生物多样性保护是保护生物学的核心内容。生物的多样性(biological diversity)或简称为生物多样性(biodiversity),是生物及其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,包括动物植物微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。生物多样性包括一下三个方面:1.物种多样性(species diversity),包括地球上所有的物种,不仅包括细菌及原生生物,还包括多细胞的高等生物(植物、菌物及动物);2.遗传多样性(genetic diversity),是指同种生物的同一种群内不同个体之间,或地理上隔离的种群之间遗传信息的变异;3.生态系统多样性(ecosystem diversity),包括不同的生物群落及其与化学和物理环境的相互作用(生态系统)。
1 生物多样性的价值
目前,有许多方法可以赋予生物多样性(包括遗传变异、物种和生态系统)经济价值。这些方法中,生物多样性的经济价值分类可划分为三个层次:资源的市场价值(或收获价值)、未收货的资源在原地提供的价值、资源的未来价值(Kareiva and Levin 2003)。例如,东南亚野生大额牛(Bos frontalis)是训化牛的野生近缘种,它的经济价值可以分为:当前野牛群体捕获后肉的价值、在野外的旅游价值、在家畜育种项目中潜在的物种价值。尽管有许多种
计算生物多样性价值的方法体系,但没有哪一种被普遍接受。McNeely等(1990)和Barbier等(1994)提出的方法体系最为实用,将生物多样性的价值划分为使用价值(u value)和非使用价值(non-u value)。使用价值进一步划分为:直接使用价值(direct u value)和间接使用价值(indirect u value)。直接使用价值是指人类收获的产品,如木材、药材和海产品等;间接使用价值是指未被消耗或未被破坏的自然资源所能提供的服务或“潜在的好处”,包括休闲、教育和科学研究等,也包括生态系统的服务功能,如水源净化、污染控制、自然传粉、害虫防治、水土保持、气候调节和生态系统生产力等。选择价值(option value)是一种间接使用价值,指自然资源对人类社会未来的预期价值,如未来可能的新药、食物和遗传资源。非使用价值包括存在价值(existence value)和遗产价值(bequest value)。存在价值是指人们为了保护某个物种免于灭绝,或者某个生态系统不被破坏而愿意支付的价值;遗传价值是指人们为了把自然资源完好地遗留给子孙后代而愿意支付的价值。以上所有价值综合起来可以用于计算生物多样性总的经济价值。
1.1 直接使用价值
生物多样性的直接使用价值通常可以通过观察有代表性人群的活动、检测自然产品的采集
点以及进出口统计数据计算出来。直接使用价值可分为消耗使用价值(consumptive u value)和生产使用价值(productive u value)。前者为物品在当地消耗的价值,后者为商品在市场售卖的价值。
1.1.1 消耗使用价值
诸如猎物、薪柴等在当地消耗而不进入国内或国际市场的价值属于消耗使用价值(Davidar et )。依赖土地生活的人们经常从周围环境中获得相当份额的生活必需品。由于这些物品不发生买卖,一般不出现在国家GDP中。然而,如果环境退化、自然资源过度利用或建立起封闭的保护区,农村居民不能再获得这些产品,他们的生活水平将下降,甚至可能无法继续生存而必须迁徙。
发展中国家的社会研究表明,当地居民仍大量利用自然环境中所提供的薪柴、蔬菜、水果、肉类、医药、绳索和建筑材料(Balick and Cox 1996;Davidar et )。一项对亚马逊河流域印第安人的研究发现,当地热带雨林中大约一半的树种可以用于薪柴以外的特殊产品的制造(Dobson 1995)。约80%的世界人口仍依靠上万种动植物衍生的传统医药治病(Shanley and Luz 2003)。在中国,5000种以上的生物被用作药材,印度有6000种以上,
