书城科普读物科学新知丛书-拯救生物多样性
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第17章 生物多样性的威胁(1)

威胁生物多样性的原因是多方面的,主要有:栖息地的丧失和片断化,掠夺式的过度利用,环境污染,外来物种的引进或侵入。

栖息地的丧失和片断化

由于人类活动的加剧,使得许多地区的生物栖息地全部丧失,或者片断化,这是威胁生物多样性的最主要原因。

栖息地的丧失状况

全球各类生态系统遭到严重破坏后,很多生物失去了栖息地,纷纷灭绝。但在不同地区,栖息地的丧失情况常不相同,温带较轻,热带最为严重。

热带地区,由于分布着热带森林,因而是全球物种分布最丰富的区域,热带森林虽然面积只占全球陆地面积的7%,但它拥有世界50%以上的物种。正因为如此,热带森林大面积的砍伐,是20世纪后期物种灭绝的最重要原因。

全世界热带森林的面积究竟有多少呢?估计约有1500万平方千米。多年来,随着热带地区人口的不断增长,人们早已将斧头挥向热带森林了,只不过开始时的砍伐时的速度不大罢了。然而随着时间的推移,砍伐的速度越来越快。据调查,近年来人类正以每年20万平方千米的速度,对热带森林进行砍伐。人们普遍认为,目前保存的原生性热带森林面积,不过900万平方千米,分布很不均匀,有些地方几乎已经砍光,有些地方还残存一定的面积。如果不进一步加强保护,到21世纪上半叶,许多地方将难以再找到原生性热带森林了。

目前,只有非洲的扎伊尔盆地和巴西亚马孙河流域西部保存的热带森林面积较大;巴布亚新几内亚和南美北部的圭亚那保存的也较好,但面积较小。这些区域的热带森林,估计可能持续几十年,但能否保持到21世纪中期则很难说,主要是当地正在进行移民垦殖,刀耕火种。巴西亚马孙河流域南部朗多尼亚州,在1975—1985年10年间,人口从11万增加到100万以上,几乎增加了10倍。他们在1975年,砍伐了热带森林1250平方千米,到1982年增加到1万平方千米,而1983年达到1.7万平方千米。

我国海南岛的土地面积有340多万公顷,历史上几乎全为热带森林所覆盖,40年前尚有天然森林86万公顷,覆盖率为25.7%;现在只有33万公顷左右,覆盖率只有9.2%,而且大片完整的森林很少。云南西双版纳土地面积为192.2万公顷,40年前天然森林面积约105.5万公顷,覆盖率为55%;现在只有55.1万公顷,覆盖率下降到28.7%,只有勐腊保护区保护得较好,其他的地方大多残缺不全。

热带森林的大量砍伐,使大量物种丧失了栖息地,纷纷灭绝。许多科学家认为,全世界的热带地区,由于不断砍伐雨林,现在每年约有1万个物种消失。

栖息地的片断化

所谓栖息地的片断化,是指一个大面积连续的栖息地(生境),变成很多总面积较小的小斑块,斑块之间被新的背景基质所隔离。包围着栖息地片断的景观,对原有栖息地的物种并不适合,物种不易扩散,残存的斑块成了“生境的岛屿”。栖息地片断化虽然比全部消失要好一些,但往往也会导致物种的灭绝。

为什么栖息地片断化会导致物种的灭绝呢?原因至少有三个。第一是种群中的个体数量减少,第二是种群的活动空间缩小,第三是扰乱了物种间的生态关系。现在分别说明如下。

种群个体数量过少就会导致物种灭绝

根据人们观察,发现每个物种的种群,都需要有一定的个体数量才能生存和发展,特别是高等动物,更是如此。例如,在南非研究非洲象的科学家,认为25只的一群象,是维持种群的最小数量。居住在地球北方苔原地带的驯鹿,一个种群必须保持300~400头。羚羊群如果少于12~15只,就不太可能生存。对大多数高等动物来说,一个种群中的个体数量不能少于100个。

为什么种群的个体不能少于一定数量呢?道理很简单,种群的个体数量过少时,必然发生近亲繁殖,从而缺乏遗传变异,这就会危害种群的繁殖与发展。另外,种群个体数量少,也会产生性别比例失调、出生率降低等问题,最终也会导致种群消失并进而威胁物种生存。

种群生存空间过小也会导致物种灭绝

科学家发现,对许多动物种群来说,要保持生存和发展,不仅要有一定的个体数量,还要具备一片足够的连续空间。例如美国的林业部门,为了拯救处于濒危状态的斑点猫头鹰,曾经努力使它的种群中个体数量保持在500只左右,认为这样就可以使这个种群生存下来。然而后来发现,这500只斑点猫头鹰,由于栖息地(森林)非常破碎和分散,幼雏的死亡率很高,繁殖的成功率下降,种群还是难以存活。人们从而认识到要拯救斑点猫头鹰,必须从增加种群个体数量和森林覆盖率两个方面入手,才能确保其生存。

