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文档简介

1、海洋生物多样性丧失对人类的影响林愿勤(浙江海洋学院海洋科学与技术学院,浙江 舟山 316004)概要 海洋生物资源提供了人类社会重要的生存物质,有效地保护好这些资源,对促进人类社会的持续发展具有重要意义。最近几十年来,由于一系列直接或间接因素的作用,海洋生物物种灭绝的速度加快,丰富的物种多样性日趋下降,对人类的生存和生活产生一定的影响。因此,有必要综合分析海洋生物多样性面临的问题和威胁,评价海洋生物多样性丧失对人类社会潜在的生态学效应,为国家保护海洋生物多样性的宏观决策提供科学依据。本文将从海洋生物多样性的概念、价值、丧失的原因分析,具体从生物多样性的四个层次具体分析对人类的影响,运用生态学原

2、理探讨解决的途径和方法,探讨海洋生物多样性的研究展望。关键字 海洋生物;生物多样性;丧失;影响;The Impact of Marine Biodiversity Losson Human BeingLIN Yuan-qinThe School of Marine Science and Technology, Zhejiang Ocean University, Zhoushan, Zhejiang, 316004Abstract: The marine biodiversity resource provides human being with the material importan

3、tly,protecting these resources availably to promote humankind the social keeping on developing have the important meaning. For few several decades,because of a series of the function of the indirect or direct factor,the speed that marine biodiversity species destroy is quickly,and abundant species v

4、ariety descend gradually. Therefore, there is necessity synthesizing the problem that analyze marine biodiversity variety faces with threatens,evaluating marine biodiversity variety lose to the human social latent ecology effect,for the country to protect the variety macro view in marine biodiversit

5、y the decision provides science gist. This thesis analyzes from the variety concept,value,the reasons of marine biodiversity loss,concrete from four level of structures analysis to human influence, the application ecology principle inquiries into the path of the solution with the method, and to vari

6、ety research in marine biodiversity outlook.Key words: Marine Biology; Biodiversity; Loss; Impact前言:地球表面70%被水覆盖,其中绝大部分是海水。海洋是地球生物圈的一个重要组成部分,哺育着种类繁多的海洋生物。海洋生物作为可再生资源为人类提供大量的食品、药品和工业原料,并且对维护整个地球生物圈的生态平衡起着至关重要的作用。人类的生存和发展与海洋生态系统的平衡和稳定有着密切的联系,而海洋生态系统的平衡稳定基础是海洋生物的多样性。海洋为人类生存提供了丰富的资源,为人类社会经济可持续发展创造了优越的自然条

7、件,然而,人们在向海洋索取的同时,又自觉不自觉地破坏了海洋环境。目前海洋作为一个巨大的生态系统,正承受着一场空前的生态和遗传压力,其中许多压力正改变着海洋生态群落的结构和组成。人类活动对海洋生物多样性在遗传、物种和生态水平上的冲击主要表现在为:掠夺式的利用海洋生物资源(主要为渔业资源捕捞)、海水养殖的影响、污染和富营养、外来物种入侵和生境的破坏等方面1。就海洋渔业资源利用来说,海洋渔业是人类活动对海洋生物多样性的主要影响因素之一,它使海洋生物种类不断消失,濒危物种不断增多,特别是具有独特海洋生物遗传基因的海洋生物不断消失,海洋生物多样性在世界范围内已经受到了威胁,这种威胁已经明显损害了生态系统

8、功能正常的基础,除非我们改变目前海洋开发利用的方式,否则海洋生物多样性危机不可避免,海洋生物多样性的丧失(不管是基因水平、物种水平还是生态系统水平)是难以逆转的,这必然意味着人类将来潜在巨大机会的丧失。由于渔业活动导致的海洋生物栖息地结构的改变引发的海洋生境的丧失也是底栖生物多样性丧失的主要原因之一。海洋渔业活动在基因水平、物种水平和生态系统水平上对海洋生物多样性造成强烈影响2。我国既是陆地大国,也是海洋大国,依靠海洋的区位优势,沿海地区一直是我国社会经济最繁华的地带。但是,沿海经济的高速发展也给我国的海洋环境造成了越来越大的压力。自从80年代以来,我国海洋环境总体质量持续恶化,海洋污染事件频

9、发,海洋似乎成了垃圾场。海洋奉献给人类的东西,不仅仅局限于美味和资源了,赤潮、疫病也如影随形的献给了人类。海洋好像成了一个得了不治之症的晚期病人,人类对此有着不可推卸的责任。 生物多样性为人类提供了生存所必需的食物、药物和多种多样的工业原料,并为人们改良生物品种提供了基因源。人类社会即将步入21世纪,人们生活水平不断提高,人口急剧增长,对食物数量和质量的要求也越来越高。由于陆地空间的相对缩小和其有效资源的相对减少,仅对陆地资源的开发,已不能满足人们日益增长的生活需求。因此,海洋必将成为下一世纪人类开发的重点。海洋水产资源是潜在的巨大食物宝库,海洋中的鱼、虾、蟹、贝均是很多人喜食的佳肴,是人类所

