保护生物学论文

保护生物学论文

一、什么是保护生物学保护生物学(ConservationBiodiversity)是从保护生物及其环境的角度出发来保护生物多样性的科学。该门科学将首先研究生物多样性原理、现状和丧失的原因，然后从遗传、物种和生态系统等多个层次上对生物多样性加以保护，并从国际间的公约、保护法律、政府部门的政策、基层保护区的管理、社区发展与保护的关系多方面入手促进和保障保护措施的实施。保护生物学研究的目标：弄清自然生态系统在人类压力下被破坏的过程和程度；提出保护和管理的措施。其目的是遏制并扭转由于人口过度增长和自然资源过度破坏而造成的生物多样性急剧下降的危机状况。其理论与实践的发展，对于环境和自然资源的保护，以及人类社会的可持续发展，都有着重要的意义。保护生物学是一门综合性学科，其理论涉及植物学、动物学、微生物学、系统与进化、遗传学、分子生物学、生态学、环境学等诸多自然科学。目前地球上很难找到未受到人类活动影响的自然生态系统，自然保护需要人们直接干预自然生态系统，需要了解人类活动对物种生存的影响，因此需要将经济学、人类学、社会学、心理学等社会科学的理论和实践应用到生物多样性保护的研究与实践中。因此，保护生物学是纯科学与应用科学结合，是自然科学与社会科学结合的综合性学科。要求保护生物学者具备相关的自然科学和社会科学多学科扎实的基本理论和较强的实践技能，并具备较强的语言表达和组织管理能力。保护生物学是一门价值取向的科学。保护生物学是要实现保护生物多样性，保护生物多样性的直接目的是保护生物多样性具有的价值，借以保护和维持生态平衡，实现人类对生物多样性的可持续利用，实现人类社会的可持续发展。因此，保护生物学具有价值取向。保护生物学涉及的保护对象是生物物种和生态系统，生态系统和生物多样性的有效、持续、成功保护的标准，不只是某一个物种的数量的简单增加或者保护区的扩大，而应该是长时间尺度上保护，至少是进化时间尺度上的保护，即保护的目标实现生态系统多样性、结构、功能的长期保持，并使其进化的历程得以保持。二．保护生物学的基本原理 作为一门年轻的学科 它的理论还在不断地完善和发展 ，保护生物学的原理分为功能的和伦理或规范的两类 。1 功能原理     这是基于历史事件和基础理论 主要来源于生态学 生物地理学和种群遗传学的理论和研究结果。包括以下原理：  1.1 构成自然群落的许多物种是进化的结果 。在大多数群落中， 物种是环境组成的有意义部分。这一原理主要强调自然群落的结构 、功能和协同进化的稳定性不同于非自然的或人工群落。 基于这一原理 尚有如下推论：    a 物种是相互依存的 处于群落中的物种不仅具有自己独特的逃避捕食者，寻找食物捕捉食物的方式，而且相互间还有更多的依赖关系。 b 许多物种是高度特化的。大多数动物，包括食植性昆虫、寄生虫和寄生生物，都依赖干一忡特定的宿主。 c 关键种的灭亡将会产生长远的影响，关键种是在食物链中处于较高位置的食肉动物， 它们控制着位置低于它们的类群 。 d 广泛适应性物种的引进可能会减少多样性。外来植物或动物，特别是大型的具有广泛适应性的物种的引进 ，往往会改变食物链的环节，导致食物链失控，从而引起不良的链锁反应，致使多样性减少 。1.2 生态学原理     多数虽然不是全部的生态过程都有一个阈值 ，低于或超过这一阈值，\n 生态过程会变成不连续的混乱的甚至终止。 这一原理表明了许多生态过程和模式包括演替 、养分循环和密度制约现象 。被打断或丧失常常发生在较小的系统中。  生态学原理包括两个主要的推论：      a 生境和演替阶段持续的时间依赖其规模的大小 资源或生境的丢失常常发生在较小的生境 。