全球变化下的生物多样性保护措施

1、全球变化下的生物多样性保护措施前 言（1）1978年是中国历史上最伟大的转折点。中国已融入全球一体化并正走向复兴的辉煌时代。中国在国际舞台上的战略地位已被绝大多数国家所承认，但同时被要求对全球的和平与发展承担更多的义务与责任。中国政府向世界宣布：中国将是一个负责任的大国，其中就包括环境责任！前 言（2）青年生态学家不仅要关心中国的生态与环境问题，也应关心全球的生态与环境问题。中国的重大生态与环境问题无一不与全球的重大生态与环境问题密切相关复旦大学生态学高级讲习班最重要的宗旨：培养青年一代生态学家全球视野；激发对生态科学的强烈兴趣；巩固对科学事业的献身精神；探讨研究的科学方法及逻辑思维。中国生态

2、学家面临的七大挑战全球变化与区域生态安全 外来种入侵与有效控制 重要生态区与生物多样性保护 流域生态学与科学管理 湿地生态系统保护与水资源安全 农业生态系统健康与食物安全 植被恢复与生态灾害防治 “全球变化下的生物多样性保护”命题两个关键词 全球变化 生物多样性 （影响） （相应） 保护全球变化的主要方面全球气候变暖外来物种入侵土地利用方式改变资源挖掘生物多样性核心理论问题发生丧失维持功 能 服务保护恢复优化经济价值估算持续利用生物多样性的科学问题 多样性是生物界的两个重要现象(特征)之一，另一个是生命过程 进化机制提供了理解地球上生命惊人的多样性的钥匙 生物学中的机会 物种形成的研究是进化生

3、物学中最重要的研究领域之一，与我们对过去、现在和将来生物多样性起源的认识有直接关系。 生物学中的机会几个极有启发的观点： 分析物种形成的格局可为阐明生物多样性跨大地理区变化的生态过程提供线索 关于可持续发展的倡议：一份生态学研究的日程表 现在，越来越需要开展以对综合机制的解释以及生物多样性大尺度格局为目标的研究工作，对可调控生物多样性因子的了解是指导生境保护和重建生态学策略的核心。 关于可持续发展的倡议：一份生态学研究的日程表几个极有启发的观点： 一个基因可以影响一个国家的兴衰；一个物种可以左右一个国家的经济命运；一个优良的生态群落的建立可以改善一个地区的环境。 李振声几个极有启发的观点：Bi

4、odiversity 生物多样性? 生物多样性（Biodiversity）指地球上所有植物、动物、微生物物种及变异体以及所有生态系统和它们形成的生态过程生物多样性的组分与层次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生物多样性基因多样性生态系统多样性物种多样性全球主要生物类群的物种数目（Heywood et al,1995）巴西、哥伦比亚、秘鲁、墨西哥、扎伊尔、马达加斯加、澳大利亚、中国等12个国家（mega-diversity country）拥有全世界60-70%的生物多样性中国生物多样性的特点物种高度丰富高等植物排第3位裸子植物排第1位特有属、种多大熊猫、扬子鳄银杏、水杉 区系起源古老留有白垩纪、第三纪 残遗成分栽培植物、家养动物及其野生亲缘的

6、种质资源异常丰富水稻5万个品种大豆2万个品种药用植物万种全国家养动物品种、品种群及类型共计650余个，其中马66个，驴20个，绵羊79个，山羊48个，猪113个，鸡109个，鸭35个，鹅21个新金猪，东北花猪，三江白猪，新淮猪，上海白猪，伊犁白猪，赣州白猪，吉林黑竹，芦白猪，荣昌猪，金华猪贵州白山羊崇明白山羊宜昌白山羊生态系统丰富多样陆地生态系统27大类，460个类型森林16大类，185个类型草地4大类，56个类型荒漠7大类，79个类型湿地和温水水域5大类海洋生态系统6大类，30个类型中国主要生态系统类型空间格局复杂多样气候从北到南，由不同气候带引起不同的植被类型从东到西，随着降水量的减少，在

7、北方，针阔混交林和落叶阔叶林向西依次更替为草原和荒漠；在南方,东部(江南丘陵)和西部(云南高原)亚热带常绿阔叶林性质上明显不同地形 中国山地众多，地形复杂。特别是西部多山地区，短距离内分布多种生态系统。如横断山脉的高山深谷受太平洋东南季风和印度洋西南季风的影响，成为物种的形成和分化中心，物种丰富度高，特有程度高生物多样性的巨大价值使用价值直接使用价值：提供食物、纤维、药物和其它产业的原材料，例如野生蔬菜、青蒿素、白果素、橡胶等间接使用价值：环境和生命维持系统的调节功能，例如碳氧平衡，水土保持，净化环境等选择价值（潜在价值）为后代人提供选择机会的价值，例如抗性基因等根据中国生物多样性国情研究报告

