全球變化下的生物多樣性保護(hù)措施

1、全球變化下的生物多樣性保護(hù)措施前 言（1）1978年是中國歷史上最偉大的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。中國已融入全球一體化并正走向復(fù)興的輝煌時(shí)代。中國在國際舞臺上的戰(zhàn)略地位已被絕大多數(shù)國家所承認(rèn)，但同時(shí)被要求對全球的和平與發(fā)展承擔(dān)更多的義務(wù)與責(zé)任。中國政府向世界宣布：中國將是一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國，其中就包括環(huán)境責(zé)任！前 言（2）青年生態(tài)學(xué)家不僅要關(guān)心中國的生態(tài)與環(huán)境問題，也應(yīng)關(guān)心全球的生態(tài)與環(huán)境問題。中國的重大生態(tài)與環(huán)境問題無一不與全球的重大生態(tài)與環(huán)境問題密切相關(guān)復(fù)旦大學(xué)生態(tài)學(xué)高級講習(xí)班最重要的宗旨：培養(yǎng)青年一代生態(tài)學(xué)家全球視野；激發(fā)對生態(tài)科學(xué)的強(qiáng)烈興趣；鞏固對科學(xué)事業(yè)的獻(xiàn)身精神；探討研究的科學(xué)方法及邏輯思維。中國生態(tài)

2、學(xué)家面臨的七大挑戰(zhàn)全球變化與區(qū)域生態(tài)安全 外來種入侵與有效控制 重要生態(tài)區(qū)與生物多樣性保護(hù) 流域生態(tài)學(xué)與科學(xué)管理 濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與水資源安全 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康與食物安全 植被恢復(fù)與生態(tài)災(zāi)害防治 “全球變化下的生物多樣性保護(hù)”命題兩個(gè)關(guān)鍵詞 全球變化 生物多樣性 （影響） （相應(yīng)） 保護(hù)全球變化的主要方面全球氣候變暖外來物種入侵土地利用方式改變資源挖掘生物多樣性核心理論問題發(fā)生喪失維持功 能 服務(wù)保護(hù)恢復(fù)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)價(jià)值估算持續(xù)利用生物多樣性的科學(xué)問題 多樣性是生物界的兩個(gè)重要現(xiàn)象(特征)之一，另一個(gè)是生命過程 進(jìn)化機(jī)制提供了理解地球上生命驚人的多樣性的鑰匙 生物學(xué)中的機(jī)會 物種形成的研究是進(jìn)化生

3、物學(xué)中最重要的研究領(lǐng)域之一，與我們對過去、現(xiàn)在和將來生物多樣性起源的認(rèn)識有直接關(guān)系。 生物學(xué)中的機(jī)會幾個(gè)極有啟發(fā)的觀點(diǎn)： 分析物種形成的格局可為闡明生物多樣性跨大地理區(qū)變化的生態(tài)過程提供線索 關(guān)于可持續(xù)發(fā)展的倡議：一份生態(tài)學(xué)研究的日程表 現(xiàn)在，越來越需要開展以對綜合機(jī)制的解釋以及生物多樣性大尺度格局為目標(biāo)的研究工作，對可調(diào)控生物多樣性因子的了解是指導(dǎo)生境保護(hù)和重建生態(tài)學(xué)策略的核心。 關(guān)于可持續(xù)發(fā)展的倡議：一份生態(tài)學(xué)研究的日程表幾個(gè)極有啟發(fā)的觀點(diǎn)： 一個(gè)基因可以影響一個(gè)國家的興衰；一個(gè)物種可以左右一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)命運(yùn)；一個(gè)優(yōu)良的生態(tài)群落的建立可以改善一個(gè)地區(qū)的環(huán)境。 李振聲幾個(gè)極有啟發(fā)的觀點(diǎn)：Bi

4、odiversity 生物多樣性? 生物多樣性（Biodiversity）指地球上所有植物、動物、微生物物種及變異體以及所有生態(tài)系統(tǒng)和它們形成的生態(tài)過程生物多樣性的組分與層次Ecological diversity Biomes Bioregions Landscapes Ecosystems Habitats Niche PopulationsGenetic diversity Populations Individuals Chromosomes Genes NucleotidesOrganismal diversity Kingdoms Phyla Families Genera Spe

5、cies Subspecies PopulationsCultural diversity: Human interactions at all levels生物多樣性基因多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性物種多樣性全球主要生物類群的物種數(shù)目（Heywood et al,1995）巴西、哥倫比亞、秘魯、墨西哥、扎伊爾、馬達(dá)加斯加、澳大利亞、中國等12個(gè)國家（mega-diversity country）擁有全世界60-70%的生物多樣性中國生物多樣性的特點(diǎn)物種高度豐富高等植物排第3位裸子植物排第1位特有屬、種多大熊貓、揚(yáng)子鱷銀杏、水杉 區(qū)系起源古老留有白堊紀(jì)、第三紀(jì) 殘遺成分栽培植物、家養(yǎng)動物及其野生親緣的

