保育生物學

名称的由来

“Conservation biology”这一术语源于1978年由生物学家Bruce Wilcox 与 Michael E. Soulé在加州大学圣地牙哥分校的一场会议的标题。科学家在会议中提醒众人，应该更加关注如热带森林遭到砍伐、物种消失以及种内遗传多样性受到侵蚀之问题。此次会议致使人们尝试弥合学术层面如生态学与物种生物学，以及实行层面如保育策略与实践之间的落差。保护生物学以及生物多样性的概念一出现，便奠定了现今可持续发展的学科与策略基础。由众多学科作为基础的保护生物学一产生，使得一些学科发展出新的分枝，包括保育遗传学、保育社会学、保育行为学及保育生理学。

内涵

世界各地既有的生物系统正迅速衰退，使得保护生物学被称为“有时限的学科”（Discipline with a deadline）。在研究物种分布、迁徙、数量、有效种群大小、近交衰退，及稀有或濒危物种的最小存活种群上，保护生物学与生态学密切相关。面对原生动植物群落，保护生物学家也密切地研究复育生态学，致力于了解受到大环境所影响之生物种群或群落栖地，与其相关的正、负面因素。当人们对于生态多样性、种群、物种及遗传之保持、损失及恢复等相关议题有更多的关心，将影响生物多样性及其学科，进而维持保护生物学发展。这些担心均源于一项评估：接下来的50年间，全世界50%的植物将会消失，这将助长贫困、饥荒并彻底改变这个星球的发展进程。
保护生物学家研究并教育大众生物多样性丧失、物种灭绝以及人类为了维持正常生活而对环境所造成的负面影响，其中的趋向及过程。无论是在野外或办公室，在政府、大学、非营利组织及企业中，总有保护生物学家投身其中。他们被资助去研究、监控，并登录全球的各个方面及其与社会的关系。该主题非常多样，因为这是生物学与社会学跨领域的结合。基于伦理、道德以及科学因素，有些人成为保护生物学相关工作及职业的支持者，号召全世界面对目前的生物多样性的危机。组织与个人可以透过参与当地保育研究、监控及教育等行动计划，进而面对生物多样性危机。

自然资源的保育

现在有个新现象，人们开始意识到必须维持与保护全球生物多样性，进而努力展开相关行动。现在对于自然资源的保育，是上个世纪保育概念的继续。人类的需要与大自然之间的直接关系，促成资源伦理的诞生。对于人类长期发展而言，国家必须制定相关法令亦或公众抵制相关产品，以防止自然资源被少数人贪婪的利用，进而牵连社会其他层面的供应。人们到底要如何尊重并管理自然资源？这样的社会性难题通常被称为“共有财的悲哀”。
有鉴于此，保护生物学家追溯关于公共资源的基本伦理，并以其协调各样文化以解决相关的冲突。例如，阿拉斯加的特里吉特与加拿大的海达双方，基于尊重，对于捕捞西北太平洋中的红鲑有着资源分界、规范以及限制存在。基本上，这些规则是由当地部落的酋长指导之下产生的，因为他们知晓并管理每条溪与河的生命脉络。其实在历史上就有许多相似的例子，不少文化都对共有自然资源抱持着尊重的心态，进而遵循传统的规则、仪式以及团体行为，借此管理资源的使用。
所以，在早期的信仰与哲学著作中，也能找到关于保育伦理学的论述。比如道教、神道教、印度教以及佛教。在希腊哲学中，也可见柏拉图感叹草场退化：“如是说，还剩什么？只剩病痛所累的躯体；带走了沃土所承的丰满，只剩一团赤裸骨架。”在圣经中，借着摩西所颁布的律法，神命令人每七年就要停止耕作一年，好让土地休养生息。然而，在 18 世纪以前，许多欧洲文化认定欣赏大自然是一种异教徒的观点。人们诋毁荒野，并且推崇农业发展。虽然如此，在西元680 年时，圣卡斯伯特在英国的法尔群岛就已以建立野生动物保护区以回应他的信仰。

