《生物学》课程教学资源（教材讲义）第六部分 进化 第31章 保护生物学

第31章保护生物学要点概述31.1保护生物学是以研究保护生物多样性为主要内容的新兴科学。生物多样性面临的危机：史前人类灭绝了许多动物区系。在世界范围内，物种灭绝的速率正在不断加快。物种分布的地域性：一些物种只分布在特定的地理区域内，而不出现在其它地方。失去生物多样性会有什么样的恶果？生物多样性具有直接的经济价值，它还是维持生物圈平衡的关键因素。31.2脆弱的物种更可能灭绝预测哪一物种容易灭绝：生物学家通过评估种群的生存能力来分析物种灭绝的可能性。物种间的相互依赖：一个物种的灭绝可能会给食物网带来连锁反应，影响其它的物种。危物种：种群数量的减小、缺少基因变异以及物种的商业价值都会增加一个物种灭绝的可能性。31.3物种濒危通常是人类活动的结果物种灭绝的原因：已发生的物种灭绝都可归结为少数一些原因栖息地的丧失：如果没有生存空间，物种将不能存活。案例研究：过度开发案例研究：外来物种的侵入案例研究：生态关系的破坏案例研究：基因变异的减少案例研究：栖息地的丧失和割裂31.4种群的恢复需要人们做出多方面的努力目前已经采取多种方法以保护危物种：重建退化的栖息地、人工繁殖、维持种群内部的遗传多样性等方法都对种群的恢复有所帮助

第 31 章 保护生物学 要点概述 31.1 保护生物学是以研究保护生物多样性为主要内容的新兴科学 31.1 保护生物学是以研究保护生物多样性为主要内容的新兴科学。 生物多样性面临的危机：史前人类灭绝了许多动物区系。在世界范围内， 物种灭绝的速率正在不断加快。 物种分布的地域性：一些物种只分布在特定的地理区域内，而不出现在其 它地方。 失去生物多样性会有什么样的恶果？生物多样性具有直接的经济价值，它 还是维持生物圈平衡的关键因素。 31.2 脆弱的物种更可能灭绝 31.2 脆弱的物种更可能灭绝 预测哪一物种容易灭绝：生物学家通过评估种群的生存能力来分析物种灭 绝的可能性。 物种间的相互依赖：一个物种的灭绝可能会给食物网带来连锁反应，影响 其它的物种。 濒危物种：种群数量的减小、缺少基因变异以及物种的商业价值都会增加 一个物种灭绝的可能性。 31.3 物种濒危通常是人类活动的结果 31.3 物种濒危通常是人类活动的结果 物种灭绝的原因：已发生的物种灭绝都可归结为少数一些原因 栖息地的丧失：如果没有生存空间，物种将不能存活。 案例研究：过度开发 案例研究：外来物种的侵入 案例研究：生态关系的破坏 案例研究：基因变异的减少 案例研究：栖息地的丧失和割裂 31.4 种群的恢复需要人们做出多方面的努力 31.4 种群的恢复需要人们做出多方面的努力 目前已经采取多种方法以保护濒危物种：重建退化的栖息地、人工繁殖、 维持种群内部的遗传多样性等方法都对种群的恢复有所帮助

保护生态系统：建立大面积的自然保护区，维护整个生态系统的健康发展是保护生物多样性的最佳策略。物种的加速灭绝是生物圈所面临的最重大的挑战之一一一白垩纪之前从未有过如此多的物种在如此短的时间内消失（图31.1)。面临这一挑战，保护生物学在十年前应运而生。保护生物学是一门新兴的应用学科，探索如何保护物种、群落，以及生态系统。它同时也研究引起物种数量减少的原因，并且尝试着利用不同手段来避免这种情况。在本章中，我们首先探讨生物多样性的重要性及其面临的危机。然后，我们将关注一些濒临灭绝的物种，并通过几个典型例子来研究引起物种灭绝的五个图31.1濒危动物。西伯利亚虎面临严关键因素。最后，我们将看到人们在濒危峻的灭绝危险。它的皮毛使其遭受灭顶物种的种群恢复工作方面做出的诸多努之灾，同时它们的栖息地也在迅速减少。为拯救西伯利亚虎，人们采用了许力。多方法，这些都将在本章中予以讨论。31.1保护生物学是以研究保护生物多样性为主要内容的新兴科学生物多样性面临的危机物种的灭亡是整个生命世界的一部分，对于一个稳定的生态系统来说，它和物种的形成一样正常和必要。绝大多数一一甚至可能是所有的物种，最终都将走向灭绝。我们已知的物种中有99%以上（大多数来自化石记录）现在都已经灭绝然而，目前物种灭绝的速率高得令人担忧。据估计，如果栖息地消失的速率一直持续目前的高水平（特别是在热带地区），那么30年内全球的生物多样性将丧失20%！更为可悲的是，这些灭绝物种中的相当一部分其至从未被我们注意到过：科学家们估计全球只有15%的真核生物已经被我们发现并且命名，而且这一比例

