理论教育 现代林业在生物安全中的作用及挑战

现代林业在生物安全中的作用及挑战

时间:2023-05-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:在生物安全问题中,与现代林业紧密相关的主要是生物多样性锐减及外来物种入侵。据统计,麋鹿、高鼻羚羊、犀牛、野马、白臀叶猴等珍稀动物已在我国灭绝。大熊猫、金丝猴、东北虎、华南虎、云豹、丹顶鹤、黄腹角雉、白鳍豚、多种长臂猿等20 个珍稀物种分布区域已显著缩小,种群数量骤减,正面临灭绝危害。

现代林业在生物安全中的作用及挑战

(一)生物安全问题

生物安全是生态安全的一个重要领域。目前,国际上普遍认为,威胁国家安全的不只是外敌入侵,诸如外来物种的入侵、转基因生物的蔓延、基因食品的污染、生物多样性的锐减等生物安全问题也危及人类的未来和发展,也直接影响着国家安全。维护生物安全,对于保护和改善生态环境,保障人的身心健康,保障国家安全,促进经济、社会可持续发展,具有重要的意义。在生物安全问题中,与现代林业紧密相关的主要是生物多样性锐减及外来物种入侵。

1.生物多样性锐减

由于森林的大规模破坏,全球范围内生物多样性显著下降。根据专家测算,由于森林的大量减少和其他种种因素,现在物种的灭绝速度是自然灭绝速度的1000 倍。这种消亡还呈惊人的加速之势,20 世纪70 年代是每周1 个,80 年代每天1 个,90年代几乎每小时1 个。有许多物种在人类还未认识之前,就携带着它们特有的基因从地球上消失了,而它们对人类的价值很可能是难以估量的。现存绝大多数物种的个体数量也在不断减少,据英国生物学家诺尔曼·迈耶斯估计,自1900 年以来,人类大概已毁灭了已存物种的75%。1990—2000 年,每年可能灭绝1.5 万~5 万个物种。世界自然基金会在《2004 地球生存报告》中说:自20 世纪70 年代以后的30 年中,全球野生动物的数量减少了35%。我国处于濒危状态的动植物物种数量为总量的15%~20%,高于世界10%~15%的平均水平,生物多样性保护的任务十分艰巨。

我国的野生动植物资源十分丰富,在世界上占有重要地位。由于我国独特的地理环境,有大量的特有种类,并保存着许多古老的孑遗动植物属种,如有活化石之称的大熊猫、白鳍豚、水杉、银杉等。但随着生态环境的不断恶化,野生动植物的栖息环境受到破坏,对动植物的生存造成极大危害,使其种群急剧减少,有的已灭绝,有的正面临灭绝的威胁。

据统计,麋鹿、高鼻羚羊犀牛、野马、白臀叶猴等珍稀动物已在我国灭绝。高鼻羚羊是20 世纪50 年代以后在新疆灭绝的。大熊猫、金丝猴、东北虎、华南虎、云豹、丹顶鹤、黄腹角雉、白鳍豚、多种长臂猿等20 个珍稀物种分布区域已显著缩小,种群数量骤减,正面临灭绝危害。例如,1985 年,在长江口观测到126 种底栖动物,由于沿江城市的污水排放,目前只剩下50 余种。联合国《国际濒危物种贸易公约》列出的640 种世界性濒危物种中,我国占了156 种,约为其总数的1/4。1988年被列为国家重点保护的野生动物已达258 种。不少过去常见的野生动物也被列入重点保护对象。

我国高等植物中濒危或接近濒危的物种已达4000 ~5000 种,占高等植物总数的15%~20%,高于世界平均水平。有的植物已经灭绝,如崖柏、雁荡润楠、喜雨草等。一种植物的灭绝将引起10 ~30 种其他生物的丧失。许多曾分布广泛的种类,现在分布区域已明显缩小,且数量锐减。1984 年国家公布重点保护植物354 种,其中一级重点保护植物8 种,二级重点保护植物159 种。据初步统计,公布在名录上的植物已有部分灭绝。