亚马逊盆地有2000种。
蛋白质是我们的生活必需品之一,许多乡村居民猎杀野生动物使用。在非洲许多地区,野生动物是人们的主要蛋白质来源,如博茨瓦纳为40%、刚果民主共和国为75%(Rao and McGowan 2002)。在尼日利亚,人们每年吃掉10万多吨巨鼠(Cricetomys sp.);在博茨瓦纳,每年吃掉的跳兔(pedetes capensis)在3000吨以上;在巴西亚马逊地区,每年捕杀的猎物约有1000吨;而在中非,每年的捕杀量竟然达到了100万~400万吨(Fa et )。非洲野生动物的捕杀是不可持续性的,超出了可持续性捕杀量的6倍。捕杀的野生动物不仅包括鱼类、鸟类和哺乳动物,也包括昆虫、蜘蛛、蜗牛和蛆虫。在非洲某些地区,昆虫可能是主要的蛋白来源,还提供人体必需的维生素。
在水资源丰富的地区,野生鱼类是人们主要的蛋白质来源。全世界每年有亿吨鱼类、甲壳类动物和软体动物被捕捞,主要为野生种类,其中约1亿吨来自海洋,亿吨来自淡水(Chivian and Bernstein 2008)。此类捕捞的渔获物大部分提供给当地居民消费。在沿海地区,渔业提供最多的就业机会,海产品也是当地消费最多的蛋白质产品。虽然人工养殖业发展迅速,但许多鱼饲料中含有野生鱼类制成的鱼粉(Gross 2008),因此人工养殖业的发展并没有减少自然资源的利用。
从野外获取的薪柴也可以计算其消费使用价值。薪柴是全世界26人口取暖、做饭的主要能源(MEA 2005)。薪柴用量占全球木材用量一半以上。在尼泊尔、坦桑尼亚、秘鲁等国家,薪柴的价值相当于人们不能从自然资源中获取薪柴需要购买煤油或其他燃料时支付的价值。在世界许多地方,人们没有钱用于购买燃料,这容易引发所谓的“穷人能源危机”。当附近的薪柴耗尽时,人们不得不去更远的地方砍伐薪柴,从而导致植被破坏不断扩大的恶性循环。农作物秸秆和动物粪便也被当做燃料,这使农田的矿质营养成分流失,降低了农田的生产力。
1.1.2 生产使用价值
从野外获取的、在国内或国际市场上销售的产品的价值属于生物多样性的生产使用价值。经济学上通过以下两种方法计算产品的生产使用价值:一是该产品初次进入是市场的售价减去产品的生产成本;二是用商品的最终零售价表示产品的生产使用价值。例如,非洲有一种特有树种黑檀(Dalbergia melanoxylon),主要用于制造高质量的木管乐器,其木材价格与成品乐器零售价相比之战很少的部分。根据第一种方法,黑檀的生产使用价值等于黑檀木材的价格减去黑檀的砍伐成本;根据第二种方法,黑檀的生产使用价值直接等于乐
器的零售价格。两种方法的计算结果差别非常大。所以,如何确定黑檀适当的生产价值给生态经济学家出了难题。
在工业国家,自然资源的使用价值很重要。美国GDP的%(2008年约6300亿美元)在某种程度上依赖于野生物钟。发展中国家工业化程度低,乡村人口比例高,自然资源生产使用价值占GDP的比例更高。
从自然环境获得且在市场上销售的产品种类繁多,如薪柴、建筑用材、野生动物的肉类和皮毛、纤维、藤条、蜂蜜、蜂蜡、天然染料、海藻、动物饲料、天然香料、植物树胶和树脂(Baskin 1997;Chivian and Bernstein 2008)。目前,许多跨国企业收购仙人掌、兰花和其他园艺植物,动物园和私人收藏者收购鸟类、哺乳动物、两栖动物和爬行动物等。每年水产市场观赏鱼的价值约为10亿美元,其中野生鱼类占总数的15%~20%。撒哈拉沙漠以南的23个非洲国家的大面积土地被开辟成国际狩猎场(Findy et )。
在多数情况下,生物能繁殖后代,建立新的种群只要少量的个体,因此只要少量收集野生物种就能满足使用需求。野生物种被用于表演展览、新药开发、工业生产和生物防治等(Chivian and Bernstein 2008);栽培作物的野生近缘种可用于杂交育种和作物基因改良,