10、需蛋白质的重要来源。珍珠贝还可生产光彩夺目的珍珠;鱼皮、鱼胶可以制革、制胶,鱼的脂肪可提炼高级工业油,鱼的肝脏可作鱼肝油,鱼鳔可作外科缝合线;大型海藻如海带、裙带菜、紫菜既可食,又可做工业、医药原料;石花菜、江篱可制琼胶;还有各种各样的海藻可作饲料、肥料和现代能源。海洋水产资源属于自然资源中的地表资源(生物圈资源),也是形成生活资料的自然资源。海洋水产资源的重要特征是这种生命资源,有自然更新和再生能力。在适宜的自然环境中,对海洋生物多样性予以保护、研究,并实施科学管理,便可以保持生物资源的生态平衡、不断更新、繁衍,才能被人类持续、稳定、合理地开发利用。研究海洋生物资源的目的就是最大限度地保护生

11、物多样性,对海洋的生物资源进行遗传多样性分析,并在此基础上对人为实践的干预和自然灾害对生物资源的遗传影响进行评估,制定和采取相应的管理和保护措施。由此我们知道海洋是未来人类生活空间的重要组成部分,海洋生物更是人类生存必不可缺的重要资源,在地球生态平衡中扮演着不可替代的角色。随着高度工业化和人口急剧增长,人类与海洋资源环境的相互关系将越来越密切,而这种密切关系存在的前提就是海洋生物的多样性。多样性是人类生存的重要物质基础和实现可持续发展的条件之一,保护海洋生物多样性就是保护人类自身的生存环境3。然而,由于盲目开发海洋、不合理捕捞以及污染物的任意排放,发海洋资源,治理海洋污染,保护海洋生物多样性刻

12、不容缓。本文将从这几个主要方面介绍人类活动对海洋生物多样性所造成的影响:利用海洋生物多样性的概念、价值、丧失的原因分析,具体从四个层次(物种多样性、基因遗传多样性、生态系统多样性和景观多样性)来分析海洋生物多样性的丧失对人类的影响,运用生态学原理探讨问题解决的途径和方法,简单地对海洋生物多样性的研究进行展望。1 明确海洋生物多样性的概念、层次及国内外的研究状况、研究意义1.1 概念(conception) 生物多样性(biodiversity)泛指地球上所有物种和它们的遗传基因,以及由这些生命和环境所构成的各种生态系,是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和,包括数以百万

13、计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。它是生命系统的基本特征。其范围包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性四个层次。1.2 层次(administrative levels)(species diversity) 中国海域既是许多热带海洋生物分布的北缘,又是一些温带海洋生物分布的南界。已记录有物种20278个,隶属于5个生物界、44个门。其物种比淡水多,比陆地少。表1显示了5个界物种数在各海区的分布4。表1 中国海域五个生物界的物种数Table 1 The species of five kingdoms in Chinese sea

14、s中国海域渤海黄海东海南海原核生物136(37)127(34)234(77)229原生生物1344(310)3088(1250)3243(1475)4956真菌68(66)12(10)112(112)189植物325(137)661(170)802(373)1203动物2325(834)7403(2659)8542(4135)12904总计4198(1384)11291(4123)12933(6172)20278(注:( )内数据是仅在本海区有记录)(marine ecosystem diversity)生态系统多样性是指生物圈内生境生物群落和生态过程的多样化以及生态系统内生境生物群落和生态过

15、程变化的惊人的多样性。从地球诞生到今天的45亿年来大自然在缓慢的变化,造就了不同的生态系统。不同的气候条件是形成不同生态系统的主要原因,不同的生态系统有不同的物种,物种依赖生态系统而存在。marine ecosystem diversity) 邻近中国大陆的海洋有渤海、黄海、东海和南海。渤海和黄海生物区系处在北温带海的边缘,东海和南海属亚热带性质,各自呈现了大海洋生态系统的特点。宁波海域各港湾海洋生态系统为例。宁波海域共记录的1255种生物5。其中详细分布如下:表 宁波海域各港湾海洋生态系统特点Table 2 The ocean ecosystem system characteristics

16、 in Ningbo bays主要海域名称宁波海域甬江口象山港三门湾浮游植物200多种728596浮游动物150多种626878底栖动物250多种7181112游泳动物270多种12414215潮间带生物350多种81168180(表摘自2001年宁波市海洋环境质量公报)海岸生态系统多样性(coast ecosystem diversity)A、沿海潮间带生态系统:中国沿海潮间带共记录有1590种生物,其中渤海251种,黄海605种,东海881种,南海971种。物种数由北往南增加,且以广温、广盐和广分布种占优势,也有温带的特有种(表)。 表 各海区潮间带生物种类 Table 3 The spe

17、cies in each intertidal zone海 域腔 肠软 体甲 壳棘 皮鱼藻其 它合 计渤 海683548173449251黄 海121801162212147 116605东 海9296196 303597148811南 海22335202544023583971合 计38513 308 78613582341590(表摘自1999年中国海洋环境质量公报)B、海岸带湿地生态系统:在浙江以北沿海的河口(estuary)和内湾,有众多的盐碱沼泽地和滩涂,被覆盖着以草本植物为主的植被,又是许多鸟类的栖息地,构成了沼泽草地鸟类生态系统。如上海南汇至杭州湾口两岸滩涂以及甬江、瓯江两岸滩涂

