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生物多樣性世界與生態保育

92/12/11 瀏覽次數 13672
生物多樣性(亦稱為生物歧異性),是一門新興的科學,著重於探討生命系統各不同層級,從基因、細胞、個體、族群、物種到生態系中,其組成分子間存在的異同程度、造成歧異的原因及其生態關聯與功能。威爾遜(E.O. Wilson)更進一步指出生物多樣性的研究,是要將原先分立的生物、經濟、農藝、政治、法律等多項領域加以結合,以整體生物多樣性及其起源的系統為範疇,探討如何維持及利用生物的多樣性,以造福人類。因此,如何保護自然環境及生物的多樣性,是人類今後生存及能否永續發展的主要關鍵,也是二十一世紀生物學的重要研究領域之一。

生物多樣性的層次與變化

多樣性是生命系統中最基本的特色,並反映在所有生物的細胞、組織、器官、族群和物種的發生,以及分化、生長、生殖及死亡等生命過程中。這個觀念可以運用到生物社會上,今日我們對生物多樣性的了解涵蓋了遺傳基因多樣性、物種多樣性及生態系多樣性三個層次,但在二十世紀以前,大多限於物種的層次,當時物種指的是不同型態的生物類別。

自孟德爾及二十世紀初期遺傳學的發展,以及五○年代以後對遺傳物質去氧核醣核酸(DNA)分子的認識,讓我們了解到生命現象的基礎是基因,並且靠它代代相傳。不同物種在生命現象上的差異,是因為有不同的基因,即使是同種生物群中,因為有不同基因組合的緣故,每個個體也不盡相同。於是,生物多樣性的概念,擴展到了基因的層次。

此外,二次大戰後生態學的進步也讓我們了解到,不同生物物種之間有非常複雜的交互作用,至少包括互利或片利共生、捕食、寄生、競爭……等。不同生物藉由這些交互作用連結成龐雜度不一的群落,再加上與氣候、光線、土壤、水、酸鹼度等外界的物理因子作用,而形成生態系。每個生態系都是獨特的,因為組成的生物種及物理條件不同,其所產生的交互作用結果也就不同。因此,生物多樣性的層次,也進一步延伸到生態系統的多樣性。

就生物層級理論的角度而言,又可將生命及生命現象歸屬於分類上的層級、親緣上的層級、結構性的層級及功能性的層級等四類;在此定義下,生物多樣性的概念,可以說是等同於一個活生生的地球上的所有生命及其所表現的各種生命現象、作用及過程。

單就物種而言,目前生物學家已知且命名的物種約有一百六十多萬種。然而,全世界的生物種類據估計至少在一千萬種以上,有些學者甚至認為達三千萬種。換言之,即使在最樂觀的估算下,我們目前所知的物種也僅是所有可能存在物種的七分之一強。

基因層次的複雜度更甚於物種層次,然而,我們對它的了解僅限於少數的幾種生物。例如:第一個完成基因定序的生命體是嗜血桿菌,約含1,740個基因,它在一九九五年完成,而果蠅直至二○○○年才定序出約13,061個基因,以及最近完成的人類基因組計畫,則定序出大約三萬到三萬五千個人類基因,全球每年投入數億美元以上的資金來進行這些研究。這些數字還不包括同一物種中,不同個體的基因變異。因此,若要估算所有生物的每一個基因,結果將是一個天文數字。

在生態系的層次,雖然我們通常粗略的將之分為:森林、草原、沙漠、河流、湖泊、溼地、珊瑚礁、深海等,其中每一類又可再細分為許多類型。例如森林又可分為熱帶雨林、熱帶季風林、溫帶雨林、闊葉林、針葉林等。即使如此,同類型的生態系在不同的地點也不盡相同。例如印尼和巴西的熱帶雨林在組成物種及氣候環境上均不相同。

