保育与生物多样性

保育與生物多樣性鄭先祐(Ayo)國立台南大學環境與生態學院院長環境生態研究所教授E-mail:[e-mail]:~hycheng保育與生物多樣性2地球誕生時的環境•早期的地球，是完全沒有生命。•地表覆蓋著炙熱的熔岩，大氣充滿著CO2,CH4(甲烷),N2,水蒸氣和氫氣等分子，沒有氧氣(很稀少)。保育與生物多樣性3生物多樣性與保育1.PartI地球生命的演變過程2.PartII台灣本島的誕生3.PartIIIHomosapiens的出現4.PartIV保育(conservation)5.總結保育與生物多樣性4PartI地球生命的演變過程•三十五億年的生命史•地球生物的多樣性•Gaiahypothesis：生命的力量•關鍵與穩定•複雜與不確定•時間的落差保育與生物多樣性5三十五億年的生命史原古代(ProterozoicEra)第一個生命的出現：35億年前1月1日(1/1)行光合作用的藻類：25億至5.7億年前4/14至11/2古生代(PaleozoicEra)大量藻類出現：5.7億至5億年前11/2至11/9植物開始登陸：5億至4.3億年前11/9至11/16節肢動物開始登陸：4.3億年至4億年前11/16至11/19昆虫出現：4億至3.45億年前11/19至11/25爬虫類出現：3.45億年至2.8億年前11/25至12/2兩生類大量消失：2.8億年至2.3億年前12/2至12/7保育與生物多樣性6原古代(ProterozoicEra)1/1至11/2古生代(PaleozoicEra)11/2至12/12中生代(MesozoicEra)恐龍與哺乳類的出現：2.3億年至1.8億年前12/7至12/12恐龍稱霸地球：1.8億年至1.35億年前12/12至12/17恐龍大量滅絕：1.35億年至6,500萬年前12/17至12/24新生代(CenzoicEra)哺乳類大量出現：6,500萬年至200萬年前12/24至12/31三十五億年的生命史保育與生物多樣性7FiveKingdoms(五個生物界)Fig.1生物的五個生物界。植物界真菌界原生生物界原核生物界動物界Howmanyspecies?地球生物的多樣性保育與生物多樣性8Table1.Numberoflivingspeciesinmajorphyla種類已知命名估計現有命名百分率病毒類5,000500,0001%細菌類4,7601,000,0000.5%原生界80,000500,00016%真菌界80,0001,500,0005%植物界287,655530,00054%動物界1,296,53911,540,00011%總計1,753,95415,570,00011%保育與生物多樣性9地球生物的多樣性現生已命名的物種有175萬種，加上尚未命名的估計至少有1,557萬種。現生物種估計至少仍有1,382萬種，等待命名。目前每年平均有一萬種被命名，需要多少年命名完成？地球生物物種，九成以上的命運是滅絕。曾經存在的物種是現生物種的十倍以上。已滅絕的物種，估計可有多少物種？重點I-01保育與生物多樣性10表2.比較火星、金星和地球(現況與假設完全無生命存在過)的大氣狀況。火星金星地球(無生命)地球(現況)二氧化碳95%98%98%0.03%氮氣2.7%1.9%1.9%79%氧氣0.13%極微量極微量21%地表平均溫度-53℃477℃290+50℃13℃地球的生命力量（Gaia學說）重點I-02保育與生物多樣性11關鍵閥值與穩定性CriticalpointandStability體系的穩定是需要時間的，且也不是種類愈多或是愈複雜就可愈穩定。生態體系的「關鍵閥值」(criticalpoint)。–體系有「自我修護」的能力，干擾或壓力只要不超越「關鍵閥值」，體系可以自我恢復。–一旦接近或超越「關鍵閥值」，體系可能會有劇烈的反應；若超越過多，體系會隨即垮散崩解。