最丰富的热带地区,超过半数的自然栖息地已被破坏。全球每年有18万km2的热带雨林

消失,如果以现在的消失速度,到2040年,除个别保护区,热带雨林可能已不存在了,许多栖息于热带雨林的物种将随之消失。在温带地区,自然的栖息地已几乎不存在,绝大多数的森林已被人类采伐了几遍,只是在一些人类无法接近的山区,个别地区仍保留着原始栖息地斑块。大面积的草原面临着因过度放牧引起沙漠化的危险。据估计,在全球范围内,已有900万km2的干旱土地通过上述过程变成了沙漠。全球湿地正在迅速减少。在最近200年中,美国超过半数的湿地被破坏,导致美国东部40-50%的淡水蜗牛种类的濒危或灭绝。我国的湿地正在大量消失。1950-1980年间,我国自然湖泊的数量已从2800个下降到目前的2350个。栖息地破碎是指大块的连续自然栖息地被人类活动的栖息地如农田和居民点等分割为面积较小的多个栖息地碎片的过程。栖息地破碎改变了栖息地的空间结构和碎片内或碎片间的生态过程,如幅射流、水循环、营养循环、传粉过程、捕食者和被捕食者的相互作用等。栖息地破碎化的生态学效应,面积效应:碎片面积可能小于物种所需的最小巢区或领域面积,既使碎片面积较大,由于碎片上的种群较小,?也很难维持种群的长期生存;栖息地异质性损失:一些需要几种栖息地类型才能生存的物种因栖息地异质性减少而导致种群濒危或灭绝;拥挤效应:碎片周围栖息地的某些物种入侵到碎片内,增加碎片上物种和种群的密度,?对碎片上的物种造成危害,促使其濒危;边际效应:碎片受到周围环境的影响,在碎片边缘形成一种受影响的区域,对碎片内的物种极为不利,减少碎片内部的有效面积;隔离效应:一些需要季节性迁移的物种可能会因碎片间的隔离而无法正常迁移,导致种群濒危或灭绝。

外来种入侵大多数外来种对环境没有明显害处,但部分外来种不但能引起当地物种的种群丰盛度下降,分布区缩小,物种灭绝,而且能造成巨大的经济损失。兔和狐狸带入澳大利亚,尼罗河河鲈引入非洲维多利亚湖。人类有意识或无意识地把物种带到世界各地,是外来种入侵的主要途径。外来物种入侵的生态效应表现在它可能与当地物种竞争或捕食当地种,导致当地种濒危或绝灭。由于缺乏天敌,外来种在入侵区往往出现无限制增长的趋势,最终破坏了环境,造成自然生态系统的崩溃。另外,外来种还常常传播危险性的病菌,引起当地种个体的大量死亡和种群下降。外来种一旦在入侵区定居下来,则极难删除。

污染污染包括工业和人类居住地释放的大量污水、工厂和汽车排出的废气,以及杀虫剂、化学品的使用等。污染不但对水体、空气质量和土壤理化特性造成很大影响,威胁着许多物种的生存,而且影响人类的身体健康。直接危害、食物链的富集

效应、富营养化问题、赤藻问题、酸雨问题、臭氧空洞。全球变暖:温室气体的大量排放已导致全球气候变暖。全球变暖已引起了一些物种分布范围和分布区的改变、全球变暖还可能极大地影响种群的繁殖率和死亡率,改变物种的自然节律(物候),物种的繁殖期或迁徙时间提前或推后。全球变暖可能与其他因素协同起作用,特别是与栖息地破坏的协同作用,可能是21世纪生物多样性保护面临的最大挑战。

过度利用促使种群过度利用的最直接原因是经济因素。当种群增长率低于把种群作为资本获得的利率时,经济利益就会促使种群过度利用。野生动植物利用是许多国家和地区重要的产业和经济来源。过度利用已导致许多物种的种群下降、分布区缩小甚至物种灭绝。过度利用在不发达国家是比较严重的,特别是在东南亚一带,远东及中俄边境和热带丛林地区,野生动植物的过度利用问题比较突出。

