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生物多樣性與生態保育,鄭先祐(Ayo) 國立台南大學 環境與生態學院 院長 環境生態研究所 教授 E-mail : J Web: .tw/hycheng,保育與生物多樣性,2,地球誕生時的環境,早期的地球，是完全沒有生命。 地表覆蓋著炙熱的熔岩，大氣充滿著CO2, CH4(甲烷), N2, 水蒸氣和氫氣等分子，沒有氧氣(很稀少)。,保育與生物多樣性,3,生物多樣性與生態保育,Part I 地球生命的演變過程 Part II 台灣本島的誕生 Part III Homo sapiens 的出現 Part IV 生態保育 (conservation) 總結,永續發展,保育與生物多樣性,4,Part I 地球生命的演變過程,三十五億年的生命史 地球生物的多樣性 Gaia hypothesis：生命的力量 關鍵與穩定 複雜與不確定 時間的落差,保育與生物多樣性,5,三十五億年的生命史,原古代 (Proterozoic Era) 第一個生命的出現：35億年前 1月1日 (1/1) 行光合作用的藻類：25億至5.7億年前 4/14 至 11/2 古生代 (Paleozoic Era) 大量藻類出現：5.7億至5億年前 11/ 2 至 11/ 9 植物開始登陸：5億至4.3億年前 11/ 9 至 11/16 節肢動物開始登陸：4.3億年至4億年前 11/16 至 11/19 昆虫出現：4億至3.45億年前 11/19 至 11/25 爬虫類出現：3.45億年至2.8億年前 11/25 至 12/ 2 兩生類大量消失：2.8億年至2.3億年前 12/ 2 至 12/ 7,保育與生物多樣性,6,原古代 (Proterozoic Era) 1/1 至 11/2 古生代 (Paleozoic Era) 11/2 至 12/12 中生代 (Mesozoic Era) 恐龍與哺乳類的出現：2.3億年至1.8億年前 12/ 7 至 12/12 恐龍稱霸地球：1.8億年至1.35億年前 12/12 至 12/17 恐龍大量滅絕：1.35億年至6,500萬年前 12/17 至 12/24 新生代 (Cenzoic Era) 哺乳類大量出現：6,500萬年至200萬年前 12/24 至 12/31,三十五億年的生命史,保育與生物多樣性,7,Five Kingdoms (五個生物界),Fig. 1 生物的五個生物界。,植物界,真菌界,原生生物界,原核生物界,動物界,How many species?,地球生物的多樣性,保育與生物多樣性,8,Table 1. Number of living species in major phyla,保育與生物多樣性,9,地球生物的多樣性,現生已命名的物種有175萬種，加上尚未命名的估計至少有1,557萬種。 現生物種估計至少仍有1,382萬種，等待命名。 目前每年平均有一萬種被命名，多少年命名完成？ 地球生物物種，九成以上的命運是滅絕。 曾經存在的物種是現生物種的十倍以上。 已滅絕的物種，估計可有多少物種？,重點 I-01,保育與生物多樣性,10,表2. 比較火星、金星和地球 (現況與假設完全無生命存在過) 的大氣狀況。,地球的生命力量 （Gaia 學說）,重點 I-02,保育與生物多樣性,11,關鍵閥值與穩定性 Critical point and Stability,體系的穩定是需要時間的。 生態體系的關鍵閥值(critical point)。 體系有自我修護的能力，干擾或壓力只要不超越關鍵閥值，體系可以自我恢復。 一旦接近或超越關鍵閥值，體系可能會有劇烈的反應；若超越過多，體系會隨即垮散崩解。,重點 I-03,保育與生物多樣性,12,複雜與不確定性 Complexity and Uncertainty,整個地球生態體系是極為複雜。 CO2量，對地球的溫室化有多大的貢獻，以及其對各種生態體系的影響情況，等等，都有太多的不確定性。 生態體系的研究，其困難除了是複雜外，還有就是所需要的研究時間非常的久。 不確定性與爭議是必然存在的 範例：全球溫化對全球經濟的衝擊有多大？