保护生物学

**章绪论 　　人法地，地法天，天法道，道法自然。——老子 　　我们要记住，人是自然之子，在总体上只能顺应自然，不能征服和支配自然，无论人类创造出怎样伟大的文明，自然永远比人类伟大。——周国平，2011 　　自古至今，人类在地球上的活动都会留下痕迹。1900年3月，曾经是全世界数量*多的鸟类——旅鸽（Bidctopistes migratorius）宣告被人类灭绝;2000年统计每年约有20万平方公里的热带雨林被破坏，10万平方公里的牧场或更大面积的草场（草甸）正在快速的沙漠化;人类活动造成全世界接近四分之一的生物物种濒临灭绝，换来的只是近一百年急速增长的衣食住行需求;我们实现了几千年的梦想，征服了海洋，可以肆无忌惮地掠夺“取之不尽用之不竭”的海洋资源，照此速度海洋的渔业资源或将于2050年以前枯竭。 　　人类的文明发展到今天，基本朝着增进人类福祉的方向迈进，我们达到了每一个既定的目标，我们做错了什么吗？一切不都是为人类的未来，为我们的明天而努力的吗？而我们给养活我们的大自然留下来的是什么？一千多年前，唐朝诗人杜牧写下“六王毕，四海一。蜀山兀，阿房出。覆压三百余里，隔离天日。”的句子，他写的是距他那个时代一千年前秦朝的故事，似乎意味着中华民族的文明史和华夏大地的森林破坏史息息相关。快两千五百年了，后世的人会怎么样说我们这一代的文明呢？ 　　**节自然保护与自然规律 　　“地球可以满足人类的需要，但不能满足人类的贪婪（earth provides enough to satify everyman’s need，but not every man’s greed）”。这是印度圣雄甘地（Mahatma Gandhi）说过的一句话。在这个世界上的每一个国家，都至少拥有三种资产:物质的、文化的和生物的，前两项是国家经济和政治的基础，第三项则是由各式各样的动物、植物、原生生物和大自然潜在的运行规律支持着的资源，是各个国家和地区的生命维持系统。我们常常对物质生活获得改善和精神生活层次获得提升而对这个时代和这个社会心存感激，但却未同样地关心过长期以来人类赖以生存的自然生态系统的状况:这个系统的生物是否正快速地消失？这是否已构成了人类生存的危机？如果是，我们要如何应对？ 　　在过去不到一千年的时间里，人类的足迹遍布于整个地球，在这个过程中，地球被我们改变了很多，这种改变，比其他任何自然因素造成的影响都要大。我们已经对地球的表面进行了改造，砍伐各个纬度内的森林，导致物种受到威胁，甚至灭绝。然而，随着人类社会的发展，当我们的技术日新月异之时，通常会忘记自然也在改变着我们，比如改变我们的生产、生活，改变我们的未来。人类是大自然的一个成分，来自于自然，将来还要回归到自然，保护自然就是保护我们自己的家园。 　　自然保护一般所指的是保护生物资产。这样的概念透过生物学的理论和经营管理的技术、方法，再汇入跨领域学科（如伦理、经济、社会学）的内涵，形成一门综合性的新兴学科，旨在经研究和实践减缓人和自然共同的危机。生物资源的消失可归纳为两大因素:**是栖息地的破坏，大多与人口增加相关，其结果是森林破坏、湿地消失和水域污染;第二是生物资源的过度利用，如单一作物大量生产、过度捕猎、过度捕鱼等，同时也与人口过多有关，其结果是人类让自身赖以生存的生物多样性快速消失，犹如地质年代生物大灭绝事件的重演。我们虽在近五十年大力建设自然保护区、森林公园、湿地公园和海洋保护区，将已濒临灭绝的生物保护在这有限的区域里，然而其面临的威胁仍并未解除，人与自然的紧张关系也未见缓和。 　　因人类生存的需要所造成的两大问题（栖息地破坏和物种灭绝）固然与政治、经济、社会都有关系，但解决这两大问题所需要的科学依据及方法，*基础的仍是生物学。而保护生物学（conservation biology）讨论的核心便是保护人类赖以生存的生物多样性，是研究和实践决定该保存哪些栖息地、恢复什么样的生态系统、如何科学而有效地利用生物资源和如何减缓生物多样性灭绝的速率以维护人类在大自然的持续生存的科学。