18、等(表)。表 中国北部和中部某些典型湿地群落及鸟类 Table 4 Some typical models wetly the cluster falls and birds in Chinese north and central area 地 区 植 被鸟 类芦 苇其 他鸭绿江口1.1万平方公里灰绿碱蓬、盐角草记录70多种。大天鹅、白鹭等辽河三角洲6.7万平方公里灰绿碱蓬、盐角草记录137种。丹顶鹤等黄河三角洲大片灰绿碱蓬、盐角草天鹅、雁鸭和海鸥等大沽河口大片灰绿碱蓬、盐角草、结缕草、白茅、大米草记录206种。白尾海雕、红喉潜鸟等盐城大片扁杆藨草、藨草、粗叶苔草、灰绿碱蓬、白茅记录226种

19、。几种雁、鸭和白骨顶崇明东滩成片海三棱藨草、粗叶苔草、灯心草、藨草记录241种。雁鸭、银鸥等上海南汇成片,宽300500米海三棱藨草占治滩面宽200400米多种杭州湾口成片海三棱藨草、灰绿碱蓬、结缕草、獐茅草雁鸭、鸥(表摘自1999年中国海洋环境质量公报)C、红树林生态系统:中国是西太平洋红树林植物分布的北缘,共有红树林植物26种,占世界的43%,另有半红树林植物11种,伴生种19种,种数由南往北递减。表 中国红树林种类分布Table 5 The distribution of Chinese mangrove species地 点海南香港澳门广东广西台湾福建浙江种 数2494109971D、

20、珊瑚及岛礁生态系统:中国海有造礁珊瑚200多种,占世界造礁珊瑚的三分之一。台湾是岸礁分布的北界,东沙、西沙和南沙诸岛是环礁分布的北界(表)。表 中国已记录造礁石珊瑚种数Table 6 The species of recorded number of hermatypic coral in China地 点南沙东沙西沙台湾海南香港广东福建种 数44701272301105045>10遗传基因多样性(genetic diversity)遗传多样性是生物多样性的基础,这种多样性表现在各个不同的个体中。尽管生命多样,许多动物在胚胎阶段却有着惊人的相似性,但他们长大之后却是非常不同,科学研究现在

21、已经可以解释这个问题了。因为几乎所有的生命都是由细胞组成的,在细胞核里有些丝状物质DNA,DNA上的螺旋状密码的不同排列组合就决定了生物之间的差别,DNA上基因决定了生命的遗传特征,这样就使每个物种都保持着自己祖先的特征,而又不完全相同。任何一个物种的灭绝都会带走它特有的基因,其损失是不可估量的。景观多样性(landscape diversity) 地球上各种不同的景观构成了地球上景观多样性。我国海岸线曲折绵长,岛屿众多,海岸地貌类型齐全,海岸带南北纵跨三个气候带,自然风光各异,拥有许多旅游价值很高的风景区。我国历史悠久,海洋文化积淀丰厚,海岸带人文景观也非常丰富,概括起来,我国海洋旅游景观大

22、体可分为七类。海岸景观、海岛景观、海滨山岳景观、海洋生态景观、海底景观、海洋历史文化景观、滨海城市景观。1.3 国内外的研究状况 生物多样性是地球上数十亿年来生命进化的结果,是生物圈的核心组成部分,也是人类赖以生存的物质基础。然而,随着人口的迅速增长与人类活动的加剧,生物多样性受到了严重的威胁,成为当前世界性的环境问题之一,受到国际社会的普遍关注6。随着人口的日益增长,以及经济的快速发展,人类活动已经引起了生物资源的不合理利用和环境的剧烈变化,生物多样性已不仅仅是科学家研究的问题,而且也引起国际社会和各国政府的广泛的关注。鉴于生物多样性面临的严峻局面,有关的国际组织或机构以及许多国家政府都纷纷

23、采取措施,致力于生物多样性的保护与持续利用工作。联合国环境规划署在19871988年起草的19901995年联合国全系统中期环境方案中提出了保护生物多样性的目标、策略以及实施方案。1992年6月在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会(UNCED)通过了1994年至2003年为国际生物多样性十年的决议7。同时,通过了生物多样性公约。目前国内外的研究现状与趋势主要是国际生物科学联合会等机构联合发起了一个全球性的生物多样性合作研究项目。其研究内容包括五个核心领域:1、生物多样性的生态系统功能;2、生物多样性的起源、维持和丧失;3、生物多样性的编目与分类;4、生物多样性的监测;5、生物多样性的保护

24、、恢复和持续利用。五个交叉领域:1、土壤和沉积物中的生物多样性;2、海洋生物多样性;3、微生物多样性;4、淡水生物多样性;5、人类对生物多样性的影响。纵观该领域的研究现状可以看出以下七个方面已成为当前生物多样性研究的热点:1、生物多样性的调查、编目及信息系统的建立;2、人类活动对生物多样性的影响;3、生物多样性与生态系统功能;4、生物多样性的长期动态监测;5、物种濒危机制及保护对策的研究;6、栽培植物与家养动物及其野生近缘的遗传多样性研究;7、生物多样性保护技术与对策。国际科学联合会(ICSU)所属的国际生物科学联合会(IUBS)自1983年始在热带10年计划(Decade of the Tr