,重點 I-04,保育與生物多樣性,13,全球溫化的影響 （專家的預測）,第一種：情況是於西元2090年前，全球平均氣溫上升攝氏3度 第二種：情況是於西元2175年前，全球平均氣溫上升攝氏6度 第三種：情況則是於西元2090年前，全球平均氣溫上升攝氏6度,保育與生物多樣性,14,全球溫化的影響 （專家的預測）,0 10 20 30 40 50 60,21,35,62,第一種,第二種,第三種,0.8,0,0,估計全球總生產量的損失量 (%),3.6,10.4,6.7,Nordhaus (1994),保育與生物多樣性,15,全球溫化的影響 （專家的預測）,0 10 20 30 40 50 60 70 80,30,75,95,第一種,第二種,第三種,0.3,0.2,0.5,預期可能發生全球性重大影響(災害)的機率(%),4.8,17.5,12.1,Nordhaus (1994),保育與生物多樣性,16,全球溫化的影響 （專家的預測）,60 50 40 30 20 10 0,12.3,0.4,3.5,55.0,第一種,第二種,肇致全球性影響的可能機率 (%),非環境經濟學者,自然科學者,非環境經濟學者,圖4.不同專業的學者專家預期三種不同情況的全球溫暖化(global warming)可能肇致全球性影響的可能機率。原資料摘取自Nordhaus (1994)，p.49，Figure4。,保育與生物多樣性,17,時間的落差 (Time Lag),生態體系會盡其可能的修補傷害，清理污染。 相對而言，獲利即時，傷害往往拖延，兩者間有時間的落差。 科學了解到確定，再落實於政策和法律，往往會有數十年的時間落差 (DDT為例)。 臭氧層耗減，以及CFC的問題等，都同樣有時間落差的問題。,重點 I-05,保育與生物多樣性,18,Fig. 5. DDT gets praise from an advertisement in the June 30, 1947, issue of Time.,保育與生物多樣性,19,DDT 的興衰史,DDT： Dichloro-Dipheny-Trichloroethane 雙氯-雙苯-三氯乙醛 DDT的發現與應用： 第一次合成是在1874年 於1939年，發現其可用作殺虫劑 (Paul Muller) 美國大量生產是始於1940年代初期。 1948年 Paul Muller 因其在1939年的發現而榮獲諾貝爾醫學獎。,保育與生物多樣性,20,DDT被禁用的過程,1947年前，DDT被公認為有效且安全。 1957年，美國聯邦政府對DDT的使用範圍，開始有些限制。 1962年，Rachel Carson 的Silent Spring 1963年5月，美國的科學顧問委員會建議DDT應在短期內禁用。 1967年，DDT被進一步的限制使用。 1972年6月14日，在聽過9,312頁(來自125位學者專家)的證言，以及350份以上的文件後，美國環保署宣佈於農業，全面禁用。,保育與生物多樣性,21,重點複習,重點 I-01：地球生物的多樣性，現生物種分為五個界(kingdoms)，現生種類至少估計有1,557萬種，已命名的只有175萬種。 重點 I-02：地球生命的力量 (Gaia學說)。 重點 I-03：地球生態體系有關鍵閥值。 重點 I-04：不確定性與爭議是必然存在。 重點 I-05：科學了解到確定，再落實於政策和法律，往往會有數十年的時間落差 (DDT為例)。,Part I 地球生命的演變過程,I,保育與生物多樣性,22,Part II 台灣本島的誕生,新生代的近期 (700萬年前：12/31 6:30am：人科種類出現) 大陸板塊與海洋版塊再度相互擠壓：蓬萊造山運動。 台灣西部：歐亞板塊；台灣東部：菲律賓海洋板塊 玉山每年仍以5-10公分升高；花東海岸山脈仍以每年6公分向北移動。,保育與生物多樣性,23,更新世期間 200萬 - 1萬年前,A,B,C,台灣，位於大陸與太平洋群島間的種源樞紐。,保育與生物多樣性,24,台灣麻雀雖小，五臟俱全！ 位於亞熱帶，北回歸線經過的地區；但卻因為有高山，而擁有溫帶至寒帶的植被。 台灣本島高山林立，海拔三千公尺以上的高山超過百座。 整個地球的縮影。,重點 II-01,玉山的冷杉林,保育與生物多樣性,25,多元多樣的生物,細菌(含古菌) ：342 種 原生生物：1474 種 藻類： 807 種 真菌：5,586 種 植物： 8,087 種 動物：30,480 種 總計：2,614科 15,892屬 46,827種,按台灣生物多樣性資訊網 .tw/home.asp,保育與生物多樣性,26,雲海,因為中央山脈高度超過雲層，聚集為雲海，是台灣山區淡水(河川)的源頭。