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:JWeb: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 的出現Part IV 保育(
2、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 11/16節肢動物開始登陸：4.3億年至4億年前 11/16 至 11
3、/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 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(Cenzoi
4、c 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
5、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(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，
6、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
7、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 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
8、,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）,6050403020100,12.3,0.4,3.5,55.0,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。,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
9、，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-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
10、 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 Spring1963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。,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(
11、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,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
12、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。
13、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
14、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2,000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
15、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
16、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22:00pm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,保育與生物多樣性,37,Fig.6 Homo sapiens 族群發展的路線,保育與生物多樣性,38,近20萬年來的歷史,舊石器時代：20萬至1萬年前 23:30至23:58:30pm19萬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史的開始：8,000年前 23:58:48pm工業文明的