就算是同一地點的生態系,因著輕微環境的差異,也有不同。例如位於臺灣南部南仁山的亞熱帶雨林,向風及背風森林中的樹種就完全不同;位於山腳下及僅僅相差二百公尺山坡上的樹種,也幾乎完全不同。若要將生態系的複雜,像基因一樣仔細地分門別類,恐怕也是一項既龐大又費時的工程。

全球生物多樣性現況

近五十年來,世界人口已由二十五億成長為六十多億,人類耗盡了地球上四分之一的表土,並可觀地改變了大氣的特質,相當程度的衝擊到生物生長的環境,其中最嚴重的生態問題是生物物種的滅絕。將化石紀錄顯示的物種平均存活史,與過去幾世紀以來的生物物種滅絕速率比較,估計出目前的生物物種滅絕速率約為每年一千種,是背景值的五百到一千倍,意味著一個新物種的演化過程中,將會有五百到一千種的生物物種從地球上永遠消失。

將全球棲地破壞現狀與預測速率和單位面積物種數目的關係合併考慮,預估到二○五○年時,高達三分之一的全球生物物種將滅絕或瀕危,另外的三分之一極可能在本世紀末也將走向絕路。一些對人類十分重要的生物,其遺傳基因的多樣性也正在迅速消失中。例如中國大陸自一九四九年到一九七○年間,為數一萬的麥類品種已經消失達90%;在印尼過去20年裡,已有一千五百種稻米品種絕跡。

遺傳多樣性的喪失,代表日後我們的作物一旦發生病蟲害危機,將更難找到抗病的基因來進行品種改良。此外,生態系多樣性也正以驚人的速度被破壞,熱帶雨林被砍伐的速度大約是每年七萬六千平方公里,依此速度,全世界的熱帶雨林將在120年後消失!而熱帶雨林中,約占全世界50%的物種,也將隨之消失。

以當前為維持地球上所有人類生存及社會運作所需來估算,我們已消耗或浪費了地球上陸生生物光合作用淨產能約四分之一至一半的生物生產力,及超過一半以上的可再生淡水;人類遂成為地球三十八億年生命歷史中,史無前例的絕對生態優勢物種,並且對大多數與人類共享這個星球的其它生物物種生存,造成持續性的威脅。

根據聯合國對世界人口成長的估計,到二○五○年將達八十五億人,至本世紀末人口將跨越一百億大關。但是,我們不知道屆時要如何才能提供足夠的糧食及衣物給這麼多人;當然,我們更不知道怎樣才能維持目前努力追求的生活水準。

能否及如何降低物種滅絕速率,直接攸關人類的生存與生活福祉。如果人類繼續坐視或促成地球上物種大量消失,我們將會目睹相當發生於六千五百萬年前,白堊紀末期的物種大滅絕,當時地球上的生物發生巨變,使得地球無法恢復其原有生物動力的演化過程期,長達五百萬至一千萬年之久。

由於我們對生物多樣性的了解極其有限,目前全球只有約七分之一的物種經科學鑑識和定名,究其原因乃是各國政府普遍對生物分類及相關研究投入的經費與人力相當有限,所能發現與描述新種的速率,遠低於生物物種滅絕的速率。

生物多樣性對人類衣食的價值

人類的生存倚賴著生物的多樣性,人類所有的糧食、大部分的醫藥、建材及衣物製品的主要原料、製造業所需要的化學原料、還有許許多多充實我們生活的物質,都是由各類的生物物種所提供;在農業方面,全世界約三十萬種的植物,目前我們僅用了其中的30種作為糧食作物,就養活了全世界95%的人口。

在醫藥方面,光是41種植物所提供的藥材,每年在市場上的產品價格就超過四百億美元。我們熟知的藥物,如阿斯匹林、青黴素、奎寧、強心劑(毛地黃鹼)、嗎啡、抗癌藥紫杉醇等,全都是源自生物;在工業上所需的木材、橡膠、油、蠟、染料、纖維、甚至石油提煉的下游產品–塑膠,也都是來自生物。過去半世紀以來,由於分子生物學的快速進展,使我們對生命系統的了解有更廣泛的突破,而這些進展顯示,當我們朝向一個奠基於永續發展的「生物學的時代」而努力時,生物多樣性將提供我們寬廣無限的未來。