,重點 II-02,保育與生物多樣性,27,東埔-八通關沿線植被 摘取自：陳玉峰(1995)台灣植被誌。,保育與生物多樣性,28,台灣本島，是北半球亞洲大陸的生物避難地，類似南美洲的亞馬遜河區；但擁有更多樣的物種 (溫帶與寒帶),重點 II-03,保育與生物多樣性,29,保育與生物多樣性,30,台南左鎮動物相 (一萬年前),保育與生物多樣性,31,The indo-west Pacific is a marine diversity hotspot.,重點 II-04,保育與生物多樣性,32,重點複習,重點 II-01：台灣麻雀雖小，五臟俱全！ 重點 II-02：超過雲層的中央山脈，聚集雲海，淡水(溪流)的源頭。 重點 II-03：台灣本島，是北半球亞洲大陸的生物避難地，類似南美洲的亞馬遜河區；但擁有更多樣的物種 (溫帶與寒帶)。 重點 II-04：台灣緊鄰印度太平洋的海洋生物多樣性的hot spot區。,Part II 台灣本島的誕生,II,保育與生物多樣性,33,我們都是一家人,Part III Homo sapiens 的出現,保育與生物多樣性,34,地球生命史的最近一天 12月31日,人科的出現：800萬至500萬年前 4:00至11:30am 南猿的時代：380萬至80萬年前 14:30至22:00pm 人屬的出現：300萬(250萬)年前 16:30 (17:45) pm 巧手原人的年代：220萬至160萬年前 18:30至20:00pm 直立原人的年代：120萬至70萬年前 21:00至22:15pm Homo sapiens 的出現： 50萬年前 22:45pm 舊石器時代：20萬至1萬年前 23:30至23:58:30pm,保育與生物多樣性,35,Fig. 6 Homo sapiens 族群發展的路線,保育與生物多樣性,36,近20萬年來的歷史,舊石器時代：20萬至1萬年前 23:30至23:58:30pm 19萬年的舊石器時代 於數千至萬年前：踏上文明(改造環境)的不歸路 文明發展：改造環境的不歸路 文字歷史的開始：8,000年前 23:58:48pm 工業文明的開始： 200年前 23:59:58pm 現代科技的開始： 100年前 23:59:59pm,重點 III-01,保育與生物多樣性,37,人類與環境的關係,The Four Ecological Phases Phase one： hunter-gatherer phase - 狩獵 - 採集的時期 (數萬年) Phase two： The early farming phase - 早期的農耕 (數千年) Phase three： The early urban phase - 早期的城市(文明的興起) (數千年) Phase four： The high-energy phase - 高耗能的時期 (近三百年),適應環境,改造環境,保育與生物多樣性,38,圖 7. 10萬年來，人類平均每人每年消耗的能量。 原始時期10萬年前；狩獵-採集 1萬年前至10萬年前； 早期農業7,000 年前至1萬年前；文明興起：1400AD； 工業時代1875AD；科技時代1950AD。,保育與生物多樣性,39,城市文明的維持，需要有廣大的生產地區 (生態足跡)。 文明城市於地球上持續的建立，持續的耗盡各地區的自然資源。 近代科技文明，從西方興起，已經籠罩全球。,重點 III-02,保育與生物多樣性,40,人類倫理關係的歷史演變,個人、家庭、與家族內的關係 (輩分關係) 社會生活的關係，家族間的關係 (家族關係) 極權國家，階級間的關係 (民主革命) 經濟自由化 (人民與國家的關係) 生活環境的維護 (人民和人民間的關係) 可持續的未來 (人與自然的關係),重點 III-03,保育與生物多樣性,41,台灣本島的 Homo sapiens,五千年前的原民族：遺跡遍佈全台灣 (400多處) 台灣位處於全球亞洲古帝王文明擴張的邊陲。 數千年來，台灣是脫離文明苦難的世外桃園。 直至近四百年，西方興起，台灣才逐漸被捲入帝國爭霸的漩渦。 台灣的住民，絕大多數都是逃難者的後裔。 台灣是亞洲大陸古帝國文明的避難地。,台灣位於古文明的邊緣,保育與生物多樣性,42,大家都是外來者！