8、的研究成果，中国生物多样性的价值为万亿元 Nature（1997）估计，全球生物多样性经济价值为33万亿美元/年生物多样性是人类生存的战略资源生物多样性：国家主权一些国家加紧获取我国的生物多样性资源一个基因可以影响一个国家的兴衰；一个物种可以左右一个国家的经济命脉；一个优良的生物群落的建立可以改善一个地区的环境实例：中华猕猴桃、巴西橡胶、南方红豆杉南方红豆杉（福建明溪）生物多样性与国家安全一个国家的安全不仅意味着一个强大的国家，还意味着有健康和受过良好教育的大众和健康、富饶的环境重视生物多样性的国家具有最强大的国家安全生物多样性的最大价值可能还在于为人类提供适应局部和全球变化的机会 全球生物多

9、样性策略生物多样性保育的紧迫性地质史上已发生过5次自然大灭绝（Wilson，1989）原因：地质变化和大灾变地球又一次进入大灭绝时期（人类活动）类别 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 自工业化初期至今，全球渔业资源减少了90

10、；1/3的两栖动物、1/5的哺乳动物和1/4的针叶树种濒临灭绝当代物种灭绝速度比自然灭绝速度快100-1000倍一个物种灭绝影响约50个物种的生存全球气候变暖与生物多样性保护（一）全球气候变暖会导致 气温上升、湿度变化降雨量时空发生巨大变化，旱涝急转弯 冰川退缩、雪线上升 海平面上升，盐水入侵、海岸侵蚀 .全球气候变暖与生物多样性保护（二）对生物多样性影响 分布区发生巨大变化；改变物种的特性：生物节律、生长发育、行为、繁殖与传播；使生态系统的结构与功能、生态服务功能和演替发发生变化。全球气候变暖与生物多样性保护（三）案 例（马志军等）气候变化对上海鸟类区系组成的影响 上海地区鸟类组成和居留型的

11、变化与气候变暖有关。鸟类新记录中的南方分布种明显多于其他区域分布种；一些历史上的旅鸟和夏侯鸟目前全年可见。上海地区气候变化1950-2008年间上海地区年均温变化aaaabc上海地区气候变化1950-2008年上海地区最冷月份的年均气温 上海地区气候变化1950-2008年间上海地区极端最低气温 上海地区气候变化1950-2008年间上海地区最热月份平均气温 aaaaab上海地区气候变化1950-2008年间上海地区极端最高气温的变化 a,bbbbba,c上海地区气候变化1959-2008年间上海地区年降水量的变化 上海地区气候变化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年间上海地区不同季节(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 上海地区鸟类多样性变化上海地区观鸟报告的来源及数量上海地区鸟类多样性变化1950s-至今：共记录到鸟类420种1950s：288种(280种)1980s：352种(379种)2000s：363种78 - 14 = 6459 - 48 = 11上海地区不同时期鸟类种数变化上海地区鸟类多样性变化253种鸟类在三个时间段都有记录21种在上世纪50年代和80年代都有记录的鸟类在近年调查中没有记录近年来上海地区发现的鸟类新记录为47种上海地区鸟类多

14、样性变化数量变化雁形目鸟类：1980s：一二十万，南汇边滩、崇明岛北沿边滩、崇明东滩以及横沙东滩均有大群的分布 2000s：5万多，主要分布于崇明东滩、九段沙上海地区鸟类多样性变化上世纪80年代至今崇明东滩记录到的越冬小天鹅数量 上海地区鸟类多样性变化数量变化：鸻形目鸟类：1980s：崇明东滩估计为上百万只 1990s：崇明东滩记录到10万余只(1996)，约25万只(Barter)2000s：2006、2007年迁徙季节崇明东滩最大数量为1万余只；2006年前后南汇边滩鸻鹬类数量达5万只以上，近年来数量1万 上海地区鸟类多样性变化数量变化：鹭类北竿山鹭科鸟类数量变化(数据来源：陈璐璐等，20

