人类的生存离不开其他生物。地球上多种多样的植物、动物和微生物为人类提供了不可缺少的食物、纤维、木材、药物和工业原料。它们与其物理环境之间相互作用所形成的生态系统,调节着地球上的能量流动,保证了物质循环,从而影响着大气构成,决定着土壤性质,控制着水文状况,构成了人类生存和发展所依赖的生命支持系统。物种的灭绝和遗传多样性的丧失,将使生物多样性不断减少,逐渐瓦解人类生存的基础。
一、生物多样性及其价值
生物多样性是一个地区内基因、物种和生态系统多样性的总和,分成相应的3个层次,即基因、物种和生态系统。基因或遗传多样性是指种内基因的变化,包括同种的显著不同的种群(如水稻的不同品种)和同一种群内的遗传变异。物种多样性是指一个地区内物种的变化。生态系统多样性是指群落和生态系统的变化。目前国际上讨论最多的是物种的多样性。科学家估计地球上大约有1400万种物种,其中有170万种经过科学描述。对研究较多的生物类群来说,从极地到赤道,物种的丰富程度呈增加趋势。其中热带雨林几乎包含了世界一半以上的物种。
生物多样性具有多种多样的价值(见表2-6),其潜在的价值更是难以估量。从长远来看,它对人类的最大价值可能就在于它为人类提供了适应区域和全球环境变化的各种机会。
表2-6 生物资源价值的分类
直接价值
1.消耗性利用价值(薪柴、食物、建材、药物等非市场价值);
2.生产性利用价值(木材、鱼等市场价值)。
间接价值
1.非消耗性利用价值(科学研究、观鸟等);
2.选择价值(保留对将业有用的选择价值);
3.存在价值(野生生物存在的伦理感觉上的价值)。
从当前来看,人类从野生的和驯化的生物物种中,得到了几乎全部食物、许多药物和工业原料与产品。就食物而言,据统计,地球上大约有7-8万种植物可以食用,其中可供大规模栽培的约有150多种,迄今被人类广泛利用的只有20多种,却已占世界粮食总产量的90%。驯化的动植物物种基本上构成了世界农业生产的基础。野生物种方面,主要以野生物种为基础的渔业,1989年向全世界提供了1亿吨食物。实际上,野生物种在全世界大部分地区仍是人们膳食的重要组成部分。
就药物而言,近代化学制药业产生前,差不多所有的药品都来自动植物,今天直接以生物为原料的药物仍保持着重要的地位。在发展中国家,以动植物为主的传统医药仍是80%人口(超过30亿人)维持基本健康的基础。至于现代药品,在美国,所有处方中1/4的药品含有取自植物的有效成分,超过3000种抗生素都源于微生物。在美国,所有20种最畅销的药品中都含有从植物、微生物和动物中提取的化合物。
就工业生产而言,纤维、木材、橡胶、造纸原料、天然淀粉、油脂等来自生物的产品仍是重要的工业原料。生物资源同样构成娱乐和旅游业的重要支柱。
在单个作物和牲畜种内发现的遗传多样性,同样具有重大的价值。在作物和牲畜与其害虫和疾病之间持续进行的斗争中,遗传多样性提供了维持物种活力的基础。目前,生物育种学家们已经培育出了许多优良的品种,但还不断需要在野生物种中寻找基因,用于改良和培育新的品种,提高和恢复它们的活力。杂交育种者和农场主同样依靠作物和牲畜的多样性,以增加产量和适应不断变化的环境。从1930年到1980年,美国差不多一半的农业收入应归功干植物杂交育种。遗传工程学将进一步增加遗传多样性,创造提高农业生产力的机会。
二、生物多样性减少及其原因
据专家们估计,从恐龙灭绝以来,当前地球上生物多样性损失的速度比历史上任何时候都快,鸟类和哺乳动物现在的灭绝速度或许是它们在未受干扰的自然界中的100倍至1000倍。在1600-1950年间,已知的鸟类和哺乳动物的灭绝速度增加了4倍。自1600年以来,大约有113种鸟类和83种哺乳动物已经消失。在1850到1950年间,鸟类和哺乳动物的灭绝速度平均每年一种。90年代初,联合国环境规划署首次评估生物多样性的一个结论是:在可以预见的未来,5%至20%的动植物种群可能受到灭绝的威胁(见表2-7)。国际上其他一些研究也表明,如果目前的灭绝趋势继续下去,在下一个25年间,地球上每10年大约有5-10%的物种将要消失。