以上可看成为野生物种的生产使用价值;另外,野生物种具有维持和改进经济活动的潜能,因此也可以看成是野生物种的选择价值。
1.2 间接使用价值
生物多样性间接经济价值是指生态系统服务方面的价值,是生物多样性未被消耗或未被破坏的情况下给人们带来的现时或未来的经济利益。这些利益不是通常意义的商品和服务,一般不会出现在国家经济统计数据中。由于它们归全社会共同所有,因此也被称为公共物品。然而,重要自然产品的持续获得与生态系统的正常运转密切相关。如果生态系统不能提供这些产品和服务,我们就必须付出相当大的代价寻找替代资源,甚至可能面临经济下滑的局面。
1.2.1 非消耗使用价值
生物群落提供的多种多样的环境服务可视为特殊类型的间接使用价值,即非消耗使用价值(nonconsumptive u value)。经济学家尝试在区域和全球水平计算生态系统服务的非消耗使用价值(Naeem et al. 2009;Peterson et al. 2010)。其中一种计算方法认为生态系
统的非消耗使用价值是巨大的,可达每年33万亿美元,远远超过生物多样性的直接使用价值(Costanza et al. 1997)。这个数值差不多是全球国民生产总值的两倍。从这一点可以认为人类社会完全依存于自然生态系统。如果自然生态系统服务继续恶化或被破坏,人类社会将无法维持下去。湿地生态系统的服务功能非常重要,包括海岸湿地、河口、沼泽和河岸群落。仅仅最近几十年,科学家才认识到这种陆地—水域交界处的湿地生态系统对水体净化和营养循环过程都很重要,并在洪水调蓄中起到巨大作用。湿地这类至关重要的生态系统对全球变化非常敏感,如气候变化引起海平面上升对其产生很大的影响。
1.2.2 选择价值
能够在未来的某个时候为人类社会提供经济利益称为生物多样性的选择价值。随着社会发展,人类的需求也在不断改变,而满足这些需求的方式也必须不断改变;这些方式常常存在于以前未使用过的动植物遗传资源中。例如,对农作物进行基因改良不仅能增加产量,还能使农作物的抗病和抗虫害能力增强(Sairam et al. 2005)。农作物歉收往往和遗传多样性低有关:1846年爱尔兰土豆遭受枯萎病,1922年前苏联小麦欠收,1984年美国佛罗里达州暴发柑橘溃疡病。为了解决这些问题,科学家不断地开发新的抗病和抗虫害品种。抗性基因往往来自农作物的野生近缘种和传统的地方品种。
农作物的基因改良是一个长期和逐步积累的过程。农作物新品种的开发有巨大的经济影响力,有很高的选择价值(Nabhan 2008)。野生生物在生物防治方面也有巨大的选择价值。生物学家通常在外来入侵种的原产地寻找它们的天敌,将天敌生物引入入侵地,控制外来或入侵物种的扩散,实施生物防治。
2 生物多样性的保护策略
2.1 种群和物种水平的保护
建立新种群
在种群或物种水平对野生濒危物种的保护主要包括建立新的野生或半野生的种群以及扩大现有种群规模。这些方法能够使小种群物种及隔离种群物种存续下去。通过互补的、在野外建立新种群以及开展人工繁育计划使很多物种都收益良多。与圈养种群以及隔离野生种群相比,在野外分布范围很广的种群不太容易被突发的灾难所摧毁。同时,增加种群的数量及规模能够有效降低种群灭绝的风险。
目前主要有三种基本方式来进行新种群重建,其中大多数方法有IUCN再引入专家组制定。
再引入项目:将圈养个体以及野外捕获个体重新释放到它们的历史分布范围内合适的地点。再引入项目的主要目标是在物种的原始分布范围进行种群重建。例如,为了恢复黄石国家森林公园内捕食者和被捕食者的平衡,美国野生动物管理人员在1995年启动了灰狼的再引入项目。通常,物种个体被释放到它们或它们祖先生活过的地方可以保证这些个体对环境的适应性。当一个新的保护区建立以后,或者当一个现存种群遇到新的威胁,并且在这个地点已经不能顺利地繁衍时,或者当存在某些自然的以及人为的障碍从而导致物种不能正常维持其扩散趋势时,野外捕获的个体也经常被释放到其他适合它们生存的环境中去。