早期的博物学家

随着许多大型探险活动的发展受到欧洲及北美大众的欢迎，自然史的研究俨然成为十八世纪时最重要且急迫的工作之一。到了1900年代，全世界的自然史博物馆在德国就有150间，而英国及美国各有250间，法国更有300间之多。同时（约18世纪末20世纪初），保护主义以及保育主义的思维也因此而开始得到了发展。
到了19世纪初期，在亚历山大．冯．洪保德、查尔斯．莱尔，以及查尔斯．达尔文等人的努力之下，开启了生物地理学的研究领域。由于19世纪时的人们对于自然史研究相当着迷，“成为第一个收集到珍稀标本的收藏家”已成为一股热潮，但这么做的目的只是担心这些物种会因为其他同好而灭绝。因此，虽然18、19世纪许多博物学家们的工作应该是去激发大众对于大自然的热爱以及促成环境保护组织的兴起，但若从他们当时留下的著作看来，以现代的标准而言，显然对于保育的重要性仍较不具一定的敏感度，因为他们会杀死数百个样本仅满足自己收藏的喜好。

自然保护运动

现在保护生物学的起源，可追溯到18世纪末的启蒙运动时代，特别是在英格兰及苏格兰地区。在许多为思想家当中，尤其以詹姆斯．伯尼特，描述了保护大自然（preserving nature）的重要性，但其早期许多的重要论述主要源自于基督教神学。
而最早具有科学性质的生态保育原则，则落实于英属印度的森林。此保育伦理发展始于三大核心原则：（一）人类的活动破坏了大自然。（二）作为一个公民，为了我们的后代子孙，保护自然环境是我们的义务及责任。（三）最后，为了确保这项义务成功地落实，应该使用科学化且以经验做为基础的方法进行。詹姆斯•拉纳尔•德马丁爵士是推动此一思想相当著名的人物，他出版了许多临床局部解剖学（medico-topographical reports）的报告，并证明了大型的森林砍筏活动及旱化现象将会造成土地大规模的破坏。他也致力于进行游说活动，使英属印度通过森林保育的制度化，并成立林业部门。
于是清奈（旧称：马德拉斯）的税务局遂于1842年开始了当地的保育工作，并以亚历山大．吉布森为首，其作为一位专业的植物学家，他有系统的实施具科学基础的森林保育计划。这是世界上第一个森林保育管理的实例。最终于1855年时，印度总督达尔豪西侯爵开启了世界第一个具永久性且大规模的森林保育计划。此一范例很快就传到其他殖民地，甚至连美国也受到影响，美国并于1872年成立了世界第一个国家公园－黄石国家公园。
到了19世纪末，保育（conservation）一词才开始被广泛使用，其内容涉及资源管理，主要是出于经济因素的考量，比如：自然资源，如：林产、渔产、野生动物、农耕、牧场，以及矿产等。此外，也包括森林保护（林业）、野生动物（野生动物保护区）、绿地、荒野，以及水域。而就在这个时期，第一个自然保护法立法了，同时也成立了第一个自然保护团体。1896年，在海鸟保护团体（即后来的“皇家鸟类保护协会”）及一位备受推崇的鸟类学家－阿弗列．牛顿的广泛游说下，英国通过了世界第一个自然保护法－《海鸟保护法案》。同时，牛顿也在1872年促成了第一个野生动物保护法，此法保护动物免于繁殖季节期间受到伤害，以防止其因此而灭绝。
第一个自然保护团体即是皇家鸟类保护协会，它于1889年成立于曼彻斯特，当时他们提倡反对利用凤头䴙䴘及三趾鸥的皮肤及羽毛制作成皮草。最初，他们被称为“羽毛联盟”。该组织后来得到了普及，最终于克罗伊登将皮草及羽毛联盟合并成为皇家鸟类保护协会。国民信托成立于1895年，其宣言为：“……对于国家及土地的永久保存，……保存（到目前为止实际可行）其自然的部分”
在美国，1891年的《森林储备法》赋予了总统撤销原有可以自由放牧的公共领域，并加以管制成为森林保育区。美国早期重要的环境保护运动领袖－约翰．缪尔在1892年成立了赛拉俱乐部（或称：山峦俱乐部、山峦协会、赛拉山俱乐部、高山协会）并在1895年成立纽约动物学会（今国际野生生物保护学会）。1901年到1909年期间,
一系列的国家森林在美国第26届总统狄奥多．罗斯福的努力下纷纷成立。1916年的《国家公园法》，包含了“不伤害的利用”条款，在约翰．缪尔的努力下，最终导致在1959年撤除了在恐龙国家公园建造水坝想法。
在20世纪，加拿大的公务员，包括：查尔斯．戈登．休伊特以及詹姆士．哈金等人持续领导野生动物保育的运动。

