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1、第3章 物种濒危与灭绝,主要内容,物种濒危等级物种灭绝的含义,3.1 物种濒危等级划分的意义,物种濒危等级划分的意义有两个方面：科学意义对物种的濒危现状和生存前景给予一个客观的评估（基础）；实际意义为开展物种保护及制定保护优先方案提供了依据（应用）。,例如：一些国际和国内的物种保护行动计划（包括公约和立法）也以此为依据。IUCN（国际自然及自然资源保护联盟）的红皮书和红色名录为这两方面提供了最好的例证。,3.2 濒危物种等级划分的标准,濒危等级划分的标准 兼顾科学性和实用性。,科学性要求这类标准客观、准确和精细，尽可能地使用定量而不是定性的依据；要求所使用的数据尽可能地全面、充足和精确。,实用
2、性强调标准的简单、实用，要满足不同水平操作者和各个类群的实际需要及特殊情况下的应急需要。因两方面的要求有时是相互矛盾的，所以标准的制定常处于一种两难的境地。,为了达到科学严谨和实用方便两者之间的平衡，IUCN对物种濒危等级标准进行了反复修订，以避免定性指标的主观性和随意性。,划分标准定性指标与定量指标定性指标：种群多与少；种群大与小；种群特性；分布范围；分布格局；生境类型、质量等。,定量指标：种群中的个体数；分布面积；分布地点数；栖息地面积；在一段时间内以上各指标的变化和物种或种群灭绝的概率。,3.2.1 IUCN濒危物种等级,1Mace-Lande物种濒危等级：,2IUCN濒危物种现行等级系
3、统各等级 定义,(1)灭绝(extinct，EX)俗称“绝种”一分类单元内，如果有足够理由确认最后的个体已经死亡，即可列为灭绝。,如：生存于远古时代的所有恐龙、分布于欧亚大陆和北美大陆的猛犸象、分布于马达加斯加的体重达500公斤的巨大鸟类巨隆鸟、分布于北美大陆且数量达几十亿只的旅鸽等。,旅鸽：地球上曾经数量最多的鸟儿,(2)野生灭绝(extinct in the wild，EW)一分类单元内如果已知仅生活在栽培和圈养条件下或仅作为一个（或多个）驯化种群远离其过去的分布区生活时，即为野生灭绝。,如：分布于我国的麋鹿在野外灭绝了，但在世界许多国家圈养和半野生环境下生存良好。我国特有的百山祖冷杉野生
4、个体仅存3株，分布于浙江庆元，不能自然繁殖。,百山祖冷杉我国特有种,附：灭绝的另外二种含义局部灭绝(local extinct)：多数物种如此。生态灭绝(ecological extinct)：如华南虎。虽然近年来证明有野生个体存在，但专家认为其难逃野外灭绝厄运。,大熊猫局部灭绝,(3)极危(criticallyendangered，CE)一分类单元在野外随时灭绝的概率极高，符合IUCN关于“极危”的标准，即可列为极危。,(4)濒危(endangered，EN)一分类单元虽未达到极危，但在不久的将来野生灭绝的概率很高，符合IUCN关于“濒危”的标准，即可列为濒危。,(5)易危(vulnerab
5、le，VU)一分类单元虽未达到极危或濒危，但在未来的中期内野生灭绝的概率较高，符合IUCN关于“易危”的标准，即可列为易危。,(6)低危(low risk，LR)一分类单元经评估不符合列为极危、濒危或易危任一等级的标准，即可列为低危。,(7)数据不足(datadeficient，DD)对分类单元无足够的资料，但根据其分布和种群现状对其灭绝的危险进行直接或间接的评估，即可列为数据不足。列入该等级的分类单元可能已得到较好的研究，但某些数据缺乏。,(8)未评估(notevaluated，NE)未应用有关的标准评估的分类单元可列为未评估。,3IUCN濒危等级标准（IUCN，1994）Mace-Land