15、08) 上海地区鸟类多样性变化数量变化：雀形目鸟类80年代市区常见鸟类：家燕、冕柳莺、极北柳莺、乌鸫、珠颈斑鸠、麻雀、白头鹎、大山雀、白腰文鸟、棕头鸦雀等80年代郊区常见鸟类：山斑鸠、喜鹊、灰喜鹊、画眉、八哥、棕背伯劳、灰椋鸟、丝光椋鸟等近年来市区常见鸟类：白头鹎、乌鸫、珠颈斑鸠、麻雀和灰喜鹊等上海地区鸟类多样性变化鸟类种类和数量变化原因大量的鸟类新记录：观鸟人员的增加一些种类可能为逃逸鸟，如黄臀鹎、红嘴相思鸟和灰头鸦雀近年未记录的种类：在上海可能没有分布，或者数量极少而未被记录环境改变所导致的鸟类栖息地丧失和退化：快速城市化，土地利用改变，湿地过度围垦，外来生物入侵，非法捕猎鹭科鸟类数量上升

16、：鱼塘蟹塘等人工湿地面积增加，鹭科鸟类极少被捕猎其他地理区域的情况影响气候变化气候变化对鸟类的影响 鸟类新记录是否以从南方扩散来为主？部分旅鸟或冬候鸟是否分别成为冬候鸟或留鸟？ 候鸟(旅鸟和夏候鸟)在春季的的迁徙时间是否提前? 气候变化对鸟类的影响分布区的变化草鸮远东苇莺凤头百灵气候变化对鸟类的影响分布区域的变化上世纪80年代的新记录鸟类的原分布区位置53153340102030405060原来分布区上海以南上海以北上海以西其他鸟类种类数气候变化对鸟类的影响分布区域的变化近年的新记录鸟类的原分布区位置20143370102030原来分布区上海以南上海以北上海以西其他鸟类种类数气候变化对鸟类的影

17、响居留型的变化1980s-2000s部分鸟类居留型的变化 气候变化对鸟类的影响旅鸟春季迁徙期的变化旅鸟春季迁徙期记录月份的变化气候变化对鸟类的影响夏候鸟迁徙期的变化夏候鸟迁来和迁离记录月份的变化主要结论上世纪50年代至今，上海地区气温呈上升趋势，特别是冬季增温现象明显上海地区近年记录到鸟类363种，其中新记录46种上海地区鸟类组成和居留型的变化与气候变暖有关。鸟类新记录中的南方分布种明显多于其他区域分布种；一些历史上的旅鸟和夏侯鸟目前全年可见全球气候变暖与生物多样性保护（三）案 例（肖翊华）武汉大学教授日本樱花始花期有明显提前趋势 肖翊华先生是植物生理学家，从1946年进入武汉大学坚持观测、记

18、录樱花花期，从未间断。去苏联学习的4年间，他托朋友代为记录；文革下放期间，请妻子记录。对日本樱花有60余年不间断的花期记录，在中国恐怕也是绝无仅有的。他的数据表明近20-30年来，樱花的始花期有明显提前的趋势，这与全球气候变暖有明显的关系。在一些保护区的黄山松发布界线上延外来种入侵与生物多样性保护（一）外来种入侵会导致 物种组成发生重大改变大量资源被掠取 .外来种入侵与生物多样性保护（二）外种入侵对生物多样性影响 加剧物种之间竞争，导致土著种种群衰退； 导致入侵地生物多样性明显下降； 改变生态系统结构、功能和生态过程。 .外来种入侵与生物多样性保护（三）案 例(陈中义研究结果) 互花米草通过种

19、间竞争取代海三棱藨草，将使其面积显著减少 ；互花米草竞争取代海三棱藨草后，导致了大型底栖动物物种多样性的降低； 互花米草占领海三棱藨草群落和光滩生境，形成密集的单种群群落，可能威胁到鸻鹬类的栖息。 外来种入侵与生物多样性保护（四）案 例(彭容豪研究结果) 互花米草入侵显著升高了盐沼生态系统的植物与 土壤总碳氮库与土壤无机氮库互花米草群落对潮汐交换中外源无机氮输入的较 强拦截吸收能力是维持其高生产量与快速扩张的 重要机制，是造成土壤无机氮库上升的主要来源互花米草的促淤作用是造成总碳氮库上升的重要 机制 土地利用方式的改变与生物多样性保护（一）土地利用方式改变导致 景观破碎化土地覆盖性质变化 土地利用方式的改变与生物多样性保护（二）土地利用方式改变对生物多样性影响 森林、草原、湿地生态系统大面积减少许多重要的生态敏感区伤失动物迁徙和植