Transcript 98年台北市生物多樣性種子教師培訓(進階班) 生物多樣性與生態保育 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 : [email protected] Web: http://myweb.nutn.edu.tw/~hycheng/ 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.

98年台北市生物多樣性種子教師培訓(進階班)
生物多樣性與生態保育
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 : [email protected]
Web: http://myweb.nutn.edu.tw/~hycheng/
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
2
生物多樣性與生態保育
永續發展
1. Part I 地球生命的演變過程
2. Part II 台灣本島的誕生
3. Part III Homo sapiens 的出現
4. Part IV 生態保育 (conservation)
5. 總結
保育與生物多樣性
3
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
4
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 11/19
 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
5
三十五億年的生命史
原古代 (Proterozoic Era)
古生代 (Paleozoic Era)
1/1 至 11/2
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 (Cenzoic Era)
 哺乳類大量出現：6,500萬年至200萬年前
保育與生物多樣性
12/24 至 12/31
6
地球生物
的多樣性
Five Kingdoms (五個生物界)
真菌界
動物界
植物界
How many species?
原生生物界
原核生物界
Fig. 1 生物的五個生物界。
保育與生物多樣性
7
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
5,000
500,000
1%
細菌類
4,760
1,000,000
0.5%
原生界
80,000
500,000
16%
真菌界
80,000
1,500,000
5%
植物界
287,655
530,000
54%
動物界
1,296,539
11,540,000
< 11%
總計
1,753,954
15,570,000
11%
保育與生物多樣性
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重點 I-01
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命名，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？
保育與生物多樣性
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重點 I-02
地球的生命力量
（Gaia 學說）
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。
火星
金星
地球
(無生命)
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
- 53℃
477℃
290 + 50℃
13℃
保育與生物多樣性
地球
(現況)
10
重點 I-03
關鍵閥值與穩定性
Critical point and Stability
 體系的穩定是需要時間的。
 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」，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。
保育與生物多樣性
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重點 I-04
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
– 範例：全球溫化對全球經濟的衝擊有多大？
保育與生物多樣性
12
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
13
全球溫化的影響 （專家的預測）
Nordhaus (1994)
第一種
第二種
3.6
21
0
6.7
35
0
第三種 0.8
10.4
62
0 10
20 30 40 50 60
估計全球總生產量的損失量 (%)
保育與生物多樣性
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全球溫化的影響 （專家的預測）
Nordhaus (1994)
4.8
第一種 0.5
30
12.1
第二種 0.2
75
第三種 0.3
17.5
95
0 10
20 30 40 50 60 70 80
預期可能發生全球性重大影響(災害)的機率(%)
保育與生物多樣性
15
全球溫化的影響 （專家的預測）
肇
致
全
球
性
影
響
的
可
能
機
率
(%)
60
50
40
30
20
10
0
非
環
境
經
濟
學
者
自
然
科
學
者
12.3
0.4
55.0
非
環
境
經
濟
學
者
3.5
第一種
第二種
保育與生物多樣性
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。
16
重點 I-05
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，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。
保育與生物多樣性
17
Fig. 5. DDT gets praise from an advertisement in the
June 30, 1947, issue of Time.
保育與生物多樣性
18
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 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
19
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 Spring
1963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
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Part I 地球生命的演變過程
重點複習
I
 重點 I-01：地球生物的多樣性，現生物種分為五個
界(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)。
保育與生物多樣性
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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
以每年6公分向北移動。
保育與生物多樣性
22
A
B
C
更新世期間
200萬 - 1萬年前
•台灣，位於大陸與太平洋群島間的種源樞紐。
保育與生物多樣性
23
 台灣麻雀雖小，五臟俱全！ 重點 II-01
 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。
 台灣本島高山林立，海拔三
千公尺以上的高山超過百座。
 整個地球的縮影。
玉山的冷杉林
保育與生物多樣性
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多元多樣的生物
• 細菌(含古菌) ：342 種
• 原生生物：1474 種
• 藻類： 807 種
• 真菌：5,586 種
• 植物： 8,087 種
• 動物：30,480 種
• 總計：2,614科 15,892屬 46,827種
按『台灣生物多樣性資訊網』
http://taibnet.sinica.edu.tw/home.asp
保育與生物多樣性
25
重點 II-02
 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。
雲海
保育與生物多樣性
26
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
27
Map01. Flowering plant family density.
