生物保育的策略与可持续发展

生物保育的战略與可持續發展鄭先祐(Ayo)國立臺南大學環境與生態學院院長生態科技學系教授+島嶼生物地理學(islandbiogeography)國立金門技術學院建築系島嶼生態與文化第五周次2021年10月8日(週三)6:30-9:10目錄地理生態學(GeographicEcology)Introduction(Historyanddefinition)Concepts生物地理學(Biogeography)發展史(1820-1980)島嶼生物地理學(IslandBiogeography)物種的差異(樣區BajaCalifornia)生物保育的战略保育战略與可持續發展2GeographicEcologyHistoryHumboldtandBonpland(1799)10,000km,onfoot,bycanoe,oronhorseback緯度12°Sand52°N(北美洲至南美洲)Ishalltrytofindouthowtheforcesofnatureinteractupononeanotherandhowthegeographicenvironmentinfluencesplantandanimallife.DarwinandWallace3GeographicEcologyDefinitionMacArthurandWilson(1967)TheTheoryofIslandBiogeography(島嶼生物地理學)建立現代「地理生態學」的理論基礎MacArthur(1972)GeographicalEcology定義「地理生態學」Thesearchforpatternsofplantandanimallifethatcanbeputonamap.(研讨可放在地圖上的植物和動物生活的分佈類型)4GeographicEcology地理生態學(GeographicEcology)

生物地理學(Biogeography)生物隨著時間於空間上的分布情形之研讨。植物地理學(Plantgeography)動物地理學(Zoogeography)島嶼生物地理學(IslandBiogeography)補充教材5GeographicEcology生物地理學的發展史1820–1940：主要為描画性的生物地理學。1940年以後：Cain(1944)参与詮釋性的生物地理之研讨，可分為：歷史生物地理學(Historicalbiogeography)生態生物地理學(Ecologicalbiogeography)。1961年研討會：兩種遷移法：(1)跨越水域，(2)經由暫時性的陸橋。6GeographicEcology1960-1980：相關學科的發展(1)大陸飄移。(2)分子生物技術於系統分類學的應用。(3)MacArthurandWilson(1963,1967)：「島嶼生物地理學」的平衡理論。(4)Vicariance生物地理學。1980年以後，thestudyofbiodiversity。7GeographicEcology島嶼生物地理學TheequilibriummodelofIslandBiogeographySpeciesrichnessonislandscanbemodeledasadynamicbalancebetweenimmigrationandextinctionofspecies.(島嶼物種的豐富度可運用物種的移入和滅絕的動態平衡來建構模型)8GeographicEcologyFig.19GeographicEcologyFig.210GeographicEcologyFig.3a.TheGalapagosIslands11GeographicEcologyFig.3b.Numberofland-plantspeciesontheGalapagosislandsinrelationtotheareaoftheisland.S=28.6A0.3212GeographicEcologyFig.4.Species-areacurvefortheamphibiansandreptilesoftheWestIndies.S=3.3A0.3013GeographicEcologyFig.5a.Islandbiogeographyappliedtomountaintops.

(a)MapoftheGreatBasinregionofthewesternUnitedStatesshowingtheisolatedmountainrangesbetweentheRockyMountainsontheeastandtheSierraNevadaonthewest.14GeographicEcologyFig.5b.Islandbiogeographyappliedtomountaintops.

(b)Species-arearelationshipfortheresidentborealbirdsofthemountaintopsintheGreatBasin.15GeographicEcologyFig.5c.Islandbiogeographyappliedtomountaintops.

(c)Species-arearelationshipfortheborealmammalspecies.16GeographicEcologyExperimentalIslandBiogeographyFig.617GeographicEcologyFig.7.BajaCalifornia物種的差異18GeographicEcology表1.Cortez海域島嶼間生物地理之比較。項目陸生植物沿岸魚類陸棲鳥類陸棲爬蟲蜥蜴陸棲哺乳50km2

之海洋島嶼所含之平均數105139.33.51.3陸橋性島嶼比海洋性島嶼含有更多的種類？NoNoNoYesYesVeryYes島嶼上所含之種類比大陸塊上還少嗎？No有一點YesYesVeryYesHolocene才出現之海洋性島嶼所含的種類數比老生島嶼還少嗎？NoNoNoNoNo有一點距大陸愈遠，種類數愈少嗎？陸橋性島嶼海洋性島嶼NoNoNoNoNoNoNoNoNoYes有一點Yes特有性：陸橋性島嶼海洋性島嶼020000535047166919GeographicEcologyFig.8.島嶼生物地理學(修正自Case&Code,1987)20GeographicEcology生物保育的战略傳統的範例四項不確定要素研訂minimumpopulationsizeGeneticconsiderations1960年代的島嶼生物地理學「一大」或是「多小」？切割棲息地後，所含的生物種類數反而添加，能够的缘由21GeographicEcology傳統的方法(範例)