25、opics)中就开展了热带生态系统的物种多样性及其重要研究项目。在1988年的第二十三届大会上通过了美国国家委员会提出的组织生物多样性国际合作研究项目的提案,并于1989年6月与ICSU的环境问题委员会(SCOPE)一起召开了生物多样性的生态系统功能研讨会,讨论了这个国际合作项目的目的和目标。经过多方磋商,SCOPE和MAB UNESCO分别于1990年7月和11月通过了这个项目的目的和目标。这3个组织于1992年10月联合召开了生物多样性编目与监测研讨会,井发起组织了一个全球性的生物多样性合作研究项目,共包括4个方面:生物多样性的生态系统功能生物多样性的起源维持和丧失生物多样性的编目和监测野

26、生种的多样性于1993年3月在巴黎召开了该国际合作项目的第一次会议。国际海洋生物学协会IAIBO IUBS和UNESCO的海洋海岸带项目COMAR联合成立一个特别工作组(Taskforce),以组织海洋生物多样性与生态系统功能项目。该工作组于1990年11月在巴黎开会,起草了该国际合作项目的建议书IUBS和欧洲经济共同体于1991年3月在布鲁塞尔联合召开研讨会主题是“生物多样性与生物复杂性的关系”。此外美国的Smithsonian研究院自然保护组织(The Nature Conservancy)等也都开展了规模较大的生物多样性研究项目。2 海洋生物多样性的价值、丧失的原因2.1 海洋生物对人类

27、的价值生物多样性的直接价值(direct value)直接价值与生物资源的消费者所直接接受的享受和满足有关,能相对容易的被观测和计算。又包括:消耗性利用价值、生产性利用价值。消耗性利用价值是标在那些直接消耗的自然产品上的价值。生产性利用价值是指那些商业性收获供正规市场上交换的生物资源价值。其中海中的海洋野生生物资源的生产性利用价值还表现在以下几方面: 海洋中野生生物遗传资源对现代渔业的贡献海洋野生生物的抗性(抗病性、抗盐性和抗压性等)比淡水物种要强得多,把物种抗性基因引入驯化或养殖种,能大幅度提高渔业生产力水平。 利用海洋生物多样性防治各种鱼病害海洋生物多样性丰富的地区,一般不易发生灾难性鱼病

28、现象。原因是:海洋生态系统中食物网中各营养级上的生物都是相互制约的,任何物种都不可能无限增长,故处于平衡状态。 海洋生物多样性在医疗卫生方面的价值目前我国已成功地以海底泥、藻类,乌鱼墨、海参、带鱼鳞、鲨鱼软骨等海洋生物为原料制成新型抗菌抗病毒类药、抗肿瘤药物、作用于心脑血管系统和消化、泌尿系统的药物。此外,从海绵、珊瑚、海鞘、海藻等海洋生物中提取的抗病毒活性物质有望成为新的抗HIV药物。海洋生物毒素,如河豚毒素、海葵毒素等可制成高效的神经系统药物和心血管系统药物。据介绍,由于海洋生物资源量的有限和活性物质含量的低微,直接从海洋资源进行产业化开发受到限制。运用海洋生物工程技术,利用海洋生物中含量

29、极微、活性极强的物质探索出的自然界从未有过的化合物是早出、快出特效药的新途径。 海洋生物多样性在工业上的贡献工业的原材料:植物纤维、哺乳动物毛皮、鱼脂、珊瑚礁等。还有工业上用的能源:如海底原油、海底天然气等。生物多样性的间接价值(indirect value)生物多样性的间接价值是指不能直接转化为经济效益的价值。间接价值包括:非消耗性的利用价值、选择价值和存在价值。 生物多样性的非消耗性利用价值非消耗性利用价值是指自然界提供的生态学服务性价值。我们可以从以下几方面进行分析和理解:A、为海洋生物多样性的消耗性利用价值和生产性利用价值提供支持系统。B、海洋生物多样性对生态系统中种间基因流动和协同进

30、化的贡献。C、海洋生物多样性在调节气候和物质循环方面的贡献,D、海洋生物多样性在美学、社会文化、科学、教育、精神及历史的价值。 生物多样性的选择价值指那些潜在的未被人们认识的价值。人们在将来会遇到意想不到的挑战,有些物种现在看来毫无用途,也许将来某一天却能帮助人类免于饥荒,祛除疾病,特别是由于环境不断受到破坏,现在的经济作物也许将来适应不了恶劣的环境,这意味着人们要另谋出路。 生物多样性的存在价值指其伦理学和哲学的价值。例如:发达国家的一些人,对他们从未打算参观和利用的某一物种和环境附加了价值。他们希望子孙后代可从这些物种的存在而得到一些利益,或可能只是满足于知道海洋中曾拥有鲸。 科学价值 有

31、些动植物物种在生物演化历史上处于十分重要的地位,对其开展研究有助于搞清生物演化的过程。2.2 物种多样性丧失的原因生态系统、物种和遗传多样性丧失三者之间的关系每个物种都是由一定数量的个体组成的,具有其遗传多样性。当其遗传多样性丧失到一定程度就会威胁到该种存在,而每一个物种又在一定的生态系统中占据相应的生态位并且与其它物种相关联一个物种的数量减少或灭绝,会导致其所在生态系统的失调,甚至导致该生态系统的彻底毁灭。生态系统、物种和遗传多样性丧失三者之间的关系如图:(摘自生物多样性丧失原因及保护对策初探武正军,2001) 从海洋生物物种、生态系统和遗传基因多样性三者的关系分析,物种多样性丧失的具体原因

