十一 遷地保護

第十一章遷地保護

2/1/20231兩個概念：就地保護(insitu或on-sitepreservation)：

指保護在野外的自然群落和種群。是生物多樣性長期保護的最好策略。遷地保護(exsitu)或易地保護(off-sitepreservation)：指在人類控制的條件下維持種群個體。許多物種在野外滅絕了，但還存活在籠養(yǎng)僑居地(captivecolonies)，例如麋鹿和野馬。2/1/20232一、遷地保護的目的

遷地保護是為了增加瀕危物種的種群數量，而不是用人工種群取代野生種群。當遷地種群數量增加時，通過不斷地釋放遷地種群的繁育后代補充野生種群，能增加野生種群的遺傳多樣性。遷地保護中主要采用調整遺傳和種群結構、疾病防治和營養(yǎng)管理等方面的措施。第一節(jié)遷地保護的目的、意義和原則

2/1/20233一、遷地保護的目的遷地保護是利用現代科學技術作為輔助手段,在有限的空間內創(chuàng)造瀕危動植物生存的必要條件,通過保證其食物供應，治療受傷、生病個體，采取節(jié)育或人工受精，淘汰某一年齡段個體等進行人工管理,調整種群的遺傳結構和種群結構,減少隨機因素對小種群的影響,使遷地種群的有效種群數量達到最大,并處于最佳年齡結構。

第一節(jié)遷地保護的目的、意義和原則

2/1/20234當遷地種群數量上升到一定量時,通過對人工馴養(yǎng)個體進行野化訓練,在適宜的生境中不斷地釋放遷地種群的繁育后代,補充野生種群,以增加野生種群的遺傳多樣性。

建立起自然狀態(tài)下可生存種群是遷地保護的最終目標。

2/1/20235遷地保護種群的個體能定期地放到野外以維持自然種群的數量和遺傳變異性。對籠養(yǎng)種群的研究能透徹了解該物種的基本生物學特性。遷地保護的種群能自我繁殖而減少為了展覽和研究目的從野外收集個體的需要。展覽個體有助于教育公眾了解保護其野外種群的重要性。遷地保護是生物保護中不可缺少的一個方面,是對就地保護的重要補充,與就地保護是相輔相成的關系。

2/1/20236二、遷地保護的意義在野生狀態(tài)下的物種即將滅絕時，遷地保護無疑提供了最后一套保護方案,例如普氏野馬、麋鹿、阿拉伯大羚羊、黑足鼬和加州禿鷲等物種的保護即是成功的例子。目前許多物種只有在維持野生種群的同時,維持一個人工保護的遷地種群才能保證物種不會滅絕。1）遷地種群在生物學和社會生物學基礎研究中,可以作為野生個體的代用材料。

2）對遷地種群的管理可以取得管理野生種群的經驗。2/1/202373）遷地種群是野生種群遺傳多樣性提高的途徑之一。

4）遷地保護為原生境己嚴重破壞的物種提供最后的避難所。

5）遷地保護對重要經濟植物(特別是重要的藥用植物)的保護具有巨大的現實意義。

6）遷地保護能為在新的生境中創(chuàng)建新的生物群落提供物種資源。7）遷地保護設施是進行公眾生物多樣性和生物保護教育的主要基地。

2/1/20238三、遷地保護的原則

1）物種原有的生境破碎呈斑塊狀，或原有生境消失。如東北虎。2）物種的數目下降到極低的水平，種內難以進行交配。

IUCN曾指出：當一個瀕危物種的野生種群數量低于1000只時，應當進行人工繁育，遷地保護作為保護該物種的一項措施。目前遷地保護手段常常是等到物種的數量極低、瀕臨滅絕時才應用,其效果顯然不如當它種群數量尚多但已面臨生存危機時,提前對它進行遷地保護時為好。所以,對于那些個體數目雖然較多,但已經出現生存危機的物種,也應該考慮進行遷地保護。2/1/202393）物種的生存條件突然惡化。