关于生态破坏对微生物造成的危害,在我国尚不十分清楚,但一些野生食用菌和药用菌,由于过度采收造成资源日益枯竭的状况越来越严重。

2.外来物种大肆入侵

根据世界自然保护联盟(IUCN)的定义,外来物种入侵是指在自然、半自然生态系统或生态环境中,外来物种建立种群并影响和威胁到本地生物多样性的过程。毋庸置疑,正确的外来物种的引进会增加引种地区生物的多样性,也会极大丰富人们的物质生活。相反,不适当的引种则会使得缺乏自然天敌的外来物种迅速繁殖,并抢夺其他生物的生存空间,进而导致生态失衡及其他本地物种的减少和灭绝,严重危及一国的生态安全。从某种意义上说,外来物种引进的结果具有一定程度的不可预见性。这也使得外来物种入侵的防治工作显得更加复杂和困难。在国际层面上,目前已制定有以《生物多样性公约》为首的防治外来物种入侵等多边环境条约以及与之相关的卫生、检疫制度或运输的技术指导文件等。

目前我国的入侵外来物种有400 多种,其中有50 余种属于世界自然保护联盟公布的全球100 种最具威胁的外来物种。据统计,我国每年因外来物种造成的损失已高达1198 亿元,占国内生产总值的1.36%。其中,松材线虫、美国白蛾、紫茎泽兰等20 多种主要外来农林昆虫和杂草造成的经济损失每年560 多亿元。最新全国林业有害生物普查结果显示,20 世纪80 年代以后,林业外来有害生物的入侵速度明显加快,每年给我国造成经济损失数量之大触目惊心。外来生物入侵既与自然因素和生态条件有关,更与国际贸易和经济的迅速发展密切相关,人为传播已成为其迅速扩散蔓延的主要途径。因此,如何有效抵御外来物种入侵是摆在我们面前的一个重要问题。

(二)现代林业对保障生物安全的作用

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。森林是一个庞大的生物世界,是数以万计的生物赖以生存的家园。森林中除了各种乔木灌木、草本植物外,还有苔藓、地衣、蕨类、鸟类、兽类、昆虫等生物及各种微生物。据统计,目前地球上500 万~5000 万种生物中,有50%~70%在森林中栖息繁衍,因此森林生物多样性在地球上占有首要位置。在世界林业发达国家,保持生物多样性成为其林业发展的核心要求和主要标准,比如在美国密西西比河流域,人们对森林的保护意识就是从猫头鹰的锐减而开始警醒的。

1.森林与保护生物多样性

森林是以树木和其他木本植物为主体的植被类型,是陆地生态系统中最大的亚系统,是陆地生态系统的主体。森林生态系统是指由以乔木为主体的生物群落(包括植物、动物和微生物)及其非生物环境(光、热、水、气、土壤等)综合组成的动态系统,是生物与环境、生物与生物之间进行物质交换、能量流动的景观单位。森林生态系统不仅分布面积广并且类型众多,超过陆地上的任何其他生态系统,它的立体成分体积大、寿命长、层次多,有着巨大的地上和地下空间及长效的持续周期,是陆地生态系统中面积最大、组成最复杂、结构最稳定的生态系统,对其他陆地生态系统有很大的影响和作用。森林不同于其他陆地生态系统,具有面积大、分布广、树形高大、寿命长、结构复杂、物种丰富、稳定性好、生产力高等特点,是维持陆地生态平衡的重要支柱。

森林拥有最丰富的生物种类。有森林存在的地方,一般环境条件不太严酷,水分和温度条件较好,适于多种生物的生长。而林冠层的存在和森林多层性造成在不同的空间形成了多种小环境,为各种需要特殊环境条件的植物创造了生存的条件。丰富的植物资源又为各种动物和微生物提供了食料和栖息繁衍的场所。因此,在森林中有着极其丰富的生物物种资源。森林中除建群树种外,还有大量的植物包括乔木、亚乔木、灌木、藤本、草本、菌类、苔藓、地衣等。森林动物从兽类、鸟类,到两栖类、爬虫、线虫、昆虫,以及微生物等,不仅种类繁多,而且个体数量大,是森林中最活跃的成分。全世界有500 万~5000 万个物种,而人类迄今从生物学上描述或定义的物种(包括动物、植物、微生物)仅有140 万~170 万种,其中半数以上的物种分布在仅占全球陆地面积7%的热带森林里。例如,我国西双版纳热带雨林2500m2 内(表现面积)就有高等植物130 种,而东北平原的羊草草原1000m2(表现面积)只有10 ~15 种,可见森林生态系统的物种明显多于草原生态系统。至于农田生态系统,生物种类更是简单量少。当然,不同的森林生态系统的物种数量也有很大差异,其中热带森林的物种最为丰富,它是物种形成的中心,为其他地区提供来了各种“祖系原种”。例如,地处我国南疆的海南岛,土地面积只占全国土地面积的0.4%,但却拥有维管束植物4000 余种,约为全国维管束植物种数的1/7;乔木树种近千种,约为全国的1/3;兽类77 种,约为全国的21%;鸟类344 种,约为全国的26%。由此可见,热带森林中生物种类的丰富程度。另外,还有许多物种在我们人类尚未发现和利用之前就由于大规模的森林被破坏而灭绝了,这对我们人类来说是一个无法挽回的损失。目前,世界上有30 余万种植物、4.5 万种脊椎动物和500 万种非脊椎动物,我国有木本植物8000 余种,乔木2000 余种,是世界上森林树种最丰富的国家之一。

