生物多样与保育市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

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1保育與生物多樣性第1页地球誕生時環境早期地球，是完全沒有生命。地表覆蓋著炙熱熔岩，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)。2保育與生物多樣性第2页生物多樣性與保育1.Part I 地球生命演變過程2.Part II 台灣本島誕生3.Part III Homo sapiens 出現4.Part IV 保育(conservation)5.總結3保育與生物多樣性第3页Part I 地球生命演變過程三十五億年生命史地球生物多樣性Gaia hypothesis：生命力量關鍵與穩定複雜與不確定時間落差4保育與生物多樣性第4页三十五億年生命史原古代(Proterozoic Era)第一個生命出現：35億年前 1月1日(1/1)行光合作用藻類：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 11/19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 12/75保育與生物多樣性第5页原古代(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(Cenzoic Era)哺乳類大量出現：6,500萬年至200萬年前 12/24 至 12/31三十五億年生命史6保育與生物多樣性第6页Five Kingdoms(五個生物界)Fig.1 生物五個生物界。植物界真菌界原生生物界原核生物界動物界How many species?地球生物多樣性7保育與生物多樣性第7页Table 1.Number of living species in major phyla種類已知命名估計現有命名百分率病毒類5,000500,0001%細菌類4,7601,000,0000.5%原生界80,000500,00016%真菌界80,0001,500,0005%植物界287,655530,00054%動物界1,296,53911,540,000 11%總計1,753,95415,570,00011%8保育與生物多樣性第8页地球生物多樣性n現生已命名物種有175萬種，加上还未命名估計最少有1,557萬種。n現生物種估計最少仍有1,382萬種，等候命名。当前每年平都有一萬種被命名，需要多少年命名完成？n地球生物物種，九成以上命運是滅絕。曾經存在物種是現生物種十倍以上。已滅絕物種，估計可有多少物種？p重點 I-019保育與生物多樣性第9页表2.比較火星、金星和地球(現況與假設完全無生命存在過)大氣狀況。火星 金星 地球(無生命)地球(現況)二氧化碳95%98%98%0.03%氮氣2.7%1.9%1.9%79%氧氣0.13%極微量極微量21%地表平均溫度-53477290+5013地球生命力量（Gaia 學說）p重點 I-0210保育與生物多樣性第10页關鍵閥值與穩定性 Critical point and Stabilityn體系穩定是需要時間，且也不是種類愈多或是愈複雜就可愈穩定。n生態體系關鍵閥值(critical point)。體系有自我修護能力，干擾或壓力只要不超越關鍵閥值，體系能够自我恢復。一旦靠近或超越關鍵閥值，體系可能會有劇烈反應；若超越過多，體系會隨即垮散崩解。p重點 I-0311保育與生物多樣性第11页複雜與不確定性 Complexity and Uncertaintyn整個地球生態體系是極為複雜。CO2量，對地球溫室化有多大貢獻，以及其對各種生態體系影響情況，等等，都有太多不確定性。生態體系研究，其困難除了是複雜外，還有就是所需要研究時間非常久。n不確定性與爭議是必定存在地球上已知生命物種，最少有175萬種。全球溫化對全球經濟衝擊有多大，更是議論紛紛！p重點 I-0412保育與生物多樣性第12页全球溫化影響（專家預測）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度第三種：情況則是於西元2090年前，全球平均氣溫上升攝氏6度13保育與生物多樣性第13页全球溫化影響（專家預測）0 10 20 30 40 50 60213562第一種第二種第三種0.800估計全球總生產量損失量(%)3.610.46.7Nordhaus(1994)14保育與生物多樣性第14页全球溫化影響（專家預測）0 10 20 30 40 50 60 70 80307595第一種第二種第三種0.30.20.5預期可能發生全球性重大影響(災害)機率(%)4.817.512.1Nordhaus(1994)15保育與生物多樣性第15页全球溫化影響（專家預測）605040302010012.30.43.555.0第一種第二種肇致全球性影響可能機率(%)非環境經濟學者自然科學者非環境經濟學者圖4.