這類物種常常具有極窄的生態(tài)位閾值,適應能力較差,當生境條件的某一個或某幾個生態(tài)因子突然惡化時,將導致該物種的滅絕。如在20世紀80年代中期,四川大熊貓棲息地突然發(fā)生竹子大面積開花枯死,大熊貓由于食物短缺而面臨生存危機,此時進行遷地保護是必要的,待環(huán)境狀況恢復后再可進行野放。2/1/202310第二節(jié)遷地保護與小種群問題小種群問題的相關概念：小種群：個體數量接近或低于種群最小可生存數量的種群。種群最小生存數量：對于任何一個生境中的任何一個物種，不論可預見的統計因素、環(huán)境因素、遺傳隨機性和自然災害如何影響它，種群最小生存數量是能使該孤立種群在1000年內有99％的幾率保存下來的數量(Shaffer,1981)。種群生存力分析：用分析和模擬技術估計物種在一定時間內滅絕概率的過程，是種群統計分析的一種延伸。利用統計、遺傳、環(huán)境和自然災害的資料來估計一個種群在某一環(huán)境中生存的可能性。2/1/202311小種群問題的相關概念：遺傳漂變：隨著種群變小，僅僅由于機遇而逐漸喪失遺傳變異性的現象稱為遺傳漂變。遺傳瓶頸：由于環(huán)境中偶然事件的發(fā)生，使一個種群中大部分個體死亡而只剩幾個個體，導致該種群的數量偶然明顯下降的現象。50-500法則：要維持瀕危種群的遺傳變異性，其種群個體數量不能低于50個，最好是有500個個體。滅絕漩渦：種群變小與種群遺傳變異性的喪失、種群對隨機變化的脆弱，三者在種群滅絕過程中相互推動，相互加深，發(fā)揮著共同的效應，形成惡性循環(huán)，這種循環(huán)不斷加快，種群就像卷入不斷下降的漩渦，一步步走向滅絕。2/1/202312瀕危物種的遺傳學和種群生物學特征決定了遷地保護種群的大小，有些種群需要在很長的時間內維持一個較大的種群，而另一些種群可能僅需要一個較小的核心種群即能達到保護目的。遷地保護中常常遇到小種群的管理問題，無論是野外還是人工飼養(yǎng)下都必須按照遺傳學和種群生物學規(guī)律進行管理，才能使遷地種群長時間生存。一個封閉小種群在繁育中，群體水平和個體水平的遺傳多樣性會逐代下降。群體的遺傳雜合性提供了適應環(huán)境變化的潛力，近交導致個體的遺傳雜合性下降，產生近交衰退，表現為存活率和繁殖力下降。2/1/202313遷地種群的最小可生存種群的確定關系到遷地保護的資金投入和可行性，以及種群和環(huán)境的隨機性，并且還與種群的下列生物學特征有關：遷地種群的存活率、繁殖率以及世代間隔；有效種群大??；種群的破碎程度；奠基者效應；種群結構的變化速率；作用于種群是遺傳、漂變、選擇還是突變？種群間遷徙是否減輕了遺傳漂變的作用？2/1/202314