32、有如下几点:人口迅猛增加人类自身的发展过程是个漫长而曲折的过程,人类经过几千年的发展,到1930年人口发展到20亿用了80年,1960年人口发展到30亿,增加10亿时间缩短为30年,75年人口发展到40亿,增加10亿人口所需时间为15年。1986年7月,世界人口发展到50亿,增加10亿人口只用11年,99年已经突破60亿大关。人口增加后,必须扩大耕地面积,满足吃饭的需求,这样就对自然生态系统及生存其中的生物物种产生了最直接的威胁。对海洋资源的过度开发和利用,我国形成了大量的退化海洋生态系统。比如由于人力资源扩大导致的过度捕捞、环境污染、生境破坏和人类需求总量增加,把目光投向错认为取之不尽的海洋

33、资源,导致中国乃至全世界海洋生物多样性已面临严重威胁。40多年来,围海造地、开垦滩涂总面积超过66万公顷,滨海湿地丧失约50,红树林丧失70以上,近岸珊瑚礁80遭到不同程度破坏。随着人口急剧增加经济迅速发展需要资源迫切要避免对生物资源过分利用难度很大如果得不到任何改善的话估计到21世纪可能消失的物种数为100万按现存物种为1000万计算,未来20年将是晚白垩纪距今6500万年以前以来出现大量物种消失的时期。2 生境的破碎化生物多样性减少最重要的原因是生态系统在自然或人为干扰下偏离自然状态,生境破碎,生物失去家园。与自然系统相比,退化的生态系统种类组成变化、群落或系统结构改变,生物多样性减少,生

34、物生产力降低,土壤和微环境恶化,生物间相互关系改变。生物多样性减少的程度取决于生态系统的结构或过程受干扰的程度,例如人类对海洋动、植物获取资源过程的干扰要比对生产者或消费者的直接干扰(如砍伐或猎取)产生的负效应要大。一般地,在生态系统组成成分尚未完全破坏前排除干扰,生态系统的退化会停止并开始恢复,生物多样性可能会增加;但在生态系统的功能过程被破坏后排除干扰,生态系统的退化很难停止,而且有可能会加剧。2.2.1.3 环境污染 海洋污染物的来源和种类很多,大陆径流、垃圾倾倒、排污、海产养殖、化学品泄漏、海难事故、大气沉降等都可能造成污染。据统计,全世界每年废水和污水排放量约6000亿,高度发展的工

35、业及全球居民城市化是污水排放逐年增加的主要根源;每年农药用量每年估计在6000万以上,化肥用量在200亿以上,这其中有1/3被植物吸收或滞留于土壤,2/3以上将随径流汇入海洋。随着海上石油开发和石油贸易的发展,油轮海难造成的石油溢漏事件和海上石油开发造成的石油泄漏事故时有发生,仅在1969-1970年的油船事故中泻入海洋的石油就有44万,平均每年有10万以上的石油在开采过程中溢入海洋。石油污染直接导致鱼类、海豚、海鸟等海洋生物的大量死亡。海洋生态系统遭到严重破坏,而且这种影响将是长期的。据统计,1996年南海沿岸3省区工业废水排放总量就达206135万t。其中广东118154万t,广西为810

36、78万t,海南为6903万t。加上农业污水,未经处理的生活污水和养殖污水的影响,更加加重了海洋环境污染,改变了海洋生物生境。香港近海1978-1996年记录赤潮472次,平均每年发生30次左右8。2.2.1.4 外来物种入侵所谓外来物种入侵,顾名思义,就是外来物种对生态环境入侵所造成的生物多样性的丧失或削弱。它们造成了本地生物种类的下降或灭绝。外来种的入侵从字面上理解是增加了一个地区的生物多样性,事实上,历史上那些无害的生物也是通过人的努力而扩大了分布范围的,一些驯化的作物或动物已经成了人类的朋友,如海洋生物中的红鳟鱼、海湾扇贝等,这些物种进入到异国他乡所带来的利弊。其实地球上这种入侵时时刻刻

37、都在发生,随着远洋轮压舱水的释放,每天有3000多种被引入而且随着交通的全球化,海洋开发的深入,这种入侵的频率和范围还在不断扩大9。举例1:为了保护海岸带免受海水的侵蚀,1963年南京大学钟崇信教授从英国和丹麦引进大米草,经过几十年的努力,引种成功了50多万亩,而且使大米草的分布范围从温带向南扩大到了北纬21º27´,并证明大米草具有明显的生态效应与经济效应。然而,不幸的事还是发生了,由于大米草的强烈扩张性,大米草很快就影响了贝类等的养殖,使贝类产量急剧下降。而再除去大米草,则是十分困难的事情。目前,人们逐步认识到了引种大米草对中国自然海滩生态系统的可能负面影响,连引种大米

38、草的仲教授本人也认为需要开展进一步的研究。举例2:以央视曝光南宁市海底世界海洋馆和南宁市花鸟市场有食人鲳(又称食人鱼)供人观赏和半公开销售为发端,食人鲳问题引起了国人的高度关注。食人鲳的故乡在南美洲的亚马逊,它有着美丽的外衣,其实是一种很有威胁的物种,一旦进入到自然环境,由于缺乏天敌的控制,会无限泛滥,对其它物种造成致命的危害,已经影响到城市水域、鱼塘、河流等。鉴于这种严重问题,有关部门于2002年12月下达紧急通知,对食人鲳实行“捕杀令”,虽对大部分公众场所内的食人鲳实行了消灭,但分散在个人家庭中国的该物种仍然得不到控制。人为因素导致的生物多样性丧失已经成为当今最重大的环境问题之一。物种的产