保护生态系统：建立大面积的自然保护区，维护整个生态系统的健康发展 是保护生物多样性的最佳策略。 物种的加速灭绝是生物圈所面临的最 重大的挑战之一——白垩纪之前从未有过 如此多的物种在如此短的时间内消失（图 31.1）。面临这一挑战，保护生物学在十年 前应运而生。保护生物学是一门新兴的应 用学科，探索如何保护物种、群落，以及 生态系统。它同时也研究引起物种数量减 少的原因，并且尝试着利用不同手段来避 免这种情况。在本章中，我们首先探讨生 物多样性的重要性及其面临的危机。然后， 我们将关注一些濒临灭绝的物种，并通过 几个典型例子来研究引起物种灭绝的五个 关键因素。最后，我们将看到人们在濒危 物种的种群恢复工作方面做出的诸多努 力。 31.1 保护生物学是以研究保护生物多样性为主要内容的新兴科学 生物多样性面临的危机 物种的灭亡是整个生命世界的一部分，对于一个稳定的生态系统来说，它和 物种的形成一样正常和必要。绝大多数——甚至可能是所有的物种，最终都将走 向灭绝。我们已知的物种中有 99%以上（大多数来自化石记录）现在都已经灭绝。 然而，目前物种灭绝的速率高得令人担忧。据估计，如果栖息地消失的速率一直 持续目前的高水平（特别是在热带地区），那么 30 年内全球的生物多样性将丧失 20%！更为可悲的是，这些灭绝物种中的相当一部分甚至从未被我们注意到过； 科学家们估计全球只有 15%的真核生物已经被我们发现并且命名，而且这一比例 图 31.1 濒危动物。西伯利亚虎面临严 峻的灭绝危险。它的皮毛使其遭受灭顶 之灾，同时它们的栖息地也在迅速减 少。为拯救西伯利亚虎，人们采用了许 多方法，这些都将在本章中予以讨论

对于热带地区的物种很可能要更低。物种的灭绝不仅仅只发生在那些我们不太熟知的物种中。全球250，000种植物中的50,000种，20,000种蝴蝶中的4,000种，以及9,000种鸟类中的2000种都可能在这一短暂的时间内消失。在地球45亿年的历史中，我们人类仅仅出现了500，000年，而我们的祖先发展农业仅仅是在大约10，000年前，而仅仅在这短暂的时间内，人类已经造成了难以计数的物种的灭绝，而且这一威胁仍然存在。这件事看似匪夷所思，可确实是活生生的事实。史前人类导致的物种灭绝通过研究历史，特别是古人类对物种灭绝的影响，我们可以对当前发生的物种灭绝有更加深刻的认识。在史前时期，智人（Homosapiens）每到达一个新地区，都将引起严重的破坏。在最近一次冰川期的末期，也就是距今大约12，000年前，北美的动物群是由类似于今天生活在非洲的大型哺乳动物组成的，其中包括猛犸、乳齿象、马、骆驼、大地懒、剑齿虎和狮等（图31.2）。在人类刚刚到达这里以后，74%到86%的巨型动物（体重超过100磅的动物）灭绝了。导致灭绝的直接原因是猎杀，另外同大面积烧毁丛KKO图31.2人类定居前的北美。在人类移居北美之前，这里林也有密切的关系。当然，生活着鸟类和大型的哺乳动物，如古北美驼、剑齿虎、大地獭以及恐鹭等。也有一些科学家将这些物种的灭绝归因于气候的剧烈变化，但是这种假设并不能解释为什么在前几次冰川期的末期并没有发生物种的大规模灭绝，当然也不能说明为什么灭绝的主要是大型动物，而小型动物却没有受到明显的影响。无论人类到达地球的哪一个角落，类似的灭绝事件都会发生。四万年以前，大量不同种类的大型动物遍布澳大利亚，包括众多的有袋动物，它们在体形和生态习性上类似于现在的河马或美洲虎，9英尺高的袋鼠和20英尺长的巨蜥随处可见一一这些物种都在人类到达的同时消失了。岛屿也同样不能幸免。在马达加

