生物多样与保育(课堂PPT)

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: .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,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)。,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 的出現 Part IV 保育 (co

2、nservation) 總結,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,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 11/16 節肢動物開始登陸：4.3億年至4億年前 11/16 至 11/1

3、9 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/ 7,6,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 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

4、 (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,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,8,Table 1. Number of living species in major phyla,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？

5、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-01,10,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-02,11,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(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

6、散崩解。,重點 I-03,12,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大，更是議論紛紛！,重點 I-04,13,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

7、種：情況則是於西元2090年前，全球平均氣溫上升攝氏6度,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),15,全球溫化的影響 （專家的預測）,0 10 20 30 40 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),16,全球溫化的影響 （專家的預測）,60 50

8、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，Figure4。,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

9、有時間落差的問題。,重點 I-05,18,Fig. 5. DDT gets praise from an advertisement in the June 30, 1947, issue of Time.,19,DDT 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 (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。,20,DDT被禁用的過程,1947年前，D

10、DT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。 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。,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

11、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,1,22,Part 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。,23,更新世期間 200萬 - 1萬年前,A,B,C,24,台灣麻雀雖小，五臟俱全！ 位於亞熱帶，北回歸線經過的地

12、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,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

13、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。,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。,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

14、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),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-02,29,東埔-八通關沿線植被 摘取自：陳玉峰(1995)台灣植被誌。,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-03,31,32,台南左鎮動物相 (一萬年前),33,The indo-west Pacific is a marine diversity hotspot.,重點 I

15、I-04,34,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,2,35,我們都是一家人,Part III Homo sapiens 的出現,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

16、: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 Homo sapiens 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,37,Fig. 6 Homo sapiens 族群發展的路線,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

17、史的開始：8,000年前 23:58:48pm 工業文明的開始： 200年前 23:59:58pm 現代科技的開始： 100年前 23:59:59pm,重點 III-01,39,人類與環境的關係,The Four Ecological Phases Phase one： hunter-gatherer phase - 狩獵 - 採集的時期 (數萬年) Phase two： The early farming phase - 早期的農耕 (數千年) Phase three： The early urban phase - 早期的城市(文明的興起) (數千年) Phase four： The hi

18、gh-energy phase - 高耗能的時期 (近三百年),適應環境,改造環境,40,圖 7. 10萬年來，人類平均每人每年消耗的能量。原始時期10萬年前；狩獵-採集 1萬年前至10萬年前；早期農業7,000 年前至1萬年前；文明興起：1400AD；工業時代1875AD；科技時代1950AD。,41,城市文明的維持，需要有廣大的生產地區 (生態足跡)。 文明城市於地球上持續的建立，持續的耗盡各地區的自然資源。 近代科技文明，從西方興起，已經籠罩全球。,重點 III-02,42,人類倫理關係的歷史演變,個人、家庭、與家族內的關係 (輩分關係) 社會生活的關係，家族間的關係 (家族關係) 極權

19、國家，階級間的關係 (民主革命) 經濟自由化 (人民與國家的關係) 生活環境的維護 (人民和人民間的關係) 可持續的未來 (人與自然的關係),重點 III-03,43,台灣本島的 Homo sapiens,五千年前的原始民族(馬來和印尼系)：遺跡遍佈全台灣 (400多處) 平埔族 (Ketangalan族、Luilang族、Kbvalan族、Taokas族、Popora族、Babuza族、Pazeh族、Hoanya族、Siraya族、Sau族)、泰雅族、賽夏族、布農族、曹族、魯凱族、排灣族、彪馬族、阿美族、雅美(達悟)族 漢族的移民 (四百年史)：人口的成長,44,台灣位於古文明的邊緣,台灣位

20、處於全球亞洲古帝王文明擴張的邊陲。數千年來，台灣是脫離文明苦難的世外桃園。 直至近四百年，西方興起，台灣才逐漸被捲入帝國爭霸的漩渦。 台灣的住民，絕大多數都是逃難者的後裔。 台灣是亞洲大陸古帝國文明的避難地。,45,大家都是外來者！,於數千年前，離開東南亞文明勢力，有意或無意的落難到台灣者，我們現在稱他們的後裔為原住民。 數百年前，離開亞洲漢帝國版圖，輾轉渡過黑水溝來到台灣定居的漢人，他們的後裔自稱為台灣人； 稍微晚點才到的，就被稱為客家人。 於50年前隨國民黨軍隊來的漢人，目前仍被稱為外省人。最近才企圖來台灣的漢人，則通常被認定為偷渡客。,重點 III-04,46,重點複習,重點 III-0

21、1：人類於數千至萬年前，即踏上文明(改造環境)的不歸路。 重點 III-02：城市文明的維持，需要有廣大的生產地區 (生態足跡)。 重點 III-03：維護生活環境和可持續的未來，倫理問題在於人民和人民，以及人和自然的關係。 重點 III-04：台灣是亞洲大陸古帝國文明的避難地。大家都是外來者！,Part III Homo sapiens 的出現,3,47,Part IV 保育 (conservation),Conservation = 保守、保留 生態保育 = 生活環境體系的保全 生態主張： 保育策略 (conservation strategy) 可持續文明的 3 E 項原則： Ecolo

22、gical integrity (conservation) Economic efficiency (經濟效率) Equity (公平),48,生態主張,生態主張就是企圖在有限的資源條件下，建立一個永續（或持續久些）的文明社會。 建立永續的文明社會，當前的第一步就是放棄量(拓荒)的開發策略，改用保育策略(conservation strategy）。 保育策略即是將目前尚未開發(使用)的自然資源暫時保育下來；當前社會的需要，則改以提昇已開發資源享用品質。,重點 IV-01,49,保育策略：電力資源 (一),假設社會目前有缺電力的情形，以過去的解決之道，就是再建新電廠。若再有不足，則持續再蓋電

