保護(hù)生物學(xué)

內(nèi)容概要

《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材：保護(hù)生物學(xué)》依據(jù)生命過(guò)程的基本層次結(jié)構(gòu)，采用從分子到生物群落區(qū)的體系，介紹保護(hù)生物學(xué)的重要理論和方法。主要內(nèi)容包含了生物多樣性概念、遺傳多樣性保護(hù)、物種多樣性保護(hù)、種群生物學(xué)與保護(hù)、群落生態(tài)與保護(hù)、棲息地保護(hù)生物學(xué)、入侵生物學(xué)、生物種質(zhì)資源的保護(hù)、生理生態(tài)學(xué)、生物地理學(xué)、自然保護(hù)區(qū)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理和生物多樣性保護(hù)法規(guī)與政策等。《保護(hù)生物學(xué)》的特點(diǎn)是引入了分子進(jìn)化、生物入侵、生物種質(zhì)保存、生理生態(tài)和生物地理等最新科技成果，對(duì)于在校生系統(tǒng)學(xué)習(xí)保護(hù)生物學(xué)知識(shí)和科技人員都是一本重要的參考書(shū)?！镀胀ǜ叩冉逃?ldquo;十二五”規(guī)劃教材：保護(hù)生物學(xué)》可供保護(hù)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、普通生物學(xué)、野生動(dòng)植物保護(hù)與利用、森林培育學(xué)、森林保護(hù)學(xué)、園林學(xué)和水土保持等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生、碩士與博士研究生、相關(guān)教師和科研人員使用和參考。

書(shū)籍目錄

第一章 緒論第一節(jié) 自然保護(hù)與自然規(guī)律一、自然保護(hù)的涵義二、自然規(guī)律與滅絕漩渦第二節(jié) 保護(hù)生物學(xué)一、保護(hù)生物學(xué)概念二、保護(hù)生物學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展三、保護(hù)生物學(xué)的相關(guān)學(xué)科及其應(yīng)用第三節(jié) 保護(hù)生物學(xué)教學(xué)一、課程內(nèi)容二、學(xué)時(shí)分配與考核小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第二章 生物多樣性第一節(jié) 生物多樣性及其現(xiàn)狀一、生物多樣性概念二、物種多樣性三、遺傳多樣性四、生態(tài)系統(tǒng)多樣性五、景觀多樣性六、中國(guó)的生物多樣性第二節(jié) 生物多樣性的價(jià)值一、直接利用價(jià)值二、間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值或生態(tài)價(jià)值(環(huán)境作用、生態(tài)服務(wù))三、存在與備擇價(jià)值四、倫理價(jià)值第三節(jié) 威脅生物多樣性的因素一、過(guò)度利用二、生境喪失三、生境破碎化四、生境退化與污染五、全球氣候變化六、外來(lái)種入侵七、疾病第四節(jié) 生物多樣性的保護(hù)策略及方法一、生物多樣性的保護(hù)策略二、生物多樣性的保護(hù)方法小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第三章 遺傳多樣性保護(hù)第一節(jié) 生物保護(hù)與分子遺傳的關(guān)系一、進(jìn)化論與分子遺傳的關(guān)系二、遺傳多樣性和保護(hù)第二節(jié) 常用分子標(biāo)記技術(shù)一、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)二、常用分子標(biāo)記第三節(jié) 分子保護(hù)生物學(xué)的應(yīng)用實(shí)例一、分子系統(tǒng)學(xué)在保護(hù)中的應(yīng)用二、野生種群的遺傳管理三、遺傳問(wèn)題的診斷四、圈養(yǎng)種群的遺傳管理小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第四章 物種多樣性保護(hù)第一節(jié) 什么是物種一、生物學(xué)物種概念與物種形成二、生物學(xué)物種概念的產(chǎn)生和局限三、其他物種概念第二節(jié) 地球上的生物種類(lèi)一、地球上曾經(jīng)有過(guò)多少物種二、世界上有多少現(xiàn)存物種三、物種豐富度最高的生態(tài)系統(tǒng)四、世界上生物多樣性特別豐富的國(guó)家五、全球物種特有性格局六、全球物種多樣性的熱點(diǎn)地區(qū)第三節(jié) 物種多樣性保護(hù)等級(jí)一、國(guó)際瀕危物種保護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二、中國(guó)物種保護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第五章 種群生物學(xué)與保護(hù)第一節(jié) 種群特征的多樣性保護(hù)一、種群的概念二、種群的基本特征三、年齡結(jié)構(gòu)與多樣性保護(hù)四、性比與多樣性保護(hù)五、應(yīng)用實(shí)例:山楊、水曲柳種群密度與種群性比的關(guān)系第二節(jié) 物種生活史與生物多樣性保護(hù)一、生活史對(duì)策二、種子庫(kù)與生物多樣性保護(hù)第三節(jié) 