保育與生物多樣性
28
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)
保育與生物多樣性
29
保育與生物多樣性
30
台南左鎮動物相 (一萬年前)
保育與生物多樣性
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重點 II-04
The indo-west Pacific is a marine diversity hotspot.
保育與生物多樣性
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Map02. Mangrove diversity
保育與生物多樣性
33
Part II 台灣本島的誕生
重點複習
II
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生物多
樣性的hot spot區。
保育與生物多樣性
34
Part III Homo sapiens 的出現
我們都是一家人
保育與生物多樣性
35
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
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Fig. 6 Homo sapiens 族群發展的路線
保育與生物多樣性
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重點 III-01
近20萬年來的歷史
 舊石器時代：20萬至1萬年前
23:30至23:58:30pm
 19萬年的舊石器時代
 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
 工業文明的開始： 200年前
23:59:58pm
 現代科技的開始： 100年前
23:59:59pm
保育與生物多樣性
38
人類與環境的關係
The Four Ecological Phases
Phase one： hunter-gatherer phase
•
-- 狩獵 - 採集的時期 (數萬年)
Phase two： The early farming phase
•
適應
環境
-- 早期的農耕 (數千年)
改造
環境
Phase three： The early urban phase
•
-- 早期的城市(文明的興起) (數千年)
Phase four： The high-energy phase
•
-- 高耗能的時期 (近三百年)
保育與生物多樣性
39
350
交通耗用
平均每人每年消耗(Gigajoules)
300
250
農工業
生活和服務
食的消耗
200
150
100
50
0
原始時期 狩獵 - 採集 早期農業
文明興起
工業時代
科技時代
圖 7. 10萬年來，人類平均每人每年消耗的能量。
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。
保育與生物多樣性
40
重點 III-02
城市文明的維持，
需要有廣大的生產
地區 (生態足跡)。
文明城市於地球上
持續的建立，持續
的耗盡各地區的自
然資源。
近代科技文明，從
西方興起，已經籠
罩全球。
保育與生物多樣性
41
重點 III-03
人類倫理關係的歷史演變
1. 個人、家庭、與家族內的關係 (輩分關係)
2. 社會生活的關係，家族間的關係 (家族關係)
3. 極權國家，階級間的關係 (民主革命)
4. 經濟自由化 (人民與國家的關係)
5. 生活環境的維護 (人民和人民間的關係)
6. 可持續的未來 (人與自然的關係)
保育與生物多樣性
42
台灣本島的 Homo sapiens
• 五千年前的原民族：遺跡遍佈全台灣 (400多處)
• 台灣位處於全球亞洲古帝王文明擴張的邊陲。
– 數千年來，台灣是脫離文明苦難的世外桃園。
– 直至近四百年，西方興起，台灣才逐漸被捲入帝國爭
霸的漩渦。
• 台灣的住民，絕大多數都是逃難者的後裔。
– 台灣是亞洲大陸古帝國文明的避難地。
台灣位於古文明的邊緣
保育與生物多樣性
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重點 III-04
大家都是外來者！
• 數千年前來的： 「原住民」
• 數百年前來的： 「台灣人」
• 稍微晚點才到的：「客家人」
• 於50年前隨國民黨軍隊來的漢人：「外省人」
• 最近才企圖來台灣的漢人：「偷渡客」
保育與生物多樣性
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Part III Homo sapiens 的出現
重點複習
III
 重點 III-01：人類於數千至萬年前，即踏上文明(改
造環境)的不歸路。
 重點 III-02：城市文明的維持，需要有廣大的生產地
區 (生態足跡)。
 重點 III-03：維護生活環境和可持續的未來，倫理問
題在於人民和人民，以及人和自然的關係。
 重點 III-04：台灣是亞洲大陸古帝國文明的避難地。
大家都是外來者！
保育與生物多樣性
45