6、種質(zhì)資源異常豐富水稻5萬個(gè)品種大豆2萬個(gè)品種藥用植物萬種全國家養(yǎng)動物品種、品種群及類型共計(jì)650余個(gè)，其中馬66個(gè)，驢20個(gè)，綿羊79個(gè)，山羊48個(gè)，豬113個(gè)，雞109個(gè)，鴨35個(gè)，鵝21個(gè)新金豬，東北花豬，三江白豬，新淮豬，上海白豬，伊犁白豬，贛州白豬，吉林黑竹，蘆白豬，榮昌豬，金華豬貴州白山羊崇明白山羊宜昌白山羊生態(tài)系統(tǒng)豐富多樣陸地生態(tài)系統(tǒng)27大類，460個(gè)類型森林16大類，185個(gè)類型草地4大類，56個(gè)類型荒漠7大類，79個(gè)類型濕地和溫水水域5大類海洋生態(tài)系統(tǒng)6大類，30個(gè)類型中國主要生態(tài)系統(tǒng)類型空間格局復(fù)雜多樣氣候從北到南，由不同氣候帶引起不同的植被類型從東到西，隨著降水量的減少，在

7、北方，針闊混交林和落葉闊葉林向西依次更替為草原和荒漠；在南方,東部(江南丘陵)和西部(云南高原)亞熱帶常綠闊葉林性質(zhì)上明顯不同地形 中國山地眾多，地形復(fù)雜。特別是西部多山地區(qū)，短距離內(nèi)分布多種生態(tài)系統(tǒng)。如橫斷山脈的高山深谷受太平洋東南季風(fēng)和印度洋西南季風(fēng)的影響，成為物種的形成和分化中心，物種豐富度高，特有程度高生物多樣性的巨大價(jià)值使用價(jià)值直接使用價(jià)值：提供食物、纖維、藥物和其它產(chǎn)業(yè)的原材料，例如野生蔬菜、青蒿素、白果素、橡膠等間接使用價(jià)值：環(huán)境和生命維持系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能，例如碳氧平衡，水土保持，凈化環(huán)境等選擇價(jià)值（潛在價(jià)值）為后代人提供選擇機(jī)會的價(jià)值，例如抗性基因等根據(jù)中國生物多樣性國情研究報(bào)告

8、的研究成果，中國生物多樣性的價(jià)值為萬億元 Nature（1997）估計(jì)，全球生物多樣性經(jīng)濟(jì)價(jià)值為33萬億美元/年生物多樣性是人類生存的戰(zhàn)略資源生物多樣性：國家主權(quán)一些國家加緊獲取我國的生物多樣性資源一個(gè)基因可以影響一個(gè)國家的興衰；一個(gè)物種可以左右一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)命脈；一個(gè)優(yōu)良的生物群落的建立可以改善一個(gè)地區(qū)的環(huán)境實(shí)例：中華獼猴桃、巴西橡膠、南方紅豆杉南方紅豆杉（福建明溪）生物多樣性與國家安全一個(gè)國家的安全不僅意味著一個(gè)強(qiáng)大的國家，還意味著有健康和受過良好教育的大眾和健康、富饒的環(huán)境重視生物多樣性的國家具有最強(qiáng)大的國家安全生物多樣性的最大價(jià)值可能還在于為人類提供適應(yīng)局部和全球變化的機(jī)會 全球生物多

9、樣性策略生物多樣性保育的緊迫性地質(zhì)史上已發(fā)生過5次自然大滅絕（Wilson，1989）原因：地質(zhì)變化和大災(zāi)變地球又一次進(jìn)入大滅絕時(shí)期（人類活動）類別 滅絕 瀕危 漸危 稀有 未定 全球受威脅總數(shù) 植 物 384 3325 3022 6749 5598 19078 魚 類 23 81 135 83 21 343 兩棲類 2 9 9 20 10 50 爬行類 21 37 39 41 32 170 無脊椎動物 98 221 234 188 614 1355 鳥類 113 111 67 122 624 1037 哺乳類 83 172 141 37 64 497 自工業(yè)化初期至今，全球漁業(yè)資源減少了90