種群遺傳學(xué)與生物多樣性保護(hù)一、遺傳變異與種群數(shù)量二、瓶頸與遺傳漂變基因多樣性的影響三、小種群?jiǎn)栴}四、新種群的建立五、種群保護(hù)與監(jiān)測(cè)小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第六章 群落生態(tài)與保護(hù)第一節(jié) 生物多樣性的概念與格局一、從群落的角度理解生物多樣性概念二、群落生物多樣性的格局第二節(jié) 群落物種多樣性的測(cè)度方法一、物種豐富度指數(shù)二、物種多度模型三、多樣性指數(shù)四、β和γ多樣性指數(shù)第三節(jié) 群落結(jié)構(gòu)及其物種共存機(jī)制一、物種結(jié)構(gòu)二、物種共存機(jī)制第四節(jié) 應(yīng)用實(shí)例:我國(guó)溫帶地帶性植被——闊葉紅松林保護(hù)與恢復(fù)小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第七章 棲息地保護(hù)第一節(jié) 棲息地的概念和空間尺度一、棲息地二、棲息地選擇三、中國(guó)野生動(dòng)植物棲息地保護(hù)總體布局和規(guī)劃分區(qū)第二節(jié) 棲息地質(zhì)量評(píng)價(jià)一、棲息地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)選取原則二、棲息地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)要素三、棲息地質(zhì)量評(píng)價(jià)第三節(jié) 棲息地保護(hù)與修復(fù)一、棲息地保護(hù)措施二、破碎化棲息地修復(fù)目標(biāo)三、破碎化棲息地修復(fù)措施四、研究實(shí)例:大熊貓棲息地恢復(fù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第八章 入侵生物學(xué)第一節(jié) 外來(lái)種的概念和生物入侵過(guò)程一、主要概念二、生物入侵的過(guò)程三、外來(lái)入侵種的引入途徑四、生物入侵研究與生物多樣性保護(hù)第二節(jié) 生物入侵的影響一、入侵種對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響二、入侵生物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響三、入侵種影響生態(tài)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估第三節(jié) 入侵種的防控一、生物入侵的管理對(duì)策二、生物入侵的管理思想小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第九章 生物種質(zhì)資源的保護(hù)第一節(jié) 超低溫保存及其細(xì)胞學(xué)理論依據(jù)一、超低溫保存及其意義二、超低溫保存的細(xì)胞學(xué)理論依據(jù)第二節(jié) 超低溫保存的技術(shù)體系一、冰凍方法二、影響超低溫保存效果的主要因素第三節(jié) 超低溫保存后細(xì)胞活力及遺傳特性的變化一、細(xì)胞活力、存活率二、遺傳穩(wěn)定性第四節(jié) 超低溫保存技術(shù)的應(yīng)用一、動(dòng)物種質(zhì)的保存二、稀有瀕危植物種質(zhì)的超低溫保存小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第十章 生理生態(tài)學(xué)在保護(hù)生物學(xué)中的應(yīng)用第一節(jié) 植物生理代謝途徑的多樣性一、光合作用的多樣性二、呼吸作用的多樣性三、水分生態(tài)類(lèi)型的多樣性四、礦質(zhì)養(yǎng)分獲取途徑的多樣性第二節(jié) 植物對(duì)自然環(huán)境脅迫的適應(yīng)一、植物對(duì)輻射脅迫的適應(yīng)二、植物對(duì)溫度脅迫的適應(yīng)第三節(jié) 生理生態(tài)學(xué)方法在保護(hù)生物學(xué)的應(yīng)用一、珍稀瀕危植物瀕危的原因二、植物生理生態(tài)學(xué)方法的應(yīng)用三、激素監(jiān)測(cè)在保護(hù)生物學(xué)中的應(yīng)用四、免疫球蛋白監(jiān)測(cè)在保護(hù)生物學(xué)中的應(yīng)用五、應(yīng)用實(shí)例小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第十一章 生物地理學(xué)在保護(hù)生物學(xué)中的應(yīng)用第一節(jié) 生物地理學(xué)的概念和理論一、生物地理學(xué)的概念二、生物地理學(xué)的理論三、討論:中國(guó)為什么具有豐富的特有生物種第二節(jié) 地理阻限與物種保護(hù)一、島嶼隔離二、生境島隔離第三節(jié) Meta-種群和Meta-群落理論一、集合種群理論的提出及其意義二、集合種群與島嶼生物地理學(xué)三、集合種群理論與生物多樣性保護(hù)小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第十二章 自然保護(hù)區(qū)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理第一節(jié) 自然保護(hù)區(qū)規(guī)劃與建設(shè)一、自然保護(hù)區(qū)選址二、自然保護(hù)區(qū)大小的確定三、自然保護(hù)區(qū)的功能區(qū)劃四、生物廊道的應(yīng)用五、集合種群理論與自然保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)第二節(jié) 