39、生和灭绝是一个自然过程,化石证据表明,海洋无脊椎动物的平均存活时间为106-107年,也就是说其背景绝灭速率为1-0.1E/MSY(the number of extinctions(E) per 106 species-years)。而由于人类活动的影响,如今的物种绝灭速率已达20-200E/MSY,是有人类之前的100-1000倍。海洋渔业活动主要包括传统海洋捕捞生产、海洋鱿钓渔业。虽然世界渔业产量随着渔业努力量的增加而呈现上升趋势,但是如果考虑到技术进步和捕捞船只增加所带来的捕捞能力的增加、捕捞对象的营养级地位的降低等因素,渔捞单位努力量的产量却呈现明显减少的趋势,这意味着渔业资源密度的

40、下降,总资源量的减少。Safina认为世界大多数海洋渔场都有开发过度的迹象,而据联合国粮农组织估计,在世界200多种主要渔业资源中,有10已经严重枯竭,18%开发利用过度,资源出现衰退,47已被充分利用,25适度开发或者开发利用不足,被充分利用的种类几乎都朝向过度利用的方向发展。世界范围内海洋渔业的生态和经济持续性日益得到关注。我国海洋捕捞生产1972年为1.75吨/千瓦,80年代为0.96吨/千瓦,90年代下降到0.81吨/千瓦,现在的渔获物中,大个体鱼少了,优质鱼少了,而低龄鱼、低值鱼却占总渔获物的80甚至90%以上。可以说,世界海洋渔业生产已经走到崩溃的边缘10。报告预测到2100年,全

41、球温度最高将上升5.8度,海平面上升9-88cm。其中日本海面将上升55cm,导致1012平方公里土地被淹,290万人被迫迁移。受天气变暖影响最严重的地区是越南,预计海面上升1m,这意味着1710万人口将失去赖以生存的土地。全球变暖是当前气候变化研究的主要方面。除自然因素外,气候变暖的根本原因是环境污染导致的微量气体排放所造成的,这不仅对海洋生物自身产生极大的影响(如由于气温变暖,极地的冰雪呈现出迟冻早融的趋势产生的两极生物在挨饿;由于降水规律和降水频率的变化降水异常,导致极地生物幼仔受威胁;气候变暖珊瑚白化、冰川融化等),同时也将对人类的生存环境带来一系列的影响。海洋养殖业在中国有悠久的历史

42、最近10年来迅猛发展包括滩涂养殖和网箱养殖藻类和贝类。随养殖业的发展,相应人工育苗海带、扇贝、对虾和多种养殖鱼类,取得了极大的成功。养殖因饵料过剩、滥用药物和病害等引起了养殖环境污染,继而影响人类生存环境和健康。人工育苗对生物多样性是否影响值得注意。此外,引进养殖种类的逃逸可能使当地的生态系统更为脆弱。3 海洋生物多样性丧失对人类的影响3.1 海洋生物遗传基因多样性丧失对人类的影响生物遗传基因多样性丧失导致人类基因库的单一性,多样性的丧失对人类的前途不利。遗传多样性是生物多样性的重要组成部分,广义的遗传多样性是指地球上所有生物携带的遗传信息的总和,而狭义的遗传多样性是指种内不同群体之间或同一群

43、体内不同个体的遗传变异的总和。遗传多样性的表现是多层次的,可以表现在外部形态上、生理代谢上和染色体、DNA分子水平上。没有遗传,不可能保持性状和物种的相对稳定性,变异不可能得到积累,生物也就不可能进化,不可能产生多样性。但是,遗传性又是一个相对的过程,绝非一成不变的,否则,仅凭遗传带来的简单重复,不可能产生新的性状,生物也失去了进化的素材。遗传多样性的根本来源可以归因于DNA复制时偶尔发生的错误,即遗传物质的改变突变,突变是创造遗传多样性的过程。突变可以分为两大类,即引起染色体数目和结构的改变(染色体畸变)以及引起基因位点内部核苷酸的改变(基因突变)。重组也是产生遗传变异的另一个重要因素11。

44、遗传资源十分丰富,这是中国实现可持续发展和提高人民生活水平的重要基础。但由于缺乏有效的专门法律和政策性的保护措施,遗传资源在生产建设和资源开发过程中遭到严重破坏。 海洋生物基因多样性的丧失对人类的影响一个物种的遗传多样性水平高低和其群体遗传结构是长期进化的结果,它还将影响其未来的生存和发展,从而给人类带来不可低估的影响。生物多样性保护的关键之一是保护物种,更具体地说就是保护物种的遗传多样性或进化潜力。种内遗传多样性或变异性愈丰富,物种近岸海洋生物污染损害日趋显著,赤潮等环境污染损害事件频发,海洋生物破坏加剧。50年来,围海造地、开垦滩涂总面积超过70万公顷,滨海湿地丧失近50%,红树林丧失70