对于热带地区的物种很可能要更低。 物种的灭绝不仅仅只发生在那些我们不太熟知的物种中。全球 250,000 种植 物中的 50,000 种，20,000 种蝴蝶中的 4,000 种，以及 9,000 种鸟类中的 2,000 种都可能在这一短暂的时间内消失。在地球 45 亿年的历史中，我们人类仅仅出 现了 500,000 年，而我们的祖先发展农业仅仅是在大约 10,000 年前，而仅仅在 这短暂的时间内，人类已经造成了难以计数的物种的灭绝，而且这一威胁仍然存 在。这件事看似匪夷所思，可确实是活生生的事实。 史前人类导致的物种灭绝 通过研究历史，特别是古人类对物种灭绝的影响，我们可以对当前发生的物 种灭绝有更加深刻的认识。在史前时期，智人（Homo sapiens）每到达一个新地 区，都将引起严重的破坏。在最近一次冰川期的末期，也就是距今大约 12,000 年前，北美的动物群是由类似于今天生活在非洲的大型哺乳动物组成的，其中包 括猛犸、乳齿象、马、骆 驼、大地懒、剑齿虎和狮 等（图 31.2）。在人类刚刚 到达这里以后，74％到 86 ％的巨型动物（体重超过 100 磅的动物）灭绝了。导 致灭绝的直接原因是猎 杀，另外同大面积烧毁丛 林也有密切的关系。当然， 也有一些科学家将这些物 种的灭绝归因于气候的剧烈变化，但是这种假设并不能解释为什么在前几次冰川 期的末期并没有发生物种的大规模灭绝，当然也不能说明为什么灭绝的主要是大 型动物，而小型动物却没有受到明显的影响。 无论人类到达地球的哪一个角落，类似的灭绝事件都会发生。四万年以前， 大量不同种类的大型动物遍布澳大利亚，包括众多的有袋动物，它们在体形和生 态习性上类似于现在的河马或美洲虎，9 英尺高的袋鼠和 20 英尺长的巨蜥随处 可见——这些物种都在人类到达的同时消失了。岛屿也同样不能幸免。在马达加 图 31.2 人类定居前的北美。在人类移居北美之前，这里 生活着鸟类和大型的哺乳动物，如古北美驼、剑齿虎、 大地獭以及恐鹫等

斯加岛，至少15种狐猴（其中一种体型与大猩猩相仿）迅速绝迹，还有俾格米河马（一种小体形的河马）以及今为止所发现的最大鸟类一一象鸟（Aepyornis,身高超过3米，重达450千克），都由于人类的到来而消失。在新西兰，30种鸟类灭绝，包括所有的13种恐鸟一一另一种不能飞行大型鸟类。有趣的是，非洲并没有发生类似的巨型动物灭绝事件。科学家们认为，这是由于人类起源于非洲，生活于此的其它物种与人类协同进化了数百万年，最终对人类的捕杀形成了适应。有记载的物种灭绝有历史记载的灭绝物种中，最多的是鸟类和哺乳动物，这是因为这些物种比较醒目一一体型较大并且容易研究。因此相比较而言，我们对其它物种灭绝速率的估计就要粗略得多。表31.1中的数据取自最可靠的证据，它显示了从1600年至今有记录的物种灭绝状况。从表中可以看出，1600年至今，大约有85种哺乳动物和113种鸟0.4(%Birds?Mammals类相继灭绝。大多Reptiles0.3Fishes数灭绝事件发生在Amphibians0.2最近的150年内。o0.1鸟类和哺乳动物的灭绝速率在1600年16001700180020001900到1700年间大约是Year每10年灭绝1个物图31.3物种减少的趋势。上图显示了自1600年以来有记载的动物灭绝数据。其中大多数发生在岛屿上，鸟类与哺乳动物所种；但是从1850年受的影响最为显著（虽然这也许反映了我们对其它门类动物的无知。到1950年，灭绝速Taxonomyextinction灭绝种类占该类动物种类总数的百分比率增长到每年1个Birds鸟类Mammals哺乳动物Reptiles爬行动物Fishes鱼类Year年Amphibians两栖动物物种：而从1986年至1990年，该速率是每年灭绝4个物种（图31.3）！物种灭绝速率的增加是生物多样性危机的核心问题。大多数有记载的物种灭绝发生在岛屿。例如，在过去500年内灭绝的90种哺乳动物中，73%生活在岛屿上（另外19%在澳大利亚）。岛生物种之所以容易火

斯加岛，至少 15 种狐猴（其中一种体型与大猩猩相仿）迅速绝迹，还有俾格米 河马（一种小体形的河马）以及迄今为止所发现的最大鸟类——象鸟（Aepyornis, 身高超过 3 米，重达 450 千克），都由于人类的到来而消失。在新西兰，30 种鸟 类灭绝，包括所有的 13 种恐鸟——另一种不能飞行大型鸟类。有趣的是，非洲 并没有发生类似的巨型动物灭绝事件。科学家们认为，这是由于人类起源于非洲， 生活于此的其它物种与人类协同进化了数百万年，最终对人类的捕杀形成了适 应。 有记载的物种灭绝 有历史记载的灭绝物种中，最多的是鸟类和哺乳动物，这是因为这些物种比 较醒目——体型较大并且容易研究。因此相比较而言，我们对其它物种灭绝速率 的估计就要粗略得多。表 31.1 中的数据取自最可靠的证据，它显示了从 1600 年至今有记录的物种灭绝状况。从表中可以看出，1600 年至今，大约有 85 种哺 乳动物和 113 种鸟 类相继灭绝。大多 数灭绝事件发生在 最近的 150 年内。 鸟类和哺乳动物的 灭绝速率在1600年 到 1700年间大约是 每 10 年灭绝 1 个物 种；但是从 1850 年 到 1950 年，灭绝速 率增长到每年 1 个 物种；而从 1986 年 至 1990 年，该速率 是每年灭绝 4 个物种（图 31.3）！物种灭绝速率的增加是生物多样性危机的核心 问题。 大多数有记载的物种灭绝发生在岛屿。例如，在过去 500 年内灭绝的 90 种 哺乳动物中，73%生活在岛屿上（另外 19%在澳大利亚）。岛生物种之所以容易灭 图 31.3 物种减少的趋势。上图显示了自 1600 年以来有记载的 动物灭绝数据。其中大多数发生在岛屿上，鸟类与哺乳动物所 受的影响最为显著（虽然这也许反映了我们对其它门类动物的 无知）。 Taxonomy extinction 灭绝种类占该类动物种类总数的百分比 Birds 鸟类 Mammals 哺乳动物 Reptiles 爬行动物 Fishes 鱼类 Amphibians 两栖动物 Year 年