自然保護(hù)區(qū)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)一、自然保護(hù)區(qū)資源的利用二、自然保護(hù)區(qū)生態(tài)旅游第三節(jié) 自然保護(hù)區(qū)可持續(xù)管理一、自然保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)二、自然保護(hù)區(qū)社區(qū)共管三、自然保護(hù)區(qū)環(huán)境教育四、自然保護(hù)區(qū)管理有效性評(píng)估第四節(jié) 自然保護(hù)區(qū)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理發(fā)展構(gòu)想一、我國(guó)自然保護(hù)區(qū)管理面臨的挑戰(zhàn)二、我國(guó)自然保護(hù)區(qū)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理發(fā)展方向小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)第十三章 生物多樣性保護(hù)法規(guī)與政策第一節(jié) 我國(guó)生物多樣性保護(hù)政策概況一、我國(guó)生物多樣性保護(hù)政策的發(fā)展二、我國(guó)生物多樣性保護(hù)政策現(xiàn)狀三、我國(guó)參與的與生物多樣性相關(guān)的主要國(guó)際條約第二節(jié) 野生動(dòng)植物保護(hù)與自然保護(hù)區(qū)相關(guān)政策一、我國(guó)有關(guān)野生動(dòng)植物保護(hù)的法規(guī)與政策二、我國(guó)自然保護(hù)區(qū)立法第三節(jié) 我國(guó)生物多樣性保護(hù)政策實(shí)施成效與未來(lái)發(fā)展一、我國(guó)生物多樣性保護(hù)政策實(shí)施成效二、我國(guó)生物多樣性保護(hù)政策發(fā)展方向小結(jié)思考題主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第一章 緒論人法地，地法天，天法道，道法自然。――老子我們要記住，人是自然之子，在總體上只能順應(yīng)自然，不能征服和支配自然，無(wú)論人類(lèi)創(chuàng)造出怎樣偉大的文明，自然永遠(yuǎn)比人類(lèi)偉大。――周?chē)?guó)平，2011自古至今，人類(lèi)在地球上的活動(dòng)都會(huì)留下痕跡。1900 年3 月，曾經(jīng)是全世界數(shù)量最多的鳥(niǎo)類(lèi)――旅鴿（Ectop istes migratorius ）宣告被人類(lèi)滅絕；2000 年統(tǒng)計(jì)每年約有20 萬(wàn)平方公里的熱帶雨林被破壞，10 萬(wàn)平方公里的牧場(chǎng)或更大面積的草場(chǎng)（草甸）正在快速的沙漠化；人類(lèi)活動(dòng)造成全世界接近四分之一的生物物種瀕臨滅絕，換來(lái)的只是近一百年急速增長(zhǎng)的衣食住行需求；我們實(shí)現(xiàn)了幾千年的夢(mèng)想，征服了海洋，可以肆無(wú)忌憚地掠奪“取之不盡用之不竭”的海洋資源，照此速度海洋的漁業(yè)資源或?qū)⒂?050 年以前枯竭。人類(lèi)的文明發(fā)展到今天，基本朝著增進(jìn)人類(lèi)福祉的方向邁進(jìn)，我們達(dá)到了每一個(gè)既定的目標(biāo)，我們做錯(cuò)了什么嗎？ 一切不都是為人類(lèi)的未來(lái)，為我們的明天而努力的嗎？ 而我們給養(yǎng)活我們的大自然留下來(lái)的是什么？ 一千多年前，唐朝詩(shī)人杜牧寫(xiě)下“六王畢，四海一。蜀山兀，阿房出。覆壓三百余里，隔離天日。”的句子，他寫(xiě)的是距他那個(gè)時(shí)代一千年前秦朝的故事，似乎意味著中華民族的文明史和華夏大地的森林破壞史息息相關(guān)?？靸汕灏倌炅耍笫赖娜藭?huì)怎么樣說(shuō)我們這一代的文明呢？第一節(jié) 自然保護(hù)與自然規(guī)律“地球可以滿(mǎn)足人類(lèi)的需要，但不能滿(mǎn)足人類(lèi)的貪婪（earth provides enough to satify every man’s need ，but not every man’s greed）” 。這是印度圣雄甘地（Mahatma Gandhi）說(shuō)過(guò)的一句話(huà)。在這個(gè)世界上的每一個(gè)國(guó)家，都至少擁有三種資產(chǎn)：物質(zhì)的、文化的和生物的，前兩項(xiàng)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)和政治的基礎(chǔ)，第三項(xiàng)則是由各式各樣的動(dòng)物、植物、原生生物和大自然潛在的運(yùn)行規(guī)律支持著的資源，是各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的生命維持系統(tǒng)。我們常常對(duì)物質(zhì)生活獲得改善和精神生活層次獲得提升而對(duì)這個(gè)時(shí)代和這個(gè)社會(huì)心存感激，但卻未同樣地關(guān)心過(guò)長(zhǎng)期以來(lái)人類(lèi)賴(lài)以生存的自然生態(tài)系統(tǒng)的狀況：這個(gè)系統(tǒng)的生物是否正快速地消失？ 這是否已構(gòu)成了人類(lèi)生存的危機(jī)？如果是，我們要如何應(yīng)對(duì)？