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海洋生态学 第14章 海洋生物多样性保护
(一)海洋鱼类的过度捕捞
我国东、黄海在20世纪50~60 年代是以底层鱼类 (带鱼、小黄鱼)为主, 70 年代初以中上层鱼类 (太平洋鲱鱼)为主,随后有蓝点马鲛和鲐鱼,至 80年代和90年代小型中上层鱼类(如黄鲫、鳀鱼) 为主。目前鳀鱼资源量已出现下降迹象,小型鱼类
(如玉筋鱼)明显增加。
南极的商业性捕鲸使鲸的数量急剧下降,结果以 南极磷虾为食物的动物数量上升了。
休闲旅游:生态旅游业的基础,具美学、娱乐价 值。
科研:进行从基因到生态系统的各个层次的的研
究,如基因工程(转基因、杂交等)。
教育:涉及伦理道德的范畴,呼唤人类天性以及
教育人类与自然协调相处 。
食物
医药
生活资料
维护水平衡
调节气候
保持土壤
控制沙漠化
自然群落 (生态系统多样性)
动物
微生物
植物
物种多样性
遗传多样性
表 13.1 地球上现存生物已描述的种数(McNeely 1990,Wilson & Peter 1988) 类 细菌和蓝藻 真菌 藻类 高等植物 (苔藓、 种子) 原生动物 海绵动物 腔肠动物 环节动物 甲壳动物 别 种数(10 ) 4.76 46.98 26.90 267.75 30.80 5.00 9.00 24.00 38.00
段群落中的物种也具有较高的遗传变异水平。
(三)生态系统多样性
生态系统多样性(ecosystem diversity)是指生物群落与生 境类型综合体的多样性(栖息地、生物群落和生态过程的多样 化,以及生态系统内栖息地差异和生态学过程变化的多样
化 ),它是生物多样性的最高层次,也是物种多样性和遗传
多样性存在的基本保证,同时也是人类必不可少的发展空间和 生存条件。包括生境多样性、群落多样性、生态过程多样性。
3
类
别
种数 (10 ) 751.00 132.46 50.00 6.10 16.09 10.48 9.20 4.17 1,435.66
3
昆虫 其他无脊椎动物 软体动物 棘皮动物 硬骨鱼类 两栖、爬行类 鸟类 哺乳类 合计
物种在生态系统中功能中的作用:
①关键种假设:一些物种对维持系统稳定性和完整性具
有重要作用。
②冗余假设(功能补偿假设):物种在功能上有相当程度
的重叠,一个种的丢失不会对生态功能发生影响。
③铆钉假设:物种相互制约,一个种丢失,都存在使群落
或系统过程发生改变的概率,每一物种具有同样重要的功能。
从总的物种数来说,陆地的物种数要远多于海洋。然而, 从大的分类单元看,海洋中生活的门类大大超过陆地。在此 意义上,海洋的物种多样性程度比陆地高。 在36个动物门中,海洋生物就有 35个门,有13个门是海洋 特有的;而陆地生物 11个门中仅有1个门是特有的,淡水生物 没有特有的门。
生态系统的多样性不仅包括环境和生物群落类型的多样 化,还包括结构与功能统一的多样性及其动态。
生态系统的环境(生境)与其生物组成是统一整体,当
一个自然生态系统被破坏或消灭后,其中的物种赖以生存
的条件也就恶化或不存在,必然引起物种多样性和基因多
样性的下降或消失。 因此,生态系统多样性是物种多样性
和遗传多样性存在的基本保证。
⑺不能有效扩散,难以穿越道路、农田和人为破坏的区域; ⑻很少遗传变异的物种,难以应付新的病害、捕食者和其 它变化; ⑼需要特殊生态位的物种,如湿地植物需要特殊而有规律 的水位变化;
⑽以稳定生态环境为特征的物种,如珊瑚;
⑾长期或暂时群聚的物种; ⑿具有极高经济价值而被人类猎取或收获的物种。
一、海洋生物资源的过度利用
第十四章 海洋生物多样性保护
学习目的:
掌握生物多样性的基本概念、内涵和海洋生物多样性的
特点;
了解海洋生物多样性为人类提供的各种服务功能、人类 对海洋生物多样性的严重威胁以及保护海洋生物多样性
的基本原则和途径;
初步了解对退化生态系统的基本特征、受损生态系统恢 复的生态学原则和基本途径。
第一节
生物多样性概念 及其与人类的关系
第三节
保护海洋生物多样性的原则与途径
一、保护现存海洋生物多样性
(一)树立正确的生态观,停止继续损害海洋生物多样性的 行为 (1)树立与自然协调相处的观点 (2)树立生态系统的整体观
(3)树立可持续发展的观点
保护生物多样性意味着保护现在和将来可以
利用的生物资源。
保护最大的物种多样性并不总是等于保护了 一个生态系统中最有价值的部分,应在濒危物种、 特有种的保护、挽救和关键生境的保护的基础上, 同时也要注意还未受威胁的那些种及其组成的群
(一)海洋水温上升的效应
(1)海洋环流和上升流的改变; (2)温室效应使北极和南大洋海冰生态系统迅速萎缩 ;
(3)很多热带生物与极区生物一样,是在接近于温度最高
