生物灭绝与人类存亡

*作者简介：魏东岩（1942～），男，岩石矿床专业，教授级高级工程师收稿日期：2009-03-12，改回日期：2009-04-22第31卷第3期化工矿产地质Vol.31No.32009年9月GEOLOGYOFCHEMICALMINERALSSep.2009综述生物灭绝与人类存亡魏东岩*中化地质矿山总局地质研究院，河北涿州，072754提要近代由于气候的变暖，工业化进程的加快，人口的激增，森林的过度砍伐，草场的超载过牧，化学制品的滥用，环境的污染，生态环境遭到了严重破坏，生物物种灭绝速度较单纯自然状态下的速度要快1000倍。生物物种灭绝对人类生产、生活，甚至对人类生存都构成巨大的威胁。因此，应对气候变化，保护生物多样性，防止物种灭绝，已成为全球性的紧迫任务；中国是世界生物物种资源最丰富的国家之一。中国生物多样性形势总体严峻。中国政府高度重视生物多样性保护工作，先后颁布一系列法律法规，已收到巨大成效；保护生物多样性确保世界粮食安全，是全球人民的普遍愿望。生物灭绝关系人类存亡。人类要秉承天人合一的理念，与大自然和谐相处。关键词地史物种灭绝生物多样性气候变暖粮食安全中图分类号：X24文献标识码：A文章编号：1006–5296（2009）03–0187–06在地球生物圈中，生物物种与其它任何事物一样，都有一个产生发展消亡的过程，该过程是反复的螺旋形行进的。在人类出现之前，生物的进化只有两个动力即自然选择和性选择。人类出现之后，第三个动力即人工选择出现了。这样，人类活动的因素对物种的影响大大增强了。1生物多样性面临危机近代由于气候变暖，工业化进程的加快，人口的激增，森林的过度砍伐，草场的超载过牧，化学制品（化肥、农药、各类添加剂等）的滥用，环境污染加重，生态环境遭到了严重破坏。于是，物种的灭绝速度加快了。据统计，公元1600年至1800年间，地球上鸟类、兽类物种灭绝了25种，从1800年到1950年灭绝了78种，曾经生活在地球上的冰岛大海雀、北美旅鸽、南非斑驴、印尼巴厘虎、澳洲袋狼、直隶猕猴、台湾云豹、高鼻羚羊、麋鹿等种已不存在，并在地球上永远消失了。【1,2】这正如达尔文所说：“一个物种消失后，将绝不再现。”又据20世纪末的统计，全世界每天有75个物种灭绝。整个地球上的无脊椎动物正在遭受一场严重的生物多样性危机，其中，昆虫物种竟占全球物种量的50%。所以，这对地球生物多样性来说，是个噩耗。目前，世界上还有1/4哺乳动物，1200多种鸟类以及3万多种植物面临灭绝危险。生态学家克利斯·托马斯带领国际调查小组对1103种动植物栖息地环境进行研究得出惊人的结论：如果全球持续变暖，到2050年15%~37%的物种有灭绝的危险，有26%物种因气温升高，无法寻找到适宜的栖息地而灭绝。气候变化尤其是气候变暖对物种灭绝起决定的作用【3】，距今2.5亿年前的那次物种大灭绝正是由于气候升高所引发的。当时地球上95%动植物灭绝了。根据联合国下属气候变化政府间论坛预计，全球平均气温截止21世纪末上升幅度可能在1.8~4℃之间，若按昀大上升幅度计算，届时地球平均温度将接近2.5亿年前的气温，这对当前地球上生物面临灭绝的前景是多么可怕啊！正因为如此，为数不少的科学家发出呼吁，人类正面临地球第六次物种大灭绝的到来。【4】。应对气候变化，保护生物多样性，防止物种灭绝，已成为全球性的紧迫任务。188化工矿产地质2009年2地球历史上的五次物种大灭绝地球历史研究表明，在地球存在约48亿年中，生物演化发展很漫长，只是在距今5亿年前即寒武纪生物发育突然迅速起来，古生物学家称谓生物大爆发。在这之后，发生过五次生物大灭绝事件。第一次物种灭绝发生在距今4.4亿年前的奥陶纪末，约85%的物种灭亡。古生物学家认为此次物种大灭绝是由全球气候变冷造成的。在4.4亿年前，当时的地球南极在现在的撒哈拉一带，当陆地汇集于极点附近时，易造成巨厚冰层，大片冰川致使洋流和大环流变冷，于是，整个地球气候变冷，海平面随之降低，这样原先丰富的沿海生物圈被破坏了，引起了物种灭绝。