量测灭绝的速度

灭绝率有许多种测量方式。保护生物学家量测并应用化石纪录、栖地损失率以及许多其他的变数作为灭绝率统计量测数，如生物多样性的损失作为栖地损失率及位置占有率的函数以得到相关统计量。岛屿生物地理学可能是对于与保护生物学最重要的贡献，以科学知识建立关于如何评估物种灭绝的速率及物种灭绝的过程。现况而言，每几年就会再次评估单一物种的灭绝率。
量测持续不间断的物种损失是很复杂的，因为事实上大多数的地球物种并未被记载或评估。有关究竟有多少物种存在(从三百六十万到一亿一千一百七十万) 到多少物种被确认(从一百五十万到八百万)，其预估之量测值歧异极大。只有不到百分之一的物种真正被记载及研究，而非仅仅认知到他们的存在。从前述的数字来看，国际自然保护联盟纪载有百分之二十三的脊椎动物、百分之五的无脊椎动物，以及百分之七十的植物被评估为濒危或备受生存威胁的物种。

保育生理学：保育的自我运行机制

Steven J. Cooke及其同僚定义了保育生理学：一门整合性的专业科学并应用于生理学层面及相关工具、以及描述生物多样性及生态学意义的知识；了解并预测生物、群体及生态系统如何回应环境变迁及压力源；解决广阔范围之跨分类群(如微生物界、植物界、动物界) 的保育问题。生理学被视为是有最广泛可能的术语，包含了各种规模之功能性及机械性的回应，而保育则包含了发展细致的策略以重建种群及复育生态系统、说明保育政策、建立决策工具，以及管理自然资源。保育生理学特别与执行人员息息相关，其原因在于人对于环境会产生潜在之因果关系并带来造成种群下降的影响因素。

保护生物学是一门专业

保护生物学协会是由全球保育专家所组成，他们致力于促进科学及实践生物多样性保育。除了生物学的专业外，保护生物学还涵盖哲学、法学、经济学、人道主义、艺术、人类学，及教育等范畴，其遗传与演化的相关研究及知识比生物学领域更为广阔，但生物学仍为实践保护生物学最主要的专业训练。
生物学家在提倡大自然的内在价值时，保护生态学仍能是一门客观的科学吗?当保育学家在支持一个政策时，如进行建设但破坏生物栖息地或是不开发但得以保留健全的生态系统，保护生物学家的选择是否包含了个人的偏见? 如同所有科学家支持某些价值观，保护生态学家也是如此。保护生物学家建议以符合科学、动机、逻辑和价值观的方式规划管理计划，并且合理且理智地实行自然资源管理。这种建议类似于专业医学上倡导选择健康的生活方式，两者虽使用各自的方法，但其结果皆对人类有益。
保护生物学界近来有个概念正逐渐形成，即是保育生育学应具有其领导性，并提倡应使保护生物学转化为更有效的学科，且能向社会传达并概述生物保育问题的全貌。这个活动提出了一个类似于适当的管理经济方法的领导方法。其概念应避开历史上权势，权利，和统治的概念，并建立在一个新的哲学或前卫理论。适当的保育领导地位能反应出其能更公平应用在以启发，明确，合宜的交流手段带动其他人成为将社会改变的更有意义的一员。合适的保育领导地位和互助计划常做为保护生物学家在组织机构中的利器，例如aldo Leopold的领导计划。