表 2-7 受威胁物种的现状
| 灭绝 | 濒危 | 渐危 | 稀有 | 未定 | 全球受威胁总数 | |
| 植物 | 384 | 3325 | 3022 | 6749 | 5598 | 19078 |
| 鱼类 | 23 | 81 | 135 | 83 | 21 | 343 |
| 两栖类 | 2 | 9 | 9 | 20 | 10 | 50 |
| 爬行类 | 21 | 37 | 39 | 41 | 32 | 170 |
| 无脊椎动物 | 98 | 221 | 234 | 188 | 614 | 1355 |
| 鸟类 | 113 | 111 | 67 | 122 | 624 | 1037 |
| 哺乳类 | 83 | 172 | 141 | 37 | 64 | 497 |
转引《保护世界的生物多样性》,中国环境科学出版社1991年版
从生态系统类型来看,最大规模的物种灭绝发生在热带森林,其中包括许多人们尚未调查和命名的物种。热带森林占地球物种的50%以上。据科学家估计,按照每年砍伐1700万公顷的速度,在今后30年内,物种极其丰富的热带森林可能要毁在当代人手里,大约5-10%的热带森林物种可能面临灭绝。另外,世界范围内,同马来西亚面积差不多大小的温带雨林也消失了。整个北温带和北方地区,森林覆盖率并没有很大变化,但许多物种丰富的原始森林被次生林和人工林代替,许多物种濒临灭绝。总体来看,大陆上66%的陆生脊椎动物已成为濒危种和渐危种。海洋和淡水生态系统中的生物多样性也在不断丧失和严重退化,其中受到最严重冲击的是处于相对封闭环境中的淡水生态系统。同样,历史上受到灭绝威胁最大的是另一些处于封闭环境岛屿上的物种,岛屿上大约有74%的鸟类和哺乳动物灭绝了。目前岛屿上的物种依然处于高度濒危状态。在未来的几十年中,物种灭绝情况大多数将发生在岛屿和热带森林系统。
当前大量物种灭绝或濒临灭绝,生物多样性不断减少的主要原因是人类各种活动造成的:
1.大面积森林受到采伐、火烧和农垦,草地遭受过度放牧和垦殖,导致了生境的大量丧失,保留下来的生境也支离破碎,对野生物种造成了毁灭性影响;
2.对生物物种的强度捕猎和采集等过度利用活动,使野生物种难以正常繁衍;
3.工业化和城市化的发展,占用了大面积土地,破坏了大量天然植被,并造成大面积污染;
4.外来物种的大量引人或侵入,大大改变了原有的生态系统,使原生的物种受到严重威胁;
5.无控制的旅游,对一些尚未受到人类影响的自然生态系统受到破坏;
6.土壤、水和空气污染,危害了森林,特别是对相对封闭的水生生态系统带来毁灭性影响;
7.全球变暖,导致气候形态在比较短的时间内发生较大变化,使自然生态系统无法适应,可能改变生物群落的边界。
尤其严重的是,各种破坏和干扰会累加起来,会对生物物种造成更为严重的影响(见表2-8)。
| 类群 | 每一种原因的% | |||||
| 生境消失 | 过度开发 | 物种引进 | 捕食控制 | 其他 | 还不清楚 | |
| 哺乳类 | 19 | 23 | 20 | 1 | 1 | 36 |
| 鸟类 | 20 | 11 | 22 | 0 | 2 | 37 |
| 爬行类 | 5 | 32 | 42 | 0 | 0 | 21 |
| 鱼类 | 35 | 4 | 30 | 0 | 4 | 48 |
三、保护生物多样性的国际行动和途径