在较小的生境中， 更容易因传染病 、火灾、 风暴袭击等发生片断化 ，甚至丢失 ，而物种将随生境的消失而灭绝。    b 爆炸 减少多样性 。如果优势种群密度增加而超过维持水平， 它门可能消灭土生的被捕食物种和其它与之共享资源的物种。 爆炸常常发生在较小生境 ，因小生境缺乏完整的种群缓冲机制。 包括能分散个体的生境， 以及为食肉动物在遇到恶劣条件时提供可选择的足够的食物 。通常在种群密度较高的保护区内， 疾病 ，特别是传染性疾病的传播率很高。几乎会影响所有的个体。   1.3 种群的存活能力依赖其种群的大小     遗传和种群统计过程有一个阈值，低于这一阈值，非适应的，不规则的动力将超越种群的适应性和稳定的动力， 即种群有一个最低生存条件和种群的灭绝有一个过程 。这一原理包括三个推论：    a 远缘杂交繁殖的种群会因为种群数量小于50~100 时，发生近亲交配而逐渐失去适应性。b 小种群，体数低于数百 的遗传漂变将导致失去基因多态性，随之这些基因的损害将直接降低适应性。 因为多位点杂合性是远缘杂交繁殖生物的优势 。 c 在小种群中，自然选择将失去作用。原因在于遗传漂变和基因多态性的适应潜能的丧失 。1.4 自然保护区对于大的稀有生物存在内在的失去平衡的危机     a 在大小受到局限和生境隔离的自然保护区灭绝是很难避免的。对这种保护区内的很多类群来说，物种多样性的保持须通过人工的方法。    b 用非人工的方法来重建或保持大的或稀有生物在已被长期隔离的保护区是不可能的。特别是不同的保护区间的基因交流被阻断时更为困难而基因的流动有助于防止种群内的基因发生分化。 2 伦理或规范原理 这是从伦理的角度来阐述生命的另一种含义。生态伦理 提供了极有价值的基础，为我们的行动提供衡量的准则。这是多数保护生物学家和生物学家一致同意的。伦理原理包括： 2.1 有机体的多样性是好的       这是一个无法检验或证实的原理。这或许只是人自己本能对世界的看法。因为人们不愿看到一个单调、枯燥的世界。这也是近年来许多动物园和国家公园建立的原因之一。   2.2 生态的复杂性是好的     这一原理与有机体的多样性是并行的。只是更强调生境多样性和复杂生态过程的价值。生态的多样性可以用人工方法来增加。但这并不能反映真实的生态系统，特别是对一些隐蔽的类群及其有关生物是很难体现的。 2 .3 进化是好的     物种、种群保持持续进化的潜能是好事。生命本身的存在就表现了进化过程的多样性进化就像一台机器，生物是它的产物。从伦理角度来理解这一原理，就是尽可能地保持进化过程的连续性 完整性和避免更多的干扰。  2.4 生命的多样性有其内在的价值 这是最基础的一个原理。强调非人类生命的固有价值，物种的存在就表示了它们在长期进化过程中具有自己的价值。无论是获得的或是失去的，它都具有潜在的或是遗传的价值。\n三．保护生物学的发展现状随着人口增加、人们对物质文化需求的提高以及人类活动的加剧，人类对生物资源的索取与日俱增，对环境的破坏日趋严重。现在，已经形成了生物资源短缺、生物大量灭绝、灭绝速度加快的严重局面。环境破坏和生物多样性的丧失严重地制约着社会进步、经济发展，而且必将严重影响人类社会的可持续发展。为解决由于人类活动而使生物及其生境受到极大威胁等问题，逐渐形成了从保护生物及其栖息环境的角度出发来保护生物多样性的一门新兴学科——保护生物学。保护生物学也是一门实践性很强的科学，在保护区的建设、珍稀濒危动植保护、生态恢复和防止外来物入侵等方面有着其他学科不可替代的作用。保护生物学上世纪80年代兴起于美国。我国的保护生物学始于上世纪90年代，是目前的一个热门的学科。