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1、生物多樣性與保育,鄭先祐(Ayo) 國立台南大學 環境與生態學院 生態科學與技術學系 教授 E-mail : J Web: http:/mail.nutn.edu.tw/hycheng,七星生態保育基金會 生態保育營隊 上課地點:陽明書屋大忠館台北市陽明山中興路12號,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,Part I 地球生命的演變過程 Part II 台灣本島的誕生 Part III Homo sapiens
2、的出現 Part IV 保育 (conservation) 總結,保育與生物多樣性,4,Part I 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 Gaia hypothesis: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 (Proterozoic Era) 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 (Paleozoic Era) 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
3、/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 (Proterozoic Era) 1/1 至 11/2 古生代 (Paleozoic Era) 11/2 至 12/12 中生代 (Mesozoic Era) 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 1
4、2/17 恐龍大量滅絕:1.35億年至6,500萬年前 12/17 至 12/24 新生代 (Cenzoic Era) 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,7,Five Kingdoms (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,How many species?,地球生物的多樣性,保育與生物多樣性,8,Table 1. Number of living species in major phyla,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
5、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。,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 Critical point and Stability,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
6、(critical point)。 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 Complexity and Uncertainty,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
7、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),0 10 20 30 40 50 60,21,35,62,第一種,第二種,第三種,0.8,0,0,估計全球總生產量的損失量 (%),3.6,10.4,6.7,Nordhaus (1994),保育與生物多樣性,15,全球溫化的影響 (專家的預測),0 10 20 30 4
8、0 50 60 70 80,30,75,95,第一種,第二種,第三種,0.3,0.2,0.5,預期可能發生全球性重大影響(災害)的機率(%),4.8,17.5,12.1,Nordhaus (1994),保育與生物多樣性,16,全球溫化的影響 (專家的預測),60 50 40 30 20 10 0,12.3,0.4,3.5,55.0,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(global warming)可能肇致全球性影響的可能機率。原資料摘取自Nordhaus (1994),p.49,Fi
9、gure4。,保育與生物多樣性,17,時間的落差 (Time Lag),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,18,Fig. 5. DDT gets praise from an advertisement in the June 30, 1947, issue of Time.,保育與生物多樣性,19,DDT 的興衰史,DDT: Dichloro-Dipheny-
10、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 (Paul Muller) 美國大量生產是始於1940年代初期。 1948年 Paul Muller 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,20,DDT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,Rachel Carson 的Silent Spring 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。
11、 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)。,Part I 地球生命的演變過程,1,保育與生物多樣性,22,P
12、art II 台灣本島的誕生,新生代的近期 (700萬年前:12/31 6:30am: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,A,B,C,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
13、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
14、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,
15、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,33,The indo-west Pacific is a marine diversity hotspot.,重點 II-04,保育與生物多樣
16、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hot spot區。,Part II 台灣本島的誕生,2,保育與生物多樣性,35,我們都是一家人,Part III Homo sapiens 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22:00