绝，是因为这些物种通常是在没有捕食者的环境中进化的，因此丧失了躲避人类和外来捕食者（比如鼠和猫）的能力。此外，人类也引入了竞争者和疾病（例如，鸟疮疾破坏了夏威夷群岛的鸟类区系）。最后，由于岛上物种的种群相对较小，因此也特别容易灭绝，这一点我们将会在本章的后面详细讨论。然而，在最近几年，物种灭绝的危机已经从岛屿转移到大陆上。目前大多数的濒危物种生活在大陆，正是这些大陆地区，在本世纪内将成为物种灭绝的主要地区。表31.11600年以来有记录的灭绝事件有记载的灭绝物种数该类生物的灭绝种类所类别大陆岛屿海洋总计物种总数占的百分比43051哺乳动物852. 14, 0000鸟类21921139, 0001. 30120210. 3爬行动物6,3000202两栖动物0. 054, 2000鱼类2212319, 1000. 114948980. 01无脊椎动物1,000,000+0显花植物2451393840. 2250,000*最近两栖动物种群数量急剧下降，许多物种濒临灭绝。资料来源：Reid和Mi1ler的数据，1989。也有人认为我们不必为灭绝事件担忧，因为灭绝是一种自然现象，大量的物种灭绝早在人类出现以前就已经发生过了。的确，正如我们在第21章中看到的，大规模的物种灭绝早在5亿年前就已经发生过了。但是，目前的大量灭绝事件在几个方面值得关注。首先，它是唯一一次由单一物种引起的。此外，虽然物种多样性通常在几百万年后会自动恢复，但是我们的后代将会在很长的一段时间中无法享受到生物多样性的益处和乐趣。再者，生物多样性此次能否恢复尚不确定。从前的大规模灭绝事件之后，旧物种的灭绝为新物种的进化提供了大量的可用资源；然而今天，这些资源可能不能再被利用，因为人类正在破坏栖息地并将这些资源据为已有

绝，是因为这些物种通常是在没有捕食者的环境中进化的，因此丧失了躲避人类 和外来捕食者（比如鼠和猫）的能力。此外，人类也引入了竞争者和疾病（例如， 鸟疟疾破坏了夏威夷群岛的鸟类区系）。最后，由于岛上物种的种群相对较小， 因此也特别容易灭绝，这一点我们将会在本章的后面详细讨论。 然而，在最近几年，物种灭绝的危机已经从岛屿转移到大陆上。目前大多数 的濒危物种生活在大陆，正是这些大陆地区，在本世纪内将成为物种灭绝的主要 地区。 也有人认为我们不必为灭绝事件担忧，因为灭绝是一种自然现象，大量的物 种灭绝早在人类出现以前就已经发生过了。的确，正如我们在第 21 章中看到的， 大规模的物种灭绝早在 5 亿年前就已经发生过了。但是，目前的大量灭绝事件在 几个方面值得关注。首先，它是唯一一次由单一物种引起的。此外，虽然物种多 样性通常在几百万年后会自动恢复，但是我们的后代将会在很长的一段时间中无 法享受到生物多样性的益处和乐趣。再者，生物多样性此次能否恢复尚不确定。 从前的大规模灭绝事件之后，旧物种的灭绝为新物种的进化提供了大量的可用资 源；然而今天，这些资源可能不能再被利用，因为人类正在破坏栖息地并将这些 资源据为己有。 表 31.1 1600 表 31.1 1600 31.1 1600 年以来有记录的灭绝事件 年以来有记录的灭绝事件 有记载的灭绝物种数 类别 大陆 岛屿 海洋 总计 该类生物的 物种总数 灭 绝种 类所 占的百分比 哺乳动物 30 51 4 85 4,000 2.1 鸟类 21 92 0 113 9,000 1.3 爬行动物 1 20 0 21 6,300 0.3 两栖动物 2 0 0 2 4,200 0.05 鱼类 22 1 0 23 19,100 0.1 无脊椎动物 49 48 1 98 1,000,000+ 0.01 显花植物 245 139 0 384 250,000 0.2 *最近两栖动物种群数量急剧下降，许多物种濒临灭绝。 资料来源：Reid 和 Miller 的数据，1989