疾病在自然状态下,病原菌导致物种下降甚至绝灭的例子很少。人类活动往往会改变病原菌的环境,导致其变异,更具致病性,助长了其流行和爆发,从而威胁到许多物种的生存。例如,从1983年到2000年,东非和西非的类人猿种群下降了一半以上,主要原因是非法捕杀、森林采伐和伊波拉出血热病毒的流行。自1500年以来,在已绝灭的833种植物和动物中,有3.7%的物种绝灭与疾病有关,在2852种列为极危的物种中,7.8%的物种受到疾病的威胁。

随机因素

种群统计随机性:有种群有限数量的个体的存活和繁殖中的随机事件产生(性比,每个个体繁殖力的随机波动)

环境随机性:栖息地,气候,种间关系随年度的变化引起,年间死亡率是一个随机变量

自然灾害:如水灾,火灾,旱灾,以随机时间间隔的方式发生。某种灾害发生时死亡率率是一个常数,但发生的时间间隔是一个随机变量

遗传随机性:由近交衰退和奠基者效应等基因频率的变化引起

最小可生存种群(MVP)

遗传学概念,即在一定的时间内保持一定遗传变异所需的最小种群大小。种群统计学概念,即以一定概率存活一定时间所需的最小种群大小。Shaffer(1981)最早给出了MVP的定义,最小可存活种群是指以99%的概率存活1000年的最小隔离的种群大小。后来,一些人用95%的概率存活几十到几百年的最小种群大小来表示最小可存活种群。

早期的研究认为:50/500法则。MVP 包含三个要素:①作用于种群的各种随机效应(服从科学地解答)②保护计划中的时间期限(50年、100年或1000年)③种群存活的安全界限(50% 、95%或99%)

种群生产力模型及其批评

分析模型(analytic model)(Goodman模型等)

确定性的单种群模型(deterministic single-population models)(Leslie模型等)

随机单种群模型(stochastic single-population models)

异质种群模型(metapopulation models)

显空间模型(spatially explicit model)

数据质量差、短时间序列数据导致绝灭概率估计无意。时间序列数据的时间短或质量差时,准绝灭概率的置信区间变宽,数据的误差会进一步导致置信区间扩大,以致于计算准绝灭概率变的没有意义。准确地预测绝灭概率需要预测时间段长度5-10倍的时间序列数据量。如果考虑数据测量误差和其它因素,需要的时间序列数据则更长。假定我们预测50年到100年的绝灭概率,需要500年到1000年时间序列数据才能作出可信的种群绝灭概率预测。这个数据量实际上是不存在的,也是不可能获得的。

PVA对模型的假设非常敏感模型中有关增长形式、扩散模式和密度依赖等假设会严重影响PVA的结果

PVA的预测结果难以检验随机模型难以验证是众所周知的

模型结果的表述以前的PVA研究主要是确定最小可存活种群(minimum viable population, MVP)和平均绝灭时间. “点估计”的不确定性很大,用来描述绝灭概率是不合适的,建议不用MVP这个概念.平均存活时间描述绝灭风险可能误导管理者

Ludwig (1999)和Fieberg & Ellner(2000)认为PVA是不准确的,试图估计物种绝灭概率将花费大量的人力和物力,其结果是图劳无意的,强烈建议在保护研究中

放弃使用PVA

4.物种灭绝与濒危机制

物种大灭绝

地球上的物种处于不断的生灭过程之中。新物种不断生成,老的物种可能灭绝。物种灭绝事件不断发生。物种是有寿命的。地球上35亿年中出现过约40亿个物种,但其中99%的物种已经灭绝

地史上的5次大灭绝:

奥陶纪大灭绝:结束时间:443 Myr前,持续时间:3.3- 1.9 Myr,灭绝的属(%):57。灭绝的种(%):86

泥盆纪大灭绝:结束时间:359 Myr前,持续时间:29 - 2 Myr,灭绝的属(%):35。灭绝的种(%):75

二叠纪大灭绝:结束时间:251 Myr前,持续时间:2.8 Myr - 160 Kyr,灭绝的属(%):58。灭绝的种(%):96

三叠纪大灭绝::结束时间:200 Myr前,持续时间:8.3 Myr - 600,灭绝的属(%):47。灭绝的种(%):80

白垩纪大:结束时间:65 Myr前,持续时间:2.5 Myr-1年,灭绝的属(%):40。灭绝的种(%):76

大绝灭事件是生物多样性演化史上的里程碑。然而,大绝灭的原因却不清楚。人们提出了许多假说,试图加以解释,但事至今日仍没有一个假说经过了严格的检验。无疑,绝灭可能是由于物种未能适应环境的结果。物种灭绝还可能是机遇的结果。Raup(1991)总结了物种灭绝的三种假说: (1) 公平游戏(Fair game)假说;(2) 弹雨场(Field of Bullets)假说;(3) 荒谬的灭绝(Wanton extinction)假说;

突变说:有人认为大灭绝是生物区系在长期进化压力下,遭受短期的外界冲击,发生环境灾变而造成的。小行星撞击;海平面下降;火山爆发;大陆板块撞击和连接;环境变化;地球升温;物种特化;进化危机

为什么物种没有全部灭绝?生命是顽强的。生命能够利用地球上极端环境。即使是在南极洲冰封的维达湖下的极端环境中也发现了一个富有多样性的活跃细菌群落,维达湖冰芯中的盐水无氧、呈微酸性,且含有含量非常高的有机碳、氢分子以及氧化和还原的化合物,已与表面环境至少隔离了2,800年。美国黄石国家公园温度高达90℃的含硫热泉中有嗜热的兼性自养细菌——酸热硫化叶菌;在太平洋靠近菲律宾的10,897米深的海底分离到嗜压的细菌,能耐受环境中达一千多个大气压的压力。 物种濒危机制

进化濒危种与生态濒危种

灭绝的非随机模式

物种的生活史特征

物种生态特征

系统发育年龄

特有性

外来物种

物种的利用价值

研究物种灭绝的方法

研究大灭绝的方法--灭绝背景值比较法Barnosky 等(2011)将研究大灭绝的方法归纳为以下几类方法:灭绝背景值比较法:比较研究地层中化石记录的灭绝事件,计算一个类群的历史灭绝背景值,如灭绝速率与灭绝比例,作为物种大灭绝的参照值。将现代物种灭绝速率与大灭绝的物种灭绝速率(E/MSY,每百万种年灭绝数目)比较(Raup, 1991)。此外,可以根据生物分类类群如种属科的灭绝比例确定物种大灭绝。如Barnosky(2011)等将75%的物种灭绝作为大灭绝的标准之一。

物种濒危幅度法:利用IUCN评估的各个类群物种濒危程度与相应比例,推断未来一定时间内各个类群的物种灭绝概率。

类群分析法:选择一个开展过充分研究工作的类群,研究其分类单元分化与灭绝时间节点,计算物种灭绝速率;或利用分子系统学法:利用分子系统学手段研究一个类群的长期演化,研究其分类单元消失的时间节点,计算该类群的灭绝速率;

模型模拟法比较:利用模型计算未来物种丧失速率与估算背景物种丧失速率,评估过去物种丧失速率的幅度,预测未来物种丧失速率的幅度。利用多模型预测,生产多场景的可能结果。其中一个主要的方法是物种-面积反推法。在一个地区,发现物种数目随着搜索面积(或样方面积)的增大而增加。样区中发现的新物种速率下降,一个地区的物种与生境面积存在如下关系:S=cA z,S=物种数目A=生境面积,c,z= 常数

生态濒危种与进化濒危种

1 指那些不能适应人类活动造成的生态环境演化,或者受到人类活动直接影响而

面临灭绝风险的物种。此物种是生态时间尺度中濒临生存危机的物种。

2. 指那些种群数量稀少、分布区狭窄的孑遗物种或由于环境变化后,适应环境能

力较差而面临灭绝风险的物种。此物种是进化时间尺度中濒临生存危机的物种。

5.红色名录与植物濒危状况

物种濒危等级

濒危(即临危)种(endangered species)是指那些在它们整个分布区或分布区的重要部分处于有绝灭危险中的分类单位。如荷叶铁线蕨;