不一样專業學者專家預期三種不一样情況全球溫暖化(global warming)可能肇致全球性影響可能機率。原資料摘取自Nordhaus(1994)，p.49，Figure4。16保育與生物多樣性第16页時間落差(Time Lag)n生態體系會盡其可能修補傷害，清理污染。相對而言，獲利即時，傷害往往拖延，兩者間有時間落差。n科學了解到確定，再落實於政策和法律，往往會有數十年時間落差(DDT為例)。臭氧層耗減，以及CFC問題等，都同樣有時間落差問題。p重點 I-0517保育與生物多樣性第17页Fig.5.DDT gets praise from an advertisement in the June 30,1947,issue of Time.18保育與生物多樣性第18页DDT 興衰史DDT：Dichloro-Dipheny-Trichloroethane雙氯-雙苯-三氯乙醛DDT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年代早期。1948年年 Paul Muller 因其在因其在1939年發現而榮年發現而榮獲諾貝爾醫學獎。獲諾貝爾醫學獎。19保育與生物多樣性第19页DDT被禁用過程1947年前，DDT被公認為有效且安全。1957年，美國聯邦政府對DDT使用範圍，開始有些限制。1962年，Rachel Carson Silent Spring1963年5月，美國科學顧問委員會建議DDT應在短期內禁用。1967年，DDT被進一步限制使用。1972年年6月月14日，在聽過日，在聽過9,312頁頁(來自來自125位學者位學者專家專家)證言，以及證言，以及350份以上文件後，美國環保署宣份以上文件後，美國環保署宣佈於農業，全方面禁用。佈於農業，全方面禁用。20保育與生物多樣性第20页重點複習p重點 I-01：地球生物多樣性，現生物種分為五個界(kingdoms)，現生種類最少估計有1,557萬種，已命名只有175萬種。p重點 I-02：地球生命力量(Gaia學說)。p重點 I-03：地球生態體系有關鍵閥值。p重點 I-04：不確定性與爭議是必定存在。p重點 I-05：科學了解到確定，再落實於政策和法律，往往會有數十年時間落差(DDT為例)。Part I 地球生命演變過程121保育與生物多樣性第21页Part II 台灣本島誕生新生代近期 (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。22保育與生物多樣性第22页更新世期間 200萬-1萬年前ABC23保育與生物多樣性第23页n台灣麻雀雖小，五臟俱全！n位於亞熱帶，北回歸線經過地區；但卻因為有高山，而擁有溫帶至寒帶植被。p重點 II-01玉山冷杉林24保育與生物多樣性第24页麻雀雖小，五臟俱全l台灣，包含鄰近上百個大小不等島嶼，高山，丘陵、湖沼、溪流、各種底質海岸均備，加上位於大陸與太平洋群島間種源樞紐，生物多樣性特高。l島嶼特質，更是蘊育多元多樣特有生物。l台灣本島高山林立，海拔三千公尺以上高山超過百座。雖然位處亞熱帶，台灣氣候和物種，從平地到高山，包含熱帶、亞熱帶、溫帶、寒帶等各種類型。l台灣植被類型，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。l台灣土地面積雖小，但其內包含卻是整個地球縮影。25保育與生物多樣性第25页多元多樣生物l当前生活於台灣動物，學術界已知哺乳類有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。l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。26保育與生物多樣性第26页台灣本島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)27保育與生物多樣性第27页雲海n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)源頭。p重點 II-0228保育與生物多樣性第28页東埔-八通關沿線植被摘取自：陳玉峰(1995)台灣植被誌。