保护生物学要点总结(3)

2018-12-24 12:43

早期的研究认为:50/500法则。MVP 包含三个要素:①作用于种群的各种随机效应(服从科学地解答) ②保护计划中的时间期限(50年、100年或1000年 )③种群存活的安全界限(50% 、95%或99%) ? 种群生产力模型及其批评

分析模型(analytic model)(Goodman模型等)

确定性的单种群模型(deterministic single-population models)(Leslie模型等) 随机单种群模型(stochastic single-population models) 异质种群模型(metapopulation models) 显空间模型(spatially explicit model)

数据质量差、短时间序列数据导致绝灭概率估计无意。时间序列数据的时间短或质量差时,准绝灭概率的置信区间变宽,数据的误差会进一步导致置信区间扩大,以致于计算准绝灭概率变的没有意义。准确地预测绝灭概率需要预测时间段长度5-10倍的时间序列数据量。如果考虑数据测量误差和其它因素,需要的时间序列数据则更长。假定我们预测50年到100年的绝灭概率,需要500年到1000年时间序列数据才能作出可信的种群绝灭概率预测。这个数据量实际上是不存在的,也是不可能获得的。

PVA对模型的假设非常敏感 模型中有关增长形式、扩散模式和密度依赖等假设会严重影响PVA的结果

PVA的预测结果难以检验 随机模型难以验证是众所周知的

模型结果的表述 以前的PVA研究主要是确定最小可存活种群(minimum viable population, MVP)和平均绝灭时间. “点估计” 的不确定性很大,用来描述绝灭概率是不合适的,建议不用MVP这个概念.平均存活时间描述绝灭风险可能误导管理者

Ludwig (1999)和Fieberg & Ellner(2000)认为PVA是不准确的,试图估计物种绝灭概率将花费大量的人力和物力,其结果是图劳无意的,强烈建议在保护研究中 放弃使用PVA

4. 物种灭绝与濒危机制

? 物种大灭绝

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地球上的物种处于不断的生灭过程之中。新物种不断生成,老的物种可能灭绝。物种灭绝事件不断发生。物种是有寿命的。地球上35亿年中出现过约40亿个物种,但其中99%的物种已经灭绝 地史上的5次大灭绝:

奥陶纪大灭绝:结束时间:443 Myr前,持续时间:3.3- 1.9 Myr,灭绝的属(%):57。灭绝的种(%):86

泥盆纪大灭绝:结束时间:359 Myr前,持续时间:29 - 2 Myr,灭绝的属(%):35。灭绝的种(%):75

二叠纪大灭绝:结束时间:251 Myr前,持续时间:2.8 Myr - 160 Kyr,灭绝的属(%):58。灭绝的种(%):96

三叠纪大灭绝::结束时间:200 Myr前,持续时间:8.3 Myr - 600,灭绝的属(%):47。灭绝的种(%):80

白垩纪大:结束时间:65 Myr前,持续时间:2.5 Myr-1年,灭绝的属(%):40。灭绝的种(%):76

大绝灭事件是生物多样性演化史上的里程碑。然而,大绝灭的原因却不清楚。人们提出了许多假说,试图加以解释,但事至今日仍没有一个假说经过了严格的检验。无疑,绝灭可能是由于物种未能适应环境的结果。物种灭绝还可能是机遇的结果。Raup(1991)总结了物种灭绝的三种假说: (1) 公平游戏(Fair game)假说;(2) 弹雨场(Field of Bullets)假说; (3) 荒谬的灭绝(Wanton extinction)假说;

突变说:有人认为大灭绝是生物区系在长期进化压力下,遭受短期的外界冲击,发生环境灾变而造成的。小行星撞击;海平面下降;火山爆发;大陆板块撞击和连接;环境变化;地球升温;物种特化;进化危机

为什么物种没有全部灭绝?生命是顽强的。生命能够利用地球上极端环境。即使是在南极洲冰封的维达湖下的极端环境中也发现了一个富有多样性的活跃细菌群落,维达湖冰芯中的盐水无氧、呈微酸性,且含有含量非常高的有机碳、氢分子以及氧化和还原的化合物,已与表面环境至少隔离了2,800年。美国黄石国家公园温度高达90℃的含硫热泉中有嗜热的兼性自养细菌——酸热硫化叶菌;在太平洋靠近菲律宾的10,897米深的海底分离到嗜压的细菌,能耐受环境中达一千多个大气压的压力。 ? 物种濒危机制

进化濒危种与生态濒危种

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灭绝的非随机模式 物种的生活史特征 物种生态特征 系统发育年龄 特有性 外来物种