并不存在一個對所有物種都適用的最小可生存種群，甚至對于一個特定的種群來說，在某一特定環(huán)境之中或某一特定時刻最小可生存種群都可能不一樣。一旦確定了最小可生存種群，則物種存活計劃的目標是使種群在大于或等于最小生存種群的數量上達到結構穩(wěn)定。麋鹿在野外滅絕后僅剩下當時人工飼養(yǎng)于英國烏邦寺的18頭麋鹿，種群明顯低于50頭這樣一條最小有效種群大小標準，由于麋鹿的后宮式交配制度，其有效種群甚至小于18頭，但今天麋鹿已經在世界上20多個國家繁衍，由英國引入我國的兩小群麋鹿也建立了繁殖群體。2/1/202315遷地種群在人工管理下的壽命較野生個體長，因為人工管理消除了疾病、營養(yǎng)不良、捕食、自然災害對遷地個體的影響。遷地個體能繁殖較多的后代，并且這些后代的生存概率較高，一般也能繁殖許多后代。于是，在遷地種群中基因重組配對的機會較多，這樣一來增加了奠基者效應，二來降低了基因型選擇強度。與野生種群相比較，遷地種群有較高的增殖潛能和較長的世代間隔。對遷地種群進行遺傳管理的主要措施有：在繁育配對時，盡可能將無親緣或親緣關系較疏的個體配對；讓每一對繁殖個體產生數目大致相當的后代；保持繁殖群的相同性比。2/1/202316第三節(jié)遷地保護的環(huán)境大靈貓(Viverrazibetha)是我國熱帶亞熱帶分布的中型貓科動物,其陰部有香腺,分泌靈貓香膏.大靈貓將香膏涂在活動地區(qū)的草莖樹干和巖石上以標志活動范圍和識別個體。靈貓香是世界上20種最重要的香料之一,為持續(xù)利用靈貓資源,中國科學院昆明動物所曾進行了大靈貓馴養(yǎng)試驗。2/1/202317第三節(jié)遷地保護的環(huán)境在人工馴養(yǎng)環(huán)境中大靈貓經常處于恐懼狀態(tài)，由于長期處于緊張恐懼之中，人工飼養(yǎng)的大靈貓普遍不能生育。個別大靈貓即使受孕，胚胎在妊娠早期也被吸收或者流產，一些野外自然受孕的大靈貓在人工舍飼環(huán)境中產下幼仔后，母靈貓會吃掉幼仔。2/1/202318第三節(jié)遷地保護的環(huán)境野外大靈貓棲息于遠離居民點的茂密灌叢、草叢以及大樹洞之中，它們在洞穴和樹洞中產仔，除覓食外，大靈貓一般不在隱蔽條件差的農耕地活動。大靈貓的野外行為規(guī)律說明大靈貓需要隱蔽環(huán)境。于是研究人員為大靈貓開辟了一片面積為900m2

模擬野外環(huán)境的靈貓園，園內有喬木、灌叢和草叢并挖掘了一些大靈貓棲息的洞穴。2/1/202319第三節(jié)遷地保護的環(huán)境在這種半自然環(huán)境中，大靈貓表現出正常行為，食量增加，生長正常。在交配季節(jié)，半數以上大靈貓進行了自然交配。園中自然交配的大靈貓產下了后代后仍存在吃仔現象，而圈養(yǎng)時大靈貓則完全不能正常交配。這個例子說明為遷地種群提供類似其野外生境的環(huán)境能減少環(huán)境脅迫，使個體表現正常行為。在規(guī)劃遷地保護時，應將設計模擬野外環(huán)境之遷地保護場所的問題放在重要位置。2/1/202320第四節(jié)遷地保護的策略及其局限性（一）、動物園

古代中國、古埃及以及世界各地的帝王和貴族，都有收集和飼養(yǎng)野生動物的歷史，并建有各種皇家“靈囿”或“苑囿”。現代動物園的歷史開始于歐洲，早期為籠養(yǎng)動物園，目前各國多為擁有一定生境的動物園，今后動物園將發(fā)展為自然保護中心。

動物園傳統上是把重點放在大型脊椎動物特別是哺乳動物上，因為這些種類能引起一般公眾的極大興趣。這有忽視昆蟲和其他無脊椎動物的巨大危險。

一、遷地保護的策略2/1/202321然而，它能激發(fā)公眾對野生動物保護的熱情。如果對保護野生動物有興趣，就會捐錢，就會對政府施加壓力。結果，終于促使設立了這些物種的保護區(qū)，并使其它數千種分布于這些環(huán)境的動物和植物也得到保護。部分動物可稱為“旗艦種(flagspecies)”。通常，“旗艦物種”是指那些對資源消耗比較大的大型高等動物，如虎、大象等。在自然生境中，只要保護了這些物種的生存環(huán)境，其他物種也相應受益。

2/1/202322動物園的廣義概念是向公眾展出野生的或非家養(yǎng)的動物的場所。據此推算，全世界的動物園遠遠超過1萬座。已經參加各種國家、地區(qū)和世界動物園組織的動物園數量為1200多個。

現代動物園的使命主要有以下三項：野生動物遷地保護、從事與動物有關的科學研究以及向公眾進行保護動物等宣傳教育。

2/1/202323討論：動物園對公眾進行保護動物等宣傳教育的舉措有哪些？如何進行動物保護的宣傳教育？你所參觀的動物園，存在哪些方面的不足？你理想的動物園是什么？

