生物多样性与人类活动
生物多様性と生態系の保全
生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。生态系统在一定范围内能从干扰中恢复;外来生物、生境破坏、富营养化、生物富集、全球变暖等人类活动会超出这一范围。
奄美大岛为了对付毒蛇(ハブ)放进了猫鼬(マングース),结果猫鼬很少去碰毒蛇,反倒捕食了奄美黑兔等岛上特有的动物。一个物种的进入就能牵动整张食物网——这一节讨论生态系统的平衡怎样维持,人类活动又怎样破坏它。
为什么是这样
生物多样性(生物多様性)有三个层次:同一物种内个体之间基因的差异叫遗传多样性,一个地区物种的丰富程度叫物种多样性,森林、草原、湿地、海洋等生态系统的多种多样叫生态系统多样性。遗传多样性低的小种群容易因近亲交配出现近交衰退(近交弱勢),对环境变化和疾病也更脆弱,个体数越少越难恢复。
台风、山火、砍伐等干扰(かく乱)之后,生态系统在一定范围内能恢复原状,叫恢复力(復元力)。中度干扰假说(中規模かく乱説)认为干扰程度适中时物种多样性最高:干扰太强只有少数耐受种能存活,太弱则竞争力强的种独占。有些物种个体数不多,却对群落结构影响极大,叫关键种(キーストーン種):在岩礁海岸除去捕食性的海星,被捕食的贻贝大量增加、占满岩面,其他生物随之减少;海獭(ラッコ)捕食海胆,保护了海藻林。
人类活动的影响包括:外来生物(外来生物)捕食或排挤本地生物,如大口黑鲈(オオクチバス)、猫鼬、浣熊(アライグマ);生境破坏与碎片化、过度捕捞;富营养化使淡水出现水华(アオコ)、海中出现赤潮(赤潮);CO2、甲烷等温室气体增加导致全球变暖。里山(里山)这类靠人定期管理维持的环境,一旦弃管,多样性也会下降。
定量表达
河流有自然净化(自然浄化)能力,但它是有顺序、有限度的:污水流入后,先是有机物多,细菌分解有机物而大量增殖、消耗溶解氧;有机物分解产生的 NH4+ 随后增加;再往下游,藻类利用这些无机盐增殖,光合作用使溶解氧恢复,清水性生物重新出现。流入量超过限度时,溶解氧耗尽,净化无法完成。
生物富集(生物濃縮)指难分解、易溶于脂肪、不易排出的物质(DDT、PCB、甲基汞等)在体内积累,并沿食物链逐级升高。例如设水中某物质为 0.0001 ppm、顶级消费者体内为 10 ppm,则富集了 10⁄0.0001=105 倍。因为每一级都要吃下大量下一级生物,物质只进不出,浓度在每一级都成倍放大,所以受害最重的是顶级消费者。
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