在過(guò)去不到一千年的時(shí)間里，人類(lèi)的足跡遍布于整個(gè)地球，在這個(gè)過(guò)程中，地球被我們改變了很多，這種改變，比其他任何自然因素造成的影響都要大。我們已經(jīng)對(duì)地球的表面進(jìn)行了改造，砍伐各個(gè)緯度內(nèi)的森林，導(dǎo)致物種受到威脅，甚至滅絕。然而，隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，當(dāng)我們的技術(shù)日新月異之時(shí)，通常會(huì)忘記自然也在改變著我們，比如改變我們的生產(chǎn)、生活，改變我們的未來(lái)。人類(lèi)是大自然的一個(gè)成分，來(lái)自于自然，將來(lái)還要回歸到自然，保護(hù)自然就是保護(hù)我們自己的家園。自然保護(hù)一般所指的是保護(hù)生物資產(chǎn)。這樣的概念透過(guò)生物學(xué)的理論和經(jīng)營(yíng)管理的技術(shù)、方法，再匯入跨領(lǐng)域?qū)W科（如倫理、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)學(xué)）的內(nèi)涵，形成一門(mén)綜合性的新興學(xué)科，旨在經(jīng)研究和實(shí)踐減緩人和自然共同的危機(jī)。生物資源的消失可歸納為兩大因素：第一是棲息地的破壞，大多與人口增加相關(guān)，其結(jié)果是森林破壞、濕地消失和水域污染；第二是生物資源的過(guò)度利用，如單一作物大量生產(chǎn)、過(guò)度捕獵、過(guò)度捕魚(yú)等，同時(shí)也與人口過(guò)多有關(guān)，其結(jié)果是人類(lèi)讓自身賴(lài)以生存的生物多樣性快速消失，猶如地質(zhì)年代生物大滅絕事件的重演。我們雖在近五十年大力建設(shè)自然保護(hù)區(qū)、森林公園、濕地公園和海洋保護(hù)區(qū)，將已瀕臨滅絕的生物保護(hù)在這有限的區(qū)域里，然而其面臨的威脅仍并未解除，人與自然的緊張關(guān)系也未見(jiàn)緩和。因人類(lèi)生存的需要所造成的兩大問(wèn)題（棲息地破壞和物種滅絕）固然與政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)都有關(guān)系，但解決這兩大問(wèn)題所需要的科學(xué)依據(jù)及方法，最基礎(chǔ)的仍是生物學(xué)。而保護(hù)生物學(xué)（conservation biology）討論的核心便是保護(hù)人類(lèi)賴(lài)以生存的生物多樣性，是研究和實(shí)踐決定該保存哪些棲息地、恢復(fù)什么樣的生態(tài)系統(tǒng)、如何科學(xué)而有效地利用生物資源和如何減緩生物多樣性滅絕的速率以維護(hù)人類(lèi)在大自然的持續(xù)生存的科學(xué)。然而保護(hù)正在受威脅的生物資源絕非僅是生物學(xué)問(wèn)題，而是自然科學(xué)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與文化相結(jié)合的綜合科學(xué)。一、自然保護(hù)的涵義“自然”指的是地球這個(gè)大環(huán)境及其所包含的各類(lèi)生物和非生物，是客觀的存在；“保護(hù)”是指人們對(duì)自然所采取的某種管理措施，是主觀的行動(dòng)。一般認(rèn)為國(guó)外自然保護(hù)工作的進(jìn)展比國(guó)內(nèi)早，中國(guó)對(duì)人與自然的態(tài)度，早受“天人合一”哲學(xué)基礎(chǔ)的影響，也早有“數(shù)罟不入① 池，魚(yú)鱉不可勝食也，斧斤以時(shí)入山林，材木不可勝用也”（《孟子·梁惠王篇》）的順應(yīng)天時(shí)、持續(xù)經(jīng)營(yíng)自然資源的觀念。這是中國(guó)人的生活方式，是傳統(tǒng)文化，本質(zhì)上就是與大自然和諧相處。在全世界各國(guó)家各民族普遍都有與大自然和諧相處的倫理，只是到了近代，人與自然的關(guān)系發(fā)生了變化，生態(tài)危機(jī)也隨之產(chǎn)生。與“自然”二字相應(yīng)的概念便是“天地” 。北宋改革家王安石曾提出向大自然討取財(cái)富的主張：“因天下之力以生天下之財(cái)，取天下之財(cái)以供天下之費(fèi)” 。這里所說(shuō)“取天下之財(cái)”也就是大自然所蘊(yùn)含的財(cái)富（鄧廣銘，2007） ，就是資源?！兑葜軙?shū)·大聚解》記載夏代已有“春三月，山林不登斧斤，以成草木之成長(zhǎng)；夏三月，川澤不入網(wǎng)罟② 以成魚(yú)鱉之長(zhǎng)”的禁令。說(shuō)明夏代就有禁止砍樹(shù)和捕魚(yú)的法令。《周易》設(shè)立《節(jié)》卦，提倡人類(lèi)向大自然索取資源時(shí)，必須節(jié)制，從而維持自然資源不受到破壞?！盾髯?middot;王制》曰：“修火憲，養(yǎng)山林藪③ 澤草木魚(yú)鱉百索，以時(shí)禁發(fā)，使國(guó)家足用而財(cái)物屈” ，這又是嚴(yán)格的動(dòng)植物保護(hù)的思想?？鬃釉凇墩撜Z(yǔ)·述而》中主張“釣而不綱，弋不射宿” ，足見(jiàn)傳統(tǒng)儒家思想中就有節(jié)制的內(nèi)涵。1975 年湖北出土秦律竹簡(jiǎn)條文《田律》，其中就有“春二月，毋敢伐材木山林及雍（壅）堤水。不夏月，毋敢夜草為灰，取生荔··”等自然保護(hù)內(nèi)容，這是我國(guó)最早的一部自然保護(hù)的法律文件。清代木蘭圍場(chǎng)是皇家禁苑，建于1681 年，前后存在200 多年，遵守“于物誡盡取” 、“留資歲歲仍”的管理思想，對(duì)我們現(xiàn)在的自然保護(hù)也都有一定的借鑒意義（艾琳等，2010） 。