2/1/202324目前，國際上有世界動物園組織（IUDZG，亦稱國際動物園園長聯合會），還建有大區(qū)的動物園協會，如美洲動物園和水族館協會（AAZPA，會員有175個動物園）、中美洲動物園協會（會員有125個動物園）、歐洲動物園和水族館協會（會員有300個動物園）、泛非洲動物園、水族館和植物園協會（PAAZAB，會員有25個動物園）、東南亞動物園協會（SEAZ，會員有545個動物園）及澳洲動物園和水族館協會（ARAZA，會員有30個動物園）。此外，國際上還建有國際物種信息網（ISIS，為全球提供飼養(yǎng)動物數據庫）、國際動物園教育工作者聯盟（IZE，開展動物園教育的國際合作）等與動物園有關的組織。

2/1/202325據統計，全世界每年到1200個國際核心動物園游覽參觀的總人數大約為6億多人，展出的動物有3000多種，總存欄數超過100萬只。全世界參觀動物園的人數已經超過了世界總人口的1／10，是任何其他公共設施和保護機構所望塵莫及的。在北美，幾乎全部人口的一半每年都要光顧動物園。中國是世界上動物園年游人量最多的國家之一，每年可達1．4億人。全世界動物園現今保持有50萬頭陸生脊椎動物，包括3000種哺乳動物、鳥類、爬行類和兩棲類?，F在全球12%鳥類、1/4哺乳動物和1/3魚類已瀕臨滅絕。僅在美國，約有5千萬只貓被養(yǎng)作寵物。2/1/202326中國目前建有各類動物園180余座，其中純動物園有40多個，飼養(yǎng)著哺乳動物、鳥類、兩棲爬行類、魚類等600余種約10萬只動物。北京、上海、廣州三城市動物園飼養(yǎng)的動物種類都超過了400種。中國成立了中國動物園協會、全國動物園科技情報網等機構，建立了4個大型瀕危動物繁育基地即成都大熊貓繁育研究基地、廣西黑葉猴繁殖研究基地、青海扭角羚繁育研究基地和沈陽珍稀鶴類繁育研究基地。與世界發(fā)達國家相比中國動物園的現有水平有待提高。

2/1/202327宗旨：

建立不再容易從野外捕捉到的稀有種和瀕危種的活的種群。如果它們的自然環(huán)境已被人類活動嚴重破壞，動物園養(yǎng)殖可能是許多種類存活的唯一機會。2/1/202328繁殖：世界各地動物園中的274種稀有哺乳動物中僅約10%的種是能自我持續(xù)的圈養(yǎng)種群。動物園從事的一項主要工作是設計和發(fā)展為建立(含繁殖)稀有和瀕危種群所需要的設備和技術，為在野外重新定殖物種發(fā)展新的方法和研究項目。生物學家已研究出一些新的技術來提高這些種類的低繁殖率。如：