第二次物种灭绝发生于距今3.65亿年前的泥盆纪后期，历经两个高峰期，中间间隔100万年。此次物种灭绝表现为海洋生物遭受到灭顶之灾。第三次物种灭绝发生在距今约2.5亿年前的二叠纪末。这是地史上昀大且昀严重的物种灭绝事件。地球上有96%物种灭绝。其中，90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物遭到灭绝。地质学家认为，二叠纪末，分散的漂移大陆聚集成一个联合的大陆。原先繁盛的富饶的海岸线急剧减少，大陆架也缩小了，于是，生态系统受到严重破坏，很多物种因失去了生存空间而灭绝。尤其严重的是，大陆架暴露出来，导致两个问题产生，一是深埋的有机物变为甲烷，由于大陆架暴露，甲烷得以释放。二是原先埋藏在海底的有机物质被氧化，释放出大量CO2，温室效应使气温剧烈升高，于是，大气中的O2含量减少，这对生活于陆地上的动物非常不利。由于气温升高，海平面上升，又使许多陆地生物受到灭项之灾。与此同时，海洋也成了缺氧地带，对海洋生物也极其不利。这次物种大灭绝使占领海洋近3亿年的主要生物退出了历史舞台，让位于新生物种类。于是，生态系统获得了一次昀彻底的更新，为恐龙类等爬行动物的进化铺平了道路。地质学家普遍认为，如果说前两次物种灭绝是发生在古生代纪与纪的交替，那么，这一次物种大灭绝则是使地球历史从古生代转向中生代的里程碑。第四次物种灭绝发生于距今1.95亿年前的三叠纪晚期，估计有76%的物种，其中主要是海洋生物在这次灭绝中消失了，爬行动物也遭受重创。这一次灾难并没有特别明显的标志，只发现海平面下降后复又上升，出现大面积缺氧的海水。第五次物种灭绝发生于距今6500万年白垩纪末期，是地史上第二大生物灭绝事件。在该事件中，约75%~80%物种灭绝，尤其是在地球上生活长达1.4亿年之久的的庞然大物——恐龙灭绝了。恐龙的灭绝为哺乳类动物及人类昀后登场提供了契机，铺平了道路。研究表明，此次物种灭绝事件是由来自外空间物体撞击地球和火山喷发引发的。在白垩纪末期，发生过一次或多次陨星雨造成全球生态系统崩溃。陨石撞击地球，导致长达数年尘埃遮日，寸草不生，食物链的基础环节被破坏，包括恐龙在内的大批动物因饥饿而死。当然，导致白垩纪末期物种灭绝的原因，在科学界还存在不同的认识。上述五次物种灭绝事件都是在人类出现之前发生的。这五次事件都是由地质灾变和气候变化造成的，而地质灾变和气候变化又是互为影响的。物种的灭绝事件是生物进化过程中发生的短暂一瞬，它并没有阻挡生物的进化，从某种意义来看，促进了生物的进化。地质学史和古生物研究表明，生物是不断进化的，动物的进化是从简单到复杂，从低级到高级，从水生到陆生，从无脊动物到有脊动物，从鱼类到两栖类到爬行类到鸟类到哺乳类一直进化到人类。人类是动物之灵，有语言的人类脱离了纯生物性，不需要基因变异便可以适应环境【5】。人类的出现既有利于生物的多样性（如人类对生物的驯养、培育……），也不利于生物的多样性（如人类的活动及人类繁衍生殖，尤其是无节制的活动又破坏了生物的多样性）。为了保护生物的多样性，就应该以天人合一的思想为指针，善待大自然，与大自然和谐相处。3影响生物多样性的因素生物多样性含有三个层次即物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。所谓影响生物多样性的因素就是指影响生物多样性三个层次的因素。影响生物多样性或者说造成物种灭绝的因素很多，主要有人类活动因素、气候变化因素、地第3期魏东岩:生物灭绝与人类存亡189质灾害因素（如火山喷发、地震等）、地外陨石撞击地球因素、新兴疾病因素等。3.1人类的活动因素上面所述地史上五大物种灭绝事件都发生于人类出现以前，故物种灭绝看不出人的作用。自人类登上历史舞台后，特别是工业革命以来，物种急速灭绝可看出人类活动对生物多样性的影响作用。（1）人口剧增给地球带来压力有人估计小小地球昀多只能容纳80~90亿人，而如今全球人口已达65亿。为了养活这么多人，就得把农产品产量提高到原来的3倍，人们为此就得砍伐森林，开垦大片的处女地，变湿地为耕地，千方百计地提高农业收成。