6、e物种濒危等级标准中关于极危、濒危和易危物种的定量标准更具实用性、可操作性。,如：“极危”等级的主要定量标准 1.种群在过去的10年或3个世代内至少已下降80%；2.种群在今后的10年或3个世代内将至少下降80；3.据估计分布范围小于100km2或占有面积小于10km2；4.种群中成熟个体估计数小于250；5.10年或3个世代内野生灭绝的概率至少达到50。,3.2.2 CITES附录等级标准 CITES 濒危野生动植物物种国际贸易公约,1附录的标准 根据CITES第二条第一款：“附录应包括所有受到和可能受到贸易的影响而有灭绝危险的物种”。,附录是依据生物学标准(即有灭绝危险)和贸易标准(即受到
7、贸易的影响)来确定的。一物种满足或可能满足下列标准的其中至少一项时，被认为有灭绝的危险。,(1)野生种群小；(2)生物种群分布面积狭域；(3)野外个体数衰减；(4)种群现状表明该物种尚不足以将其列入附录，则5年内该物种很可能将满足以上所列标准之一项或多项。,2附录的标准 根据CITES公约第二条第二款第1项：“附录应包括所有那些目前虽未濒临灭绝，但如对其贸易不严加管理，以防止不利其生存的利用，就可能变成有灭绝危险的物种”。,列入附录的物种不必是目前濒临灭绝，但应有迹象显示可能会变成有灭绝危险的物种。一物种满足下列标准之一时应被列入附录。,1)除非其贸易受到严厉控制，否则该物种在不久即可满足附录
8、所列标准中至少一项。,2)通过下列两种方式之一，以国际贸易为目的自野外采集标本已对或可能对该物种带来有害影响：过长时期超出可永久维持的水平；把种群减少到如此之低的程度，以至于其他影响将威胁其生存。,3附录的标准 根据CITES公约第二条第三款：“附录应包括任一成员国认为属其管辖范围内应进行管理以防止或限制开发利用，而需要其他成员国合作控制贸易的物种”。,3.2.3 国内植物濒危等级 国内植物红皮书参考IUCN红皮书等级制定，采用濒危(endangered)、稀有(rare)和渐危(vulnerable)3个等级。其定义如下：,1濒危 物种在其分布的全部或显著范围内有随时灭绝的危险。这类植物通常
9、生长稀疏，个体数和种群低，且分布高度狭域。因栖息地丧失或破坏、或过度开采等原因，其生存濒危。,2稀有 物种虽无灭绝的直接危险，但其分布范围很窄或很分散，或属于不常见的单种属或寡种属。,3渐危 物种的生存受到人类活动和自然原因的威胁，这类物种由于毁林、栖息地退化及过度开采的原因在不久的将来有可能被归人“濒危”等级。,3.2.4 国内动物濒危等级 我国动物红皮书参照1996年版的IUCN濒危物种红色名录，根据实际国情，使用了野生灭绝(Ex)、绝迹(Et)、濒危(E)、易危(V)、稀有(R)和未定()等等级。,我国“国家重点保护野生动物名录”使用了两个等级，将中国特有、稀有或濒于灭绝的野生动物列为一
10、级保护，将数量较少或者有濒于灭绝危险的野生动物列为二级保护动物。,3.3 物种灭绝的历史,任何物种都不能永远生存下去，研究表明，自然条件下一种生物从诞生到灭亡平均寿命是500万年左右。,生物在漫长的历史进程中，有些不适应环境，数量逐步减少以至灭绝，但有些则会适应环境而逐渐进化，这是自然选择的结果。,灭绝不是匀速的。在地球历史的某一时段内，灭绝速度是缓慢的，是小规模的，该时段内的生物生存于比较稳定的环境下，其灭绝原因主要是竞争和捕食。,而在另外的时段内，灭绝是快速的，是大规模的，这是由于环境发生巨变的结果。,化石记录表明，从5亿年前的寒武纪多细胞生物大爆发开始，生物界至少经历过5次大规模的灭绝时