稀有(罕见)种(rare species)指那些并不是立即有绝灭危险的、中国特有的单型科、单型属或少种属的代表种类,但在它们分布区内只有很少的群体,或是由于存在于非常有限的地区内,可能很快地消失;或者虽有较大的分布范围,但只有零星存在着的种类。如水杉;

渐危(即脆弱或受威胁)种(vulnerable species) 指那些因人为的或自然的原因所致,在可以预见的将来,在它们整个分布区或分布区的重要部分很可能成为濒危的种类。如桫椤。

IUCN红色名录等级

IUCN红色名录评估程序

第一步:建立基础名录(标准名录)基于《中国生物物种名录》建立基础名录,并补充文献、标本和先前珍稀保护名录等信息。

第二步:专家调查(物种信息)邀请近300位专家提供物种信息,内容涉及居群大小、面积、下降趋势和受威胁因子。

第三步:小组初评核心评估小组运用上述信息对照红色名录标准对全部物种逐一进行评估,得到红色名录初稿。

通过RAMAS软件使用标本信息评估过程

1.整理标本数据:该工具对输入数据的没有要求,仅仅对每个输入的参数要求,使

用该工具进行初评,主要是大面积搜集信息前,对物种进行初评。具体与CAT一致。

数据输入:与CAT数据批量导入不同,目前版本的RAMAS需将每个物种的相关信息按照要求一个个输入,包括以下数据:评估人,评估时间,评估参考文献等物种生物学信息:物种拉丁名,中文名,科属信息等

评估数据:生境,分布,受威胁情况,经济价值,保护情况,当前发展趋势,持续减少,EOO,AOO

2.软件自动初评:将整理的标本数据及其他数据输入,该工具会根据这些信息给出

评估结果及评估意见。

3.初评等级及相关信息:通过RAMAS 工具获得评估等级。

4.正式评估:参考结果表中的一切有价值的信息,应用到我们的正式评估中。

第四步:专家审查包括专家初审和指导委员会复审,取得红色名录终稿。

6.生态系统多样性

千年生态系统评估

千年生态系统评估(The Millennium Ecosystem Assessment )旨在为推动生态系统的保护和可持续利用、促进生态系统对满足人类需求所作的贡献而采取后续行动奠定科学基础。这是联合国于2001年6月5日世界环境日之际由世界卫生组织、联合同环境规划署和世界银行等机构等组织开展的国际合作项目,是首次对全球生态系统进行的多层次综合评估。目的是评估世界生态系统、植物和动物面临的威胁。这一活动需4年才能完成,估计耗资2100万美元。大约有1500名科学家、专家和非政府组织的代表参加这一活动。

生态系统服务价值

人类生存与发展所需要的资源归根结底都来源于自然生态系统。自然生态系统不仅可以为我们的生存直接提供各种原料或产品(食品、水、氧气、木材、纤维等),而且在大尺度上具有调节气候、净化污染、涵养水源、保持水土、防风固沙、减轻灾害、保护生物多样性等功能,进而为人类的生存与发展提供良好的生态环境。对人类生存与生活质量有贡献的所有生态系统产品和服务统称为生态系统服务

(Ecosystem services)。

由于生态系统服务在时间上具有连续性,所以从某种意义上讲,全球生态系统服务的总价值无限大。生态系统服务对世界经济与社会发展具有举足轻重的支撑作用,它是人类经济与社会发展自然资本。

生物多样性的生态系统功能

物多样性导致生态系统功能优化学说、组分有机体功能特点决定生态系统功能观点及一些中间观点的提出使生态学界对生物多样性与生态系统功能之间关系的研究结果各异,但关键种的丧失会严重损害生态系统功能是肯定的.对结构多样性的生态系统来说,关键种能稳定生态系统功能,并在一定程度上缓冲波动带来的压力.生物多样性与生态系统稳定性间关系的研究亦未形成共识,一般看法是生物多样性降低会导致生态系统稳定性下降.但也有与之不同的看法,认为多样性与稳定性间无任何关系.

对局部多样性、区域多样性及全球范围内生物多样性改变及其相应保护措施的研究比较后认为,应为不同物种提供适合其繁殖条件的局部试验地块,用个体小的物种来控制区域生物多样性及通过各种自然试验方法增加不同范围内的生物多样性.

