无论自然还是生物多样性都有其固有的运动规律,而保护是一种实践活动,需要从自然环境或者生物多样性基本规律出发,建立起科学的理论体系和有效的方法体系,从而科学合理地进行生物多样性保护,也就是保护人类赖以生存的大自然。
保护生物学是研究生物多样性保护的科学。保护生物学所研究的对象既包括生物有机体、生物种群和生物群落,也包括生物的栖息地。关于保护生物学的概念,不同学者从各自的专业角度出发,提出的定义也有所不同。美国生态学家M.E.苏莱(Michael E.Soulé)认为保护生物学是研究直接或间接受人类活动或其他因子干扰的物种、群落和生态系统的生物学;中国学者蒋志刚等1997年提出:保护生物学是研究从保护生物物种及其生存环境着手来保护生物多样性的科学;陈道海和钟炳辉1999年提出:保护生物学是研究保护物种,保存生物多样性和持续利用生物资源问题的学科;张恒庆2005年提出:保护生物学是一门论述全世界生物多样性面临严重危机及如何保护生物多样性的综合科学,它既面临当前生物多样性的危机,又着眼于生物进化潜能的保持。
保护生物学是一门理论性强、应用范围广的交叉科学,它涉及生态学、遗传学和生物进化论的有关理论、方法,探讨生物多样性形成的机制、保护理论和保护措施。保护生物学是一门新兴的综合性学科,是伴随着生物多样性的锐减,全球环境质量下降和人们的自然资源保护意识的提高而出现的新学科。
保护生物学有3个目标:①全方位记录地球的生物多样性。②研究人类对物种、群落和生态系统的显著影响。③发展可行性方案来防止物种灭绝,维持物种内部的基因多样性,保护和恢复生物群落及其赖以生存的生态环境。前两个目标的实现依赖于客观公正地搜集事实性数据,第三个目标则体现了保护生物学是一门规范性科学。
保护生物学的产生是现代科学发展的一次革命,在此之前多数自然科学的学科都是在获取资源、开发资源的过程中产生的,人们的主观愿望是从自然中获取所需要的一切,学科门类的产生是开发自然资源实践的副产品。可以说人类在改造自然和征服自然的同时也积累了科学文化知识,促进了自然科学的发展。
保护生物学是在生物资源受到威胁而唤醒人们强烈保护意识和行动的前提下产生的,人类的主观愿望是保护世界上丰富多彩的生物多样性,在主动保护生物资源的过程中,也进行有效的利用,但这种利用绝不以破坏环境为代价,必须是更有利于子孙后代的利用,是一种可持续的利用。
人类大约在距今160万年的第四纪成为地球上的优势族群。人类形成的初期,直至距今一万年的全新世,为了求生到森林里去采摘野果、到草原上去猎杀动物、到河流和海洋中去捕捞鱼虾。他们以本能的方式在十分原始的状态下生活了上百万年,对自然的改造或者破坏能力还不算大,尚可维持平衡。随着人类的发展进入了黄金时代,随着族群的扩大和人口的增加,天然食物无法满足生活需求,人类不得不驯养牲畜和栽培作物。比如,中国早在公元前7500年就有了稻米、小米、蚕和猪等,西南亚早在公元前8500年就有了小麦、豌豆、橄榄、绵羊和山羊等。人类经历了数千年的农业经济时代,其主要资源是土地、阳光和水,农牧业和家庭手工业是主要生产方式,经济活动具有地域性特征。随着农业生产力的发展和经验的积累,人们首先懂得了栽培学、植物学和动物学等。
然而,随着科学技术的发展和人类历史的演化,对自然开发的强度与日俱增,对大自然施加的压力也越来越大,终有一天人们发现原以为取之不尽的资源在逐渐枯竭。16世纪时欧洲的野牛数量减少,只是一个小案例,当时的人类警觉到了资源匮乏的严重性,甚至在1564年于欧洲建立了野牛保护区,但是野牛仍于1672年灭绝。人口越多的地区资源消耗得越快,首先建立起文明的地区同时也是资源最早枯竭的地区,这里的人们不得不到其他地区去寻找资源,因此,促进了航海学、地理学的发展。与此同时人们也大力开发新的资源,如煤炭、石油等矿产。人们在寻找资源和开发资源的过程中,促进科学技术飞速发展,改造自然的能力不断提高。大型采掘机械、远洋捕捞船只和对野生动物的捕杀能力等都是空前的,使森林、海洋和矿产资源等在近100年中迅速减少,甚至接近枯竭的边缘。