当前保护生物学方面较活跃的研究领域及难点有：1.全球生物多样性的现状和保护生物学热点地区的划分目前世界范围内，对生物种类、分布、进化等生物多样性基础资料了解还很不够。因此有必要在一些重点的、有条件的地区开展的生物区系调查，以使人们对生物多样性现状的了解更加接近真实。在此基础上确定和保护生物多样性热点地区，如世界上物种最多的地区是热带雨林、珊瑚礁、热带湖泊和赤道地区等。2.生物多样性和生态系统稳定性的关系关于生物多样性与生态系统稳定性的关系是保护生物学需要探讨的一个难点，同时也是一个保护生物学需要回答的一个关键问题。它关系到保护生物多样性到底要保护到一个什么样的水平，保护生物多样性到底对环境、对可持续发展、对人类的生存安全有多大作用等一系列关键问题，还直接涉及到保护生物多样性的意义。虽然一些学者通过一些调查、试验获得了一些假说，但还没有形成一个得到普遍承认的结论，因此尚需进行深入研究。3.种群生存力分析和小种群生存概率由于生境的异质性和个体扩散，形成了许多小种群。一个物种的命运最终取决于构成该物种的所有小种群的命运。随着小种群内近交系数的逐代上升，遗传杂合性逐代降低，导致种群的适合度下降，最终导致小种群的灭绝。尽管许多学者对一些物种的生存力进行了初步分析，但由于种群生存能力涉及物种本身的一些内在因素，如种群数量、种群大小、性比、生殖能力、遗传多样性水平、健康状况等，还涉及到环境状况、自然选择压力、食物条件、竞争、寄生、捕食、疾病等诸多因素的联合作用。因此，科学地确定某一物种的生存能力和小种群生存概率比较困难。但是，在濒危物种确定、保护对象确定都涉及到种群生存力问题。特别是迁地保护物种时，保存的种群大小涉及到资金的投入和保护的效果，因此确定物种的最小可生存种群是当务之急。4.珍稀濒危物种遗传多样性水平保护生物学的主要目的之一就是对现存的珍稀濒危物种加以有效地保护。采取保护措施之前，有必要全面了解这些物种的分布区、生物生态学习性、种群生存能力等，但其中很重要的一项便是要详细了解现存野外种群的亲缘关系及遗传多样性水平。只有在全面地了解了该物种所有种群的遗传多样性水平的基础上，才能制订一个科学的保护、繁育方案。5.关键种的确定和功能群划分\n保护生物学面对的是非常复杂的生态系统。保护生物学工作者一直期望能够通过抓住主要矛盾或简化矛盾来解决生态系统结构、功能等复杂问题。因此试图寻找到生态系统内的关键种，或将生态系统中的不同生物种划分成功能群。在这些生态系统中是否存在关键种，关键种的含义究竟应该怎样理解，在一个特定的生态系统中究竟哪个物种（或哪几个物种是关键种）是关键种，在一个特定的生态系统中功能群应如何划定，这些问题的解决将在很大程度上丰富保护生物学的理论，指导保护生物学的实践。6.生物多样性价值评估体系的建立虽然一些学者对生物多样性的价值进行了比较科学的分类，并对直接经济价值，其涵养水源、保持土壤释放O2、固定CO2等间接经济价值等进行了估算和评价，但由于生物多样性价值涉及多种直接经济价值、多样的间接经济价值、潜在价值和伦理价值等诸多方面。到目前为止还没有一个完整的生物多样性价值评估体系。为了使各级政府和全社会对生物多样性的价值有一个科学的认识，为了使生物多样性保护事业得到应有的支持和补偿，为了各级政府在发展经济与保护环境问题上做出科学决策，应尽快建立科学的生物多样性价值评估体系。7.物种濒危和灭绝的机制目前有关生物多样性丧失机制中关于生境破坏、生境破碎、生境退化和污染、外来种的入侵、疾病流行等因素的作用多限于定性化水平，或以局部研究成果推断整体，缺乏更具有科学依据的深入探讨。