生物学家通过研究有记载的灭绝事件和分析栖息地减少的趋势，估计物种灭绝的速率。从史前时期以来，人类几乎对全球各地的生物多样性都有不同程度的破坏。物种地域性和热点在自然状态下，如果一个物种仅仅生活在一定的地理范围内，而在其它地区没有分布，我们就称它的分布具有为地域性（endemic）。一个地域性物种的生存范围可能非常大，例如黑樱桃树（Prunusserotina）位于北美洲所有的温带地区。然而更典型的是，地域性物种具有相对狭小的特定分布范围。例如，科莫多巨蜥只生活在印度尼西亚群岛的一些小岛之上，而夏威夷菊只生活在夏威夷岛的casterCaliformnia-HimaiayasprovinceHawFaPhilippinesColombianChocoSri LankaWestern EcuadorADvonninsularCoastMalaysiaNorthernuoensiandAustraliaUpBorneoNewCaledoniaAmazonisEasterAtlanticforestMadagaCapetloralSouthwesttregionofCentral ChileAustraliaprovinceeasternBrazilArterMvers.1988.1991图31.4地域性物种集中分布的“热点”。这些地区有很多地域性物种，它们都极易灭绝。资料来源：AfterMyers，1988，1991。Ivorycoast象牙海岸Capefloralprovince好望角地区SriLanka斯里兰卡EasternArcforests坦桑尼亚EasternMadagascar马达加斯加东部WesternGhat印度西部EasternHimalayas喜马拉雅东麓PeninsularMalaysia马来西亚半岛Philipines菲律宾群岛Hawaii夏威夷群岛QueenslandAustralia昆士兰地区NorthernBorneo北加里曼丹WesternEcuador厄瓜多尔西部SouthwestAustralia澳大利亚西南部NewCaledonia新卡里多尼亚岛：ColumbianChoco哥伦比亚西部CaliforniaFloralprovince加利福尼亚西部CentralChile智利中部UplandsofwesternAmazonia西亚马孙丘陵地区AtlanticforestregionofeasternBrazil巴西大西洋沿岸火山口附近。相对隔离的地理区域，例如湖泊、山峰和大洋上的岛屿，这些地区的物种通常具有相当明显的地域性特征，经常面临灭绝的危险。在美国，不同州的地域性植物的物种数截然不同，有379种植物只生活在德克萨斯州而不在其它任何地

生物学家通过研究有记载的灭绝事件和分析栖息地减少的趋势，估计物种灭绝的 ，估计物种灭绝的 速率。从史前时期以来 。从史前时期以来，人类几乎对全球各地的生物多样性都有不同程度的破坏 ，人类几乎对全球各地的生物多样性都有不同程度的破坏。 物种地域性和热点 在自然状态下 ，如果一个物种仅仅生活在一定的地理范围内，而在其它地区 没有分布，我们就称它的分布具有为地域性(endemic)。一个地域性物种的生存 (endemic) 范围可能非常大，例如黑樱桃树（Prunus serotina）位于北美洲所有的温带地 区。然而更典型的是，地域性物种具有相对狭小的特定分布范围。例如，科莫多 巨蜥只生活在印度尼西亚群岛的一些小岛之上，而夏威夷菊只生活在夏威夷岛的 火山口附近。 相对隔离的地理区域，例如湖泊、山峰和大洋上的岛屿，这些地区的物种通 常具有相当明显的地域性特征，经常面临灭绝的危险。在美国，不同州的地域性 植物的物种数截然不同，有 379 种植物只生活在德克萨斯州而不在其它任何地 图 31.4 地域性物种集中分布的“热点”。这些地区有很多地域性物种，它们都极易灭绝。 资料来源：After Myers，1988，1991。 Ivory coast 象牙海岸 Cape floral province 好望角地区 Sri Lanka 斯里兰卡 Eastern Arc forests 坦桑尼亚 Eastern Madagascar 马达加斯加东部 Western Ghat 印度西部 Eastern Himalayas 喜马拉雅东麓 Peninsular Malaysia 马来西亚半岛 Philipines 菲律宾群岛 Hawaii 夏威夷群岛 Northern Borneo 北加里曼丹 Queensland Australia 昆士兰地区 Southwest Australia 澳大利亚西南部 Western Ecuador 厄瓜多尔西部 New Caledonia 新卡里多尼亚岛 Columbian Choco 哥伦比亚西部 California Floral province 加利福尼亚西部 Central Chile 智利中部 Uplands of western Amazonia 西亚马孙丘陵地区 Atlantic forest region of eastern Brazil 巴西大西洋沿岸