我国野生的大熊猫大约有近千只,生活在3万平方千米的保护区内,按说如此大的栖息地,完全能维持近千只大熊猫的繁衍生息,然而在保护区内有公路穿越,将大熊猫的栖息地分割成50多块,种群之间因而很难进行基因交流。所以有些科学家认为,如果大熊猫的栖息地现状不改善的话,不出100年,野生的大熊猫就会从地球上绝迹。

其他动物也需要足够面积的栖息地。例如,对于比较小的动物豺有连续7平方千米的栖息地,就足够它的一个种群生存。但对老虎的种群来说,60平方千米还嫌太小,甚至有人认为,一只东北虎雄虎的栖息地,就需要500~900平方千米。

扰乱了栖息地物种间正常的生态关系

栖息地片段化,不仅直接威胁种群的生存,还扰乱了栖息地物种间的正常生态关系,从而会产生物种的次生灭绝。这种正常的生态关系包括捕食者和被捕食者的关系、寄生生物和寄主的关系、虫媒植物和传粉动物的关系以及种间互惠共生的关系等。在栖息地片断化后,这些生态关系就会遭到破坏,从而导致某些物种灭绝。物种的这种灭绝,称为次生灭绝。例如,英国有一种大蓝蝶,具有特殊的生活史,它的蛹期必须在红蚂蚁的巢中发育。由于当地空旷地减少,红蚂蚁的巢穴相应减少,于是大蓝蝶濒临灭绝。

掠夺式的过度利用

过度采伐,滥捕滥猎,对生物多样性的威胁很大,不仅直接造成许多物种濒危和灭绝,也造成生物资源退化,并最终导致生态系统的崩溃。

导致物种灭绝

在所有濒危、渐危和罕见的脊椎动物中,大约37%是由于过度利用而濒临灭绝境地的。

许多毛皮兽例如松鼠、水獭的种群已经下降到了临界水平,主要是由于人类过度利用它们的毛皮造成的。

水獭蚬木

非洲象在1981—1987年,从120万头下降到76.4万头,在很大程度上就是由于人类对象牙的需求引起的,海龟、犀牛和某些猴子也都存在这种情况。

许多世界著名的材用树种,例如巴哈马群岛的桃花心木,厄瓜多尔的可可叶鳄梨,毛里求斯的留尼汪炭木,都已经所剩无几。我国广西南部石灰岩地区的蚬木,木材重而坚硬,系建筑良材,由于过度开采,现在植株数量已经很少了。

许多野生药用植物,由于长期过度采挖,野生植株已经很有限了。特别是那些根和地下茎人药的种类,如人参、膜荚黄芪、防风、天麻、百合和甘草等种类,都是多年生草本,它们的药用部位根和地下茎需生长多年才能具有药效,而一经人们采挖,生长多年的植株便顷刻消失,生长速度远远赶不上人类的采挖速度,人类如果不放慢采挖速度,它们迟早都会灭绝。

草地过度放牧也导致了那里的许多物种灭绝。在我国西北的草原和荒漠地区,近几十年来,长期过度放牧,使得大量原生植被遭到破坏,导致许多野生物种灭绝。草原和荒漠都十分干旱,植被一旦遭到破坏,极难恢复,物种灭绝的速度要比森林地区更快。

造成生物资源退化

这种生物资源退化,主要表现在生物资源的小型化上。这个现象最早是在鱼类中发现的,后来在牧草中也相继发现。

进入20世纪80年代以来,我国的水产业迅速发展,由此出现了在大湖面上过度捕鱼、捕获量越来越少的现象。为了提高捕鱼量,使用鱼网的网眼越来越小,捕捞密度越来越大,鱼网网眼成了湖泊鱼类强大的选择压力。也就是说,个体小,钻得过鱼网的就能生存;个体大,钻不过鱼网的就被淘汰。于是,湖泊里大个体的鱼类迅速减少,小个体的鱼类不断增多。还有,大个体鱼的种群内“大个子”减少,“小个子”增多;有性生殖的年龄大大提前,从前的幼鱼现在不等长大就能繁殖后代了。这是在人类选择压力下,生物适应环境的典型例子。

类似情况在草原上也经常发生。我国南北朝(公元577年)时代的一首叫《敕勒歌》的民歌中,有“天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊”的歌词。可见,那时阴山一带的草又高又密,把吃草的牛羊都挡住了。现在我国大部分草原,由于长期超载放牧,嗜口性好的牧草种类都小型化了。这些有放牧价值的草变得矮小而且贴地生长,甚至基因也发生了相应改变。也就是说,这种矮小的性状可以长期遗传下去。过去的草比牛羊还高,现在矮得连羊蹄都盖不住,这是生物适应环境,向着小型化发展的结果。