如在生境破碎方面应对：生境破碎的动态过程，生境破碎与生境异质性，生境斑块的隔离程度，边缘效应与岛屿效应，生境斑块中种群生灭动态，生境斑块的微气候环境，以及在破碎生境中维持生物多样性的措施等等开展深入研究。8.关键物种的保护当今生物多样性保护的着眼点是减缓现有物种的灭绝速率，特别是减缓那些单种科、单种属的灭绝。其次是研究防止那些生态系统中的旗舰种Flagshipspecies、关键种Keystonespecies灭绝的措施。并从物种生存的生物学机制和外部生态环境着手探讨物种灭绝的可预防性。9.恢复生态学仅靠迁地保护和就地保护等措施，不可能有效地实现保护生物多样性，也不可能实现对生物多样性的可持续利用。因此有必要对保护区以外的区域进行科学经营管理，对已经破坏或退化的生境采取恢复生态学措施加以恢复或重建。因此，有必要针对不同生态系统，根据其地理位置、退化状况等因素加以详细研究，提出科学的恢复技术措施。10.生物技术在保护生物学中应用开展生物工程、生物化学和计算机专家在生物分类、描述，以及生物多样性的调查中的应用技术研究；生物技术在小种群基因多样性恢复、阻止基因的有害转变、外来物种控制、物种和群落的保存等方面的应用。11.自然保护区理论国内外现存的自然保护区多存在面积偏小、互相之间联系不紧密等诸多问题。有必要针对保护区性质、功能、保护对象等对现有的自然保护区进行评估。研究保护区的位置、大小、形状，保护区之间的网络联系，怎样减少自然保护区内的边缘效应和破碎效应，怎样建设自然保护区间的生境走廊，怎样管理和利用自然保护区等问题。12.立法与公众教育制定生物多样性保护法律法规，规范全民保护生物多样性的行为，普及生物多样性保护知识，提高公众的生物多样性保护意识，总结少数民族利用和保护生物资源的经验，进行生物多样性保护与持续利用宣传教育等。四．保护生物学的运用目前保护生物多样性的途径主要有两种：一是物种和种群水平上的保护；二是群落水平上的保护。1．物种和种群水平的保护物种和种群水平的保护主要有就地保护和迁地保护两种方式。\n2.就地保护长期保护生物多样性的最佳策略就是在野外保护自然群落和种群，即就地保护。只有在野外，物种才能在自然群落中继续进化适应变化的环境。就地保护的主要工作有以下方面：1）种群监测了解珍稀濒危物种特殊现状的途径是在野外调查该物种并进行长期监测。在规律性的基础上反复调查种群，种群随时间的变化就可以确定。种群监测可有效地反映出种群对其生存环境的变化所做出的反应。2）种群编目对种群的现有个体数量作简单的计数。通过连续、定期、重复地进行种群工作就可以确定种群数量是稳定、是增长，还是下降。较大范围地编目工作能够帮助确定物种的活动范围和物种丰富地区的面积。3）种群调查包括使用可重复抽样方法估计群落中某一物种的种群密度。一个地区可被分割成许多样地并可统计每块样地中的个体数。这些个体数统计结果的平均值可用于估计种群的实际数量。4）种口研究通过跟踪种群的已知个体确定出生率、繁殖率和存活率。不同的物种需要采用相应的跟踪技术。种口研究可提供种群年龄结构的信息。5）种群生存能力的分析种群生存能力的分析是一种扩展的种口分析，集中于确定物种是否有能力在某种环境中生存下去。6）物种和生态系统的长期监测对生态系统过程（温度、降雨量、湿度、土壤酸性、水质、溪流的流速、土壤侵蚀等）、群落（现存物种、植被数量、每营养级的现有生物量等）和种群数量（给定物种的现存个体数）进行长期监测十分必要。例如，许多两栖类、昆虫和一年生植物种群不同年份间变化极大，就需要多年的数据以确定某物种的丰富度实际上是否在下降，或仅仅正在经历属于规律变化的低种群数量年份。7）建立自然保护区建立自然保护区即是目前重要的物种和种群水平上的就地保护措施，也是在种群水平上保护的主要途径。