中國(guó)歷朝歷代幾乎都有類(lèi)似的環(huán)保思想或者自然保護(hù)的法規(guī)和禁令，因?yàn)槲覀冇兄鴰浊晡拿鞫揖哂懈畹俟痰?ldquo;天人合一”思想，自然保護(hù)是我們民族的生活方式。然而當(dāng)來(lái)到物質(zhì)昌盛社會(huì)開(kāi)放的今日世界，我們敬天惜物簡(jiǎn)樸傳統(tǒng)的生活模式經(jīng)過(guò)西方文明的百年沖擊之后，還能維持得住嗎？ 我們生活在如此科學(xué)昌明的現(xiàn)代，眼睜睜地看著在這個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，社會(huì)繁榮的世界里，一個(gè)物種一個(gè)物種的滅絕，一大片一大片的森林消失，我們難道沒(méi)有責(zé)任嗎？二、自然規(guī)律與滅絕漩渦現(xiàn)代生物學(xué)討論的兩大主題一是討論大自然的規(guī)律，一是探究生命的本質(zhì)。這兩大主題都建在一個(gè)共同的基礎(chǔ)上，那就是進(jìn)化的觀念。正如杜布贊斯基（Dobzhansky）所說(shuō)：“如果生物學(xué)沒(méi)有了進(jìn)化的內(nèi)容，那將會(huì)是一門(mén)沒(méi)有意義的科學(xué)（nothing make sense in biology ，unless in the light of evolution）” 。自然界的生物多樣性是在進(jìn)化中產(chǎn)生的，物種在進(jìn)化過(guò)程中，經(jīng)歷適應(yīng)和自然選擇，必然導(dǎo)致物種的形成和滅絕。物種形成增加自然界的生物多樣性，而物種的滅絕則減少自然界的生物多樣性，物種滅絕跟它的形成一樣都是自然現(xiàn)象。生物進(jìn)化是以時(shí)間為向量的，它與時(shí)俱變，物種一旦滅絕就永遠(yuǎn)不會(huì)復(fù)生。物種的滅絕有它的過(guò)程，一般而言，總是先經(jīng)過(guò)種群數(shù)量減少，進(jìn)入滅絕漩渦（extinction vortex）之后而消失。所謂“滅絕漩渦”是指小種群由衰退到滅絕過(guò)程中的變化就像一個(gè)漩渦一樣，越接近漩渦的中心這種滅絕的趨勢(shì)越明顯，而一旦被卷入這個(gè)漩渦，就難逃滅絕的厄運(yùn)。也就是說(shuō)基因多樣性的減少給小數(shù)量的種群（或小種群）恢復(fù)帶來(lái)巨大障礙，小種群比大數(shù)量的種群（或大種群）基因豐富度小，如果有其他生物個(gè)體與之發(fā)生基因交流，導(dǎo)致其他個(gè)體基因匯入，該小種群將會(huì)出現(xiàn)基因數(shù)量固定，致使其生物多樣性減少，最終無(wú)法適應(yīng)條件的變化。因?yàn)榉N群數(shù)量較少就會(huì)產(chǎn)生基因的漂移，而且會(huì)在后代中逐漸喪失，從而使得基因多樣性減少（圖1-1） ，這種趨勢(shì)被稱(chēng)為滅絕旋渦。這是多個(gè)因素互相作用造成的，比如小種群容易產(chǎn)生近親繁殖，導(dǎo)致后代先天不良，同時(shí)小種群更經(jīng)受不起數(shù)量的波動(dòng)，稍大的波動(dòng)可能就意味著滅絕。這兩方面互相促進(jìn)，像漩渦一樣把小種群卷進(jìn)滅絕的深淵（Gilpin and Soule ，1986 ；Guerrant ，1992） 。人類(lèi)的活動(dòng)如果干擾到這個(gè)適應(yīng)和自然選擇的規(guī)律，干擾自然選擇的過(guò)程，阻斷進(jìn)化之路，就造成了人為的滅絕漩渦。每一個(gè)生物個(gè)體都是基因的載體，生物的多樣性代表著30 億年生命演化的結(jié)果，是大自然運(yùn)行規(guī)律產(chǎn)生的結(jié)果。生物多樣性的喪失是千百萬(wàn)年，甚至上億年生命演化結(jié)果的損失，是無(wú)法彌補(bǔ)的。這種損失不僅影響當(dāng)代人的生活和生產(chǎn)，對(duì)我們的后代生存和發(fā)展也將構(gòu)成威脅。所以保護(hù)生物多樣性，維護(hù)大自然的運(yùn)行規(guī)律，防止物種滅絕是我們這代人的責(zé)任和義務(wù)，也是本書(shū)的研究方向和學(xué)科領(lǐng)域。第二節(jié) 保護(hù)生物學(xué)2005 年5 月22 日《生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)健康幸福：生物多樣化綜合報(bào)告》的調(diào)查報(bào)告指出：過(guò)去五十年期間，由于人類(lèi)對(duì)自然環(huán)境的大肆破壞，自然界物種的消失速度為正常消亡率的1000 倍，如果不及時(shí)對(duì)趨勢(shì)加以制止，最終受害的還是人類(lèi)自身，因?yàn)槿绻チ舜笞匀坏谋Ｗo(hù)，人類(lèi)生存將面臨巨大威脅。然而地球表面生物多樣性的變化是復(fù)雜的，既有分布區(qū)環(huán)境的影響，又受生物本身的變異和進(jìn)化規(guī)律所左右。由于生物多樣性是“生物（動(dòng)物、植物、微生物）與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過(guò)程的總和，包括生態(tài)系統(tǒng)、物種和基因三個(gè)層次”（中國(guó)生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃，2011） ，生物多樣性的形成和變化相當(dāng)復(fù)雜，與人類(lèi)的關(guān)系又極其密切，保護(hù)生物多樣性也不單純是生物學(xué)問(wèn)題，還涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)問(wèn)題以及倫理和文化，復(fù)雜的起因更突顯了生物多樣性保護(hù)科學(xué)的重要性。