11、段(大灭绝事件)。,大灭绝是指在一个较短的时期内，在多个大范围的生物地理区内，多种生物种类受到重创或灭绝，造成全球性的生物多样性的突然下跌。,大灭绝有以下几个特点：首先是数量大，生物历史上的几次大灭绝，一般都有20以上的科、50以上的属和75以上的种灭绝了；,其次是范围广，灭绝是在全球范围内发生的，而不只是在一个局部的地区内；,第三，灭绝只限于短暂的地质时期内(指地质学时期)。,1晚奥陶纪大灭绝2晚泥盆纪大灭绝3晚二叠纪大灭绝4晚三叠纪大灭绝5晚白垩纪大灭绝,物种大灭绝事件,物种大灭绝的特征,6现代大灭绝 工业革命以来的近200年，伴随着人口数量膨胀和经济快速发展，野生动植物的种类和数量以惊人
12、的速度减少。,据科学家估计，由于人类活动的强烈干扰，近代物种的丧失速度比自然灭绝速度快1000倍，比物种形成速度快100万倍，物种的丧失速度由大致每天1个种加快到每小时3个种。,据世界“红皮书”统计，16世纪以来，地球上灭绝的鸟类约150种，兽类95种，两栖及爬行类约80种。,20世纪，有110个种和亚种的哺乳动物以及139种和亚种的鸟类在地球上灭绝了。,目前，世界上有12 250种动物濒临灭绝，其中包括1 200多种鸟、1 000多种兽。,生物灭绝速度的加快，是一个极其危险的信号。,如果以这样的趋势发展下去，今后10年中全世界现有的约1000万个物种又会减少10，这个速度是恐龙时代物种大灭绝
13、以来最高的。,根据这样的生物物种灭绝速度以及可以预知的人类社会的生产发展速度，科学家认为现在已处于第六次绝种潮边缘（现代大灭绝）。,每次大灭绝事件之后，虽然有一些生物属和生物种幸免于难，它们是大灭绝事件之后生态系统复苏的原动力。然而，一旦生态系统的平衡受到严重破坏，要恢复原来的生机，则需要相当长的时间。,如果现代的灭绝趋势不能得到有效遏止，人类可能成为现代大灭绝的灭绝物种。即使人类能幸免于灭绝的厄运，其生存环境也将极其恶化，生存质量将明显降低。,物种大灭绝周期,从二迭纪以来大灭绝的周期约为2600万年（Raup and Sepkoski,1980）。,物种大灭绝周期,有兴趣请思考：物种的大灭绝
14、周期是否真的存在？,3.4 物种灭绝的原因 人类诞生前发生的灭绝主要是环境改变的结果。（自然因素造成的灭绝）,近代的物种灭绝事件中，超过99是则由人类活动造成的。（人类活动造成的灭绝）,人类活动导致物种濒危和灭绝的原因主要为：生境丧失、生境破碎（片段化）、生境退化、过度开发、物种入侵及疾病流行等。,3.4.1 生境丧失 生物多样性的主要威胁是生境的消失，生境消失被确认是大多数目前正濒于灭绝的脊椎动物所遭受的基本威胁，生物因此失去食物来源和隐蔽场所。研究认为，生境面积减少90时，生存于其中的物种将灭绝50左右。,3.4.2 生境破碎 生境破碎(片段化)是指由于某种原因而使一块大的、连续的生境不但
15、面积减少，而且被分割成两个或更多片段的过程。,当生境被破坏后，或许会留下面积大小不等的片段，这样的片段经常被高度修饰或退化的景观彼此隔离。这种片段化的生境，类似于海洋中的岛屿，被人类占据的空间所包围。,片段化的生境与原来生境有两点重要区别：单位面积生境中，片段化后具有更长的边界线；对每一生境片段来说，中心到边界的距离较近。以猫对森林中鸟类的威胁为例可以阐述这些特点以及由此引出的问题。,设想有一个方形保护区，其每边长为1000 m，其总面积则为1km2(100hm2)，周长(边界)总共是4000m，保护区中心至边界最近点的距离是500m。,如果家猫由边界深入保护区内100m捕食，使该范围内的鸟类