45、%左右,近岸珊瑚礁80%遭到不同程度的破坏,使我们人类的生态环境受到了很大的破坏。对环境变化的适应能力愈大,其进化的潜力也愈大,可以减慢由于适应和进化所导致的灭绝过程。只有掌握物种多样性水平高低及其群体的遗传结构,才能制定有效的保护策略和措施。否则,任何物种水平上的保护活动都可能成效不大。例如,在实际取样时,对于一个基因流比较小、群体间变异量占60%的物种,至少要取样6个群体才能保存其95%的遗传多样性;而对群体间变异量占20%的物种,要达到同样的效果则只需从两个群体取样。显然,对一个遗传变异主要存在于群体之内的物种和一个遗传变异主要分布于群体之间的物种应具有完全不同的取样和保护方针。在濒危海

46、洋物种,特别是高度特化的单型种的研究和保护中,我们必须充分重视物种的遗传多样性和群体遗传结构,以避免近亲繁殖,从而为人类的持续发展提供条件。自从人类诞生以来,动植物的遗传多样性就被人类有意无意地加以利用,也因此才有当今数以万计的家养动物和养殖地方品种和品系。至今为止人们对海洋的利用多数在于渔获、海洋矿产开发和运输上。由于人们对海洋一些种类的人为人工繁殖或驯养,因而产生了众多适应不同海域的品种。此外,现在一些养殖鱼类和野生近缘种中存在着十分丰富的遗传多样性。目前在生产实践中普遍存在人工繁殖的经济形式衰退,这和其遗传多样性的降低有密切关系。在鱼类的人工繁殖过程中,已发现稀有基因丢失和等位基因频率的

47、改变导致鱼类适应性、生长性能和繁殖能力下降。在许多鱼类从野生状况被引种驯化为养殖品种的过程中,群体内和群体间的遗传多样性明显下降,对病虫害等不利环境的抗性逐渐减弱。驯化物种遗传多样性的丧失比野生物种的丧失对人类幸福的威胁更大,因此,研究和利用驯养动物野生近缘种所含有的遗传变异,尤其是那些与产量、质量、抗性等性状相关的遗传变异是这些动植物遗传改良成功的关键。3.2 海洋生物物种多样性丧失对人类的影响物种是生物分类的基本单位,是能够或可能相互配育的、拥有自然种群的类群,这些类群与其他类群存在着生殖隔离。作为一个物种同时具备如下条件:(1)具有相对稳定的而一致的形态学特征,以便与其他物种相区别;(2

48、)以种群的形式生活在一定空间内,占据着一定地理分布区,并在该区域内生存和繁衍后代;(3)每个物种具有特定的遗传基因库,同种的不同个体之间可以互相配对和繁殖后代,不同种的个体之间存在着生殖隔离,不能配育或即使杂交也不同产生有繁殖能力的后代12。中国国土辽阔,海域宽广,自然条件复杂多样,孕育了极其丰富的植物、动物和微生物物种,及其繁复多彩的生态组合,是全球12个“巨大多样性国家”之一。中国有鱼类3862种,占世界总数的20.0,都居世界前列。不仅如此,特有类型之多,更是中国生物区系的特点。中国拥有众多有“活化石”之称的珍稀海洋动物,如白鳍豚(Lipotes vexillifer)、文昌鱼(Bran

49、chiostoma belcheri)、鹦鹉螺(Nautilus pompilius)等等,是人所共知的。由于不断增强的开发活动和环境变化的影响,我国近海渔业生物资源及其系统结构一直处在不断变化之中。5060年代,我国近海年捕捞产量200万吨左右,渔业资源主要由经济价值较高的大型底层和近底层种类组成,如大、小黄鱼、带鱼、鲆鲽类、鳕鱼、乌贼等。随着资源开发力度的加大,这些重要经济种类逐渐衰落,一些种类虽保持较高的产量,但幼鱼比例大幅度的增加。到70年代,年捕捞产量增加到300多万吨,而马面鲀、太平洋鲱鱼等经济价值较低的种类已占了相当比例13。80年代以来,一些小型中上层鱼类逐渐替代了传统的底层鱼

50、类成为渔业生产的主要捕捞对象。另据19821988年调查,鳀鱼、黄鲫等小型中上层鱼类的比重已占到黄、渤海渔业资源总生物量的60%以上。19921993年再次调查显示,与10年前相比,渤海无脊椎动物减少了39%,鱼类产卵群体平均体重只有10年前的30%,鲈鱼、鳓鱼、真鲷、牙鲆、舌鳎、对虾、梭子蟹等重要经济渔业资源生物量只有10年前的29%,而鳀鱼、稜鳀等低值种类却增加了2.4倍。1998年的调查表明,渤海渔业资源生物量仅为1992年的11%。东海区渔业资源的变化也很明显,大黄鱼、乌贼、马面鲀的资源量有较大幅度的下降,带鱼、鲐鲹类资源虽然相对较为稳定,但其群体组成也已趋向低龄化、小型化。显然,上述

51、生产情况和调查资料已充分说明,我国近海渔业已过度开发,资源已经严重衰退。恶化全球环境状况,加速人类灭绝近年来,生态学界提出“生物多样性”(biodiversity)的观点,强调物种与基因多样化的重要。然而,据估计,整个地球的动植物种类,在未来数百年内约有50可能走向灭绝,所有的生物都将因此受到影响。一旦生物绝种,就永远消失了,无法弥补;而每当我们失去一样物种,我们就失去对未来的选择。生态学界近年提出一个新观点:“生物多样性”(biodiversity),即强调物种与基因多样化的重要。这新观点认为,地球上所有的生命都是相互依存的,就像张巨大的生命网,除非我们尽力去了解其中复杂奥妙的依存关系,并维