物种的利用价值 ? 研究物种灭绝的方法

研究大灭绝的方法--灭绝背景值比较法 Barnosky 等(2011)将研究大灭绝的方法归纳为以下几类方法:灭绝背景值比较法:比较研究地层中化石记录的灭绝事件,计算一个类群的历史灭绝背景值,如灭绝速率与灭绝比例,作为物种大灭绝的参照值。将现代物种灭绝速率与大灭绝的物种灭绝速率(E/MSY,每百万种年灭绝数目)比较(Raup, 1991)。此外,可以根据生物分类类群如种属科的灭绝比例确定物种大灭绝。如Barnosky(2011)等将75%的物种灭绝作为大灭绝的标准之一。

物种濒危幅度法:利用IUCN评估的各个类群物种濒危程度与相应比例,推断未来一定时间内各个类群的物种灭绝概率。

类群分析法:选择一个开展过充分研究工作的类群,研究其分类单元分化与灭绝时间节点,计算物种灭绝速率;或利用分子系统学法:利用分子系统学手段研究一个类群的长期演化,研究其分类单元消失的时间节点,计算该类群的灭绝速率;

模型模拟法比较:利用模型计算未来物种丧失速率与估算背景物种丧失速率,评估过去物种丧失速率的幅度,预测未来物种丧失速率的幅度。利用多模型预测,生产多场景的可能结果。其中一个主要的方法是物种-面积反推法。在一个地区,发现物种数目随着搜索面积(或样方面积)的增大而增加。样区中发现的新物种速率下降,一个地区的物种与生境面积存在如下关系:S=cAz, S=物种数目A=生境面积,c,z= 常数

? 生态濒危种与进化濒危种

1 指那些不能适应人类活动造成的生态环境演化,或者受到人类活动直接影响而面临灭绝风险的物种。此物种是生态时间尺度中濒临生存危机的物种。 2. 指那些种群数量稀少、分布区狭窄的孑遗物种或由于环境变化后,适应环境能力较差而面临灭绝风险的物种。此物种是进化时间尺度中濒临生存危机的物种。

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5. 红色名录与植物濒危状况

? 物种濒危等级

濒危(即临危)种(endangered species)是指那些在它们整个分布区或分布区的重要部分处于有绝灭危险中的分类单位。如荷叶铁线蕨 ;

稀有(罕见)种(rare species) 指那些并不是立即有绝灭危险的、中国特有的单型科、单型属或少种属的代表种类,但在它们分布区内只有很少的群体,或是由于存在于非常有限的地区内,可能很快地消失;或者虽有较大的分布范围,但只有零星存在着的种类。如水杉;

渐危(即脆弱或受威胁)种(vulnerable species) 指那些因人为的或自然的原因所致,在可以预见的将来,在它们整个分布区或分布区的重要部分很可能成为濒危的种类。如桫椤 。 ? IUCN红色名录等级

? IUCN红色名录评估程序

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第一步:建立基础名录(标准名录) 基于《中国生物物种名录》建立基础名录,并补充文献、标本和先前珍稀保护名录等信息。

第二步:专家调查(物种信息) 邀请近300位专家提供物种信息,内容涉及居群大小、面积、下降趋势和受威胁因子。

第三步:小组初评 核心评估小组运用上述信息对照红色名录标准对全部物种逐一进行评估,得到红色名录初稿。 通过RAMAS软件使用标本信息评估过程

1.整理标本数据:该工具对输入数据的没有要求,仅仅对每个输入的参数要求,使用该工具进行初评,主要是大面积搜集信息前,对物种进行初评。具体与CAT一致。

数据输入:与CAT数据批量导入不同,目前版本的RAMAS需将每个物种的相关信息按照要求一个个输入,包括以下数据:评估人,评估时间,评估参考文献等 物种生物学信息:物种拉丁名,中文名,科属信息等

评估数据:生境,分布,受威胁情况,经济价值,保护情况,当前发展趋势,持续减少,EOO,AOO

2.软件自动初评:将整理的标本数据 及其他数据输入,该工具会根据这些信息给出评估结果及评估意见。

3.初评等级及相关信息:通过RAMAS 工具获得评估等级。

4.正式评估:参考结果表中的一切有价值的信息,应用到我们的正式评估中。 第四步:专家审查 包括专家初审和指导委员会复审,取得红色名录终稿。

6. 生态系统多样性

? 千年生态系统评估

千年生态系统评估(The Millennium Ecosystem Assessment )旨在为推动生态系统的保护和可持续利用、促进生态系统对满足人类需求所作的贡献而采取后续行动奠定科学基础。这是联合国于2001年6月5日世界环境日之际由世界卫生组织、联合同环境规划署和世界银行等机构等组织开展的国际合作项目,是首次对全球生态系统进行的多层次综合评估。目的是评估世界生态系统、植物和动物面临的威胁。这一活动需4年才能完成,估计耗资2100万美元。大约有1500名科学家、专家和非政府组织的代表参加这一活动。

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