29保育與生物多樣性第29页n台灣本島，是北半球亞洲大陸生物避難地，類似南美洲亞馬遜河區；但擁有更多樣物種(溫帶與寒帶)p重點 II-0330保育與生物多樣性第30页31保育與生物多樣性第31页台南左鎮動物相(一萬年前)32保育與生物多樣性第32页The indo-west Pacific is a marine diversity hotspot.p重點 II-0433保育與生物多樣性第33页重點複習p重點 II-01：台灣麻雀雖小，五臟俱全！p重點 II-02：超過雲層中央山脈，聚集雲海，淡水(溪流)源頭。p重點 II-03：台灣本島，是北半球亞洲大陸生物避難地，類似南美洲亞馬遜河區；但擁有更多樣物種(溫帶與寒帶)。p重點 II-04：台灣緊鄰印度太平洋海洋生物多樣性hot spot區。Part II 台灣本島誕生234保育與生物多樣性第34页我們都是一家人Part III Homo sapiens 出現35保育與生物多樣性第35页地球生命史最近一天 12月31日l人科出現：800萬至500萬年前 4:00至11:30aml南猿時代：380萬至80萬年前 14:30至22:00pml人屬出現：300萬(250萬)年前 16:30(17:45)pml巧手原人年代：220萬至160萬年前 18:30至20:00pml直立原人年代：120萬至70萬年前 21:00至22:15pml Homo sapiens 出現：50萬年前 22:45pml舊石器時代：20萬至1萬年前 23:30至23:58:30pm36保育與生物多樣性第36页Fig.6 Homo sapiens 族群發展路線37保育與生物多樣性第37页近20萬年來歷史舊石器時代：20萬至1萬年前 23:30至23:58:30pm19萬年舊石器時代於數千至萬年前：踏上文明(改造環境)不歸路文明發展：改造環境不歸路文字歷史開始：8,0前 23:58:48pm工業文明開始：2前 23:59:58pm現代科技開始：1前 23:59:59pmp重點 III-0138保育與生物多樣性第38页人類與環境關係The Four Ecological Phases Phase one：hunter-gatherer phase-狩獵-採集時期(數萬年)Phase two：The early farming phase-早期農耕(數千年)Phase three：The early urban phase-早期城市(文明興起)(數千年)Phase four：The high-energy phase-高耗能時期(近三百年)適應環境改造環境39保育與生物多樣性第39页圖 7.10萬年來，人類平均每人每年消耗能量。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。40保育與生物多樣性第40页城市文明維持，需要有廣大生產地區(生態足跡)。文明城市於地球上持續建立，持續耗盡各地區自然資源。近代科技文明，從西方興起，已經籠罩全球。p重點 III-0241保育與生物多樣性第41页人類倫理關係歷史演變1.個人、家庭、與家族內關係(輩分關係)2.社會生活關係，家族間關係(家族關係)3.極權國家，階級間關係(民主革命)4.經濟自由化(人民與國家關係)5.生活環境維護(人民和人民間關係)6.可持續未來(人與自然關係)p重點 III-0342保育與生物多樣性第42页台灣本島 Homo sapiens五千年前原始民族(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)族漢族移民(四百年史)：人口成長43保育與生物多樣性第43页台灣位於古文明邊緣台灣位處於全球亞洲古帝王文明擴張邊陲。數千年來，台灣是脫離文明苦難世外桃園。直至近四百年，西方興起，台灣才逐漸被捲入帝國爭霸漩渦。台灣住民，絕大多數都是逃難者後裔。台灣是亞洲大陸古帝國文明避難地。44保育與生物多樣性第44页大家都是外來者！於數千年前，離開東南亞文明勢力，有意或無意落難到台灣者，我們現在稱他們後裔為原住民。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漢人，他們後裔自稱為台灣人；稍微晚點才到，就被稱為客家人。於50年前隨國民黨軍隊來漢人，当前仍被稱為外省人。最近才企圖來台灣漢人，則通常被認定為偷渡客。p重點 III-0445保育與生物多樣性第45页重點複習p重點 III-01：人類於數千至萬年前，即踏上文明(改造環境)不歸路。p重點 III-02：城市文明維持，需要有廣大生產地區(生態足跡)。