然而保护正在受威胁的生物资源绝非仅是生物学问题，而是自然科学与社会、经济与文化相结合的综合科学。 　　一、自然保护的涵义 　　“自然”指的是地球这个大环境及其所包含的各类生物和非生物，是客观的存在;“保护”是指人们对自然所采取的某种管理措施，是主观的行动。 　　一般认为国外自然保护工作的进展比国内早，中国对人与自然的态度，早受“天人合一”哲学基础的影响，也早有“数罟不入垮①池，鱼鳖不可胜食也，斧斤以时入山林，材木不可胜用也”（《孟子.梁惠王篇》）的顺应天时、持续经营自然资源的观念。这是中国人的生活方式，是传统文化，本质上就是与大自然和谐相处。在全世界各国家各民族普遍都有与大自然和谐相处的伦理，只是到了近代，人与自然的关系发生了变化，生态危机也随之产生。 　　与“自然”二字相应的概念便是“天地”。北宋改革家王安石曾提出向大自然讨取财富的主张:“因天下之力以生天下之财，取天下之财以供天下之费”。这里所说“取天下之财”也就是大自然所蕴含的财富（邓广铭，2007），就是资源。 　　《逸周书.大聚解》记载夏代已有“春三月，山林不登斧斤，以成草木之成长;夏三月，川泽不入网罟②以成鱼鳖之长”的禁令。说明夏代就有禁止砍树和捕鱼的法令。《周易》设立《节》卦，提倡人类向大自然索取资源时，必须节制，从而维持自然资源不受到破坏。《荀子.王制》曰：“修火宪，养山林薮③泽草木鱼鳖百索，以时禁发，使国家足用而财物屈”，这又是严格的动植物保护的思想。 　　孔子在《论语.述而》中主张“钓而不纲，弋不射宿”，足见传统儒家思想中就有节制的内涵。1975年湖北出土秦律竹简条文《田律》，其中就有“春二月，毋敢伐材木山林及雍（壅）堤水。不夏月，毋敢夜草为灰，取生荔 ”等自然保护内容，这是我国*早的一部自然保护的法律文件。清代木兰围场是皇家禁苑，建于1681年，前后存在200多年，遵守“于物诫尽取”、“留资岁岁仍”的管理思想，对我们现在的自然保护也都有一定的借鉴意义（艾琳等，2010）。 　　中国历朝历代几乎都有类似的环保思想或者自然保护的法规和禁令，因为我们有着几千年文明而且具有根深蒂固的“天人合一”思想，自然保护是我们民族的生活方式。然而当来到物质昌盛社会开放的今日世界，我们敬天惜物简朴传统的生活模式经过西方文明的百年冲击之后，还能维持得住吗？我们生活在如此科学昌明的现代，眼睁睁地看着在这个经济发达，社会繁荣的世界里，一个物种一个物种的灭绝，一大片一大片的森林消失，我们难道没有责任吗？ 　　二、自然规律与灭绝漩涡 　　现代生物学讨论的两大主题一是讨论大自然的规律，一是探究生命的本质。这两大主题都建在一个共同的基础上，那就是进化的观念。正如杜布赞斯基（Dobzhansky）所说如果生物学没有了进化的内容，那将会是一门没有意义的科学（nothing make sense in biology，unless in the light of evolution）（。自然界的生物多样性是在进化中产生的，物种在进化过程中，经历适应和自然选择，必然导致物种的形成和灭绝。物种形成增加自然界的生物多样性，而物种的灭绝则减少自然界的生物多样性，物种灭绝跟它的形成一样都是自然现象。生物进化是以时间为向量的，它与时倶变，物种一旦灭绝就永远不会复生。 　　物种的灭绝有它的过程，一般而言，总是先经过种群数量减少，进入灭绝漩涡（extinction vortex）之后而消失。所谓“灭绝漩涡”是指小种群由衰退到灭绝过程中的变化就像一个漩涡一样，越接近漩涡的中心这种灭绝的趋势越明显，而一旦被卷入这个漩涡，就难逃灭绝的厄运。也就是说基因多样性的减少给小数量的种群（或小种群）恢复带来巨大障碍，小种群比大数量的种群（或大种群）基因丰富度小，如果有其他生物个体与之发生基因交流，导致其他个体基因汇入，该小种群将会出现基因数量固定，致使其生物多样性减少，*终无法适应条件的变化。