区，而纽约只有一种地域性植物。加利福尼亚有许多不同类型的栖息地，包括沙漠、山地、海岸、原始森林、草原等等类型，因此它拥有比其它州更多的地域性物种。在世界范围内，地域性物种显著集中在若干“热点”地区，这里的气候和栖息地通常具有鲜明的地域性特征。这些热点主要位于马达加斯加、热带雨林、喜玛拉雅东部和地中海气候区（加利福尼亚、南非和澳大利亚）（图31.4和表31.2）。然而不幸的是，这些地区的栖息地正在迅速的遭受着破坏，最终导致物种灭绝。在马达加斯加岛，据估计有90%的原始森林已经消失，而这个岛上85%的物种在世界其它地方没有分布。在巴西的大西洋沿岸，森林破坏的程度更加触目惊心，高达95%的原始森林已经消失。表31.2“热点”地区地域性脊椎动物的物种数量地区哺乳动物爬行动物两栖动物巴西大西洋沿岸73602536063210南美洲Choco地区11115965菲律宾426947加里曼丹北部75024澳大利亚西南部84301187马达加斯加岛91919好望角（南非）301617加利福尼亚西部6560新卡里多尼亚岛755116中国中南部资料来源：Myersetal的数据，2000地球上一些地区的物种具有显著的地域性特征。不幸的是，这些地区的栖息地正在迅速的消失，生活在其中的地域性物种正处于极大的危机之中。失去生物多样性会有什么样的后果？物种消失将会导致怎样的后果？生物多样性具有什么价值？它的价值可以分为三个部分：（1）直接的经济价值一一我们可以直接从植物、动物或其它物种

区，而纽约只有一种地域性植物。加利福尼亚有许多不同类型的栖息地，包括沙 漠、山地、海岸、原始森林、草原等等类型，因此它拥有比其它州更多的地域性 物种。 在世界范围内，地域性物种显著集中在若干“热点”地区，这里的气候和栖 息地通常具有鲜明的地域性特征。这些热点主要位于马达加斯加、热带雨林、喜 玛拉雅东部和地中海气候区（加利福尼亚、南非和澳大利亚）（图 31.4 和表 31.2）。然而不幸的是，这些地区的栖息地正在迅速的遭受着破坏，最终导致物 种灭绝。在马达加斯加岛，据估计有 90%的原始森林已经消失，而这个岛上 85% 的物种在世界其它地方没有分布。在巴西的大西洋沿岸，森林破坏的程度更加触 目惊心，高达 95%的原始森林已经消失。 地球上一些地区的物种具有显著的地域性特征。不幸的是，这些地区的栖息地正 ，这些地区的栖息地正 在迅速的消失，生活在其中的地域性物种正处于极大的危机之中 ，生活在其中的地域性物种正处于极大的危机之中。 失去生物多样性会有什么样的后果？ 物种消失将会导致怎样的后果？生物多样性具有什么价值？它的价值可以 分为三个部分：（1）直接的经济价值——我们可以直接从植物、动物或其它物种 表 31.2 “热点”地区地域性脊椎动物的物种数量 ”地区地域性脊椎动物的物种数量 地区 哺乳动物 爬行动物 两栖动物 巴西大西洋沿岸 73 60 253 南美洲 Chocó 地区 60 63 210 菲律宾 111 159 65 加里曼丹北部 42 69 47 澳大利亚西南部 7 50 24 马达加斯加岛 84 301 187 好望角（南非） 9 19 19 加利福尼亚西部 30 16 17 新卡里多尼亚岛 6 56 0 中国中南部 75 16 51 资料来源：Myers et al 的数据，2000

中获得的经济利益；（2）间接的经济价值一一由物种间接创造的经济价值；（3）伦理和美学价值直接经济价值许多物种都具有直接经济价值，可以用作食物、药物、纺织原料、能源以及建筑材料。比如说，人们将一小部分热带和半干旱地区的野生植物加以化，从而构成了如今图31.5蕃薇色的长春花。从马达加斯加的长春花(Cathiarantfus主要的粮食来源。在将roseus)中提取出两种药用成分一一长春花碱和新长春花碱，它们均对治疗儿童的白血病有较好的疗效，将存活率从20%来，我们也许能够从野提高到95%以上。生植物中寻找到可以改良品种或抵御病虫害的新基因。目前大约40%药物的活性成份都从动植物中提取。阿斯匹林，世界上用途最广泛的药物，最初是从一种热带柳树一一Salixalba的叶中提取的。马达加斯加岛的一种蔷薇色长春花（Catharanthusroseus），能够产生治疗白血病的有效成分（图31.5）。最近几十年内，生物学家们逐步完善了一项技术，可以使基因从一个生物体转移至另一个生物体。我们可以从其它物种中提取基因，为我所用，就像第19章中探讨的一样。基因勘探（geneprospecting)计划，即寻找有经济价值的动植物基因的计划已经启动。目前我们已经能够研究全部生物界中非常微小的一部分，检测他们的基因是否具有经济价值。通过保护生物多样性，在未来我们将有可能不断地找到对我们有益的新基因。间接经济价值生物群落的多样性对保持整个生态系统的健全至关重要。多样化的生物群落能够保持自然水质，缓冲洪水和干旱对生态系统的影响，还能够保护十壤，防止