,數千年前來的： 原住民 數百年前來的： 台灣人 稍微晚點才到的：客家人 於50年前隨國民黨軍隊來的漢人：外省人 最近才企圖來台灣的漢人：偷渡客,重點 III-04,保育與生物多樣性,43,重點複習,重點 III-01：人類於數千至萬年前，即踏上文明(改造環境)的不歸路。 重點 III-02：城市文明的維持，需要有廣大的生產地區 (生態足跡)。 重點 III-03：維護生活環境和可持續的未來，倫理問題在於人民和人民，以及人和自然的關係。 重點 III-04：台灣是亞洲大陸古帝國文明的避難地。大家都是外來者！,Part III Homo sapiens 的出現,III,保育與生物多樣性,44,Part IV 保育 (conservation),Conservation = 保守、保留 生態保育 = 生活環境體系的保全 生態主張：(可持續發展：永續發展) 保育策略 (conservation strategy) 可持續文明的 3 E 項原則： Ecological integrity (conservation) Economic efficiency (經濟效率) Equity (公平),保育與生物多樣性,45,生態主張,生態主張就是企圖在有限的資源條件下，建立一個永續（或持續久些）的文明社會。 建立永續的文明社會，當前的第一步就是放棄量(拓荒)的開發策略，改用保育策略(conservation strategy）。 保育策略即是將目前尚未開發(使用)的自然資源暫時保育下來；當前社會的需要，則改以提昇已開發資源享用品質。,重點 IV-01,保育與生物多樣性,46,保育策略：電力資源 (一),假設社會目前有缺電力的情形 量的開發策略 保育策略：不再建新廠，以提高用電效率（品質）取代。 歐美、日本等國家從事電力享用品質的提昇，已有二、三十年。 反觀台灣，至今使用電力仍是相當粗暴，極少有品質上的考量。 夏天走在台北街道，忽冷忽熱的感覺。,保育與生物多樣性,47,保育策略：電力資源 (二),正當環境能量正旺(夏季晴天)時，台灣各地卻有缺能源(電力)的現象。 按台電公佈的資料，每年對抗夏天太陽能，所消耗的能量大約是等於兩座核電廠的加一座火力電廠。 倘若能用絕緣及疏導(氣流)方式，與太陽和平相處，將可節省下可觀之電力。 倘若化敵為友，吸收一點太陽能，剩餘出的電力則更是可觀。 而且提昇用電品質的保育策略，是經濟的，其所要付出的成本顯著地低於開發新電廠。,保育與生物多樣性,48,生物多樣性的兩種主要價值,利用性 (instrumental or utilitarian)的價值 人為中心的價值：The view that biodiversity has value only as a means to human ends 內在的 (intrinsic or inherent) 的價值 生命中心的價值：The view that biodiversity is valuable simply because it exists, independently of its use to human beings,重點 IV-02,保育與生物多樣性,49,Nortons convergence hypothesis,人為中心(利用性)的價值 + 生命中心(內在性)的價值 = 保育生物多樣性的價值,保育與生物多樣性,50,Ethical concerns,舉證責任 (Burden of proof) 禁漏原則 (Precautionary principle) 整合保育與發展計畫 (Integrated conservation and development projects) (ICDP),重點 IV-03, 04, 05,保育與生物多樣性,51,舉證責任 (Burden of proof),倘若只有利用性的價值， 舉證責任是在 保育者 提出有利用性的價值 (數據)(證據) 利用性的價值外，也有內在性的價值， 舉證責任是在 開發者 提出對物種內在價值無傷害的證據(數據),保育與生物多樣性,52,禁漏原則 (Precautionary principle),禁漏原則是個倫理原則。 當面對有可能肇致惡果的舉動，雖然學術界仍未能確定(存在著不確定性)，但必要採取的原則。 根據禁漏原則 ，即是假定此舉動有惡果，除非提出舉動者可證明其不會有惡果。 開發者負有舉証的責任。