52、持这种关系,多样性才得以保存。然而,物种、基因的多样化与人类有何关系?失去它们对人类有影响吗?一个例子可供说明。联合国的研究小组在南极洲附近海域遍洒铁屑,大量“培育”浮游生物,这些基层生物不仅是其它海洋生物的食粮,而且能“捕捉”大气中过多的二氧化碳,减缓温室效应。目前,生态学家非常担心全球增温的现象,如果情况持续恶化,估计到2050年,每两年就会发生一次干旱,到时候人类社会是一幅凄惨的景象。灭绝笼罩全球,地球的物种曾在一夜之间丰富起来,却也可能在短期之间摧毁殆尽。地球史上曾经经历6次物种大灭绝,人类的砍伐破坏、为了经济利益不惜竭泽而渔,是最主要因素。人类虽能以人工弥补,但干万年自然形成、环环相

53、加的生态网络却再也不能恢复,生物多样性因而遭到破坏14。根据国家地理杂志的报道,田纳西大学的资深研究员皮姆和他的同事们估计,整个地球的动植物种类,在未来数百年内约有50%可能走向毁灭,所有的生物都将因此受到影响。在地球史上,每一次灭绝都是自然灾难引起的。譬如说,地质学家目前已经证明6500万年前的一次陨石撞击地球,造成恐龙大灭绝,这是最近一次的物种灭绝。然而,今日地球再一次走向物种灭绝的边缘,却不是因为某种不可违逆的外来力量,而是人类本身的行为。中国是人口最多的国家,而且80%人口分布在农村,对生物多样性具有很大的依赖性。人类从生物多样性中得到了所需的全部食品、许多药物和工业原料。海洋中的野生

54、物种是培育或驯化新品种不可缺少的原材料,特别是随着近代遗传工程的兴起和发展,物种的保存有着更深远的意义。地球生命间的联系如此神奇,海中生物与人类的命运竟也密不可分。美国国家地理杂志近期对“生物多样性”曾有大幅报道。报道指出,西医中许多极重要的药物皆源于自然,或是自然中便已存在的化学成分,如类固醇、盘尼西林、毛地黄、吗啡、阿斯匹林等。我国目前已成功地以藻类、带鱼鳞、鲨鱼软骨等海洋生物为原料制成新型抗菌抗病毒类药、抗肿瘤药物、作用于心脑血管系统和消化、泌尿系统的药物。海洋生物毒素,如河豚毒素、海葵毒素等可制成高效的神经系统药物和心血管系统药物等。由此可见,现在人类对海洋的认识在逐步加深,利用海洋造

55、福人类。如果没有海洋生物多样性,必然造成药物科学研究素材的缺乏的同时减缓人类向科学进军的步伐15。物种丧失所造成分解作用及其速率减少而产生对人类间接的影响海洋生态系统中的食碎屑动物就占有重要位置,像海洋沼泽或红树林中的一些无脊椎动物,通过它们之间的合作关系对所处环境中的物质的分解有重要作用。如果这些中的有些种类丧失,就会使得环境中的重要营养物质的释放和循环过程大大减弱。太平洋圣诞岛上陆地红蟹(Gecarcoidea natalis)对海岛生态系统产生强烈的影响。它是雨林底层的主要消费者。食性杂、取食种子、苗木、果实和落叶,又是一种重要树苗和藤本幼苗的食草动物。在几天内把18种植物幼苗吃掉29%

56、35%,把大量森林底层的果实和种子搬到巢穴中。这种蟹是热带岛屿上重要成员,密度范围为:0.82.6头/hm2,生物量平均0.8t/hm2。野外试验观测到它可在12小时内把17种植物的绝大部分繁殖体搬走。这种蟹可搬运和吃掉雨林落叶的30%50%。又据Green(1993)的试验表明,蟹可把每年落叶的39%80%般走处理掉,陆地红蟹巢穴口附近土壤中的有机物质和许多矿质元素(如N、P、K、Ca和Mg)等含量较高。物种多样性可增强生物群落和生态系统的自我调节功能;系统构成单调则自身调节功能弱,或者,系统内的部分组成遭严重破坏而导致生态平衡失调,这两种情况都可导致有害生物失控而猖獗为害16。保护生物多样

57、性如利用天敌可以形成对有害生物的生态控制功能这是“多样性”对于防治工作的首要意义。可知生物多样性对于有害生物治理工作具有多层意义,所以有害生物治理工作也必需树立生物多样性保护观念,并积极利用生物多样性的各种功能,发展生态控制途径。3.3 海洋生物生态系统多样性丧失对人类的影响无论是物种多样性还是遗传多样性,都是寓于生态系统多样性之中。我国地大物博,生态系统多样,生物区系结构复杂,不同海区的不同生态系统为人类提供了各种各样的海洋资源。许多名贵水产品或为一个种,或为一个地方物种,生活在一个特定的生态系统中。一些特殊的生态系统的破坏必然会造成一些特有物种的绝灭。又如东海栖息的200余种鱼类中,就有名贵特有鱼类10种和亚种。近30年来,产卵场遭受破坏,加之过度捕捞等原因,这10个种或亚种无一幸免,都处于濒危状态。一个生态系统多样性越低,稳定性性也就越差。 邻近中国大陆的

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