森林多样性监测与减缓气候变化

减缓气候变化的根本措施是要减少人为温室气体排放和增加温室气体的吸收汇。温室气体排放的主要来源是能源的生产和消费以及农业生产过程中产生的甲烷气体等。能源和农业是国民经济和社会发展的基础产业,减少或限制这些领域的温室气体排放,事关未来国家的发展空间,直接关系到各国的权益。

7.动物意识与保护伦理

生命伦理的原则

1、有利原则:有利原则断言了行动者维护或增进他人利益的义务。这种义务可以分

为积极的和消极的两个方面。作为积极义务的有利原则,所断言的是行动者应在他人现有利益的基础上,使此种利益最大化。作为消极义务的有利原则,所断言的则是行动者应该使他人的现有利益不受破坏,不被减损。但是有利原则进入生命伦理学领域,其消极含义部分被无伤原则所承担。因此,作为生命伦理学原则的有利原则仅指其积极义务,即为增进他人利益而行动的义务。在现代社会文化背景下,由于利益的多元化,一个行动在增进某利益主体的一种利益时,也有可能同时减损该利益主体的另一种利益,而一个行动在减损某利益主体的一种利益时,实际上也可能增进该利益主体的另一种利益。道德行动对利益的复杂影响使得行动决策变得异常困难。对有利原则的确切理解和在何种“有利”意义上行动,往往取决于行动者的文化背景和价值观念。

2、无伤原则:无伤原则断言了行动者维护他人利益,保护此种利益不被减损的义务。

通常来说,无伤原则所断言的乃是行动者的一种消极义务,即行动者不可减损利益。“无伤”并不含有为了维护现有利益而斗争的内涵。“无伤”的准确含义是行动者在涉及他人利益的行动中不得造成他人利益的减损。有学者认为无伤原则是应用伦理学的核心原则,它提供了一种使自由平等的交往和合作能够进行的最为基本的伦理底线。这种认识是恰当的。

3、尊重原则:尊重原则断言了行动者尊崇他人、视他人为一具有自身目的的利益主

体的义务。在那些涉及他人利益的行动中,行动者未得到他人许可,不得对他人利益加以干涉。这种理解涉及到人的自主性问题。有人认为,只有当一个人具有自主性并有能力为自己的决定负责时,尊重原则才有意义。其实,尊重原则的更为重要的意义在于它肯定了每个人都具有为人的权利和尊严,即“人所应得到的,我都应该得到”。能否为自己的决定负责,是一个次要的问题。

4.公正原则:

作为伦理原则的公正是指根据一个人的义务或应得而给与公平、平等和恰当的对待。一个人所享有的权利与他所履行的义务相等,是社会公正的根本原则;一个人所行使的权利与他所履行的义务相等,是个人公正的根本原则;权利与义务相等是公正的根本原则。因此,公正原则断言了行动者平等分配权利与义务的义务。平等又可以分为完全平等(对于基本权利来说)和比例不等(对于非基本权利来说)。

动物福利

动物福利是指动物如何适应其所处的环境,满足其基本的自然需求。科学证明,如果动物健康、感觉舒适、营养充足、安全、能够自由表达天性并且不受痛苦、恐惧和压力威胁,则满足动物福利的要求。而高水平动物福利则更需要疾病免疫和兽医治疗,适宜的居所、管理、营养、人道对待和人道屠宰。动物福利尤指动物的生存状况;而动物所受的对待则有其他术语加以描述,例如动物照料,饲养管理和人道处置。” ——世界动物卫生组织(OIE)《陆生动物卫生法典》2011