,保育與生物多樣性,53,Integrated conservation and development projects (ICDP),保護區,在地社區,生物保育,經濟社會發展,保育與生物多樣性,54,範例：連結生態旅遊與生物多樣性保育,資助生物多樣性的保育工作 在地住民的另類生計 (Alternative livelihoods) 建構生物多樣性的支持者和領導者 提供保護區的經濟理由(economic justification) 建構促進民間保育的制度,保育與生物多樣性,55,重點複習,重點 IV-01：保育策略(conservation strategy） 重點 IV-02：生物多樣性的兩種主要價值 重點 IV-03：舉證責任 (Burden of proof) 重點 IV-04：禁漏原則 (Precautionary principle) 重點 IV-05：整合保育與發展計畫 (Integrated conservation and development projects) (ICDP),Part IV 保育 (conservation),IV,保育與生物多樣性,56,總結,地球生態體系：運行於宇宙的生命太空船 人類和一些物種，是生命太空船的乘客。 許許多多物種，是組合這艘太空船的零件。 物種持續的滅絕，如同太空船的零件持續的遺失。 關鍵閥值之下，地球生態體系可自我修護。 當接近關鍵閥值時，地球生態體系將會有激烈的反應。 當超越過時，則將會崩解。,5,保育與生物多樣性,57,台灣是自然美麗之島，生物的自然避難地。 土地面積雖然小，但因擁有高山(山脈) 而擁有地球各種生命的縮影。 歷經數千萬年，孕育數千萬種的地球生態體系，多元多樣，且複雜，人類對其了解非常的有限。 不確定性與爭議，必然存在。 面對不確定性，特別是對可能肇致公害的舉動，我們必要採取禁漏原則。 為可持續的未來，必要落實生態主張於事業、工業，以及生活上。,保育與生物多樣性,58,圖 1. 自然資源與國民福祉的關係示意圖。,可持續發展,保育與生物多樣性,59,學術發展：智價革命,人類生態學：自然與人文的對話、互動與整合 復育生態學：都會區生活圈的物種復育 事業生態學：事業生態價值化 工業生態學：工業生態程序化 生物模擬(Bio-mimicry)：向自然學習,生態科學與技術的發展,保育與生物多樣性,60,舊的 vs. 新的世界,摘取自 ：科學人雜誌，No.56, 2006年10月號，p.55。,保育與生物多樣性,61,問題與討論,J,Ayo 台南站 .tw/hycheng,保育與生物多樣性,62,國立台南大學 環境與生態學院,生態旅遊研究所,06,05,環境與能源學系,04,生物科技學系,2003,環境生態研究所,Since 95 學年度 (2006),生物科技學系(所)環境與能源學系(所)環境生態系環境生態所生態旅遊所,國立臺南大學,國立台南師範學院,91,1987,省立台南師院學院,省立台南師範學校,1899,台南師範學校,環境與生態學院,108年,105,93,89,48年,元年,元年,60年,綠色能源科技研究所,生物科技研究所,07,1946,08,生態科技學系,47,保育與生物多樣性,63,環境與生態學院 的架構 (價值),生態與科技 生物科技、能源科技、生物科技、復育技術 (保育生物學)、生態工法、自然經營管理、生態影響評估、生態監測技術 生態與事業 生態旅遊 (eco-tourism)、生態文化事業(產業)、生態教育、事業生態學 (business ecology)、工業生態學 (industry ecology) 自然與社會 文化生態、社會生態、生態經濟、生態治理 (governance)、生態論述、生態政策、生態社會地誌(拓樸)學 (Eco-society topology),48,保育與生物多樣性,64,多元文化和諧的理想世界,保育與生物多樣性,65,鄭先祐 (Ayo) 簡歷,美國杜蘭(Tulane)大學 生物學系 生態學博士 (Ph.D.) 原專長於生理生態學之研究，於美國 Smithsonian Institution專研中美洲的特有壁虎。回國後因應情況踏入生態評估學的領域，後來再逐漸轉向於人文社會生態學等方面，致力於生態學理的整合與實踐。 專業論文50多篇。一般報章雜誌文章100多篇。,保育與生物多樣性,66,學界經歷：,臺南大學 環境與生態學院 (創院)院長 (2007- ) 臺南大學 環境生態研究所 教授 (2006- ) 靜宜大學 人