2/1/202329人工孵卵(artificialincubation)。將采集的卵放在標準的孵化條件下，在孵化幼仔的早期易受攻擊階段，人工仔細照料和喂食，稍大后釋放到野外或籠養(yǎng)。交叉撫養(yǎng)(cross-fostering)。兀鷲每年僅產一窩蛋，但如果這窩蛋被移走，母鳥將產下并飼養(yǎng)第二窩蛋，如果將這第一窩蛋給另一近緣種鳥撫養(yǎng)，則每年每只雌兀鷲會產兩窩蛋。2/1/202330人工授精(artificialinsemination)：當動物園僅有一頭或很少幾頭稀有個體時，可以采用此法。胚胎移植(embryotransfer)：能增加一些稀有動物的繁殖量。其它方法：單性別培育物種(當僅殘留一個個體時)、種間雜交(當一個種的殘留成員不能在它們自己中繁殖時)、誘發(fā)冬眠和滯育技術、遺傳檢測技術、親緣譜系技術和克隆技術?？蛇€通過建立野生動物救護中心和繁育中心來增加目標物種的人工種群。2/1/202331（二）、水族館公開的水族館傳統上都趨于展覽一些稀有的和有引誘力的魚類，再輔以海豹、海豚和其他海洋哺乳動物表演。當前的主要任務是發(fā)展繁殖技術，以便稀有種類能在水族館中維持，在某時候放回到野外，而且水族館的種類不需到野外采集。2/1/202332飼養(yǎng)海洋哺乳動物和大型魚類的一個實際問題是它們需要龐大水體。一種可能的方法是利用小的、有保護的天然水體建設介于野生和人造條件之間的生境。例子：白鰭豚現僅保留野生個體約？個，原因：水質污染、漁業(yè)過度發(fā)展、水上交通太過頻繁加上水利工程越建越多（回游被切斷）。目前，在湖北天鵝洲淡水湖，已經建成了中國首個白暨豚和江豚保護基地，然而10多年來，由于從未捕獲成對的白暨豚，根本無法進行白暨豚的人工繁殖。2/1/202333植物園的主要目的是搜集、培育珍稀瀕危植物。（三）、植物園世界上最大的植物園英國皇家植物園，栽培了2.5萬種植物，約占世界植物種類的10%，其中2700種植物是IUCN紅皮書上的受威脅種類。目前世界上已建立有約1600個植物園和樹木園，收集栽培了約75000種植物，占世界植物區(qū)系成分的25%，其中有12000～15000種瀕危植物。2/1/202334植物比動物較容易保持在控制條件下。植物能容易地通過種子、扦插、根莖和組織培養(yǎng)定植。大多數植物都有對光照、水分和礦物質的共同基本要求，而這些在溫室和花園中都能容易地供給。2/1/202335據有關資料統計，在世界上，每年有1.5億人(次)參觀了植物園，其中我國約有1500人(次)。這樣，植物園除了繼續(xù)普及植物學的知識外，近年來又發(fā)展了包括稀有、瀕危植物保護在

內的環(huán)境教育內容。

植物園的科普教育應立足于自己所收集、栽培的多樣化植物，向公眾宣傳以植物為主的生物多性保護及其可持續(xù)利用的有關科學知識、科學思想和科學方法。2/1/202336（1）科學知識向公眾宣傳植物學的有關知識，植物與人類、與共他生物以及與環(huán)境相互作用、相互影響的知識，植物受脅迫、瀕危和滅絕的現狀、原因和發(fā)展的趨勢等。讓公眾認識生物樣性和環(huán)境保護的重要性和緊迫性，這是涉及到人類生存與發(fā)展的一個重大事情。2/1/202337（2）科學思想向公眾宣傳人與自然協調發(fā)展的科學思想，讓公眾了解包括植物在內的生物資源有限性、脆弱性和解體性等，明白“我們只有一個地球”的科學道理。使公眾認識到必須重新探討人類的自然資源政策，減少過度浪費，制止掠奪性的開發(fā)、利用，以保護我們的地球以及生物的受能力，實施可持續(xù)發(fā)展。2/1/202338（3）科學方法讓公眾了解國際、國內和地方在包括植物在內的生物多樣性保護及其可持續(xù)發(fā)展所作努力，了解有關戰(zhàn)略和政策，知道生物多樣性的就地保護、遷地保護和對自然資源實行科學管理等綜合保護措施，以及植物園在其中的作用。使公眾認識到環(huán)境問題是在發(fā)展的過程產生的，也一定要通過可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略加以逐步解決，樹立信心、學會有關方法和規(guī)范自己對待環(huán)境的嶄新行為。2/1/202339（1）教育要寓于對大自然的欣賞

植物園具有多樣性植物是吸引公眾的重要條件。但要通過精心的園林規(guī)劃、設計,創(chuàng)造優(yōu)美、多姿和有趣的自然景觀才能吸引公眾，使他們在欣賞大自然的過程中主動或被動地接受科學知識。（2）教育要滿足人們的好奇心理

每個植物園都不乏奇花異木,奇異在于它們的形態(tài)、顏色、行為、用途或它們與其他生物的關系等。要對于這些奇異的特征、特性進行發(fā)掘，給予適當的布置、解釋，在滿足人們的好奇心理下進行有關的科普教育，潛移默化。教育的主要方法2/1/202340（3）教育要結合人們的求知欲望

雖然人們的衣、食、住、行無不與植物密切相關，但公眾中對于日常生活中所利用和接觸的植物的有關知識并不了解，有很多的疑問?？梢詷嬎己筒贾靡恍┧剖嵌堑慕逃F場，讓公眾去尋求正確的答案，滿足其求知欲望。（4）教育要鼓勵人們的自我參與