森林组成结构复杂。森林生态系统的植物层次结构比较复杂,一般至少可分为乔木层、亚乔木层、下木层、灌木层、草本层、苔藓地衣层、枯枝落叶层、根系层以及分布于地上部分各个层次的层外植物垂直面和零星斑块、片层等。它们具有不同的耐阴能力和水湿要求,按其生态特点分别分布在相应的林内空间小生境或片层,年龄结构幅度广,季相变化大,因此形成复杂、稳定、壮美的自然景观。乔木层中还可按高度不同划分为若干层次。例如,我国东北红松阔叶林地乔木层常可分为3层:第一层由红松组成;第二层由椴树、云杉、裂叶榆和色木等组成;第三层由冷杉、青楷槭等组成。在热带雨林内层次更为复杂,乔木层就可分为4 或5 层,有时形成良好地垂直郁闭,各层次间没有明显的界线,很难分层。例如,我国海南岛的一块热带雨林乔木层可分为三层或三层以上。第一层由蝴蝶树、青皮、坡垒细子龙等散生巨树构成,树高可达40m;第二层由山荔枝、多种厚壳楂、多种蒲桃、多种柿树,各种㭴木和大花第伦桃等组成,这一层有时还可分层,下层乔木有粗毛野桐、几种白颜、白茶和阿芳等。下层乔木下面还有灌木层和草本层,地下根系存在浅根层和深根层。此外还有种类繁多的藤本植物、附生植物分布于各层次。森林生态系统中各种植物和成层分布是植物对林内多种小生态环境的一种适应现象,有利于充分利用营养空间和提高森林的稳定性。由耐阴树种组成的森林系统,年龄结构比较复杂,同一树种不同年龄的植株分布于不同层次形成异龄复层林。如西藏的藓类长苞冷杉林为多代的异龄天然林,年龄从40 年生至300 年生以上均有,形成比较复杂的异龄复层林。东北的红松也有不少为多世代并存的异龄林,如带岭的一块蕨类榛子红松林,红松的年龄分配延续10 个龄级,年龄的差异达200 年左右。异龄结构的复层林是某些森林生态系统的特有现象,新的幼苗、幼树在林层下不断生长繁衍代替老的一代,因此这一类森林生态系统稳定性较大,常常是顶级群落。(www.daowen.com)

森林分布范围广,形体高大,长寿稳定。森林约占陆地面积的29.6%。由落叶或常绿以及具有耐寒、耐旱、耐盐碱或耐水湿等不同特性的树种形成的各种类型的森林(天然林和人工林,分布在寒带、温带、亚热带、热带的山区、丘陵、平地,甚至沼泽、海涂滩地等地方。森林树种是植物界中最高大的植物,由优势乔木构成的林冠层可达十几米、数十米,甚至上百米。我国西藏波密地丽江云杉高达60 ~70m,云南西双版纳地望天树高达70 ~80m。北美红杉和巨杉也都是世界上最高大的树种,能够长到100m 以上,而澳大利亚的桉树甚至可高达150m。树木的根系发达,深根性树种的主根可深入地下数米至十几米。树木的高大形体在竞争光照条件方面明显占据有利地位,而光照条件在植物种间生存竞争中往往起着决定性作用。因此,在水分、温度条件适于森林生长的地方,乔木在与其他植物的竞争过程中常占优势。此外,由于森林生态系统具有高大的林冠层和较深的根系层,因此它们对林内小气候和土壤条件的影响均大于其他生态系统,并且还明显地影响着森林周围地区的小气候和水文情况。树木为多年生植物,寿命较长。有的树种寿命很长,如我国西藏巨柏其年龄已达2200 多年,山西晋祠的周柏和河南嵩山的周柏,据考证已活3000年以上,台湾阿里山的红桧和山东莒县的大银杏也有3000 年以上的高龄。北美的红杉寿命更长,已达7800 多年。但世界上有记录的寿命最长的树木,要数非洲加纳利群岛上的龙血树,它曾活在世上8000 多年。森林树种的长寿性使森林生态系统较为稳定,并对环境产生长期而稳定的影响。