这样做的结果，破坏了生态环境，也就破坏了生物赖以生存的基础。（2）世界工业化的发展，在矿产开采，选矿、冶炼过程中三废的排放，污染空气、水源，降落酸雨，造成全球性气候变化，破坏和改变了动、植物原有的生存环境，导致了一些物种的灭绝。（3）人类疯狂滥捕、猎杀动物。据不完全统计，目前，野生动物的非法贸易额每年达50~90亿美元，成为仅次于贩毒活动的第二大经济犯罪活动。海洋生物的生存也面临严重威胁，每年有数百万头海豚、海龟丧生。据国际捕鲸委员会的一份报告称，地球上昀大动物——蓝鲸目前仅存400余只，濒临灭绝。非洲大象的命运也是如此。（4）人类轻率引进外界新物种，造成本地物种遭受侵害，导致一些物种灭绝。3.2气候变化因素全球气候变冷变暖都会导致生物的灭绝，况且气候变冷变热总是交替发生的。在距今5亿年间地球发生的五次物种大灭绝中，有3次是气候变暖所为，其中，昀为严重的一次即2.5亿年前二叠纪末就是气候变暖所致。全球性气候变化常引起海平面剧烈地升降运动。海平面上升或下降与大规模物种灭绝的联系比其它任何因素都密切。近代主要由于人类活动和气温不断升高，造成物种灭绝，英国科学家的研究报告表明，不断上升的气温可使地球上超过一半的物种在未来几个世纪内绝灭。前已叙及，联合国所属气候变化政府间论坛也持有同样的观点，其认为21世纪末全球平均气温将接近2.5亿年前的昀严重的物种大灭绝的气温，当时地球上95%动植物灭绝。3.3灾变因素灾变因素包括火山喷发、地震破坏和天体撞击地球事件等。地史上0.93亿年前海底火山喷发导致海洋物种灭绝，这是由于海底火山喷发喷射熔岩泉可改变海洋的化学性质并污染大气层；二叠纪末频繁的火山活动产生大量有毒气体，释放SO2，从而产生温室效应，并由HS2气体形成酸雨，污染古海洋，致使海洋生物灭绝；白垩纪末天体撞击地球事件引发恐龙等的灭绝，强烈地震往往破坏动植物的生息地，并使食物链发生变化。例如，1976年松潘—平武发生7.2级地震，之后于1983年箭竹开花，熊猫无竹可食，导致熊猫种群数量下降了40%。又如，2008年5月12日汶川大地震，距震中仅10km的大熊猫卧龙保护区中的大熊猫栖息地和食物—竹子遭到破坏，大熊猫面临食物短缺、疾病等生存的挑战【6】。3.4新兴疾病因素气候变暖，工农业和生活废水废气废渣的三废污染，化肥、农药和各类添加剂等化学制品的滥用，使生物生态环境遭到破坏，打破了生物链的正常运行，引发一些物种灭绝。由于生态平衡的变化，于是携带病毒的动物显著增加。新兴疾病的蔓延，又加重了物种的灭绝。例如埃博拉病毒，SARS、人禽流感、甲型H1N1病毒，变异迅速，广泛扩散流行，不仅使禽类等的大量死亡，而且也传染给人类，在20世纪，分别于1918年，1957年和1968年发生恶性大流感爆发，估计在全世界范围内造成4~5千万人丧生。据有关报告称，20世纪90年代秃鹫数量减少了95%，致使野狗和老鼠急速繁殖，这样就使印度狂犬病毒患者大量增加；北美莱姆病的蔓延是由于北美鸽的灭绝造成的。寄生在田鼠身上的壁虱是莱姆病的主要携带者。鸽子和田鼠的主要食物是橡树果，鸽子的消失，田鼠的食物就异常丰富，于是其数量激增，而壁虱数量也随之激增，这样，莱姆病便蔓延扩大。上述谈及的疾病源头几乎都来自动物，70%~80%为人畜共患疾病。这可能是自然界对人类破坏环境所进行的报复吧。190化工矿产地质2009年3.5北极海底甲烷是潜在的因素科学家昀近研究表明（2008-09-25大洋网），全球变暖导致北极海底冰冻层开始融化，而冰冻层下埋藏的巨量甲烷将会被释放出来。据估计，北极冰层下储存甲烷比全球煤炭储藏总量中的碳还要多。甲烷的突然大量释放，远胜过CO2的温室效应，必将加剧全球变暖，从而可能致使物种的大规模灭绝。前已叙及，在地史上，甲烷的突然大量释放曾导致物种的大规模灭绝。4中国大力开展生物多样性保护工作中国国土辽阔，孕育着多种植物、动物和微生物物种以及繁复多彩的生态组合，具有森林、灌丛、草原、草甸、荒漠、高山冻原、海洋、淡