Heathhem(Tympanuchuscupidocupido)曾分布於NewEngland至VirginiaState1876，只存在於Martha'sVineyard。1900，只剩不到100隻。1907，設立refuge(保護區)。1916，族群數目添加到800隻。但當年火災，冬天又有強大的掠食壓力，族群數目又下降到100隻至150隻。1920，族群數目再上升至200隻。但又遭疾病侵襲，又再下降到100隻以下。1932，滅絕。22GeographicEcology四項不確定要素(1)demographicstochasticity(2)environmentalstochasticity(3)naturalcatastrophes(4)geneticstochasticity23GeographicEcology研訂minimumpopulationsize(1)Experiments(2)Biogeographicpatterns(3)Theoreticalmodels(4)Simulationmodels(5)Geneticconsiderations24GeographicEcologyGeneticconsiderations小族群容易滅絕的缘由(1)inbreeding呵斥homozygosity上升。(2)Geneticdrift(3)環境不斷變動。25GeographicEcology1960年代的島嶼生物地理學原則：(1)愈大愈好。(2)不要切割。(3)切割後，每塊間的距離愈近愈好。(4)周長/面積，要愈小愈好。26GeographicEcologyFig.9.Schematicillustrationofsomeprinciplesforthedesignofnaturereserves.27GeographicEcology當代的切割理論與生物保育战略「一大」或是「多小」？(1)maximizesthemeansizeofreserves(2)maximizesthenumberofreserves28GeographicEcologyFig.10.Thedistributionofareasofnaturereservesintheworld.29GeographicEcologyFig.11.Diagramofexperimentaldesign.Plotswithsolidedgesrepresentenclosurespreventingaccessbysheep.Brokenlinesmarkdelineatedplotsinthegrazedarea.30GeographicEcology表2.於不同大小面積之隔離區與牧養區內，顯花植物的種類數之比較。項目隔離區牧養區小型中型大型小型中型大型N32821641總數292620261615最多/各區1515151312(15)最少/各區381558(15)全區34種26種31GeographicEcology表3.各型樣區的種類數目之變化。項目小型中型大型全部種類198519861987293033262729202025343340遺失種類1985-19861986-198742533251新增種類1985-19861986-19875565374632GeographicEcologyFig.12.Cumulativespecies-areacurvesforoceanicarchipelagos.

a.ExtantnativebirdsoftheHawaiianislands

b.Galapagoslandbirds

c.GalapagosDarwin'sfinches

d.Galapagosferns.海洋性島嶼離岸200公里以上33GeographicEcologyFig.13.Cumulativespecies-areacurvesforoceanicarchipelagos.

e.Galapagosinsects

f.Galapagosfloweringplants

g.Caribbeanbats.

h.Facroesislandsgroundbeetles.海洋性島嶼離岸200公里以上34GeographicEcologyFig.14.Cumulativespecies-areacurvesforoceanicarchipelagos.

g.Caribbeanbats.

h.Facroesislandsgroundbeetles.

i..CanaryIslandsbirds

j.Canaryislandgroundbeetles.海洋性島嶼離岸200公里以上35GeographicEcologyFig.15.Cumulativespecies-areacurvesfornearshoresarchipelagos.

a.SeabirdsonislandsoffofScotland.

b.ExtantmarsupialsonislandsintheBassStraits.

c.ReptilesonislandsintheBassStraits.

d.SanddunemammalsonislandsintheBassStraits.沿岸島嶼離岸100KM以內36GeographicEcology沿岸島嶼離岸100KM以內Fig.16.Cumulativespecies-areacurvesfornearshorearchipelagos.

e.BirdsoftheCaliforniaChannelislands.

f.ReptilesandamphibiansoftheCaliforniaChannelislands.

g.PlantsoftheislandsintheGulfofCalifornia.

h.MammalsoftheislandsintheGulfofCalifornia.37GeographicEcologyFig.17.Cumulativespecies-areacurvesfornearshoresarchipelagos.

g.PlantsoftheislandsintheGulfofCalifornia.

h.MammalsoftheislandsintheGulfofCalifornia.

i.ReptilesandamphibiansoftheislandsintheGulfofCalifornia.沿岸島嶼離岸100KM以內38GeographicEcologyFig.18.Cumulativespecies-areacurvesforterrestrialhabitatisolates.

a.MammalsofEastAfricannationalparks.

b.BirdsofEastAfricannationalparks.

c.Mountaintopsmallmammals.

d.Mountaintopplants.陸域隔離區39GeographicEcologyFig.19.Cumulativespecies-areacurvesforterrestrialhabitatisolates.

e.Mountaintopbirds

f.BirdsinNewJerseywoodlots

g.MammalsofAustralianwheatbeltreserves.

h.LizardsofAustralianwheatbeltreserves.陸域隔離區40GeographicEcologyFig.20.Cumulativespecies-areacurvesforterrestrialhabitatisolates.

g.MammalsofAustralianwheatbeltreserves.

h.LizardsofAustralianwheatbeltreserves.