16、不能成功地保护它们的幼雏，这样仅有保护区内部的64hm2适合于鸟类的繁育，而不适合于鸟类繁育的边缘生境有36 hm2。,现在假设该保护区被一条宽10m、南北向的公路和一条也是10m宽、东西向的铁路分割成大小相等的四个片段化的生境，其周长则是7200m。每个片段化生境中心至边界最近点的距离是245m，可供鸟类安全繁育的面积是8.7hm2，合计34.8hm2。,结论:虽然公路和铁路仅占了保护区2%的土地，但是，它们却使适合于鸟类繁育的生境减少了大约50%。,3.4.3 生境退化和污染 生境类型虽然不变，但由于受到了干扰和破坏而使质量下降，这就是生境退化。生境退化将改变生物赖以生存的环境，使一些生物
17、无法生存下去，降低退化生态系统的生物多样性。,例如：东北的红松针阔叶混交林破坏后转变为落叶阔叶林，内蒙古典型草原过度放牧后转变为荒漠化草原。杀虫剂、除草剂、重金属等是重要的污染物质，环境污染和对生物资源的过度利用常导致生境退化。,3.4.4 过度捕杀和采挖 人类对生物资源的过度获取，用于人类自身的衣食住行等等。一是数量不断增加 二是获取更为高效,3.4.5 外来种入侵 据统计，所有被引入的外来物种中，大约有10在新的生态系统中可以自行繁殖，在可以自行繁殖的外来物种中又有大约10能够造成生态灾害成为外来入侵种。,外来入侵物种对生物多样性的影响表现在两个方面：,外来入侵种形成优势种群，使本地物种的
18、生存受到影响并最终导致本地物种灭绝，破坏了物种多样性，使物种单一化；,通过压迫和排斥本地物种导致生态系统的物种组成和结构发生改变，最终导致生态系统受破坏。,3.4.6 疾病传播 疾病传播导致的物种濒危和灭绝，可以看作是外来种入侵的特殊类型。因为入侵的物种必定携带相关的病原体。,病原微生物对野生生物和圈养生物种群的感染都很普遍。如近几年发生的禽流感对野生鸟类及家禽的影响。,又如，犬温热病毒引起黑足鼬最后一个野外种群的毁灭以及坦桑尼亚的塞伦塞提国家公园大约25的狮子被杀死。历史上鼠疫杆菌、天花病毒等曾对人类种群有过重大威胁。,另外，寄主与病原微生物之间经过长期的协同进化，通常病原微生物是不会对寄主
19、构成毁灭性打击的，但是，如果寄生物是外来物种，由于寄主没有足够时间进化出抵抗能力，常导致其濒危或灭绝。,以上6类物种濒危和灭绝原因只是表面的，易于察觉的，而深层次的原因则是由于人口激增和奢侈的消费观念导致的资源过度消耗和环境的严重破坏。,另外，人类对自然资源的价值评价不科学，只看重眼前利益和实物价值，忽视长久利益和生态价值，以及生态价值和实物价值的获得者分属不同利益集团等因素都导致对环境和资源的破坏，威胁到物种的生存。,3.5 容易灭绝物种的特征（物种灭绝的脆弱性）目前，已知的物种数在150万 200万左右，可能存在的物种数在500万3000万种。,在这些众多的物种中，当面临同样的不利因素的影
20、响时，有些灭绝的可能性大一些，有些则不容易灭绝。,容易灭绝的物种具有下列一个或多个特征：,1地理分布区狭窄的物种 一些物种仅见于一个狭窄的地理分布区中的一个或几个地点，因此一旦整个分布区受到人类活动的影响，这些物种就有可能灭绝。如局限于单个海洋性岛屿上的鸟类和单个湖泊中的鱼类。,2仅有一个或几个种群的物种 地震、火灾或疾病爆发，可能导致某个物种的任何一个种群的地区灭绝。因此，具有许多种群的物种要比那些仅有一个或几个种群的物种灭绝可能性小一些。,3小规模种群的物种 由于近亲繁殖和遗传漂变等原因，小规模种群比大规模种群更容易变成地方灭绝。因此，具有典型小规模种群的物种，如大型食肉动物和特异性极高的