Part IV 保育 (conservation)
 Conservation = 保守、保留
 生態保育 = 生活環境體系的保全
 生態主張：(可持續發展：永續發展)
 保育策略 (conservation strategy)
 可持續文明的 3 E 項原則：
• Ecological integrity (conservation)
• Economic efficiency (經濟效率)
• Equity (公平)
保育與生物多樣性
46
重點 IV-01
生態主張
 「生態主張」就是企圖在有限的資源條件下，
建立一個永續（或持續久些）的文明社會。
 建立永續的文明社會，當前的第一步就是放棄
「量」(拓荒)的開發策略，改用「保育策略」
(conservation strategy）。
 「保育策略」即是將目前尚未開發(使用)的自
然資源暫時保育下來；當前社會的需要，則改
以提昇已開發資源享用品質。
保育與生物多樣性
47
保育策略：電力資源 (一)
 假設社會目前有缺電力的情形
 量的開發策略
 「保育策略」：不再建新廠，以提高用電效
率（品質）取代。
 歐美、日本等國家從事電力享用品質的提昇，
已有二、三十年。
 反觀台灣，至今使用電力仍是相當粗暴，極少有
品質上的考量。
 夏天走在台北街道，忽冷忽熱的感覺。
保育與生物多樣性
48
保育策略：電力資源 (二)
 正當環境能量正旺(夏季晴天)時，台灣各地卻有缺
能源(電力)的現象。
 按台電公佈的資料，每年對抗夏天太陽能，所消耗的能
量大約是等於兩座核電廠的加一座火力電廠。
 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，剩餘出的電力則更是
可觀。
 而且提昇用電品質的「保育策略」，是經濟的，其所要
付出的成本顯著地低於開發新電廠。
保育與生物多樣性
49
重點 IV-02
生物多樣性的兩種主要價值
• 利用性 (instrumental or utilitarian)的價值
– 人為中心的價值：The view that biodiversity has
value only as a means to human ends
• 內在的 (intrinsic or inherent) 的價值
– 生命中心的價值：The view that biodiversity is
valuable simply because it exists, independently of
its use to human beings
保育與生物多樣性
50
Norton’s convergence hypothesis
人為中心(利用性)的價值 + 生命中心(內在性)的價值
= 保育生物多樣性的價值
保育與生物多樣性
51
重點 IV-03, 04, 05
Ethical concerns
舉證責任 (Burden of proof)
禁漏原則 (Precautionary principle)
 整合保育與發展計畫 (Integrated conservation and
development projects) (ICDP)
保育與生物多樣性
52
舉證責任 (Burden of proof)
• 倘若只有利用性的價值，
– 舉證責任是在 「保育者」
– 提出有利用性的價值 (數據)(證據)
• 利用性的價值外，也有內在性的價值，
– 舉證責任是在 「開發者」
– 提出對物種內在價值無傷害的證據(數據)
保育與生物多樣性
53
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的舉動，雖然學術界仍未
能確定(存在著不確定性)，但必要採取的原則。
• 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」負有舉証的責任。
保育與生物多樣性
54
Integrated conservation and
development projects (ICDP)
保護區
生物保育
在地社區
經濟社會發展
保育與生物多樣性
55
範例：連結生態旅遊與生物多樣性保育
• 資助生物多樣性的保育工作
• 在地住民的另類生計 (Alternative livelihoods)
• 建構生物多樣性的支持者和領導者
• 提供保護區的經濟理由(economic justification)
• 建構促進民間保育的制度
保育與生物多樣性
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Part IV 保育 (conservation)
重點複習
IV
 重點 IV-01：保育策略(conservation strategy）
 重點 IV-02：生物多樣性的兩種主要價值
 重點 IV-03：舉證責任 (Burden of proof)
 重點 IV-04：禁漏原則 (Precautionary principle)
 重點 IV-05：整合保育與發展計畫 (Integrated
conservation and development projects) (ICDP)
保育與生物多樣性
57
5
總結
 地球生態體系：運行於宇宙的生命太空船