生物多样性的减少,不仅会使人类丧失各种一系列宝贵的生物资源,丧失它们在食物、医药等方面直接和潜在的利用价值,而且会造成生态系统的退化和瓦解,直接和间接威胁人类生存的基础。国此,国际上比较早地采取了行动,保护各种生物物种和资源,并逐渐形成了一个国际条约体系。70年代初以来,陆续通过了以野生动植物的国际贸易管理为对象的华盛顿公约,以湿地保护为对象的拉姆萨尔公约,以候鸟等迁徙性动物保护为对象的波恩公约,以世界自然和文化遗产保护为目的的世界遗产公约及其他一些国际或区域性的公约和条约。1992年,在联合国环发大会上通过了《生物多样性公约》,几个国际环境组织还在会议上公布了“全球生物多样性保护战略”,形成了保护生物多样性的综合性公约和战略。中国先后加入了华盛顿公约、拉姆萨尔公约和世界遗产公约,并于1992年签署加入了《生物多样性公约》。
保护生物多样性就是采取措施保护基因、物种、生境和生态系统,使其长期地满足人类的各种现实和潜在需求,长期地起到维持生态系统稳定性的作用。为了实现保护生物多样性的目标,需要各国政府在制定土地开发和农业、林业、牧业、渔业等发展政策时,综合考虑保护生物多样性的要求,特别是应当严格限制开发现己所剩不多的自然生境,防止自然生境的进一步缩小和破坏。从保护的具体途径来划分,主要有就地保护和迁地保护与离体保护。就地保护主要是就地设立自然保护区,限制或禁止捕杀和采集等,控制人类的其他干扰活动。通过设置不同类型的保护区,可以形成生物多样性保护区网络。迁地保护和离体保护主要是建立植物园、动物园、水族馆、种质库和基因库,对野生生物物种和遗传基因进行保护。
保护物种的最佳途径是保持它们的生境,即建立相对完整的自然保护区网络。70年代以来,世界自然保护区覆盖面积增长很快,到1990年已达到陆地面积的5%左右,大致建立了较完整的保护区网络。根据国际自然与自然资源保护同盟(IUCN)1994年的报告,各种生物带都建立了一定比例的保护区(见表2-9),但一些生物带,如温带草原和湖泊的保护区比例过低,许多保护区过于狭小,支离破碎,缺少建设和管理资金,缺乏有效的管理,尚起不到有效保护的功能。据世界银行90年代估计,与自然保护有关的活动费用支出,发展中国家占GDP的0.01-0.05%,发达国家占GDP的0.04%,每年总额大约60-80亿美元。这些资金大多数用于发达国家的保护活动,承担生物多样性保护重负的发展中国家所用的资金很少。今后紧迫的任务是制订包括生物多样性保护及其合理利用的综合战略,并有效动员国际国内资金,用于保护区的建设和管理。
| 生物群落 | 全球总面积 (平方公里) |
保护区数目 | 保护区面积 (平方公里) |
(%) |
| 热带湿润森林 | 10513210 | 506 | 538334 | 5.1 |
| 亚热带/温带 | ||||
| 雨林/林地 | 3930979 | 899 | 366297 | 9.3 |
| 温带针叶林/林地 | 15682817 | 429 | 487227 | 3.1 |
| 热带干森林/林地 | 17312538 | 799 | 817551 | 4.7 |
| 温带阔叶林 | 11216660 | 1507 | 358240 | 3.2 |
| 长绿硬叶林 | 3757144 | 776 | 177584 | 4.7 |
| 暧沙漠/半沙漠 | 24279842 | 300 | 984007 | 4.1 |
| 有寒冷冬季的沙漠 | 9250252 | 136 | 364720 | 3.9 |
| 冻原群落 | 22017390 | 78 | 1645043 | 7.5 |
| 热带草原/稀树草原 | 4264833 | 59 | 235128 | 5.5 |
| 温带草原 | 8967591 | 194 | 99982 | 0.8 |
| 山地混合系统 | 10633145 | 1277 | 852494 | 8.0 |
| 岛屿混合系统 | 3252270 | 530 | 322769 | 9.9 |
| 湖泊系统 | 517694 | 17 | 6635 | 1.3 |