p重點 III-03：維護生活環境和可持續未來，倫理問題在於人民和人民，以及人和自然關係。p重點 III-04：台灣是亞洲大陸古帝國文明避難地。大家都是外來者！Part III Homo sapiens 出現346保育與生物多樣性第46页Part IV 保保育育(conservation)nConservation=保守、保留保守、保留n生態保育生態保育=生活環境體系保全生活環境體系保全n生態主張：生態主張：n保育策略保育策略(conservation strategy)n可持續文明可持續文明 3 E 項原則：項原則：Ecological integrity(conservation)Economic efficiency(經濟效率經濟效率)Equity(公平公平)47保育與生物多樣性第47页生態主張n生態主張就是企圖在有限資源條件下，建立一個永續（或持續久些）文明社會。n建立永續文明社會，當前第一步就是放棄量(拓荒)開發策略，改用保育策略(conservation strategy）。n保育策略即是將当前还未開發(使用)自然資源暫時保育下來；當前社會需要，則改以提昇已開發資源享用具質。p重點 IV-0148保育與生物多樣性第48页保育策略：電力資源(一)l假設社會当前有缺電力情形，以過去解決之道，就是再建新電廠。若再有不足，則持續再蓋電廠。(量開發策略)l假若政府採用保育策略，則是不再建新廠，而是以提升用電效率（品質）取代。l歐美、日本等國家從事電力享用具質提昇，已经有一、二十年。l反觀台灣，至今使用電力仍是相當粗暴，極少有品質上考量。夏天走在台北街道，忽冷忽熱如同三溫暖感覺，即可體驗這種粗暴電力使用方式。49保育與生物多樣性第49页保育策略：電力資源(二)l正當環境能量正旺(夏季晴天)時，台灣各地卻有缺能源(電力)現象。l按台電公佈資料，每年對抗夏天太陽能，所消耗能量大約是等於兩座核電廠加一座火力電廠。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，剩餘出電力則更是可觀。l而且提昇用電品質保育策略，是經濟，其所要付出成本顯著地低於開發新電廠。50保育與生物多樣性第50页生物多樣性兩種主要價值利用性(instrumental or utilitarian)價值人為中心價值：The view that biodiversity has value only as a means to human ends 內在(intrinsic or inherent)價值生命中心價值：The view that biodiversity is valuable simply because it exists,independently of its use to human beingsp重點 IV-0251保育與生物多樣性第51页Nortons convergence hypothesis人為中心(利用性)價值 +生命中心(內在性)價值 =保育生物多樣性價值52保育與生物多樣性第52页Ethical concernsp舉證責任(Burden of proof)p禁漏原則(Precautionary principle)p整合保育與發展計畫(Integrated conservation and development projects)(ICDP)p重點 IV-03,04,0553保育與生物多樣性第53页舉證責任(Burden of proof)倘若只有利用性價值，舉證責任是在 保育者提出有利用性價值(數據)(證據)利用性價值外，也有內在性價值，舉證責任是在 開發者提出對物種內在價值無傷害證據(數據)54保育與生物多樣性第54页禁漏原則(Precautionary principle)禁漏原則是個倫理原則。當面對有可能肇致惡果舉動，雖然學術界仍未能確定(存在著不確定性)，但必要採取原則。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。開發者負有舉証責任。