在自然界,人類與各種動植物相互依存,可一旦失去平衡,生物災難就會接踵而至。如捕殺鳥、蛙,會招致老鼠泛濫成災;用高新技術藥物捕殺害蟲,反而增強了害蟲的抗藥性;盲目引進外來植物會排擠本國植物,均會造成不同程度的生物災害,危及生態環境。生物災害學就是研究生物災害問題及其控制技術的學問。
系統地看,生物災害危及人類社會的主要表現是:①它直接導致人畜傷亡,據統計,1907年印度的一只老虎在被擊斃前共吃掉當地人436名,1993年2月5日上午10點,我國內蒙突泉縣某村遭群狼襲擊,咬傷17人,咬死牲畜數十只;②它間接危害人畜如鼠疫,自紀元以來共造成數億人死亡;③它危害農牧林業生產。據聯合國糧農組織統計,全球谷物生產因蟲害常年損失14%,因病害損失10%,因草害損失5.8%,病蟲草害可奪去農作物產量的30%。具體以農業生物災害為例,可發現生物災害常會造成如下毀滅性災害,即造成農作物面積減產絕收;導致農作物大批量變質;加劇經濟損失及災害擴大趨勢。
(1)生物災害學內涵及環境生物效應
生物學是研究生物與其生存環境之間的相互作用的規律及其機理的學科。而生物災害學研究的對象是受人類于預的生態系統,主要內容是災害環境對生物的影響,研究的目的是保護并改善人類與環境的關系,更合理地利用自然與自然資源,保障人類安康。災害的生物效應有多重體現,如中生代恐龍的突然滅絕;現代工業污染污水大量排入江河湖泊,造成某些水域魚類滅絕;濫伐森林,使動物種類和數量減少,破壞了生態平衡,使農林災害猛增;由于大量致畸、致癌物質的擴散,已造成癌癥患者增多。災害生物效應引發后果在時間和程度上的差異,又進一步分為急性環境生物效應(如某種細菌傳播引起的流行病)和慢性環境生物效應(如日本熊本縣1953~1979年受害人數近千人的水俁病)等。再如生物地球化學性疾病也是一類典型生物災害。一般講,地方病主要指為某些致病生物或某些病媒生物的過度繁殖所致,如前蘇聯、美國等的草原、荒漠地區存在著野鼠疫的自然疫源地;如森林腦炎、血吸蟲、瘧疾等,人只要一進入疫區,就必然會患病。
生物災害學所界定的生物多樣性,指一定時間一定空間所有生物物種及其變異和其生態系統組成的復雜性,通常包含三個不同層次及其相互關系的多樣性,即遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。衡量生物多樣性的方法是統計物種的數量,生物多樣性是生物進化的結果和寶貴的自然財富。估計目前地球還存在500~3000萬種生物,已對其中170多萬種進行了分類定名。
(2)生物資源的特點及生物多樣性的價值
生物資源的特點:生物資源的生命特性決定了其具有以下特點:①動態變化性。基因有丟失、重組、突變,物種有滅絕、適應、進化,生態系統有退化、演替等。②可更新性。不同生物資源具有不同的更新周期,人類可長期有效利用。③相互依存性。物種間相互依存,生物與非生物環境因素間也存在相互影響和作用。④有限性。任何一種生物資源都不可能無限地被人們利用。
生物多樣性的價值:①自然產品價值。如薪柴、天然飼料、野味、藥材采集等。可不經市場直接為人類消費。這種消耗是粗放的,對生態系統常產生嚴重破壞。②商業性收獲的產品價值。人類將野生生物馴化為農作物和家畜,其產品如市場出售的糧食、蔬菜、水果、木材、油料、肉、蛋、皮毛、布匹、紙張等都能為人類所利用。野生生物資源可以用來培育新品種,利用其中的天敵控制有害生物。③生態系統的間接價值。如評價其對人類生存環境和未來發展的重大影響和綜合效益。間接價值很可能要大于直接價值,但這種價值并不反映在國民收入中,容易被人們忽視。如生物多樣性維護了生態系統的穩定,對任何生物資源的過度開發都會破壞生態系統的平衡,最終危及人類自身的生存。植被對于保護水土、調節氣候、減輕污染、減輕災害、增加氧氣和負氧離子有著巨大的環境效應。一個生物多樣性豐富的環境能成為人類娛樂、休養、科研、教育和精神享受的場所,為人類提供美學、社會文化和歷史的非物質消費性價值。即使是目前用途并不明確的物種也具有其間接價值,如野生生物資源為人類提供了物種選擇的機會,物種本身就具有其存在價值,現代人類希望每一個物種都有權利生存下來,成為后代的知識寶庫,這是從倫理和文化角度衡量,而不是以金錢衡量的一種價值。