10、；1/3的兩棲動物、1/5的哺乳動物和1/4的針葉樹種瀕臨滅絕當(dāng)代物種滅絕速度比自然滅絕速度快100-1000倍一個(gè)物種滅絕影響約50個(gè)物種的生存全球氣候變暖與生物多樣性保護(hù)（一）全球氣候變暖會導(dǎo)致 氣溫上升、濕度變化降雨量時(shí)空發(fā)生巨大變化，旱澇急轉(zhuǎn)彎 冰川退縮、雪線上升 海平面上升，鹽水入侵、海岸侵蝕 .全球氣候變暖與生物多樣性保護(hù)（二）對生物多樣性影響 分布區(qū)發(fā)生巨大變化；改變物種的特性：生物節(jié)律、生長發(fā)育、行為、繁殖與傳播；使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能、生態(tài)服務(wù)功能和演替發(fā)發(fā)生變化。全球氣候變暖與生物多樣性保護(hù)（三）案 例（馬志軍等）氣候變化對上海鳥類區(qū)系組成的影響 上海地區(qū)鳥類組成和居留型的

11、變化與氣候變暖有關(guān)。鳥類新記錄中的南方分布種明顯多于其他區(qū)域分布種；一些歷史上的旅鳥和夏侯鳥目前全年可見。上海地區(qū)氣候變化1950-2008年間上海地區(qū)年均溫變化aaaabc上海地區(qū)氣候變化1950-2008年上海地區(qū)最冷月份的年均氣溫 上海地區(qū)氣候變化1950-2008年間上海地區(qū)極端最低氣溫 上海地區(qū)氣候變化1950-2008年間上海地區(qū)最熱月份平均氣溫 aaaaab上海地區(qū)氣候變化1950-2008年間上海地區(qū)極端最高氣溫的變化 a,bbbbba,c上海地區(qū)氣候變化1959-2008年間上海地區(qū)年降水量的變化 上海地區(qū)氣候變化y = 0.0012x - 2.1485R2 = 0.0591

12、0%10%20%30%40%50%195919691979198919992009冬季降水量所占比例y = -0.0022x + 4.6611R2 = 0.16480%10%20%30%40%50%60%195919691979198919992009春季降水量所占比例y = 0.0034x - 6.3116R2 = 0.19430%10%20%30%40%50%60%70%80%195919691979198919992009年份夏季降水量所占比例y = -0.002x + 4.2113R2 = 0.16320%10%20%30%40%50%60%1959196919791989199920

13、09年份秋季降水量所占比例1959-2008年間上海地區(qū)不同季節(jié)(冬季：12-2月；春季：3-5月；夏季：6-8月；秋：9-11月)降水量占全年降水量的比例 上海地區(qū)鳥類多樣性變化上海地區(qū)觀鳥報(bào)告的來源及數(shù)量上海地區(qū)鳥類多樣性變化1950s-至今：共記錄到鳥類420種1950s：288種(280種)1980s：352種(379種)2000s：363種78 - 14 = 6459 - 48 = 11上海地區(qū)不同時(shí)期鳥類種數(shù)變化上海地區(qū)鳥類多樣性變化253種鳥類在三個(gè)時(shí)間段都有記錄21種在上世紀(jì)50年代和80年代都有記錄的鳥類在近年調(diào)查中沒有記錄近年來上海地區(qū)發(fā)現(xiàn)的鳥類新記錄為47種上海地區(qū)鳥類多

14、樣性變化數(shù)量變化雁形目鳥類：1980s：一二十萬，南匯邊灘、崇明島北沿邊灘、崇明東灘以及橫沙東灘均有大群的分布 2000s：5萬多，主要分布于崇明東灘、九段沙上海地區(qū)鳥類多樣性變化上世紀(jì)80年代至今崇明東灘記錄到的越冬小天鵝數(shù)量 上海地區(qū)鳥類多樣性變化數(shù)量變化：鸻形目鳥類：1980s：崇明東灘估計(jì)為上百萬只 1990s：崇明東灘記錄到10萬余只(1996)，約25萬只(Barter)2000s：2006、2007年遷徙季節(jié)崇明東灘最大數(shù)量為1萬余只；2006年前后南匯邊灘鸻鷸類數(shù)量達(dá)5萬只以上，近年來數(shù)量1萬 上海地區(qū)鳥類多樣性變化數(shù)量變化：鷺類北竿山鷺科鳥類數(shù)量變化(數(shù)據(jù)來源：陳璐璐等，20

15、08) 上海地區(qū)鳥類多樣性變化數(shù)量變化：雀形目鳥類80年代市區(qū)常見鳥類：家燕、冕柳鶯、極北柳鶯、烏鶇、珠頸斑鳩、麻雀、白頭鵯、大山雀、白腰文鳥、棕頭鴉雀等80年代郊區(qū)常見鳥類：山斑鳩、喜鵲、灰喜鵲、畫眉、八哥、棕背伯勞、灰椋鳥、絲光椋鳥等近年來市區(qū)常見鳥類：白頭鵯、烏鶇、珠頸斑鳩、麻雀和灰喜鵲等上海地區(qū)鳥類多樣性變化鳥類種類和數(shù)量變化原因大量的鳥類新記錄：觀鳥人員的增加一些種類可能為逃逸鳥，如黃臀鵯、紅嘴相思鳥和灰頭鴉雀近年未記錄的種類：在上海可能沒有分布，或者數(shù)量極少而未被記錄環(huán)境改變所導(dǎo)致的鳥類棲息地喪失和退化：快速城市化，土地利用改變，濕地過度圍墾，外來生物入侵，非法捕獵鷺科鳥類數(shù)量上升