中获得的经济利益；（2）间接的经济价值——由物种间接创造的经济价值；（3） 伦理和美学价值 直接经济价值 许多物种都具有 直接经济价值，可以用 作食物、药物、纺织原 料、能源以及建筑材 料。比如说，人们将一 小部分热带和半干旱 地区的野生植物加以 驯化，从而构成了如今 主要的粮食来源。在将 来，我们也许能够从野 生植物中寻找到可以 改良品种或抵御病虫害的新基因。 目前大约 40%药物的活性成份都从动植物中提取。阿斯匹林，世界上用途最 广泛的药物，最初是从一种热带柳树——Salix alba 的叶中提取的。马达加斯 加岛的一种蔷薇色长春花(Catharanthus roseus)，能够产生治疗白血病的有效 成分（图 31.5）。 最近几十年内，生物学家们逐步完善了一项技术，可以使基因从一个生物体 转移至另一个生物体。我们可以从其它物种中提取基因，为我所用，就像第 19 章中探讨的一样。基因勘探(gene prospecting)计划 (gene prospecting) ，即寻找有经济价值的动植 物基因的计划已经启动。目前我们已经能够研究全部生物界中非常微小的一部 分，检测他们的基因是否具有经济价值。通过保护生物多样性，在未来我们将有 可能不断地找到对我们有益的新基因。 间接经济价值 生物群落的多样性对保持整个生态系统的健全至关重要。多样化的生物群落 能够保持自然水质，缓冲洪水和干旱对生态系统的影响，还能够保护土壤，防止 图 31.5 蔷薇色的长春花。从马达加斯加的长春花(Catharanthus roseus) 中提取出两种药用成分——长春花碱和新长春花碱， 它们均对治疗儿童的白血病有较好的疗效，将存活率从 20% 提高到 95%以上

资源和营养物质的流失。另外，它还能够改善当地气候，吸收污染物，以及促进有机废物的分解和矿物质的循环。如果生物多样性被严重破坏，世界环境将会在大范围出现不稳定，这将导致土地沙漠化和生产力减少，还将导致积水、矿化、以及其它许多我们不希望看到的结果。虽然我们已经认识到保持物种多样性对维持生态系统健全的重要性，但是我们对生态系统和生物群落如何作用知之甚少。预测一个物种的消失会带来什么样的后果，以及这种后果的严重程度如何，这些问题我们似乎不大可能解决。这里不妨做一个类比。在我们面前有一份波音客机的零件表，随机更改一个零件的号码会有什么样的结果呢？当然，你可能会把一个坐垫变成了一卷卫生纸；但是，你同样有可能将一个支持机翼的关键部件变成了一支铅笔。关键在于，在承担不了失败之前，你不应该去冒险。类似的，我们不知道某个物种的消失会对整个生态系统产生什么样的影响；破坏生物多样性无异于在同生态系统的未来打赌。而对赌注，甚至整个赌局，我们几乎一无所知。伦理学和美学价值许多人认为保护生物多样性是一个伦理学问题，认为即便它们对人类没有直接的或者间接的经济价值，每一个物种都有其自身的生存权利。很明显，人类有利用和破坏其它物种的能力，但是在伦理学方面，他们没有这样做的权利。许多人认为能力和责任是不能割裂的，作为能够消灭其它物种的唯一物种，作为能够意识到我们所作所为的唯一物种，我们人类就有责任充当我们周围其它生命的守卫者。面对一朵漂亮的花或一头高贵的大象，几乎没有人会否认生物多样性的美学价值；但是我们为什么会认为这种美感同样是有价值的呢？或许我们能做的只是在它永久地消失时，感受那一份失落的帐然生物多样性有巨大的直接和间接的经济价值，它可以服务于我们衣食住行的各个方面，它可以使我们所赖以生存的生态系统保持健全。生物多样性可以为我们提供美的享受，同样物种自身的生存权利也是其价值的体现31.2脆弱的物种更可能灭绝

资源和营养物质的流失。另外，它还能够改善当地气候，吸收污染物，以及促进 有机废物的分解和矿物质的循环。如果生物多样性被严重破坏，世界环境将会在 大范围出现不稳定，这将导致土地沙漠化和生产力减少，还将导致积水、矿化、 以及其它许多我们不希望看到的结果。 虽然我们已经认识到保持物种多样性对维持生态系统健全的重要性，但是我 们对生态系统和生物群落如何作用知之甚少。预测一个物种的消失会带来什么样 的后果，以及这种后果的严重程度如何，这些问题我们似乎不大可能解决。这里 不妨做一个类比。在我们面前有一份波音客机的零件表，随机更改一个零件的号 码会有什么样的结果呢？当然，你可能会把一个坐垫变成了一卷卫生纸；但是， 你同样有可能将一个支持机翼的关键部件变成了一支铅笔。关键在于，在承担不 了失败之前，你不应该去冒险。类似的，我们不知道某个物种的消失会对整个生 态系统产生什么样的影响；破坏生物多样性无异于在同生态系统的未来打赌。而 对赌注，甚至整个赌局，我们几乎一无所知。 伦理学和美学价值 许多人认为保护生物多样性是一个伦理学问题，认为即使它们对人类没有直 接的或者间接的经济价值，每一个物种都有其自身的生存权利。很明显，人类有 利用和破坏其它物种的能力，但是在伦理学方面，他们没有这样做的权利。许多 人认为能力和责任是不能割裂的，作为能够消灭其它物种的唯一物种，作为能够 意识到我们所作所为的唯一物种，我们人类就有责任充当我们周围其它生命的守 卫者。 面对一朵漂亮的花或一头高贵的大象，几乎没有人会否认生物多样性的美学 价值；但是我们为什么会认为这种美感同样是有价值的呢？或许我们能做的只是 在它永久地消失时，感受那一份失落的怅然。 生物多样性有巨大的直接和间接的经济价值，它可以服务于我们衣食住行的各个 ，它可以服务于我们衣食住行的各个 方面，它可以使我们所赖以生存的生态系统保持健全 ，它可以使我们所赖以生存的生态系统保持健全。生物多样性可以为我们提 。生物多样性可以为我们提 供美的享受，同样物种自身的生存权利也是其价值的体现 ，同样物种自身的生存权利也是其价值的体现。 31.2 脆弱的物种更可能灭绝