2.湿地与生物多样性保护

“湿地”一词最早出现在1956 年,由美国联邦政府开展湿地清查时首先提出。1972 年2 月,由加拿大、澳大利亚等36 个国家在伊朗小镇拉姆萨尔签署了《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》(《湿地公约》),《湿地公约》把湿地定义为“湿地是指不问其为天然或人工、长久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带,带有静止或流动的淡水、半咸水或咸水水体,包括低潮时水深不超过6m 的水域”。按照这个定义,湿地包括沼泽、泥炭地、湿草甸、湖泊、河流、滞蓄洪区、河口三角洲、滩涂、水库、池塘、水稻田,以及低潮时水深浅于6m 的海域地带等。目前,全球湿地面积约有570 万km2,约占地球陆地面积的6%。其中,湖泊占2%,泥塘占30%,泥沼占26%,沼泽占20%,洪泛平原约占15%。

湿地覆盖地球表面仅为6%,却为地球上20%已知物种提供了生存环境。湿地复杂多样的植物群落,为野生动物尤其是一些珍稀或濒危野生动物提供了良好的栖息地,是鸟类、两栖类动物的繁殖、栖息、迁徙、越冬的场所。例如,象征吉祥和长寿的濒危鸟类—丹顶鹤,在从俄罗斯远东迁徙至我国江苏盐城国际重要湿地的2000km 的途中,要花费约1 个月的时间,在沿途25 块湿地停歇和觅食,如果这些湿地遭受破坏,将给像丹顶鹤这样迁徙的濒危鸟类带来致命的威胁。湿地水草丛生特殊的自然环境,虽不是哺乳动物种群的理想家园,却能为各种鸟类提供丰富的食物来源和营巢、避敌的良好条件。可以说,保存完好的自然湿地,能使许多野生生物能够在不受干扰的情况下生存和繁衍,完成其生命周期,由此保存了许多物种的基因特性。

我国是世界上湿地资源丰富的国家之一,湿地资源占世界总量的10%,居世界第四位,亚洲第一位。我国1992 年加入《湿地公约》。《湿地公约》划分的40 类湿地,我国均有分布,是全球湿地类型最丰富的国家。根据我国湿地资源的现状以及《湿地公约》对湿地的分类系统,我国湿地共分为五大类,即四大类自然湿地和一大类人工湿地。自然湿地包括海滨湿地、河流湿地、湖泊湿地和沼泽湿地,人工湿地包括水稻田、水产池塘、水塘、灌溉地,以及农用洪泛湿地、蓄水区、运河、排水渠、地下输水系统等。我国单块面积大于100hm2 的湿地总面积为3848 万hm2(人工湿地只包括库塘湿地)。其中,自然湿地3620 万hm2,占国土面积的3.77%;人工库塘湿地228 万hm2。自然湿地中,沼泽湿地1370.03 万hm2,滨海湿地594.17 万hm2,流湿地820.70 万hm2,湖泊湿地835.155hm2

3.与外来物种入侵

2003 年全国林业有害生物普查结果显示,外来入侵的林业有害生物34 种,其中,害虫23 种,病原微生物类5 种,有害植物6 种。在28 种从国外(或境外)1980 年以后入侵的林业病虫害中,有10 种是21 世纪以来传入的。此外,1980 年后有376 种林业病虫害在我国省际扩散蔓延,其中,害虫238 种,病害138 种。

我国每年林业有害生物发生面积1067 万hm2 左右,外来入侵的约280 万hm2,占26%。1980 年后入侵的林业病虫害种类发生220 多万hm2,约占外来林业病虫害发生总面积的80%。此外,外来有害植物中的紫茎泽兰、飞机草、薇甘菊、加拿大一枝黄花在我国发生面积逐年扩大,目前已达553 多万hm2