21、物种，要比那些具有典型大规模种群的物种更容易灭绝。,4种群大小正在衰落的物种 种群变迁的趋势倾向于连续性，因此，显现衰落迹象的种群易于灭绝，除非引起衰落的原因得到确认和修正。,5种群密度低的物种 对种群密度低的物种来说，如果人类活动导致分布区破碎，会使每个片段内只能保留下小规模的种群。由于每个片段内的个体数量少，以至于物种无法长期持续下去，最终使其在整个分布区内消失。,6需要大面积家域（territory）的物种 单个个体或单个社群需要在一个宽广的地区觅食的物种，当它们的部分分布区由于人类活动被破坏或破碎后，则倾向于陆续死亡直至绝迹。,7体型大的物种 与小型动物相比，大型动物倾向于占用较大的个
22、体分布区，需要较多的食物，易于成为被捕杀的对象。因此，它们或是因为得不到足够的食物而使种群衰退，或是因为被大量捕杀而灭绝。,8不具备有效散布途径的物种 在自然界，物种可以从行为上、生理上去适应不断变化的环境，或者迁移到适合其生存的新环境中去。不能适应环境的物种和不能及时迁移到新环境中去的物种，只能是灭绝。,目前，由于人类引起的环境变化速度太快，物种来不及适应，从而使迁移成了唯一的选择。在这种情形下，不具备有效散布手段（迁移能力差）的物种将无法逃脱灭绝的命运。,9季节性迁移的物种 季节性迁移的物种依赖两种或多种截然不同的生境类型。任何一类生境被破坏或迁徙（洄游）路线被阻断，这个物种就有可能无法生
23、存下去。,如每年往来于加拿大与新热带地区之间迁徙的120种共上百万只鸣禽、被大坝阻断不能到达产卵场地的鲑鱼和候鸟的迁徙路线被破坏等。,10遗传变异水平极低的物种 种群内的遗传变异有时可以使物种适应一个变化的环境。当环境中出现了一种新的疾病、一种新的捕食者或其他不利于物种生存的变化时，仅有极低或根本没有遗传变异的物种具有更大的灭绝危险性。如猎豹。,11需要特殊小生境的物种 一旦一个生境被人类活动所改变，它将可能不再适合于特殊的物种。,例如，当人类活动影响到某个地区的水文时，那些需要极特殊、极规律水位变化的湿地植物将可能快速灭绝。如红树林。,而那些具有高度特殊化食物需求的物种同样处于危险之中，比如
24、仅从单一鸟类物种的羽毛上取食的一些蜱螨类，一旦这种鸟类灭绝，与其羽毛相连的蜱螨类物种也会有同样的结局。,12特异性地生活于稳定环境中的物种 许多物种仅适应于那些极少受到干扰的环境，如古老持久的热带雨林或温带落叶林的中心地带。,砍伐、放牧、焚烧等人类活动改变了微气候条件（更多的光照、更低的湿度、更大的温度变化）并导致物种入侵。许多当地物种因无法忍受这些改变而走向灭绝。,另外，稳定环境中的物种典型地表现出繁育年龄推迟并只产生少数后代，这些物种常常不能在一次或数次生境干扰事件后，重建自己的种群以避免灭绝。,13构成永久或临时群集的物种 在特殊地区聚为一群（群集）的物种具有很高的局部灭绝的危险性。,例
25、如，夜行性的蝙蝠白天则在特殊的山洞中特异性地栖息在一起，发生地震等或猎人捕捉时可被全部消灭。野牛群、藏羚羊群、鱼群、已灭绝的旅鸽群等，都属于这类物种。,另外，当一些社会性动物的种群大小降到某一特定数字时，由于再不能发挥集体觅食和集体防御的优势、找不到合适的配偶等原因，也可能走向灭亡。,在人工条件下，动物园、植物园等地的生物物种高度群集，当发生意外时，同样也可能走向灭亡。,14遭受人类猎杀和采集的物种 这些物种通常是经济价值比较大的物种，过度开发能够快速减少这类物种的种群大小。如果猎杀和采集得不到法律或者当地习俗的调节，这类物种就会灭绝。已经灭绝的隆鸟、恐鸟、旅鸽、渡渡鸟、猛犸象、大角鹿等和已经濒危的犀牛、虎、鹿、麝、貂、熊、鲸、人参等都属于这类物种。,