动物的法律地位

一)动物也具有意志,可以进行意思表示,也能够承担义务和责任。比如,临

宰之牛下跪、流泪,老虎也会报恩,所以动物也具备“行为能力”。

(二)除了“农场里的动物或专为人类提供肉、蛋、乳的动物”,其他动物基

于如下两个理由而可以成为道德上的主体:①因为在人类内部,个体之间能力

的差异也很显著,而主张人人平等的理由并不依赖个体的智力、道德能力、体

能或类似的事实性的性质,所以,以人与动物之间的能力差异作为将动物排斥

在伦理共同体之外的理由是站不住脚的;②动物也具有“绝对”和“独断”的

“内在价值”(即可以表述为“因为是动物,所以就有价值”——笔者注),

而哲学家“又无法找到任何具体的差异,既可以区别人类与动物的道德地位,

却又不至于破坏人类之间的平等”,

因此,动物也是道德上的主体。这为动物成为权利主体奠定了基础。

(三)动物成为法律主体具有可能性。德民第90条a的规定、美国的一些判例

都确立了动物的主体地位。可以通过设立平等对待原则、权利内容差别原则、

独立利益代表原则来建立动物主体制度。

(四)仅仅将人类确立为法律主体反映了人类中心主义的法律理念。但“大自

然的主体性高于人的主体性。人类考虑问题应从自然和宇宙的视角出发,超越

狭隘的主体性思想”,从而确立其它物种的法律主体地位。

8.自然保护法律与经济学基础

中国资源法基本原则

(1)自然资源公有,重要资源全民所有

(2)保护与利用结合

(3)统筹兼顾、因地制宜、统一规划

(4)节约、综合利用、充分利用

(5)有偿利用

(6)兼顾国家、地方、集体和个人利益

野生动植物的价值及其意义

价值: 价值与商品的稀有度有关,越稀有的动物,价值越高。随着野生动物稀有度的下降,野生动物期望价值下降

EV=b V/a N

EV:野生动物的期望价值

V:实际价值

N:野生动物数量(稀有程度、特有程度)

A:野生动物可接近性和可获得性

B:人们的消费水平(消费者与产地的收入差别)

野生动植物(资源)的所有权与公共的悲剧(Tragedy of commons)西方曾有一场关于“私有制是不是解决野生动植物保护问题的有效途径”的讨论?

正方:私有制是野生动植物保护的有效途径

私有制解决了西方许多部门的管理问题

反方:私有制不是野生动植物资源保护的有效途径

1 对于那些没有经济价值的野生动植物而言,私有制不能解决其保护的问题

2 个人无法保护那些迁徙性物种或需要较大生境面积的野生动物

3 所有者在获得利益的同时,必须对其拥有的野生动物行为的后果负责

可持续收获

人们收获资源不是竭泽而渔,而是既满足当代的需要,又保证后代发展的充足物质基础。

经济灭绝

自然界一种资源物种的个体仍然存在,但是这种资源物种已经失去了经济开发利用的价值。常见的情形是一种资源物种的经济开发利用费用太高,无法进行商业性开发利用。

炫耀性消费(conspicuous consumption)与珍稀动植物的消费

炫耀性消费(conspicuous consumption) Thorstein Veblen认为有时消费是为了通过展示财富和权力而引起别人的羡慕

Veblen现象: 假如消费者将炫耀和展示贵重商品看成是地位的象征, 那么, 商品价格的上涨只会刺激这类消费者的消费,商品价格的下跌会降低这类消费者的消费欲望

9.迁地保护

意义

物种在野生状态下即将绝灭时,迁地保护无疑是最后一套保护物种的方案。

目前,许多物种只有在维持野生种群的同时,维持一个人工保护的迁地种群,才能保证物种不会绝灭。

在生物学和社会生物学基础研究中,作为野生个体的代用材料;通过管理迁地种群, 取得管理野生种群的经验;是补充野生种群的后备基因库;为那些野外生境丧失的物种提供最后生存机会;为在新的生境中创建新的生物群落,提供种源。

种群遗传管理方法

(1)在繁育配对时,尽可能将无亲缘、或亲缘关系较疏的个体配对;

(2)让每一对繁殖个体产生数目大致相当的后代;

(3)保持繁殖群的相同性比。

人工繁育物种回归自然

如何获得最初的建群个体。对建群个体应进行全面的健康检查,应查明个体基因组成的差异,通过恰当的繁育方案,使奠基者基因均匀地分布于迁地种群的亚群体之中。对迁地保护种群的年龄结构、性比、交配方案进行人工管理。

在封闭的一定大小的迁地种群,通过人为安排配种,而不是让繁殖个体自由交配,能增加迁地种群的有效种群,降低近交系数。

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