創(chuàng)造一定的條件以鼓勵人們參與實踐。如通過看、摸、嘗、嗅和檢索等方法去自己鑒別在植物園（或某個區(qū)）中）所見到的植物及其用途；通過操作實踐，學習植物標本采集方法、掌握一定的園藝技能，如植物的各種植物繁殖技術、插花知識、陽臺或庭院的花卉布置等。教育的主要方法2/1/202341（5）教育要建立多樣化的設施

植物園的科普教育最基本的的是對每種植物應有標牌，注明它所屬的科、產地和用途等。此外還應根據教育對象和植物園的實力開辟必要的科普園地、建立科普廊、陳列室、博物館訪問中心,以活植物、標本、樣品、圖像、表格、文字或聲像等方式去宣傳有關的科學知識、科學思想和科學方法。(6)教育必須建立一定的隊伍

盡管植物園的各類科技人員都可以為公眾教育做出應有的貢獻，但一般還是需要一定的專業(yè)人員或設立必要的專門機構，其人數將取決于植物園希望做什么以及教育的規(guī)模和數量。教育的主要方法2/1/2023421種子庫(seedbank)任務：保存作物種類的變異性。依據：在低溫下，種子的新陳代謝下降，種胚的營養(yǎng)消耗很慢。大多數植物的種子都能長時間在冷、干條件下貯藏在種子庫中，以后發(fā)芽長成新植株。優(yōu)點：管理工作很少，費用也低。（四）、種子庫與基因資源庫2/1/202343

問題：因故障或設備損壞而毀壞；能量貯備耗盡和有害變化的積累使之逐漸失去發(fā)芽力；對于大型的、生活期長的種類，恢復種子的活力可能花費極大財力和消耗很長時間。約有15%“頑固的”種子，既不休眠也不耐低溫貯藏條件。

解決方式：種子樣本必須定期播種、生長、成熟結實，貯存新的種子樣本。

2/1/202344野生種的種子需講究采集策略，植物保護中心曾提供了采集植物種子的原則：應優(yōu)先采集那些有滅絕危險的、特有的、孑遺的、能重新回播自然的、有潛在經濟價值的種類；采集植物種子應盡量從植物分布區(qū)中央選點采集，同一物種應采集5個種群或更多種群中的種子；每個抽樣種群中應采集10-15株植物的種子，采集數少于10株時將失去部分等位基因；當種子存活率較低時應采集較多的種子，當植物一年中結實較少時則不應過多采集子實，以免影響植物的生長。2/1/2023452.基因資源庫(genomeresourcebank)目的：保存野生生物的遺傳多樣性。意義：為就地保護和遷地種群保存了遺傳多樣性。減少了飼養(yǎng)個體數目，延長了個體的繁殖壽命。為改良家養(yǎng)動物品質和種間雜交提供了野生種源。為地理隔離種群之間交流基因提供了途徑。2/1/202346基因資源庫只是一種保護手段，不能取代就地和遷地保護的種群。IUCN保護繁育專家組得出結論：基因資源庫是長期保存野生生物遺傳變異的手段。2/1/202347中國科學院在上海細胞生物學研究所和昆明動物研究所分別建立了細胞庫。其中昆明所收集了170余種野生動物的細胞，如滇金絲猴、黑麂、毛冠鹿、赤斑羚等。隨著細胞生物學和發(fā)育生物學的發(fā)展，人們將能通過細胞培養(yǎng)和核移植技術培育已經滅絕的野生動物。2/1/202348（一）、主觀上的局限性

（1）遷地保護的成效,取決于政策和經費的連續(xù)性。

（2）遷地保護場所在數量上和面積上是有限的。

（3）在許多動物園、植物園和野生動物園中,不同的亞種、不同的生態(tài)型個體常?；祓B(yǎng)在一起,使得物種的遺傳成分混雜。同時,遷地保護的物種有時會受到有意識的人工選擇的干擾,如挑選馴服的、野性弱的個體進行繁育等。

二、遷地保護的局限性

2/1/202349（二）、客觀上的局限性（