一、保護(hù)生物學(xué)概念前面簡(jiǎn)單介紹了保護(hù)生物學(xué)的涵義，為了明確起見(jiàn)，這里給出保護(hù)生物學(xué)的概念。“保護(hù)生物學(xué)”是一門(mén)關(guān)于自然保護(hù)的學(xué)科，其中最關(guān)心的對(duì)象是生物多樣性，最重要的活動(dòng)是保護(hù)。無(wú)論自然還是生物多樣性都有其固有的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而保護(hù)是一種實(shí)踐活動(dòng)，需要從自然環(huán)境或者生物多樣性基本規(guī)律出發(fā)，建立起科學(xué)的理論體系和有效的方法體系，從而科學(xué)合理地進(jìn)行生物多樣性保護(hù)，也就是保護(hù)我們?nèi)祟?lèi)賴(lài)以生存的大自然。保護(hù)生物學(xué)是研究生物多樣性保護(hù)的學(xué)科。保護(hù)生物學(xué)所研究的對(duì)象既包括生物有機(jī)體、生物種群和生物群落，也包括生物的棲息地。關(guān)于保護(hù)生物學(xué)的概念，不同學(xué)者從各自的專(zhuān)業(yè)角度出發(fā)，提出的定義也有所不同。蔣志剛等（1997）提出保護(hù)生物學(xué)是研究從保護(hù)生物物種及其生存環(huán)境著手，來(lái)保護(hù)生物多樣性的學(xué)科；Soulé（1985）的定義是保護(hù)生物學(xué)是研究直接或間接受人類(lèi)活動(dòng)或其他因子干擾的物種、群落和生態(tài)系統(tǒng)的生物學(xué)；陳道海和鐘炳輝（1999）提出保護(hù)生物學(xué)是研究保護(hù)物種，保存生物多樣性和持續(xù)利用生物資源問(wèn)題的學(xué)科；張恒慶（2005）提出保護(hù)生物學(xué)是一門(mén)論述全世界生物多樣性面臨嚴(yán)重危機(jī)，及如何保護(hù)生物多樣性的綜合學(xué)科，它既面臨當(dāng)前生物多樣性的危機(jī)，又著眼于生物進(jìn)化潛能的保持。簡(jiǎn)單地說(shuō)，保護(hù)生物學(xué)是研究生物多樣性變化規(guī)律及其保護(hù)的學(xué)科。保護(hù)生物學(xué)是一門(mén)理論性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的交叉學(xué)科，它涉及生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)和生物進(jìn)化論的有關(guān)理論、方法，探討生物多樣性形成的機(jī)制、保護(hù)理論和保護(hù)措施。保護(hù)生物學(xué)是一門(mén)新興的綜合性學(xué)科，是伴隨著生物多樣性的銳減，全球環(huán)境質(zhì)量的下降和人們的自然資源保護(hù)意識(shí)的提高而出現(xiàn)的新學(xué)科。我國(guó)在一些綜合性大學(xué)的生物系開(kāi)設(shè)此課程，農(nóng)林院校在近些年加強(qiáng)此領(lǐng)域的開(kāi)拓，甚至還有一些學(xué)校設(shè)置了與自然保護(hù)相關(guān)的院系，形成了課程體系與專(zhuān)業(yè)體系相統(tǒng)一的發(fā)展模式。總之，探討如何通過(guò)保護(hù)資源來(lái)保護(hù)生物多樣性，是我們開(kāi)設(shè)保護(hù)生物學(xué)課程的一個(gè)重要任務(wù)。與保護(hù)生物學(xué)關(guān)系最密切的學(xué)科是生態(tài)學(xué)和生物進(jìn)化論，三者產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景和發(fā)展過(guò)程十分相似，研究的對(duì)象和要完成的任務(wù)也基本接近，尤其是所要達(dá)到的目標(biāo)更為一致，所以我們將始終把生態(tài)學(xué)與生物進(jìn)化論的方法和理論應(yīng)用到本教材的編撰中。二、保護(hù)生物學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展保護(hù)生物學(xué)是在人類(lèi)的物質(zhì)文明高度發(fā)展之后才構(gòu)建的學(xué)科。當(dāng)今世界面臨著資源開(kāi)發(fā)和環(huán)境保護(hù)兩大主題。人類(lèi)為了追求財(cái)富，提高生活水平而恣意開(kāi)發(fā)自然資源，形同向大自然舉債，因而欠下大量的自然債（debt for nature）（Thomas Lovejoy of the World Wildlife Fund ，1984） 。其結(jié)果是資源枯竭，生態(tài)破壞。在這樣的過(guò)程中，受害最嚴(yán)重的莫過(guò)于地球上的生物多樣性，因?yàn)槊恳患此朴欣诟纳粕瞵F(xiàn)況的開(kāi)發(fā)事件，幾乎都要付出減損生物多樣性的代價(jià)，生物多樣性的喪失會(huì)給帶來(lái)無(wú)法預(yù)料的損失和影響，甚至引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。伴之而生的是公眾的環(huán)保意識(shí)空前的提高，保護(hù)生物多樣性的主張很快地受重視，保護(hù)生物多樣性的理論和實(shí)踐隨之產(chǎn)生，以適應(yīng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境狀況的需要。