生物小型化是物种退化的早期表现,具有警示作用。我们如果吸取教训,及早“刹车”,物种有可能停止退化,恢复原来的体型。否则,将不可逆转。

过度利用会导致生态系统崩溃

对生物资源的过度利用,最终会导致生态系统崩溃。我国草原生态系统中的不少地段,由于超载放牧和滥挖药材,处于严重衰退状态,面临着崩溃的威胁。

超载放牧会使草原衰退,这种情况容易理解,而滥挖药材为什么也会使草原衰退呢?我们以草原著名药用植物甘草为例,来说明这个问题。

甘草是一种豆科多年生草本植物,广泛分布在我国“三北”地区,尤其是西北沙质土壤的草原上,分布最多,生长最好。甘草根系是直根系,主根粗壮发达,深深扎在土壤深处。

甘草

甘草的药用部位是它的主根,在中药中叫做甘草,它有止咳祛痰、清热解毒、调和诸药等多方面的功效,尤其是后两种效用备受中医重视。在中医看来,甘草有广泛的解毒作用,能治72种乳石毒,能解1200种草木毒,因此被尊称为“众药之王”。中医还认为,甘草有调和诸药的功效,被广泛用在中医的处方中,以减少不同药物之间的相克作用。另外,甘草由于味甜,还被广泛用作香烟和蜜饯食品的配料。

正因为甘草具有重要的药用价值和其他用途,所以需求量很大,但人工栽种的甘草很少,市场上供应的甘草药材主要是通过挖掘野生甘草获得的,尤其是西北草原,是人们采挖甘草的首选地区。

采挖甘草都在秋季进行。因为此时采挖的甘草根,质坚体重,粉性大,甜味浓,药用成分含量高,能卖上好价钱。于是,到了秋天,挖甘草的人纷纷涌向草原,争先恐后地挖掘甘草,由于经济利益的驱动,不管大小,见甘草就挖。

就这样,本来是一个广泛分布的习见植物,近年来由于过度采挖,甘草已经陷入濒临灭绝的状态。据青海省统计,该省过去甘草的年收购量为1000多吨,但近年来,每年收购量只有几十吨了。

不仅如此,更重要的是疯狂采挖后所适成生态灾难。上面谈到,甘草的主根发达,入土很深。据测量,一年生的甘草主根就能长到25~80厘米,直径0.2~0.6厘米;三年生的甘草主根已经长到72~136厘米,直径1.4厘米。这说明甘草在防风固沙、保持水土方面,发挥着重要作用。据说有人在草原上挖出过有脸盆那么粗的干草根,重量达100多千克,要两个人才能抬到车上。试想,如此巨大的甘草根,牢牢固着大片的草原土壤,发挥出的生态作用该是多么巨大啊!然而,近年来,每当秋季挖掘甘草的掠夺活动着结束后,草原上到处是挖药人留下的一个个大坑,而且年复一年,大坑越来越多。于是冬春的大风、夏季的大雨,卷走了本来就不厚的表土,露出了黄沙,土被卷走了,水也就没有了,草原就开始沙漠化了。

环境污染

环境污染主要是指各种生物的生存环境中充满各种污染物质,威胁着生物多样性存在和发展。

污染物质主要来自工业“三废”、生活污水、垃圾、汽车尾气、轮船失油和油污、放射性物质以及农药和化肥等。这些物质都是人类生产和生活过程的产物,数量巨大,引起了大量物种灭绝或濒临灭绝。

污染物对陆地生物多样性的危害

危害陆地生物的污染物,主要来源于大气中的二氧化硫、飘尘及其中的重金属铅、镉等。此外,大量喷撒杀虫剂和除草剂,也对陆地生物多样性造成严重危害。

二氧化硫和酸雨

所有含硫燃料燃烧时,都产生二氧化硫。一吨煤中含有5~50千克的硫磺,一吨石油也有3~50千克硫磺。这些硫磺燃烧时,变成约2倍于硫磺的二氧化硫排入大气。一个火力发电站,如果每昼夜烧煤4500吨,按含硫3%计算,二氧化硫排放量可达270吨。因而工业排放废气和民用燃料的燃烧,是二氧化硫的主要来源。

大气中的二氧化硫在强光照射下,进行光化学氧化作用,产生直径为0.19~0.45微米的硫酸雾。硫酸雾在空气中凝聚增大,遇到水汽就以酸雨(亚硫酸)的形式降落。此外,进入大气中的硫和氮氧化物,可变成硫酸和硝酸,这些强酸在雨水中也使雨水酸碱度(pH值)下降。一般将酸碱度小于5.6的雨雪称为酸性降水,所以进入大气的二氧化硫和硫,都会导致酸雨的形成。