重點I-03保育與生物多樣性12複雜與不確定性ComplexityandUncertainty整個地球生態體系是極為複雜。–CO2量，對地球的溫室化有多大的貢獻，以及其對各種生態體系的影響情況，等等，都有太多的不確定性。–生態體系的研究，其困難除了是複雜外，還有就是所需要的研究時間非常的久。不確定性與爭議是必然存在的–地球上已知的生命物種，至少有175萬種。–全球溫化對全球經濟的衝擊有多大，更是議論紛紛！重點I-04保育與生物多樣性13全球溫化的影響（專家的預測）•第一種：情況是於西元2090年前，全球平均氣溫上升攝氏3度•第二種：情況是於西元2175年前，全球平均氣溫上升攝氏6度•第三種：情況則是於西元2090年前，全球平均氣溫上升攝氏6度保育與生物多樣性14全球溫化的影響（專家的預測）0102030405060213562第一種第二種第三種0.800估計全球總生產量的損失量(%)3.610.46.7Nordhaus(1994)保育與生物多樣性15全球溫化的影響（專家的預測）01020304050607080307595第一種第二種第三種0.30.20.5預期可能發生全球性重大影響(災害)的機率(%)4.817.512.1Nordhaus(1994)保育與生物多樣性16全球溫化的影響（專家的預測）605040302010012.30.43.555.0第一種第二種肇致全球性影響的可能機率(%)非環境經濟學者自然科學者非環境經濟學者圖4.不同專業的學者專家預期三種不同情況的全球溫暖化(globalwarming)可能肇致全球性影響的可能機率。原資料摘取自Nordhaus(1994)，p.49，Figure4。保育與生物多樣性17時間的落差(TimeLag)生態體系會盡其可能的修補傷害，清理污染。•相對而言，獲利即時，傷害往往拖延，兩者間有時間的落差。科學了解到確定，再落實於政策和法律，往往會有數十年的時間落差(DDT為例)。–臭氧層耗減，以及CFC的問題等，都同樣有時間落差的問題。重點I-05保育與生物多樣性18Fig.5.DDTgetspraisefromanadvertisementintheJune30,1947,issueofTime.保育與生物多樣性19DDT的興衰史DDT：Dichloro-Dipheny-Trichloroethane雙氯-雙苯-三氯乙醛DDT的發現與應用：第一次合成是在1874年於1939年，發現其可用作殺虫劑(PaulMuller)美國大量生產是始於1940年代初期。•1948年PaulMuller因其在1939年的發現而榮獲諾貝爾醫學獎。保育與生物多樣性20DDT被禁用的過程1947年前，DDT被公認為有效且安全。1957年，美國聯邦政府對DDT的使用範圍，開始有些限制。1962年，RachelCarson的SilentSpring1963年5月，美國的科學顧問委員會建議DDT應在短期內禁用。1967年，DDT被進一步的限制使用。1972年6月14日，在聽過9,312頁(來自125位學者專家)的證言，以及350份以上的文件後，美國環保署宣佈於農業，全面禁用。保育與生物多樣性21重點複習重點I-01：地球生物的多樣性，現生物種分為五個界(kingdoms)，現生種類至少估計有1,557萬種，已命名的只有175萬種。重點I-02：地球生命的力量(Gaia學說)。重點I-03：地球生態體系有「關鍵閥值」。重點I-04：不確定性與爭議是必然存在。重點I-05：科學了解到確定，再落實於政策和法律，往往會有數十年的時間落差(DDT為例)。PartI地球生命的演變過程1保育與生物多樣性22PartII台灣本島的誕生•新生代的近期(700萬年前：12/316:30am：人科種類出現)–大陸板塊與海洋版塊再度相互擠壓：蓬萊造山運動。