（一） 保護(hù)生物學(xué)的產(chǎn)生保護(hù)生物學(xué)的產(chǎn)生是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的一次革命，在此之前多數(shù)自然科學(xué)的學(xué)科都是在獲取資源、開(kāi)發(fā)資源的過(guò)程中產(chǎn)生的，人們的主觀愿望是從自然中獲取所需要的一切，學(xué)科門(mén)類(lèi)的產(chǎn)生是開(kāi)發(fā)自然資源實(shí)踐的副產(chǎn)品?？梢哉f(shuō)人類(lèi)在改造自然和征服自然的同時(shí)，也積累了科學(xué)文化知識(shí)，促進(jìn)了自然科學(xué)的發(fā)展。保護(hù)生物學(xué)是在生物資源受到威脅而喚醒人們強(qiáng)烈保護(hù)意識(shí)和行動(dòng)的前提下產(chǎn)生的，其主觀愿望是保護(hù)世界上豐富多彩的生物多樣性，在主動(dòng)保護(hù)生物資源的過(guò)程中，也進(jìn)行有效的利用，但這種利用絕不是以破壞環(huán)境為代價(jià)，必須是更有利于子孫后代的利用，是一種可持續(xù)的利用。人類(lèi)大約在距今160 萬(wàn)年的第四紀(jì)成為地球上的優(yōu)勢(shì)族群。人類(lèi)形成的初期，直至近一萬(wàn)年的全新世，為了求生到森林里去采摘野果，到草原上去獵殺動(dòng)物，到河流和海洋中去捕撈魚(yú)蝦。他們以本能的方式在十分原始的狀態(tài)下生活了上百萬(wàn)年，對(duì)自然的改造或者破壞能力還不算大，尚可維持平衡。隨著人類(lèi)的發(fā)展進(jìn)入到黃金時(shí)代，隨著族群的擴(kuò)大和人口的增加，天然食物無(wú)法滿(mǎn)足生活需求，人類(lèi)不得不馴養(yǎng)牲畜和栽培作物。例如，中國(guó)早在公元前7500 年就有了稻米、小米、蠶和豬等，西南亞早在公元前8500 年就有了小麥、豌豆、橄欖、綿羊和山羊等。人類(lèi)經(jīng)歷了數(shù)千年的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，其主要資源是土地、陽(yáng)光和水，農(nóng)牧業(yè)和家庭手工業(yè)是主要生產(chǎn)方式，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)具有地域性特征。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)的積累，人們首先懂得了栽培學(xué)、植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)等。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類(lèi)歷史的演化，對(duì)自然開(kāi)發(fā)的強(qiáng)度與日俱增，對(duì)大自然施加的壓力也越來(lái)越大，終有一天人們發(fā)現(xiàn)原以為取之不盡的資源在逐漸枯竭。16 世紀(jì)時(shí)歐洲的野牛（圖1-2）數(shù)量減少，只是一個(gè)小案例。當(dāng)時(shí)的人類(lèi)警覺(jué)到了資源匱乏的嚴(yán)重性，甚至在1564 年于歐洲建立了野牛保護(hù)區(qū)，但是野牛仍于1672 年滅絕。人口越多的地區(qū)資源消耗得越快，首先建立起文明的地區(qū)，同時(shí)也是資源最早枯竭的地區(qū)，這里的人們不得不到其他地區(qū)去尋找資源，因此促進(jìn)了航海學(xué)、地理學(xué)的發(fā)展；與此同時(shí)，人們也大力開(kāi)發(fā)新的資源，如煤炭、石油等礦產(chǎn)。人們?cè)趯ふ屹Y源和開(kāi)發(fā)資源的過(guò)程中，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，改造自然的能力也不斷提高。大型采掘機(jī)械、船只遠(yuǎn)洋捕撈和對(duì)野生動(dòng)物的捕殺能力等都是空前的，使森林、海洋和礦產(chǎn)資源等在近100 年中迅速減少，甚至接近枯竭的邊緣。面對(duì)如此嚴(yán)重的現(xiàn)狀，我們應(yīng)該怎么辦？ 對(duì)于我們?nèi)祟?lèi)所做的一切應(yīng)該如何評(píng)價(jià)？ 事實(shí)告訴我們，無(wú)論砍伐機(jī)械如何先進(jìn)，可采伐的森林資源已經(jīng)不多了，無(wú)論你的漁網(wǎng)眼孔多么小，水中魚(yú)蝦數(shù)量已經(jīng)很少了。問(wèn)題不在于先進(jìn)的科技和優(yōu)良的設(shè)備，而在于生物資源本身，是生物資源本身發(fā)生了變化，這種變化越來(lái)越不利于人類(lèi)的繼續(xù)利用和自身發(fā)展。在這種情況下，人們需要相關(guān)的理論和方法指導(dǎo)其對(duì)生物資源進(jìn)行保護(hù)，要考慮生物資源保護(hù)問(wèn)題，以便能夠持續(xù)地生存下去，于是，保護(hù)生物學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。保護(hù)生物學(xué)作為一門(mén)學(xué)科體系是近三四十年發(fā)展起來(lái)的，是一門(mén)高度綜合，多學(xué)科交叉的新領(lǐng)域。該學(xué)科領(lǐng)域重要開(kāi)拓者之一，美國(guó)著名生態(tài)學(xué)家Michael E.Soulé（1985）認(rèn)為保護(hù)生物學(xué)是一門(mén)既面向目前危機(jī)，又有長(zhǎng)遠(yuǎn)生態(tài)前景，以研究物種、群落和生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)問(wèn)題為對(duì)象的新興學(xué)科。