16、：魚塘蟹塘等人工濕地面積增加，鷺科鳥類極少被捕獵其他地理區(qū)域的情況影響氣候變化氣候變化對鳥類的影響 鳥類新記錄是否以從南方擴(kuò)散來為主？部分旅鳥或冬候鳥是否分別成為冬候鳥或留鳥？ 候鳥(旅鳥和夏候鳥)在春季的的遷徙時(shí)間是否提前? 氣候變化對鳥類的影響分布區(qū)的變化草鸮遠(yuǎn)東葦鶯鳳頭百靈氣候變化對鳥類的影響分布區(qū)域的變化上世紀(jì)80年代的新記錄鳥類的原分布區(qū)位置53153340102030405060原來分布區(qū)上海以南上海以北上海以西其他鳥類種類數(shù)氣候變化對鳥類的影響分布區(qū)域的變化近年的新記錄鳥類的原分布區(qū)位置20143370102030原來分布區(qū)上海以南上海以北上海以西其他鳥類種類數(shù)氣候變化對鳥類的影

17、響居留型的變化1980s-2000s部分鳥類居留型的變化 氣候變化對鳥類的影響旅鳥春季遷徙期的變化旅鳥春季遷徙期記錄月份的變化氣候變化對鳥類的影響夏候鳥遷徙期的變化夏候鳥遷來和遷離記錄月份的變化主要結(jié)論上世紀(jì)50年代至今，上海地區(qū)氣溫呈上升趨勢，特別是冬季增溫現(xiàn)象明顯上海地區(qū)近年記錄到鳥類363種，其中新記錄46種上海地區(qū)鳥類組成和居留型的變化與氣候變暖有關(guān)。鳥類新記錄中的南方分布種明顯多于其他區(qū)域分布種；一些歷史上的旅鳥和夏侯鳥目前全年可見全球氣候變暖與生物多樣性保護(hù)（三）案 例（肖翊華）武漢大學(xué)教授日本櫻花始花期有明顯提前趨勢 肖翊華先生是植物生理學(xué)家，從1946年進(jìn)入武漢大學(xué)堅(jiān)持觀測、記

18、錄櫻花花期，從未間斷。去蘇聯(lián)學(xué)習(xí)的4年間，他托朋友代為記錄；文革下放期間，請妻子記錄。對日本櫻花有60余年不間斷的花期記錄，在中國恐怕也是絕無僅有的。他的數(shù)據(jù)表明近20-30年來，櫻花的始花期有明顯提前的趨勢，這與全球氣候變暖有明顯的關(guān)系。在一些保護(hù)區(qū)的黃山松發(fā)布界線上延外來種入侵與生物多樣性保護(hù)（一）外來種入侵會導(dǎo)致 物種組成發(fā)生重大改變大量資源被掠取 .外來種入侵與生物多樣性保護(hù)（二）外種入侵對生物多樣性影響 加劇物種之間競爭，導(dǎo)致土著種種群衰退； 導(dǎo)致入侵地生物多樣性明顯下降； 改變生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)過程。 .外來種入侵與生物多樣性保護(hù)（三）案 例(陳中義研究結(jié)果) 互花米草通過種

19、間競爭取代海三棱藨草，將使其面積顯著減少 ；互花米草競爭取代海三棱藨草后，導(dǎo)致了大型底棲動物物種多樣性的降低； 互花米草占領(lǐng)海三棱藨草群落和光灘生境，形成密集的單種群群落，可能威脅到鸻鷸類的棲息。 外來種入侵與生物多樣性保護(hù)（四）案 例(彭容豪研究結(jié)果) 互花米草入侵顯著升高了鹽沼生態(tài)系統(tǒng)的植物與 土壤總碳氮庫與土壤無機(jī)氮庫互花米草群落對潮汐交換中外源無機(jī)氮輸入的較 強(qiáng)攔截吸收能力是維持其高生產(chǎn)量與快速擴(kuò)張的 重要機(jī)制，是造成土壤無機(jī)氮庫上升的主要來源互花米草的促淤作用是造成總碳氮庫上升的重要 機(jī)制 土地利用方式的改變與生物多樣性保護(hù)（一）土地利用方式改變導(dǎo)致 景觀破碎化土地覆蓋性質(zhì)變化 土地利用方式的改變與生物多樣性保護(hù)（二）土地利用方式改變對生物多樣性影響 森林、草原、濕地生態(tài)系統(tǒng)大面積減少許多重要的生態(tài)敏感區(qū)傷失動物遷徙和植