因为种群数量较少就会产生基因的漂移，而且会在后代中逐渐丧失，从而使得基因多样性减少（图1-1），这种趋势被称为灭绝旋涡。这是多个因素互相作用造成的，比如/J、种群容易产生近亲繁殖，导致后代先天不良，同时小种群更经受不起数量的波动，稍大的波动可能就意味着灭绝。这两方面互相促进，像漩祸一样把小种群卷进灭绝的深渊（GilpinandSoule，1986;Guerrant，1992）。人类的活动如果干扰到这个适应和自然选择的规律，干扰自然选择的过程，阻断进化之路，就造成了人为的灭绝漩涡。 　　图1-1灭绝漩涡 　　每一个生物个体都是基因的载体，生物的多样性代表着30亿年生命演化的结果，是大自然运行规律产生的结果。生物多样性的丧失是千百万年，甚至上亿年生命演化结果的损失，是无法弥补的。这种损失不仅影响当代人的生活和生产，对我们的后代生存和发展也将构成威胁。所以保护生物多样性，维护大自然的运行规律，防止物种灭绝是我们这代人的责任和义务，也是本书的研究方向和学科领域。 　　第二节保护生物学 　　2005年5月22日《生态系统和人类健康幸福:生物多样化综合报告》的调查报告指出：过去五十年期间，由于人类对自然环境的大肆破坏，自然界物种的消失速度为正常消亡率的1000倍，如果不及日寸对趋势加以制止，*终受害的还是人类自身，因为如果失去了大自然的保护，人类生存将面临巨大威胁。然而地球表面生物多样性的变化是复杂的，既有分布区环境的影响，又受生物本身的变异和进化规律所左右。 　　由于生物多样性是“生物（动物、植物、微生物）与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，包括生态系统、物种和基因三个层次（中国生物多样性保护战略与行动计划，2011），生物多样性的形成和变化相当复杂，与人类的关系又极其密切，保护生物多样性也不单纯是生物学问题，还涉及经济、社会问题以及伦理和文化，复杂的起因更突显了生物多样性保护科学的重要性。 　　一、保护生物学概念 　　前面简单介绍了保护生物学的涵义，为了明确起见，这里给出保护生物学的概念。“保护生物学”是一门关于自然保护的学科，其中*关心的对象是生物多样性，*重要的活动是保护。无论自然还是生物多样性都有其固有的运动规律，而保护是一种实践活动，需要从自然环境或者生物多样性基本规律出发，建立起科学的理论体系和有效的方法体系，从而科学合理地进行生物多样性保护，也就是保护我们人类赖以生存的大自然。 　　保护生物学是研究生物多样性保护的学科。保护生物学所研究的对象既包括生物有机体、生物种群和生物群落，也包括生物的栖息地。关于保护生物学的概念，不同学者从各自的专业角度出发，提出的定义也有所不同。蒋志刚等（1997）提出保护生物学是研究从保护生物物种及其生存环境着手，来保护生物多样性的学科;Soule（1985）的定义是保护生物学是研究直接或间接受人类活动或其他因子干扰的物种、群落和生态系统的生物学;陈道海和钟炳辉（1999）提出保护生物学是研究保护物种，保存生物多样性和持续利用生物资源问题的学科;张恒庆（2005）提出保护生物学是一门论述全世界生物多样性面临严重危机，及如何保护生物多样性的综合学科，它既面临当前生物多样性的危机，又着眼于生物进化潜能的保持。简单地说，保护生物学是研究生物多样性变化规律及其保护的学科。 　　保护生物学是一门理论性强、应用范围广的交叉学科，它涉及生态学、遗传学和生物进化论的有关理论、方法，探讨生物多样性形成的机制、保护理论和保护措施。保护生物学是一门新兴的综合性学科，是伴随着生物多样性的锐减，全球环境质量的下降和人们的自然资源保护意识的提高而出现的新学科。我国在一些综合性大学的生物系开设此课程，农林院校在近些年加强此领域的开拓，甚至还有一些学校设置了与自然保护相关的院系，形成了课程体系与专业体系相统一的发展模式。总之，