–台灣西部：歐亞板塊；台灣東部：菲律賓海洋板塊–玉山每年仍以5-10公分升高；花東海岸山脈仍以每年6公分向北移動。保育與生物多樣性23更新世期間200萬-1萬年前ABC保育與生物多樣性24台灣麻雀雖小，五臟俱全！位於亞熱帶，北回歸線經過的地區；但卻因為有高山，而擁有溫帶至寒帶的植被。重點II-01玉山的冷杉林保育與生物多樣性25麻雀雖小，五臟俱全台灣，包含鄰近上百個大小不等的島嶼，高山，丘陵、湖沼、溪流、各種底質的海岸均備，加上位於大陸與太平洋群島間的種源樞紐，生物多樣性特高。島嶼的特質，更是蘊育多元多樣的特有生物。台灣本島高山林立，海拔三千公尺以上的高山超過百座。雖然位處亞熱帶，台灣的氣候和物種，從平地到高山，包含熱帶、亞熱帶、溫帶、寒帶等各種類型。台灣的植被類型，包含熱帶植物群落、低海拔闊葉林(500至700公尺以下)、中海拔闊葉林(1,800公尺以下)、針闊葉混合林(1,800至2,500公尺)、紅檜、扁柏針葉林、高山寒原(3,500公尺以上)等等。台灣土地面積雖小，但其內包含的卻是整個地球的縮影。保育與生物多樣性26多元多樣的生物目前生活於台灣的動物，學術界已知的–哺乳類有100多種，–鳥類有450多種，–爬虫類(蛇、蜥蜴、烏龜)約有100多種，–兩生類約有30多種，–淡水魚類150多種、–海水魚類2,500至3,000種，–蝴蝶近400種、–昆虫總共有13,000多種。特有種哺乳類有5種，鳥類有14種，蜥蜴類有11種，兩棲類有8種，淡水魚類約有20種、蝴蝶約有50種。保育與生物多樣性27台灣本島的地理與氣候•平地北部是屬於亞熱帶，南部是熱帶。•全島最高溫是攝氏38度，最低是1度。平均溫度，台北21.6度，高雄24.3度。夏季長冬季短，全島平均雨量2,500公釐。•南北部差異(雨量分佈，東北季風)，•東西部差異(颱風)•高山差異：雲霧帶(1,500至2,000公尺)保育與生物多樣性28雲海因為中央山脈高度超過雲層，聚集為雲海，是台灣山區淡水(河川)的源頭。重點II-02保育與生物多樣性29東埔-八通關沿線植被摘取自：陳玉峰(1995)台灣植被誌。保育與生物多樣性30台灣本島，是北半球亞洲大陸的生物避難地，類似南美洲的亞馬遜河區；但擁有更多樣的物種(溫帶與寒帶)重點II-03保育與生物多樣性31保育與生物多樣性32台南左鎮動物相(一萬年前)保育與生物多樣性33Theindo-westPacificisamarinediversityhotspot.重點II-04保育與生物多樣性34重點複習重點II-01：台灣麻雀雖小，五臟俱全！重點II-02：超過雲層的中央山脈，聚集雲海，淡水(溪流)的源頭。重點II-03：台灣本島，是北半球亞洲大陸的生物避難地，類似南美洲的亞馬遜河區；但擁有更多樣的物種(溫帶與寒帶)。重點II-04：台灣緊鄰印度太平洋的海洋生物多樣性的hotspot區。PartII台灣本島的誕生2保育與生物多樣性35我們都是一家人PartIIIHomosapiens的出現保育與生物多樣性36地球生命史的最近一天12月31日「人科」的出現：800萬至500萬年前4:00至11:30am「南猿」的時代：380萬至80萬年前14:30至22:00pm「人屬」的出現：300萬(250萬)年前16:30(17:45)pm巧手原人的年代：220萬至160萬年前18:30至20:00pm直立原人的年代：120萬至70萬年前21:00至22:15pmHomosapiens的出現：50萬年前22:45pm舊石器時代：20萬至1萬年前23:30至23:58:30pm保育與生物多樣性37Fig.6Homosapiens族群發展的路線保育與生物多樣性38近20萬年來的歷史舊石器時代：20萬至1萬年前23:30至23:58:30pm19萬年的舊石器時代於數千至萬年前：踏上文明(改造環境)的不歸路文明發展：改造環境的不歸路文字歷史的開始：8,000年前23:58:48pm工業