(3)物種的滅絕與其原因
近幾個世紀由于人類活動加速了物種滅絕的速率。近400年中約有400種的鳥類和哺乳類絕種,哺乳動物17世紀每5年滅絕1種,20世紀每2年滅絕1種。美國全球2000年報告估計到2000年所有物種的15%~20%可能消失。世界自然保護聯盟瀕危物種機構保守的估計到2050年約有6萬種植物滅絕或成為瀕危物種,按照10~30種生存動物需要1種植物,到2050年全部滅絕的物種會達66--186萬種,比起物種進化過程中淘汰數量至少高出2.5倍。其原因主要是:①人類經濟社會發展活動:工礦交通水利建設和大規模農林牧漁業開發,人口猛增對各類需求的增加,破壞了各類自然生態系統,喪失野生動植物的棲息環境。②環境污染對野生動植物的生存環境造成重大威脅:酸雨、臭氧層破壞、全球氣候變暖、大量使用農藥等,改變了全球水分平衡,破壞了大量土壤化學成分,改變了物種生境。③人類過度掠奪、濫采濫捕,導致某些物種和種群滅絕:世界珍稀野生生物走私是僅次于毒品和軍火的第三大國際走私活動,年走私額50億美元。④現代農業生產方法特別是大規模單一種植業使農業系統變得十分脆弱。⑤經濟系統和政策對生物多樣性的保護缺乏充分支持。⑥對于生物多樣性保護缺乏必要知識和技術。⑦法律和組織管理機構尚不適應生物多樣性的保護。
(4)保護生物多樣性的途徑
我國生態系統類型多種,生物多樣性居全球第8位,北半球居第1位。由于中國大陸受第四紀冰川影響較小,保留下來一些古老珍貴生物。我國還是世界八大栽培植物起源中心之一。
我國已簽署《生物多樣性公約》,制定了“自然資源開發利用與保護增殖并重”和“誰開發誰保護、誰利用誰補償、誰破壞誰恢復”的保護政策;陸續建立708處自然保護區,有10處列入聯合國教科文組織的國際生物圈保護區網;建成世界最大的作物品種資源庫。
保護生物多樣性的途徑主要有:①健全政策和法規。世界環境與發展大會指出,必須制定國際保護生物多樣性公約,由聯合國負責監督執行。《中國21世紀議程》提出將頒布《中華人民共和國自然保護區管理條例》、《野生動植物保護條例》,制定“中國生物多樣性保護行動計劃”及有關規范、標準。②加強宣傳教育。應大力開展普法和科普教育,提高全民環境意識,懲治偷捕偷獵者。③加強生物多樣性保護的科學研究。研究生物資源的分布、種群動態、瀕危原因、開發利用現狀、保護措施、存在問題等。制定相應保護計劃采取保護措施。我國將建立生物多樣性監測網絡和國家級信息系統。④加強生物多樣性保護的國際合作。生物多樣性保護是一項全球行動計劃,因為生物多樣性衰竭的惡果和造成的災害是全球性的,某些生物資源的存在不受國界限制,屬各國公有。我國已與許多國際組織開展了有效的合作,包括瀕危物種和生態系統多樣性保護和生物資源可持續利用、人與生物圈計劃、農業生態系統與資源綜合利用、生物防治、全球環境監測系統和生物多樣性監測數據等。
(5)生物災害的綜合治理對策
生態災害是制約實現第三步戰略目標、危及國家安全、企業生存和人們身心健康的瓶頸。所以保護生態環境及生態減災就是保護及發展生產力。
生物災害綜合治理科學對策之基本含義:從大生態系統的整體出發,根據有害生物與環境之間的相應聯系和人類對社會經濟生產及發展的具體要求,充分發揮自然控制因素的抑害減災作用,因地制宜協調運用必要的防治措施,將有害生物控制在經濟受害允許水平之下,避免或減輕災變,以獲得綜合的生態效益。即開展以生態工程、生態經濟、生態設計、產業生態學及環境未來學研究為中心的生物減災工程實踐。
——摘自《安全科學技術百科全書》(中國勞動社會保障出版社,2003年6月出版)