事实上,无论砍伐机械如何先进,可采伐的森林资源已经不多了;无论你的渔网的眼孔多么小,水中鱼虾数量已经很少了。问题不在于先进的科技和优良的设备,而在于生物资源本身,是生物资源本身发生了变化,这种变化越来越不利于人类的继续利用和自身发展。在这种情况下,人们需要相关的理论和方法指导其对生物资源进行保护,以便能够持续地生存下去,即不得不考虑生物资源保护问题。于是,保护生物学应运而生。
保护生物学作为一门现代科学,起源于20世纪80年代。当时科学家们发现,关于资源管理的传统应用性学科,包括森林科学、农业科学、渔业生物学和野生动物管理,都不足以应对当时已日趋严重的生物多样性流失。经过40余年的发展,保护生物学已经成为一门高度综合、多学科交叉的新领域。该学科领域重要开拓者之一,美国生态学家苏莱认为保护生物学是一门既面向危机,又有长远生态前景,以研究物种、群落和生态系统的动态问题为对象的新兴学科。其目的在于为保护生物多样性提供理论基础和实践途径。苏莱与B.威尔科克斯(Bruce Wilcox)的专著《自然保护生物学》(1980)认为这是一门多学科高度综合的产物,这些学科包括生态学、遗传学、社会生物学、生理学、自然资源科学(林学、水产学、野生动物学、政策及管理学科)、环境监测学、生物地理学,以及社会科学等,并明确指出道德、伦理规范也是保护生物学所涉及的一部分。自然保护生物学更多地强调整体论(Holistic)观点,即强调多学科的高度综合性,和研究大尺度现象的重要性。他们在考虑到现代生物学的中心偏向于分子水平,研究的手段越来越先进,但研究的尺度越来越小,研究的对象越来越狭窄的情况下,提倡这种整体论观点在自然保护中的重要性。自然保护生物学通常被认为介于“纯”科学和应用科学之间的交叉学科,也是理论学科与实践学科的结合与交融,人文、社会和自然科学的交叉,经济学和生态学的交叉等等。它的诞生无疑标志着现代科学和技术在自然保护实践中应用的新阶段。
关于保护生物学的起源有两种观点。一个观点认为保护生物学是欧洲起源的,强调现代保护生物学的许多观点,在100年以前或更早的欧洲科学家的著作中已经建立,欧洲对野生动物的关注在19世纪晚期就已经十分明显,物种保护工作也开展得最早。另一观点认为保护生物学是北美起源的,指出美国学者提出的有关资源保护的理论中有两条原则具有十分明显的保护生物学的思想:①要在当代的使用者及消费者和未来的消费者之间合理地分配资源;②资源的有效利用,即达到最大可能的利用而不是浪费。
保护生物学的概念、保护对象和保护动机是以保护动植物等自然产物为对象,它们自身有其固有的运动规律,认识它们和了解它们是保护的前提。故而保护生物学首要的理论基础是有关自然方面的理论基础。包括生物学和生态学所涉及的科学如大气、水文和地质地理规律,以及最基础的物理、化学等基本规律。所以,基础的植物学、动物学和自然环境方面的科学都是保护生物学的首要理论基础。
对于任何自然界的生物来说,无论是来自自然的还是来自人为的改变可能都是一种干扰,而生物对于外界干扰必然会有一定的响应机制。这就需要掌握有关生物与生物之间的相互作用规律,以及生物与环境之间的作用规律,需要人们掌握生态学和遗传学等基础科学知识。在自然因素中生物还受到来自环境方面的影响,比如某一地区的环境变迁,气候异常或者自然灾害等等,导致物种难以适应变化了的环境条件,生物多样性迅速减少,研究这方面的问题需要有关生态学和环境学的理论和技术。
保护生物学是一门关于自然保护的科学,其中最关心的对象是生物多样性,最重要的活动是保护,而保护是一种实践活动,是一种人类的主观意识,不完全是客观规律,这就要求人类从伦理和道德上规范自身的行为。比如,人类对于生物多样性的态度问题,人与其他生物的地位问题和生物生存权利问题等,只有充分了解并很好地解决了这些问题,才能充分激发人们保护生物多样性的动机和行为,把保护生物多样性的事业落实到每一个公民的具体行动上。所以保护生物学的理论基础还应该包括自然伦理和生态道德方面的理论知识。
