生物多样性保护导论解 焱中国科学院动物研究所生物多样性保护导论11:迁地保护解 焱中国科学院动物研究所保护濒危物种的方法z就地保护(In situ conservation):在生物的原产地开展对生物及其栖息地的保护工作例如在濒危物种的栖息地建立保护地z迁地保护(Ex situ conservation):(异地或移地保护)通过人工驯养、繁殖或养殖,例如在动物园或繁殖中心开展濒危动物的繁殖,增加个体数量,并通过有效的重引入等工作,提高野外种群数量和生存能力的保护行为保护濒危物种的方法z迁地保护:是指为保护野生生物而在原生群落以外的地区建立的并能够维持稳定的种群的一种保护措施y目标是为被保护物种在其自然环境的正常生存提供支持z离体保护:使用胚胎移植、冷冻精液和克隆等新的繁殖技术,使动物的遗传物质脱离动物的身体得到保存植物迁地保护z引种驯化和迁地保护z植物引种驯化注重驯化、改变遗传性;迁地保护则要求保持原来的遣传多样性z引种驯化提出的要变野生为栽培、变它地为本地;而前者强调的是野生植物,基本上不搞栽培植物种类z植物迁地保护目前主要是对活的植物体、器官和组织等在人为件下进行保存z植物迁地保护有哪些形式?植物迁地保护z1 活植物整体的迁地保护y较大的投资,而且在人工条件下很难保证它们不被选择驯化而失去一些遗传基因。
y(1)利用植物园、树木园林x需要组成一个世界性、地区性或国家性的植物园保护网络系统y(2)其他栽培环境x农、林、园艺等栽培环境也是活植物的重要迁地保护地植物迁地保护z2 种子和组织的迁地保护y保存种子、孢粉、器官和组织等y这种方法的好处是所占空间小,所需的人力少,而又能较好地保护物种及其遗传的多样性y(1) 种子贮藏y(2) 组织培养植物迁地保护z3 基因文库保存法y(1)叶片或其他组织的液氮保存;y(2)野生植物特殊基因 和稀有植物基因(DNA)的提取、分离和保存;y(3)其他形式或植物基因材料保存(如标本)等y多酶链式反应-PCR技术对DNA扩增起了重要作用我国的植物园迁地保护z1999年,国际植物园保护联盟(BGCI)对什么是植物园作了如下定义: z植物园不同于公园,园内通常拥有按科学规则收集、保存、记载和标明的众多植物;它是以休闲娱乐、科普教育和科学研究为目的而对公众开放的机构;此外,很多植物园还专门从事重要的植物保护工作我国的植物园迁地保护z世界上现有 1500 个植物园(树木园)z我国公元前2 800 年左右“神农”建立的一个药用植物园,被认为是世界上建立最早的植物园z真正开始于20年代,到2004约180个植物(树木)园z植物园数量多、类型复杂,但科学意义的植物园少。
我国的植物园迁地保护z每个植物园收集多的有5 000多种;最多的植物园不足1000种,大多数3000-4000种而国外大多数植物园在10000种z英国皇家植物园和美国密苏里植物园达30000种 我国的植物园迁地保护z将全国所有植物园收集的中国本土的维管植物加在一起约为18000种(2006),相当于中国高等植物区系的60%z而国外的一些植物园收集的本土植物都达到95%以上z像南非的开普墩国家植物园( Kirstenbosch National Botanical Garden )和比勒陀利亚国家植物园 ( Protoria National Botanical Garden ) 收集的植物各有5000多种,达到南非本土植物物种总数的99.9% 迁地保护的问题z迁地保护遗传多样性的维持z迁地保护的有效种群大小多少为好?z迁地保护的有效种群大小y最小存活种群MVP 50/500法则:隔离种群至少需要50个个体,为保持遗传变异最好拥有500个个体y我国植物园对已栽培的第一批保护植物中,仅有25-38的物种达到最低标准:10-20y第二批仅有22-33达到最低标准迁地保护的问题z迁地保护植物的重复栽培z究竟一种植物要多少个植物园保存才合适?z暂考虑稀有、濒危植物园应在5个以上的植物的保存较为合适y第一批保护植物中,有51.5的种类在少于5个植物园保存,而第二批则高达95.5动物园的发展z动物园(Zoo),也包括水族馆,从一般意义上讲,它是以展出野生动物、丰富和满足人类社会的文明生活而设立,从特殊意义上说,它还是珍稀动物移地保护和普及动植物科学知识、引导和教育人们热爱自然、保护野生动物的重要场所。