除了經濟層面外,健康的生態系及其蘊含的多樣生物組成,也提供了人類許多非常重要的環境服務,諸如保持土表、維護集水區、提供授粉的昆蟲、益鳥,形成可供其它生物生存所需的地區性環境,提供各式各樣有價值的產物,協助復原被人類干擾破壞的環境及當地生物物種。

除了上述這些生物多樣性在人類經濟及生態功能上的直接價值之外,我們還有道德上的義務,去維護地球上的生物多樣性,因為我們是地球上生物的一分子,除須仰賴其他生物而生存外,更藉由他們的影響來激發我們的人文藝術靈感,以提供心靈上的慰藉。自認為地球管理員的人類,必須負起責任確保它的未來前途,以作為自我保障的基礎。

生物多樣性與生態保育

綜合上面所述,人類的生存倚賴生物多樣性的存在,而地球未來是否能達成永續性的發展,也有賴生物多樣性的維繫。和其它許多地區一樣,臺灣的生物多樣性也具有地域上的獨特性,提供了諸多物種良好的研究素材。生長在臺灣的生物中,大約有四分之一是全球任何其它地方所沒有的特有物種。了解並保護這個島嶼的生物多樣性,使臺灣的自然資源得以永續,是居住在臺灣每一個人的責任,也可對未來全人類的福祉、健康及安全提供重大的貢獻。重視並推動生物多樣性的保育工作,特別是將永續性觀念作為主要考慮因子,將提昇世界各國對臺灣的了解及尊重。

我國自一九八○年後,對生態環境的保護已日漸重視,特別是在一九九二年六月在巴西舉行的世界高峰會議中,由174國所簽署的「生物多樣性公約」之後,我國為了因應國際上生物多樣性保護的趨勢,於一九九九年在行政院轄下成立跨部會「生物多樣性研究推動小組」,由行政院副院長擔任召集人,推動生物多樣性相關研究及工作;行政院農業委員會更訂定二○○○年為我國「生物多樣性年」,以引起國人對生物多樣性的興趣與重視。目前政府已在國內許多地區設立了保護區、保留區及國家公園,以落實生物多樣性保育工作的推動。以臺南地區為例,四草野生動物保護區的成立,就是一個典型的環境復育及生物保育的例子。

臺南四草野生動物保護區生物多樣性

四草野生動物保護區為一濕地生態系,包含生態環境保持良好的天然與半天然鹹水濕地。該地區因早期盛產「草海桐」而得名,古名亦稱「北汕尾」(位於安平之北,臺江外海鹿耳門之南的意思)或「南汕」(安平及七鯤鯓列島的統稱),原本是淤塞的浮覆地,一八二三年(清道光三年)七月,一場暴風雨氾濫成災,造成曾文溪改道,上游沖下大量泥沙使得臺江內海逐漸淤塞,形成海埔新生地,而原本廣大的內海在四草地區只殘留四草湖(大眾廟東側)及鯤鯓湖(已闢成安平港)兩處。

四草地區形成沼澤後,先民就進入此區開闢魚塭,自一九一九年起,日本人在此設立鹽田,最初只有160公頃,之後日漸擴大終成現今規模。由於先民的開發,天然濕地及人工溼地在四草地區並存,今日該地區的環境主要包括魚塭、鹽田、水路、紅樹林等,而這些多樣的環境提供野生動物一個穩定的棲息空間。

臺南科學工業區在一九九二年通過環境影響評估,設立於部分四草鹽田地帶。有鑑於濕地環境的日益減少,以及保育工作的迫切需要,同時避免進一步對環境造成衝擊,臺南市政府遂於一九九四年十一月三十日公告,將該區五百公頃的鹽田、魚塭劃設為野生動物保護區,作為物種保育及生態環境教育之用。