当今人类对物种大量灭绝的关注基于四个方面的考虑:①对形势的判断。很多人认为,生物多样性正以前所未有的程度受到威胁,很多物种在短时间内迅速减少,甚至灭绝。②随着人口的增加和技术的进步,人类对生物多样性的破坏能力也达到了前所未有的强度,也可以说人类掌握了毁灭生物多样性的无穷能力。③科学研究也同时发现了一个规律,即对生物多样性的威胁是综合的,酸雨,采伐森林和过渡捕猎等可造成生物多样性丧失的倍加效果。④在沉痛的教训面前,人们发现生物多样性的减少威胁到人类的本身,包括天然物质、粮食、药物、水和其他物质及服务设施等等。要解决这四个方面的问题,需要综合运用生物与环境方面的多门科学,解决上述复杂的物种保护问题。
保护生物学的理论基础必须围绕有两个目的,一是研究人类对生物多样性的影响;二是研究防止物种灭绝的有效途径和生物多样性保护的理论、措施和技术等。同时这些理论基础有助于回答“什么是生物多样性?怎样保护?为什么要保护?”等问题,从这个意义上讲,保护生物学最重要的基础理论有两门,一门是进化论,另一门是生态学。前面提到的与保护生物学有关的基础理论也都是必要的和不可缺少的,只不过在不同的社会和自然条件下,某一门基础理论可能表现得更重要或者需要更迫切而已。
保护生物学也是一个伦理性的学科,有一定的内在价值观,这些原则可以总结为以下几点:①物种多样性和生物群落应该受到保护。②种群和物种的异常快速的灭绝是人们应当尽量避免的。③生态复杂性是应当保持的。④生物进化应当持续。⑤生物多样性有其内在价值。
保护生物学作为一门相对独立、统一的学科是在20世纪80年代初才逐步形成的。严格地说,保护生物学并不同于文献中有时见到的“自然保护生态学”(Conservation Ecology)。后者作为一个概念或术语沿用已久,但并未发展成一门有明确研究对象、范畴和方法的独立学科。一般而言,自然保护生态学所涉及的内容是保护生物学的一部分。
1978年,苏莱和威尔科克斯在美国圣迭戈主持了第一届自然保护生物学讨论会。这次会议和由此产生的第一部自然保护生物学著作《自然保护生物学》标志着该学科的正式诞生。这部著作打破了传统学科界限,融会了多种学科的信息,把保护生物多样性作为其明确的宗旨。该书激发了基础生物学家(Basic Biologists)将其所学应用到自然保护实践中的积极性。1982年,斯坦福大学成立自然保护生物学中心。
1985年5月,第二届自然保护生物学讨论会在美国密歇根州的安娜堡召开,并成立了自然保护生物学学会。这次会议也产生了一本具有历史意义的著作。该书由苏莱主编,题为《保护生物学——关于稀有性和多样性的科学》。该书内容涉及种群生物学、多样性格局、生境破碎化及其影响、群落水平的过程与稳定性,以及自然保护生物学与“现实世界”的关系。这两部著作已成为自然保护生物学的经典文献,为全面、系统地定义该学科中的概念、研究对象、目的、范畴和发展,反映该学科特点的研究方法与途径等奠定了重要基础。1987年春季,自然保护生物学会主办的杂志《保护生物学》(Conservation Biology)开始发行。自然保护生物学方面的学术会议、著作、文章大量涌现,标志着该学科在理论和应用方面的双向发展。这一阶段的发展基本上反映了一种愈来愈综合化、系统化和定量化的趋势。
中国生态学家孙儒泳1987年在《动物生态学原理》一书中写道:“生态学也可以说是研究包括生物的形态、生理和行为的适应性,即Darwin的生存竞争中所指的各种适应性。”而保护生物学研究生物多样性的形成机制、变化规律和保护措施,即生态学中所指的各种变异性,所以进化论、生态学与保护生物学至少在以下三个方面是统一的:①生态学研究的是进化的结果和生物多样性的形成过程;保护生物学研究的是生态过程和结果。②生态学研究种群特征,而种群是生物进化的基本单位。③生态学家研究生物与环境及生物与生物之间相互作用的过程与结果,此过程也包含灭绝的原因和过程,其实这也是适应和淘汰的机制,也是进化的过程。而保护生物学则探讨在各种生态系统,各个进化阶段物种的保护机制。
C.R.达尔文提出了生存竞争和自然选择两大假说。E.海克尔在1866年提出了生物改造环境的生态学观念。保护生物学则强调生物多样性的作用,而生物多样性是生物经历长期的生存竞争、自然选择等自然力量作用的进化结果。生存竞争是生物与生物之间的相互关系,自然选择是环境对生物的作用,生物改造环境是生物对环境的作用,生物多样性是一切生态作用和生态关系发生的前提和条件,可见上述诸方面正是保护生物学概念的最基本内涵。所以,达尔文的进化论、海克尔的生态学和保护生物学有着十分密切的关系。