极限的条件下生存,温度再升高可能将造成它们的死亡; (4)温室效应引起气候的变化将使高纬度地区降水增加, 河水入海量随之增加,低纬度自然河流水量减少,这两 种情况对河口区生态系统都有重要影响。
大型海藻(如海带、紫菜、石花菜等)也是重要的食物品种。
(二)保护人类生存环境的作用
生物泵是调节大气 CO2 水平、维持全球气体平衡、减轻 温室效应的最重要过程。
沿海海草场、红树林和珊瑚礁等生态系统却有保护海岸
的作用。此外,红树林也有清除溶解营养物质和净化水质 的作用。 陆地:涵养水源、保护农田等
(三)海洋生物多样性的其他功能
多样性水平在纬度分布上有很大差异,热带地区的物种
多样性比温带、寒带的高得多。热带海洋的珊瑚礁与陆地的 热带雨林一样都是物种最丰富的地区。
(二)遗传多样性
遗传多样性也称基因多样性(gene diversity),广义上可 以理解为蕴藏于所有动、植物和微生物有机体中的遗传信息 的总合;狭义上可以理解为种内不同种群之间或一个种群内 不同个体之间的遗传变异的总和。 等位基因(alleles)、基因型(genetype)、 个体表 现型(phenotype)、 基因重组(generecombination)
四、全球气候变化对海洋生物多样性的潜在威胁
全球变化指地球生态系统在自然和 人为影响所导致的全球问题及其相互作 用下变化的过程。 全球变化包括全球气候变化、土地 利用和覆盖的变化、全球人口增长、大 气成分变化、生源物质生物地球化学循 环的变化和生物多样性丧失等方面。这 些变化既相互独立,又相互影响。
落和生境的保护。
采取有效措施制止海洋生物多样性继续受到人类活
动的损害,包括:
(1 )禁止继续过度捕捞海产品和不合理的捕捞方法; ( 2 )禁止不合理的海洋开发活动,避免海洋环境 (特别是沿岸环境)继续恶化; (3)严格控制污染物的入海量,按照海洋自净能力 接受陆地的各种污染物质;
(4)防止过度养殖、优化养殖水域生态系统;
易灭绝物种的特性:
⑴地理分布区狭窄的物种,如海岛; ⑵只有一个和少数几个种群的物种,如美洲西南部的斑鳉,一
个种群只生活在一个池塘或湖泊中;
⑶种群规模小的物种,对随机事件和环境改变较脆弱; ⑷需要较大生活空间的物种,如候鸟、洄游性鱼类; ⑸体型较大的物种,因有较大经济价值易收过度利用; ⑹增长速率低的物种;
(二)海平面上升
在十九世纪,全球海平面大约每年升高 1 ~ 2 mm,进入 20 世纪后,升高速率加快,据政府间气 候变化专业组(IPCC)估计,现在每年上升速率比 过去高出3~6倍,到2100年,每年上升速度将超过 1~2 cm。
海平面上升可引起海岸生态系统向陆地后退,使沿岸生态 系统(红树林、珊瑚礁、盐沼、河口、潮间带等)更易受台风、 洪水、风暴潮的侵袭。 海面上升最终可能淹没或部分淹没一些岛屿,消灭其中大部 分物种。 也有人提出,人类活动可能使一些物种因旧生境不适合而 又没有新生境可迁移而趋于灭绝。但是,对于一个具有基因差 异的不同种群的大洋广布物种,当全球环境发生变化时,又是 形成新物种的时机 。
二、海洋生物多样性与人类的关系
(一)食品、药物和工业原料
海洋为人类提供的食物总量仅占人类消费总量的 2%,但人类 消费的高质量蛋白质约有20%来自海洋。 海洋生物可能是一个潜在的药材宝库,开发利用前景十分广 阔,不过必须注意保护和管理。
化工原料:江蓠、石花菜是生产琼脂和鹿角胶的原料、螺旋 藻、红树林的药用价值、造礁珊瑚的骨骼。
(二)其他海洋生物的过度利用
从1940年至1986年间,商业性捕鲸者捕杀了大 约50万头鲸。 无齿海牛(Hydrodamalis gigas)已经在1768年 灭绝,从它被发现到灭绝仅27年。 鲨鱼也是被大量捕杀的对象。 鸟类、爬行类等也面临人类过度捕杀的局面。 很多海洋无脊椎动物也被过度采捕,如珊瑚礁 的各种美丽漂亮的珊瑚以及一些腹足类软体动 物(如法螺)都被大量采捕作为观赏、古玩商 品出售。
建于 1975年的澳大利亚大堡礁海洋公园是 世界上最好的也是最大的海洋自然保护区,是
地球上具有世界意义的自然地貌。
2. 建立海洋自然保护区的意义
建立自然保护区是一种动态的就地保护( in situ preservation)措施,是对海洋生物栖息环境的保护, 保护物种的遗传多样性和保护物种继续进化的潜力,
不同的基因型 相同的环境 不同的表现型 发育 相同的基因型 不同的环境 不同的表现型
× ×
(A)
× ×
(B)
图 13.1 个体基因型在特定环境中是表现示意图 (引自 Primack 1993)
一个物种遗传变异愈丰富,则它对环境变化的适应性就 愈强。反之,遗传多样性贫乏的物种,在进化上的适应性就 较差。 分布地域广、寿命长、基因交流频繁,处于演替末期阶
⑴自然生态系统自然保护区;
⑵野生生物自然保护区; ⑶自然遗迹自然保护区。
1.什么叫海洋自然保护区
海洋自然保护区(marine nature reserves)