 人類和一些物種，是生命太空船的乘客。
 許許多多物種，是組合這艘太空船的零件。
 物種持續的滅絕，如同太空船的零件持續的遺失。
 「關鍵閥值」之下，地球生態體系可自我修護。
 當接近「關鍵閥值」時，地球生態體系將會有激烈的
反應。
 當超越過時，則將會崩解。
保育與生物多樣性
58
 台灣是自然美麗之島，生物的自然避難地。
 土地面積雖然小，但因擁有高山(山脈) 而擁有地球
各種生命的縮影。
 歷經數千萬年，孕育數千萬種的地球生態體系，
多元多樣，且複雜，人類對其了解非常的有限。
 不確定性與爭議，必然存在。
 面對不確定性，特別是對可能肇致公害的舉動，我
們必要採取「禁漏原則」。
 為可持續的未來，必要落實「生態主張」於事
業、工業，以及生活上。
保育與生物多樣性
59
•可持續發展
國外
國民福祉
消費能力
與消費量
環境品質
(ex.水資源)
自然資源的
存量(森林、
礦產、水土
涵養)
自然資源
的耗竭
污染物產
生與分佈
ＧＮＰ
投
資
農工業生產
自然再生
圖 1. 自然資源與國民福祉的關係示意圖。
保育與生物多樣性
60
學術發展：智價革命
生態科學與技術的發展
人類生態學：自然與人文的對話、互動與整合
復育生態學：都會區生活圈的物種復育
事業生態學：事業生態價值化
工業生態學：工業生態程序化
生物模擬(Bio-mimicry)：向自然學習
保育與生物多樣性
61
舊的 vs. 新的世界
↑摘取自 ：科學人雜誌，No.56, 2006年10月號，p.55。
保育與生物多樣性
62
問題與討論
[email protected]
• Ayo 台南站
http://mail.nutn.edu.tw/~hycheng
保育與生物多樣性
63
鄭先祐 (Ayo) 簡歷
 美國杜蘭(Tulane)大學 生物學系 生態學博士
(Ph.D.)
 原專長於「生理生態學」之研究，於美國
Smithsonian Institution專研中美洲的特有壁虎。回
國後因應情況踏入「生態評估學」的領域，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」的整合與實踐。
 專業論文50多篇。一般報章雜誌文章100多篇。
保育與生物多樣性
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學界經歷：
• 臺南大學 環境與生態學院 (創院)院長 (2006- 2009)
• 靜宜大學 人文暨社會科學院 (創院)院長 (2004-2006)
•
•
•
•
靜宜大學 生態學系 教授 (2004-2006)
文化大學 生物學系 教授 (1989-2004)
交通大學通識課程 兼任教授 (1994-2004)
清華大學通識課程 兼任教授 (1989-2004)
• 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)
保育與生物多樣性
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研究主軸 (1985 – 2007)
• 蜥蜴的研究，→「生態環境影響評估」
的理論與實踐的研究。
– 著書：生態環境影響評估學 (1992)
• 與清華大學的教授合作→文化生態學的
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的衝擊
• 2000 →「國家政策」的研究。
• 2004 → 人類生態學
• 2007 → 行為生態學
蜥蜴、評估、人文、政策
保育與生物多樣性
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社會參與 (1987 – 2007)
• 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)
– 台灣生命的心聲 (1995)
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看守台灣研究中心(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(2001)
核四公投促進會，召集人(2002-2003)
非核台灣聯盟，召集人 (2004)
環境資源基金會，常務理事 (2005 - 2007)
保育與生物多樣性
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社區網絡
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主任 (2002-2007)
• 生態主張者：Ayo網站家族的建構 (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 (2000)、Ayo 文化站 (2000)、Ayo靜宜站
(2004)、Ayo台南站 (2006)
• 核四公投促進會網站(2002)、台灣環保聯盟網站
(2004)、非核台灣聯盟(2004)
保育與生物多樣性
全球接軌
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