z中国皇帝的园囿、阿兹台克皇帝和埃及法老的私人圈养观赏动物等动物园的发展z现代动物园的历史开始于18 世纪末和19 世纪初,维也纳(1752 年)、巴黎(1793 年)和伦敦(1826 年)建立了动物园z中国最早在本世纪初,如上海中山公园和复兴公园的动物展区,解放初期得到发展z19世纪 活的自然历史橱窗z20世纪 活的博物馆z21世纪 环境资源中心我国动物园的迁地保护z有称动物园、水族馆、野生动物园、动物乐园、百鸟园、动物世界z共有170余个,较大的专门动物园有20个z收藏着总共600余种10万余头野生动物z保持着多种野生动物圈养种群,其中也包括了国家重点保护动物的圈养种群如大熊猫、金丝猴、黑麂、红斑羚、朱鹮、华南虎、东北虎、扭角羚、鹤类、黄腹角雉、褐马鸡等z此外圈养种群的存在还可以减少野外种群被捕捉的压力我国的动物园的迁地保护z保持合理的种群结构和种群中的遗传多样性,防止种群退化和家化是动物园面临的最严重问题z由于部门间的壁垒森严,协调十分困难,动物园的圈养野生动物种群的结构多半不理想并且很难调整z种群间交换和补充新的无亲缘关系的动物十分困难,近亲交配和非自然选择的压力很大我国的动物园的迁地保护z遗传多样性丧失严重以致动物的数量和质量都很难满足物种保护的要求,不仅不能对自然环境中补充的重建野生种群作出贡献,甚至在圈养条件下也难保长期生存z动物园收藏中能自我维持的有活力的种群所占比率为10%左右,超过20%的寥寥无几。
而其中濒危物种所占比例更低z大多数动物园仍然用很小的笼子展示动物,教育技术手段也很简单,也没有起到很好的野生动物保护教育的作用为展出为目的的动物饲养繁殖z诸多地方部门如旅游、商业、水电、林业、甚至个体纷纷投资兴建或计划兴建“野生动物园”、“兽乐园”、“鸟乐园”、“龙潭虎穴”等等z个人因热爱动物而饲养动物的行为不不是是在在保护动物保护动物,而是在消耗动物z保护区和在省级建立很多救护中心动物园的迁地保护z要考虑:饲养繁殖行为究竟为野生的种群保护起到什么样的作用?z现代动物园的目标并不是只满足让动物仅仅在动物园里生儿育女,而是要彻底挽救濒危物种z了解野外动物z动物园里的研究也可以促进对野外物种保护动物园的迁地保护z同时公众对动物的野外状况比以往更为关注,动物园及时向他们提供第一手信息更有助于提高公众的保护意识z在动物园提供更好的有关生态、保护和福利方面的介绍和宣传z包括通过动物园的宣传,为保护野外的种群募集经费动物迁地保护z保持合理的种群结构和种群中的遗传多样性,防止种群退化和家化是动物园面临的最严重问题种群管理的基本原则z建立种群时最好应有几十只动物作为建群者(Founder)z尽快增加目标种群(Target population)的规模z建立最小种群数量(250-500只)z维持适当繁殖性比(1:1)z避免近亲繁殖z努力消除非自然选择压力z每代增加少量与种群无血缘关系的动物谱系(studbook)管理谱系(studbook)管理z目的是避免近亲繁殖z记录内容:y来源地,出生、死亡时间,父母和后代的情况,食物和饲养习性、健康、医疗和繁殖习性等z中国1986举办首次珍稀动物谱系登记培训班z1991年完成大熊猫谱系z小熊猫、黑颈鹤、丹顶鹤、华南虎的谱系迁地保护案例-华南虎华南虎z20世纪虎的数量从3万骤减至不足4千只z3个亚种相继绝灭z华南虎是目前唯一仍然生活在虎发源地的孓遗种群,保留了比其他任何亚种更多的原始头骨特征z50年代早期,华南虎仍有近4,000只,分布于华南、华东、华中和西南的广大地区迁地保护案例-华南虎华南虎z现在在湖南东部和北部、广东北部、福建西部、江西中部和广西,大约500平方公里的被严重分割的土地上,可能还有少许存活z各动物园共饲养约有华南虎77只,全部为6只野外捕捉的华南虎的后代,近交繁殖现象十分严重,致使繁殖率和成活率低下z使用SPARKS软件完成了圈养繁殖种群华南虎的谱系记录z重引入的问题迁地保护案例-扬子鳄扬子鳄z扬子鳄分布在哪里?z鳄鱼与恐龙类和翼手龙类有着亲缘关系z鳄鱼也是现存爬行动物身体构造最高等的一群。