外来林业有害生物对生态安全构成极大威胁。外来入侵种通过竞争或占据本地物种生态位,排挤本地物种的生存,甚至分泌释放化学物质,抑制其他物种生长,使当地物种的种类和数量减少,不仅造成巨大的经济损失,更对生物多样性、生态安全和林业建设构成了极大威胁。近年来,随着国际和国内贸易频繁,外来入侵生物的扩散蔓延速度加剧。2000 年以来,相继发生刺桐姬小蜂、刺槐叶瘿蚊、红火蚁、西花蓟马、枣实蝇5 种外来林业有害生物入侵。已入侵的外来林业病虫害正在扩散蔓延。

(三)加强林业生物安全保护的对策

1.加强保护森林生物多样性

根据森林生态学原理,在充分考虑物种的生存环境的前提下,用人工促进的方法保护森林生物多样性。一是强化林地管理。林地是森林生物多样性的载体,在统筹规划不同土地利用形式的基础上,要确保林业用地不受侵占及毁坏。林地用于绿化造林,采伐后及时更新,保证有林地占林业用地的足够份额。在荒山荒地造林时,贯彻适地适树营造针阔混交林的原则,增加森林的生物多样性。二是科学分类经营。实施可持续林业经营管理对森林实施科学分类经营,按不同森林功能和作用采取不同的经营手段,为森林生物多样性保护提供了新的途径。三是加强自然保护区的建设。对受威胁的森林动植物实施就地保护和迁地保护策略,保护森林生物多样性。建立自然保护区有利于保护生态系统的完整性,从而保护森林生物多样性。目前,还存在保护区面积比例不足,分布不合理,用于保护的经费及技术明显不足等问题。四是建立物种的基因库。这是保护遗传多样性的重要途径,同时信息系统是生物多样性保护的重要组成部分。因此,尽快建立先进的基因数据库,并根据物种存在的规模、生态环境、地理位置建立不同地区适合生物进化、生存和繁衍的基因局域保护网,最终形成全球性基金保护网,实现共同保护的目的。也可建立生境走廊,把相互隔离的不同地区的生境连接起来构成保护网、种子库等。

2.防控外来有害生物入侵蔓延

一是加快法制进程,实现依法管理。建立完善的法律体系是有效防控外来物种的首要任务。要修正立法目的,制定防控生物入侵的专门性法律,要从国家战略的高度对现有法律法规体系进行全面评估,并在此基础上通过专门性立法来扩大调整范围,对管理的对象、权利与责任等问题做出明确规定。要建立和完善外来物种管理过程中的责任追究机制,做到有权必有责、用权受监督、侵权要赔偿。二是加强机构和体制建设,促进各职能部门行动协调。外来入侵物种的管理是政府一项长期的任务,涉及多个环节和诸多部门,应实行统一监督管理与部门分工负责相结合,中央监管与地方管理相结合,政府监管与公众监督相结合的原则,进一步明确各部门的权限划分和相应的职责,在检验检疫,农、林、牧、渔、海洋、卫生等多部门之间建立合作协调机制,以共同实现对外来入侵物种的有效管理。三是加强检疫封锁。实践证明,检疫制度是抵御生物入侵的重要手段之一,特别是对于无意引进而言,无疑是一道有效的安全屏障。要进一步完善检验检疫配套法规与标准体系及各项工作制度建设,不断加强信息收集、分析有害生物信息网络,强化疫情意识,加大检疫执法力度,严把国门。在科研工作方面,要强化基础建设,建立控制外来物种技术支持基地;加强检验、监测和检疫处理新技术研究,加强有害生物的生物学、生态学、毒理学研究。四是加强引种管理,防止人为传人。要建立外来有害生物入侵风险的评估方法和评估体系。立引种政策,建立经济制约机制,加强引种后的监管。五是加强教育引导,提高公众防范意识。还要加强国际交流与合作。

3.加强对林业转基因生物的安全监管

随着国内外生物技术的不断创新发展,人们对转基因植物的生物安全性问题也越来越关注。可以说,生物安全和风险评估本身是一个进化过程,随着科学的发展,生物安全的概念、风险评估的内容、风险的大小以及人们所能接受的能力都将发生变化。与此同时,植物转化技术将不断在转化效率和精确度等方面得到改进。因此,在利用转基因技术对树木进行改造的同时,我们要处理好各方面的关系。一方面应该采取积极的态度去开展转基因林木的研究;另一方面要加强转基因林木生态安全性的评价和监控,降低其可能对生态环境造成的风险,使转基因林木扬长避短,开创更广阔的应用前景。

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