現今四草野生動物保護區共分成三部分,分別為臺南科工區北邊的高蹺行鳥保護區,面積50公頃;科工區南邊鹽水溪河口東岸,面積335.1公頃;及科工區西邊鹿耳門溪河口西岸,面積130公頃。以上土地目前分屬於公有地、公有河川地及公有承租養殖魚塭地,土地使用上主要包括濕地及養殖魚池兩類。

四草地區因匯集了嘉南大圳、鹽水溪及附近鹿耳門溪,曾文溪等河口,是個廣大的濕地,濕地環境特殊,富含重要自然生態資源,一旦乾涸或遭受污染,其中許多物種有滅絕之虞。四草地區是臺灣西南沿海重要的濕地,具有極高的生態價值。

保護區周圍溝渠縱橫,兩岸長滿紅樹林,種類包括欖李、紅海欖及海茄苳,以及其他鹽生性植物,為鳥類、魚貝、螃蟹等動物重要的棲息及繁殖地。另外,由於介於陸域及水域之間,魚蝦貝類與底棲生物豐富,成為眾多野生鳥類棲息、覓食的場所,亦是東南亞地區候鳥遷移時補充食物調節體力的重要中繼站。

據多項調查報告顯示,四草野生動物保護區的重要生物資源有以下數大類:
  • 植物–現有51科169種植物,其中包括紅樹林植物紅海欖、欖李、海茄苳。
  • 底棲類–至少有螃蟹12科53種及貝類218種底棲類。
  • 魚類–四草地區魚類現有吳郭魚、蝦虎、帆鰭胎將魚、大肚魚、海鏈、雙邊魚、彈塗魚、銀鱗水滑、條紋雞魚、吉打參、漢氏綾堤、細紋輻、黑邊輻、長胊仰口輻、點帶叉舌鯊、大尾參、突吻牛尾魚、環球海鰶等。
  • 鳥類–鳥類現有紀錄44科186種,其中多數為候鳥,約占75%,留鳥僅約25%。其中以鷸、行鳥科種類最多,其次為鷗科、鷺科及雁鴨科。每年三至五月為候鳥北返的遷移期,九至十一月則為候鳥南遷的季節,大批過境的候鳥在此暫歇、覓食、補充體力,並有部分在此停留渡冬。每年夏天,亦有部分種類在此繁殖,包括東方環頸行鳥、燕行鳥等;更擁有臺灣最大的高蹺行鳥繁殖族群,其繁殖高峰期在五至八月。為提供高蹺行鳥在此區繁殖,四草野生動物保護區內特別劃設出50公頃的高蹺行鳥保護區。

其它可觀察到的鳥類尚包括唐白鷺、白鸛、黑鸛、白琵鷺、黑面琵鷺、松雀鷹、雀鷹、赤腹鷹、鳳頭蒼鷹、灰面鷲、鵟、澤鵟、老鷹、魚鷹、雕頭鷹、遊隼、紅隼、水雉、彩鷸、諾氏鷸、燕行鳥、短耳鴞、草鴞、小燕鷗、紅尾伯勞、喜鵲等,其中有多種保育類鳥種。

臺南四草野生動物保護區的成立,不僅代表著對當地多樣性生物資源的保護,也代表政府及民間對臺灣本土自然環境及生活品質的珍惜與重視。而要維持四草野生動物保護區在未來不受到任何破壞,需要完備的生態調查及完善的管理,多一分的了解,就多一分的關心,多一分的關心,我們的環境就會愈美好。期望這股動力能結合政府的推動,配合學術單位的研究及廣大人民的參與,使得不只是四草野生動物保護區,更包括臺灣各地的保護區及國家公園內多樣的生物資源,均能得到妥善保育,讓臺灣多采多姿的生物多樣性世界,能真正達到永續發展的最終目標。
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