其目的在于為保護(hù)生物多樣性提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐途徑（Soulé ，1985） 。Soulé 和Wilcox（1980）出版了一本題為《自然保護(hù)生物學(xué)》的專(zhuān)著，認(rèn)為這是一門(mén)多學(xué)科高度綜合的產(chǎn)物，這些學(xué)科包括生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、社會(huì)生物學(xué)、生理學(xué)、自然資源科學(xué)（林學(xué)、水產(chǎn)學(xué)、野生動(dòng)物學(xué)、政策及管理學(xué)科） 、環(huán)境監(jiān)測(cè)學(xué)、生物地理學(xué)、以及社會(huì)科學(xué)等，并明確指出道德、倫理規(guī)范也是保護(hù)生物學(xué)所涉及的一部分。自然保護(hù)生物學(xué)更多地強(qiáng)調(diào)整體論（holistic）觀點(diǎn)，即強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的高度綜合性，和研究大尺度現(xiàn)象的重要性。他們?cè)诳紤]到現(xiàn)代生物學(xué)的中心偏向于分子水平，在研究的手段越來(lái)越先進(jìn)，研究的尺度越來(lái)越小，研究的對(duì)象越來(lái)越狹窄的情況下，提倡這種整體論觀點(diǎn)在自然保護(hù)中的重要性。自然保護(hù)生物學(xué)通常被認(rèn)為是介于“純”科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)之間的交叉學(xué)科，也是理論學(xué)科與實(shí)踐學(xué)科的結(jié)合與交融，人文、社會(huì)和自然科學(xué)的交叉，經(jīng)濟(jì)學(xué)和生態(tài)學(xué)的交叉等等。它的誕生無(wú)疑標(biāo)志著現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)在自然保護(hù)實(shí)踐中應(yīng)用的新階段。關(guān)于保護(hù)生物學(xué)的起源有兩種觀點(diǎn)。一個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為保護(hù)生物學(xué)是歐洲起源的，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代保護(hù)生物學(xué)的許多觀點(diǎn)，在100 年以前或更早時(shí)期的歐洲科學(xué)家的著作中已經(jīng)建立，歐洲對(duì)野生動(dòng)物的關(guān)注在19 世紀(jì)晚期就已經(jīng)十分明顯，物種保護(hù)工作也開(kāi)展得最早。另一觀點(diǎn)認(rèn)為保護(hù)生物學(xué)是北美起源的，指出美國(guó)學(xué)者提出的有關(guān)資源保護(hù)的理論中有兩條原則具有十分明顯的保護(hù)生物學(xué)的思想：第一條原則是要在當(dāng)代的使用者、消費(fèi)者和未來(lái)的消費(fèi)者之間合理地分配資源；第二條原則是資源的有效利用，即達(dá)到最大可能的利用而不是浪費(fèi)。（二） 保護(hù)生物學(xué)的理論基礎(chǔ)保護(hù)生物學(xué)的概念、保護(hù)對(duì)象和保護(hù)動(dòng)機(jī)是以保護(hù)動(dòng)植物等自然產(chǎn)物為對(duì)象，它們自身有其固有的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，認(rèn)識(shí)和了解它們是保護(hù)的前提，故而保護(hù)生物學(xué)首要的理論基礎(chǔ)是有關(guān)自然方面的理論基礎(chǔ)。包括生物學(xué)和生態(tài)學(xué)所涉及的科學(xué)如大氣、水文和地質(zhì)地理規(guī)律及最基礎(chǔ)的物理、化學(xué)等基本規(guī)律。所以，基礎(chǔ)的植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)和自然環(huán)境方面的科學(xué)都是保護(hù)生物學(xué)的首要理論基礎(chǔ)。對(duì)于任何自然界的生物來(lái)說(shuō)，無(wú)論是來(lái)自自然的還是來(lái)自人為的改變可能都是一種干擾，而生物對(duì)于外界干擾必然會(huì)有一定的響應(yīng)機(jī)制。這就需要掌握有關(guān)生物與生物之間的相互作用規(guī)律，以及生物與環(huán)境之間的作用規(guī)律，需要我們掌握生態(tài)學(xué)和遺傳學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)。在自然因素中生物還受到來(lái)自環(huán)境方面的影響，比如某一地區(qū)的環(huán)境變遷，氣候異?；蛘咦匀粸?zāi)害等等，導(dǎo)致物種難以適應(yīng)變化的環(huán)境條件，生物多樣性迅速減少，研究這方面的問(wèn)題需要有關(guān)生態(tài)學(xué)和環(huán)境學(xué)的理論和技術(shù)。……

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