i.MammalsofU.S.nationalparks.陸域隔離區41GeographicEcology切割棲息地後，所含的生物種類數反而添加，能够的缘由：1.Habitatdiversity2.Populationdynamics.PriorityeffectsMultiplestableequilibriaEdgeeffectsDisturbanceSpeciespoolanddispersalability.ColonizationEvolutionaryeffects.Extinctions.3.Historicaleffects.42GeographicEcology問題與討論！japalur@hotmailAyo台南站.tw/~hycheng43GeographicEcology保育战略與永續發展Conservation=保守、保管生態保育=生活環境體系的保全生態主張：(可持續發展：永續發展)保育战略(conservationstrategy)可持續文明的3E項原則：Ecologicalintegrity(conservation)Economicefficiency(經濟效率)Equity(公平)44GeographicEcology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)的開發战略，改用「保育战略」(conservationstrategy〕。「保育战略」即是將目前尚未開發(运用)的自然資源暫時保育下來；當前社會的需求，則改以提昇已開發資源享用品質。45GeographicEcology保育战略：電力資源(一)假設社會目前有缺電力的情形量的開發战略「保育战略」：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，至今运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。46GeographicEcology保育战略：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，所耗费的能量大約是等於兩座核電廠的加一座火力電廠。倘假设能用絕緣及疏導(氣流)方式，與太陽和平相處，將可節省下可觀之電力。倘假设化敵為友，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「保育战略」，是經濟的，其所要付出的本钱顯著地低於開發新電廠。47GeographicEcology效率冰箱的容量耗能量年平均每台的耗能量冰箱容量冰箱容量每台耗能量48GeographicEcology耗能量冰箱的容量年平均每台的耗能量冰箱容量價格49GeographicEcology圖1.自然資源與國民福祉的關係表示圖。50GeographicEcology生物多樣性的兩種主要價值利用性(instrumentalorutilitarian)的價值人為中心的價值：Theviewthatbiodiversityhasvalueonlyasameanstohumanends內在的(intrinsicorinherent)的價值生命中心的價值：Theviewthatbiodiversityisvaluablesimplybecauseitexists,independentlyofitsusetohumanbeings51GeographicEcologyNorton’sconvergencehypothesis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52GeographicEcologyEthicalconcerns舉證責任(Burdenofproof)禁漏原則(Precautionaryprinciple)整合保育與發展計畫(Integratedconservationanddevelopmentprojects)(ICDP)53GeographicEcology舉證責任(Burdenofproof)倘假设只需利用性的價值，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)54GeographicEcology禁漏原則(Precautionaryprinciple)「禁漏原則」是個倫理原則。當面對有能够肇致惡果的舉動，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。55GeographicEcologyIntegratedconservationanddevelopmentprojects(ICDP)保護區在地社區生物保育經濟社會發展56GeographicEcologyFig.1.Aconceptualbasisforecosystemmanagement(生態體系的經營管理).

社會經濟機構生態57GeographicEcology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任务在地住民的另類生計(Alternativelivelihoods)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(economicjustification)建構促進民間保育的制度58GeographicEcology重點複習重點01：保育战略(conservationstrategy〕重點02：生物多樣性的兩種主要價值重點03：國民福祉重點04：舉證責任(Burdenofproof)重點05：禁漏原則(Precautionaryprinciple)重點06：整合保育與發展計畫(Integratedconservationanddevelopmentprojects)(ICDP)59GeographicEcology問題與討論！japalur@hotmailAyo台南站.tw/~hycheng60GeographicEcology鄭先祐(Ayo)簡歷高雄人，高雄中學(1971年畢業)美國杜蘭(Tulane)大學生物學系生態學博士(Ph.D.)專長於「生理生態學」之研讨：美國SmithsonianInstitution專研中美洲的特有壁虎。回國後踏入「生態評估學」的領域，再逐漸轉向「人文社會生態學」等方面，努力於「生態學理」的整合與實踐(生態主張)。近三年，研讨主題：「行為生態學」。專業論文80多篇。普通報章雜誌文章200多篇。講者介紹

61GeographicEcology鄭先祐(Ayo)學界經歷：臺南大學環境與生態學院(創院)院長(2006-)臺南大學環境生態研讨所教授(2006-)靜宜大學人文暨社會科學院(創院)院長(2004-2006)靜宜大學生態學系教授(2004-2006)交通大學通識課程兼任教授(1994-2004)清華大學通識課程兼任教授(1989-2004)文化大學生物學系教授(1987-2004)台灣大學動物學系客座副教授(1985-1987)美國SmithsonianInstitution博士後研讨員(1984-1985)美國Tulane大學生物學系生態學博士(Ph.D.)(1984)東海大學生物學系學士(1975)、碩士(1977)

62GeographicEcology鄭先祐(Ayo)研讨主軸(1985–2021)1975→1990蜥蜴的研讨：台灣蜥蜴誌(1990)1985→1992環境影響評估：生態環境影響評估學(1992)1987→1995文化生態學：科技文明對蘭嶼達悟族文化生態的衝擊(1992)；人類生態與社會文明(1994)1992→人類生態學2000→「國家政策」的研讨：二○一○年社會發展战略：環境空間研讨(2003)。2004→行為生態學蜥蜴、評估、人文、政