23、廠。(量的開發策略) 假若政府採用保育策略，則是不再建新廠，而是以提高用電效率（品質）取代。 歐美、日本等國家從事電力享用品質的提昇，已有一、二十年。 反觀台灣，至今使用電力仍是相當粗暴，極少有品質上的考量。夏天走在台北街道，忽冷忽熱如同三溫暖的感覺，即可體驗這種粗暴的電力使用方式。,50,保育策略：電力資源 (二),正當環境能量正旺(夏季晴天)時，台灣各地卻有缺能源(電力)的現象。 按台電公佈的資料，每年對抗夏天太陽能，所消耗的能量大約是等於兩座核電廠的加一座火力電廠。倘若能用絕緣及疏導(氣流)方式，與太陽和平相處，將可節省下可觀之電力。倘若化敵為友，吸收一點太陽能，剩餘出的電力則更是可觀。

24、 而且提昇用電品質的保育策略，是經濟的，其所要付出的成本顯著地低於開發新電廠。,51,生物多樣性的兩種主要價值,利用性 (instrumental or utilitarian)的價值 人為中心的價值：The view that biodiversity has value only as a means to human ends 內在的 (intrinsic or inherent) 的價值 生命中心的價值：The view that biodiversity is valuable simply because it exists, independently of its use to

25、 human beings,重點 IV-02,52,Nortons convergence hypothesis,人為中心(利用性)的價值 + 生命中心(內在性)的價值 = 保育生物多樣性的價值,53,Ethical concerns,舉證責任 (Burden of proof) 禁漏原則 (Precautionary principle) 整合保育與發展計畫 (Integrated conservation and development projects) (ICDP),重點 IV-03, 04, 05,54,舉證責任 (Burden of proof),倘若只有利用性的價值， 舉證責任是

26、在 保育者 提出有利用性的價值 (數據)(證據) 利用性的價值外，也有內在性的價值， 舉證責任是在 開發者 提出對物種內在價值無傷害的證據(數據),55,禁漏原則 (Precautionary principle),禁漏原則是個倫理原則。 當面對有可能肇致惡果的舉動，雖然學術界仍未能確定(存在著不確定性)，但必要採取的原則。 根據禁漏原則 ，即是假定此舉動有惡果，除非提出舉動者可證明其不會有惡果。 開發者負有舉証的責任。,56,Integrated conservation and development projects (ICDP),保護區,在地社區,生物保育,經濟社會發展,57,範例：連

27、結生態旅遊與生物多樣性保育,資助生物多樣性的保育工作 在地住民的另類生計 (Alternative livelihoods) 建構生物多樣性的支持者和領導者 提供保護區的經濟理由(economic justification) 建構促進民間保育的制度,58,重點複習,重點 IV-01：保育策略(conservation strategy） 重點 IV-02：生物多樣性的兩種主要價值 重點 IV-03：舉證責任 (Burden of proof) 重點 IV-04：禁漏原則 (Precautionary principle) 重點 IV-05：整合保育與發展計畫 (Integrated cons

28、ervation and development projects) (ICDP),Part IV 保育 (conservation),4,59,總結,地球生態體系，如同運行於宇宙的生命太空船。由數千萬物種，歷經數千萬年演變組成的生命太空船。人類和一些物種，是生命太空船的乘客。許許多多物種，是組合這艘太空船的零件。 物種持續的滅絕，如同太空船的零件持續的遺失。於關鍵閥值之下，地球生態體系可自我修護。當接近關鍵閥值時，地球生態體系將會有激烈的反應。當超越過時，則將會崩解。,5,60,台灣是自然美麗之島，生物的自然避難地。土地面積雖然小，但因擁有高山(山脈) 而擁有地球各種生命的縮影。氣候型涵蓋：

29、熱帶、亞熱帶、溫帶、至寒帶；且擁有豐盛的淡水資源。 歷經數千萬年，孕育數千萬種的地球生態體系，多元多樣，且複雜，人類對其了解非常的有限。不確定性與爭議，必然存在。 面對不確定性，特別是對可能肇致公害的舉動，我們必要採取禁漏原則。 為可持續的未來，必要落實生態主張於事業、工業，以及生活上。,61,學術發展：智價革命,人類生態學：自然與人文的對話、互動與整合 復育生態學：都會區生活圈的物種復育 事業生態學：事業生態價值化 工業生態學：工業生態程序化 生物模擬(Bio-mimicry)：向自然學習 基礎生態學：物種的調查與確認(系統分類學)、物種的生態研究 (動物生態學、植物生態學),62,問題與討

30、論,J,Ayo 台南站 .tw/hycheng,63,多元文化和諧的理想世界,64,鄭先祐 (Ayo) 簡歷,美國杜蘭(Tulane)大學 生物學系 生態學博士 (Ph.D.) 原專長於生理生態學之研究，於美國 Smithsonian Institution專研中美洲的特有壁虎。回國後因應情況踏入生態評估學的領域，後來再逐漸轉向於人文社會生態學等方面，致力於生態學理的整合與實踐。 專業論文50多篇。一般報章雜誌文章100多篇。,65,學界經歷：,臺南大學 環境與生態學院 (創院)院長 (2007- ) 臺南大學 環境生態研究所 教授 (2006- ) 靜宜大學 人文暨社會科學院 (創院)院長 (2004-