其在生态、个体发生和进化途径上的许多特点与鸟类和哺乳类有某些相似z当今世界上共有21种鳄类,只在我国长江下游流域有分布的扬子鳄是其中最濒危的一种z仅存150条迁地保护案例-扬子鳄扬子鳄z扬子鳄繁殖研究中心更是取得突出成绩,近几年先后孵出幼鳄上万条z扬子鳄最适宜的栖息地很难恢复迁地保护案例-扬子鳄扬子鳄重引入重引入reintroductionz“重重引引入入”:在一个物种的历史分布区内的一部分区域内(该区域内此物种已经消失或绝灭)重新建立该物种种群的一种尝试重建”是重引入的同义词,但它表明物种重引入已经取得了成功)重引入重引入reintroductionz目目的的:所有物种重引入的主要目的都是为一个在全球范围内野生种群已经绝灭,或在某个地区内野生种群已经消失了的种、亚种或品种,建立野外的可维持的、自由散养的种群物种重引入应在该物种的原自然栖息地进行,并要求最低限度的长期管理z目目标标:提高物种的长期生存能力;于某生态系统中重建关键种(生态的或文化的意义);维持和/或恢复自然生物多样性;为当地和/或国家提供长期经济效益;提高公众保护意识,或以上几方面的综合重引入项目的实施z立项前的准备立项前的准备y可行性分析和背景研究可行性分析和背景研究x对存在野生种群的现状和生物学进行细致的研究x被引入物种的生态位x评估重引入的物种将对生态系统产生的影响x模拟实验y物种重引入地点的评估物种重引入地点的评估y对释放种群的评估对释放种群的评估z圈养种源的释放圈养种源的释放重引入项目的实施z社会经济和法律保障社会经济和法律保障z释放后的工作释放后的工作动物园在迁地保护中的作用z第十二届CITES成员国全体会员大会(智利圣地亚哥,2002)一致通过11.102号决议:y动动物物委委员员会会应应当当继继续续调调查查与与繁繁殖殖建建群群来来源源有有关关的的复复杂杂问问题题、异异地地保保护护繁繁殖殖与与就就地地物物种种保保护护之之间间的的关关系系;与与植植物物委委员员会会、AZA、EAZA、WAZA合合作作,制制定定一一切切可可行行的的策策略略和和其其它它机机制制,使使得得注注册册的的异异地地保保护护繁繁殖殖能能够够对对提提高高恢恢复复和和/或或保保护护源源自自该该国国的的物物种种做做出出贡贡献献,并并将在第十三届成员国大会上公布其研究成果。
将在第十三届成员国大会上公布其研究成果 z世界动物园与水族馆协会网络(WAZA)将异地保护繁殖与就地保护相结合的网络 动物园在迁地保护中的作用z十年前,仅有很小部分放归到大自然中的物种能在野外成功存活,动物园能否在保护濒危物种方面真正起作用也受到一些人和组织的质疑z现在情形已经发生了变化:已经实施了200多个物种的重引入和繁殖的项目z实现成功重引入的项目有:太平洋树蜗牛、郊野蟋蟀、波多黎各有纹蟾蜍、维尔京群岛蟒蛇、加州兀鹫、胡兀鹫、白鹳、粉红鸽、狮面狨、黑足鼬、新墨西哥狼、普氏野马、欧洲野牛、阿拉伯大羚羊、北非剑羚、斑鼻羚和北山羊等迁地保护成功案例-麋鹿麋鹿z外国人保存下来的中国麋鹿外国人保存下来的中国麋鹿z头似马、角似鹿、尾似驴、蹄似牛,被称为四不象z野生麋鹿可能早在1千多年前(约于汉朝末期)即已绝灭z作为皇帝的狩猎和观赏动物,至19世纪末,北京南苑(现在称为麋鹿苑)还饲养着世界上唯一的一群麋鹿,数量为200-300只迁地保护成功案例-麋鹿麋鹿z19世纪90年代,永定河泛滥和联军入侵,战乱中南苑麋鹿被一网打尽,至此中国境内的麋鹿彻底灭绝。