55保育與生物多樣性第55页Integrated conservation and development projects(ICDP)保護區在地社區生物保育經濟社會發展56保育與生物多樣性第56页範例：連結生態旅遊與生物多樣性保育資助生物多樣性保育工作在地住民另類生計(Alternative livelihoods)建構生物多樣性支持者和領導者提供保護區經濟理由(economic justification)建構促進民間保育制度57保育與生物多樣性第57页重點複習p重點 IV-01：保育策略(conservation strategy）p重點 IV-02：生物多樣性兩種主要價值p重點 IV-03：舉證責任(Burden of proof)p重點 IV-04：禁漏原則(Precautionary principle)p重點 IV-05：整合保育與發展計畫(Integrated conservation and development projects)(ICDP)Part IV 保育(conservation)458保育與生物多樣性第58页總結l地球生態體系，如同運行於宇宙生命太空船。由數千萬物種，歷經數千萬年演變組成生命太空船。人類和一些物種，是生命太空船乘客。許許多多物種，是組合這艘太空船零件。l物種持續滅絕，如同太空船零件持續遺失。於關鍵閥值之下，地球生態體系可自我修護。當靠近關鍵閥值時，地球生態體系將會有激烈反應。當超越過時，則將會崩解。559保育與生物多樣性第59页l台灣是自然美麗之島，生物自然避難地。土地面積雖然小，但因擁有高山(山脈)而擁有地球各種生命縮影。氣候型涵蓋：熱帶、亞熱帶、溫帶、至寒帶；且擁有豐盛淡水資源。l歷經數千萬年，孕育數千萬種地球生態體系，多元多樣，且複雜，人類對其了解非常有限。不確定性與爭議，必定存在。l面對不確定性，特別是對可能肇致公害舉動，我們必要採取禁漏原則。l為可持續未來，必要落實生態主張於事業、工業，以及生活上。60保育與生物多樣性第60页學術發展：智價革命u人類生態學：自然與人文對話、互動與整合u復育生態學：都會區生活圈物種復育u事業生態學：事業生態價值化u工業生態學：工業生態程序化u生物模擬(Bio-mimicry)：向自然學習u基礎生態學：物種調查與確認(系統分類學)、物種生態研究(動物生態學、植物生態學)61保育與生物多樣性第61页問題與討論問題與討論J Ayo 台南站台南站 http:/mail.nutn.edu.tw/hycheng62保育與生物多樣性第62页多元文化和諧理想世界63保育與生物多樣性第63页鄭先祐鄭先祐(Ayo)簡歷l美國杜蘭(Tulane)大學 生物學系 生態學博士(Ph.D.)l原專長於生理生態學之研究，於美國 Smithsonian Institution專研中美洲特有壁虎。回國後因應情況踏入生態評估學領域，後來再逐漸轉向於人文社會生態學等方面，致力於生態學理整合與實踐。l專業論文50多篇。普通報章雜誌文章100多篇。64保育與生物多樣性第64页學界經歷：臺南大學 環境與生態學院(創院)院長(-)臺南大學 環境生態研究所 教授(-)靜宜大學 人文暨社會科學院(創院)院長(-)靜宜大學 生態學系 教授(-)文化大學 生物學系 教授(1989-)交通大學通識課程 兼任教授(1994-)清華大學通識課程 兼任教授(1989-)美國Smithsonian Institution 博士後研究員(1984-1985)美國Tulane大學 生物學系 生態學博士(Ph.D.)(1984)東海大學生物學系學士(1975)、碩士(1977)65保育與生物多樣性第65页研究主軸(1985 )蜥蜴研究，生態環境影響評估理論與實踐研究。著書：生態環境影響評估學(1992)與清華大學教授合作文化生態學研究。著書：人類生態與社會文明(1994)科技文明對蘭嶼達悟族文化生態衝擊 國家政策研究。人類生態學 行為生態學蜥蜴、評估、人文、政策66保育與生物多樣性第66页社會參與(1987 )台灣環境保護聯盟，學術委員(since 1987)、副會長(1990)、會長(1991)。台灣教授協會，環保組召集人(1993)。輻射傷害與核四決策(1994)台灣生命心聲(1995)看管台灣研究中心(協會)，理事與編輯七星生態保育基金會，理事(1998-)台灣綠黨，召集人()核四公投促進會，召集人(-)非核台灣聯盟，召集人()環境資源基金會，常務理事(-)67保育與生物多樣性第67页 主任(-)生態主張者：Ayo網站家族建構(since 1997)Ayo 交通站(1997)、Ayo 清華站(1997)、Ayo 新聞站(1997)、Ayo Forum 站(1999)、Ayo ReadMe 站(1999)、Ayo 英文站()、Ayo 文化站()、Ayo靜宜站()、Ayo台南站()核四公投促進會網站()、台灣環保聯盟網站()、非核台灣聯盟()社區網絡全球接軌68保育與生物多樣性第68页 攜手合作世界假若你是要來幫助我，那麼你已可回去。但若你將我打拼看成你生存一部份，那麼我們或許能够一起努力。-澳洲一位原住民此段文句，摘譯自Young(1992)，第2章第19頁。69保育與生物多樣性第69页