预测哪一物种更容易灭绝生物学家如何估计某一特定物种是否容易灭绝？保护生物学家们通过研究该物种的种群大小及其栖息地的变化，来解释这一问题。种群数量迅速收缩、栖息地遭受严重破坏（图31.6）或者生活地域非常狭小的物种通常被认为是濒危物种。种群生存能力分析定量地确定某一物种所面临的危险并不是一项简单的工作。保护生物学图31.6栖息地的减少。在这次对华盛顿州家用“最小成活种群（minimusviable国家森林的砍伐中，儿乎没有树木存活下来。同时，鹿、鸟类和其它动物的栖息地population(MVP)）”来粗略地估计某也被破坏了。除非通过植树重新营造一块栖息地，否则，这片栖息地就从真正意义一种群可能灭绝的危险程度。最小成活上“丧失”了。种群是指一个种群要维持或增加它的个体数量所必需的最少个体数或种群密度。一些小的种群面临严峻的灭绝危险，而另外一些同样小的种群灭绝的危险很小甚至没有。保护生物学家利用种群生存能力分析（populationviabilityanalysis（PVA)）来估计在一段时间内（通常是1o0年），种群的大小如何影响某一物种可能灭绝的危险程度。许多因素必须考虑进PVA。其中两个特别重要的因素是：种群变动随机性（出生率和死亡率的随机变化）和种群遗传随机性（种群水平基因变异的波动。种群变动随机性与影响种群规模的随机事件有关。种群规模越小，受到诸如传染病或环境十扰（如洪水或大火）等随机事件影响的口能性便越大，种群也就更容易灭绝。类似的，小的种群更容易由于遗传漂变（第20章）而损失变异，因此更容易产生短期或长期的基因多样性的丧失。由于这些原因，小的种群尤其面临着灭绝的危险。许多物种皇间隔种群分布，即许多小种群各自占据一小块适宜的栖息地（第24章）。每一个亚种群可能非常小，面临着灭绝的危险；但是其它种群的个体可

预测哪一物种更容易灭绝 生物学家如何估计某一特定物种 是否容易灭绝？保护生物学家们通过 研究该物种的种群大小及其栖息地的 变化，来解释这一问题。种群数量迅速 收缩、栖息地遭受严重破坏（图 31.6） 或者生活地域非常狭小的物种通常被 认为是濒危物种。 种群生存能力分析 定量地确定某一物种所面临的危 险并不是一项简单的工作。保护生物学 家用“最小成活种群（minimus viable （minimus viable population(MVP)） population(MVP)）”来粗略地估计某 一种群可能灭绝的危险程度。最小成活 种群是指一个种群要维持或增加它的 个体数量所必需的最少个体数或种群密度。 一些小的种群面临严峻的灭绝危险，而另外一些同样小的种群灭绝的危险很 小甚至没有。保护生物学家利用种群生存能力分析（population viability （population viability analysis (PVA)） analysis (PVA)）来估计在一段时间内（通常是 100 年），种群的大小如何影响 某一物种可能灭绝的危险程度。许多因素必须考虑进 PVA。其中两个特别重要的 因素是：种群变动随机性（出生率和死亡率的随机变化）和种群遗传随机性（种 群水平基因变异的波动）。种群变动随机性与影响种群规模的随机事件有关。种 群规模越小，受到诸如传染病或环境干扰（如洪水或大火）等随机事件影响的可 能性便越大，种群也就更容易灭绝。类似的，小的种群更容易由于遗传漂变（第 20 章）而损失变异，因此更容易产生短期或长期的基因多样性的丧失。由于这 些原因，小的种群尤其面临着灭绝的危险。 许多物种呈间隔种群分布，即许多小种群各自占据一小块适宜的栖息地（第 24 章）。每一个亚种群可能非常小，面临着灭绝的危险；但是其它种群的个体可 图 31.6 栖息地的减少。在这次对华盛顿州 国家森林的砍伐中，几乎没有树木存活下 来。同时，鹿、鸟类和其它动物的栖息地 也被破坏了。除非通过植树重新营造一块 栖息地，否则，这片栖息地就从真正意义 上“丧失”了