在生态学有了巨大发展的今天,不难发现,经由自然选择而进化的理论是一个生态学理论,也可能是唯一的理论。生态学的功能是阐明适应性,自然选择是一种生态现象,物种形成是一种真正的生态过程,达尔文进化论基本上是一个生态学问题。保护生物学把这些生态和进化问题纳入生物多样性的范畴,用生物多样性的形成、变化和保护解释上述生态现象,并强调,生态学的任务是揭开适应之谜,保护生物学的任务是探讨生物多样性的形成机制和保护理论,更重要的是保护生物学提高人们的保护意识和生态道德,促进文明发展。
从1990年开始,北美的许多大学设立了保护生物学专业,而且此专业是诸多学科门类中最受学生欢迎的专业之一。许多基金会,政府组织和民间团体都把保护生物学作为优先资助的领域。两个重要的国际性学术刊物《保护生物学》和《生物保护》(Biological Conservation)成为学术界发表保护理论、探讨保护机制和交流研究成果的前沿阵地。
保护生物学是一门综合性学科,目标是保护生物多样性、保护生物栖息地和评估人类对生物多样性的影响,提出防止生物灭绝的具体措施。
保护生物学研究是为了保存不同环境中的生物多样性,保存物种的进化潜力。实际操作时,人们又常常以简单的手段来调控复杂多变的生态系统,这两者之间的矛盾造成了保护生物学具有不同于其他学科的特征:
①保护生物学是一门处理危机的决策科学。苏莱(1985)将保护生物学称为“危机学科”,这种学科往往要求根据不完全的信息进行决策,而等搜集到足够的信息再行决策时将会错过决策的机会。决策者将利用直觉和创造力加上现有的信息来比较相似的事例,再参照理论模式进行决断。当然,这与科学家通常所受的训练相悖,但是,为了处理人类所面临的环境问题,人们并无其他选择。检验决策的标准是:珍稀物种是否仍然具有野生状态下的可生存种群?具有代表性的自然生态系统是否保存完整?对生物资源的利用是否既满足当代的需要,又保存了未来利用的基础等等。
②保护生物学是一门处理统计现象的科学。生态系统是复杂的、难以预测的研究对象。环境问题往往是多因子综合作用的动态过程,不确定性是生态与自然保护问题的固有特征。因此,由于生态问题的客观特征,而非学科的成熟与否或科学家能力的强弱,常常只能在一定概率水平上给出生态环境和生物多样性问题的答案。
③保护生物学是一门具有价值取向的科学。科学应当是不涉及人的观点与愿望、无价值取向和完全客观的;然而,科学研究靠人来完成,人的经验和目的往往影响科学。西方有人认为现代科学是有价值取向的,这一观点被称为“后现代科学”(Post modern science)。此外,保护是人的主动行为,是为了保护有价值的事物,比如有价值的生物多样性。因此,保护生物学是一门有价值取向和使命取向的科学。
④保护生物学是一门多学科的综合(交叉)学科,由自然科学和社会科学两部分组成。自然科学包括生物学、生态学、遗传学和生物地理学等,特别是分类学、种群生物学、种群遗传学、生殖生物学、群落生态学、生态系统学和进化生物学,实质上构成本学科的核心。此外保护生物学也涉及社会问题。如保护生物学对不断变化的物种数量和分布进行监测的研究,提供科学依据,能应用在环境保护法、野生动物保护法等法律的制定上。
⑤保护生物学是一门整体性学科。整体性意味着两方面的含义:一是研究对象的宏观性,如群落—生态(系统)多样性的空间范围及其过程涉及很广,简化论不能解释生态(系统)的复杂性;其次,由于生物多样性灭绝过程特别复杂和深奥,只有集中不同的科学群体协作攻关,才能应付这种的危机。
- 陈道海,钟炳辉.保护生物学.北京:中国林业出版社,1999.
- 孙儒泳.动物生态学原理.北京:北京师范大学出版社,1987.
- 蒋志刚,马克平,韩兴国.保护生物学.杭州:浙江科学技术出版社,1997.
- 张恒庆.保护生物学.北京:科学出版社,2005.
- SOULÉ M E, WILCOX B A.Conservation biology: An evolutionary-ecological perspective.Sunderland, Massachusetts:Sinauer Associates,1980.