伦理和价值

保护生物学家是实践（practice）生物学和社会科学伦理的跨领域研究员。根据禅宗的说法，自然保护者必须以合乎科学性及道德性的方式维护生物多样性，以此为最高原则。经过对生物多样性的探究，保护生物学家得出自然资源保护伦理，也就是（which identify what measures will deliver）)：将最好的资源给予最多的人并得以持续最长的时间。
某些保护生物学家主张自然界（nature）有其固有价值，这份价值无关乎人类的利益或功利主义。这份固有价值同时也确保了一个物种甚至是一段基因的重要性。无论是一个物种甚至是一段基因，都对其所属的生态系统十分重要。Aldo Leopold是一位古典的思想家及作家，他的哲学、伦理思想以及著作仍受到现代保护生物学家所推崇。他的著作通常较适合受过专业训练者阅读。

保育生物的优先项目

国际自然保护联盟IUCN组织了世界各地的科学家和研究机构共同监控自然界的状态变化以因应物种的绝种危机。IUCN每年会在他的红皮书上更新所有物种的保育等级。IUCN的红皮书是一项国际间重要的动物保育工具书，我们可以透过其目录上的保育等级来识别哪些物种是需要受到保育的。 
根据物种消失比率，保护生物学家指出：第六次物种大灭绝将是场生物多样性的灾难，为此我们在关注这些稀有的、地区性的及濒危的物种之上，要采取更多不同的行动。关于生物多样性流失的观测，我们需要对生态系统变化，如迁徙进行广泛的检查；以及全面的对生物多样性进行超越物种等级(基因、种群、环境差异)的观察。大量的，有系统性的而快速的生物多样性流失，限制了生态系统透过基因网络以及生态系统差异而组成的自我更新功能；而这正威胁着人类的福祉。当生物的保育等级被广泛的应用在保育生物管理上，许多科学家强调这将造成许多一般物种本身，或其栖地遭到人类所开发利用。此外，即便一般物种他们在生态系统之中扮演着主要的脚色，他们的价值仍经常被低估。 
虽然保育学界大多数强调维持生物多样性的重要性，他们争论著有关于生物多样性组成的部分有如何优化基因、物种或生态系统。而至今主流的方法一直是努力保护濒危物种的生物多样性热点，但一些科学家和环保团体(如大自然保护协会)认为应投入在生物多样性的冷点，会更符合成本效益、逻辑以及符合社论。他们认为付出在发现、命名并绘制出每一个物种的分布图是一种不明智的保育计划。他们提出理解物种的生态作用之重要性为更好的方式。从生物多样性的热点及冷点可以意识到单位基因浓度、物种和生态系统是不均匀的分布在地球表面。例如:有44%的维管束植物和35%四种类型的脊椎动物都被局限于地球陆地表面1.4%的25个热点区。
那些赞成优先设定冷点的争论者提出有些其他需考虑生物多样性之外的措施。他们指出只重视热点而不重视社会和生态与广大的地球生态系统联系的重要性。据估计地球表面的36%，涵盖了世界38.9%的脊椎动物，缺乏特有种有资格作为生物多样性热点。此外，措施显示最大限度地保护生物多样性，并没有任何纪录生态系统服务会优于随机选择的区域。种群级别的生物多样性(也就是"冷点")正在以10倍的速度消失当中。在解决生物质与特有种的重要程度，在文献中被凸显出作为一个保护生物学的问题，测量全球生态系统碳储量的威胁程度。热点优先的做法就不会大量投入于草原、赛伦盖蒂、北极或北方针叶木本群落的地方。这些区域有助于极多的种群生物多样性和生态系统服务，
包括文化价值和行星养分的循环。
赞成热点作法的人指出，物种是全球生态系统中不可取代的组成部分，他们都集中于最受威胁的区域，因此应该得到最大的保护策略。国际自然保护联盟濒危物种红色名录的分类，是正在运行中保护热点保护方法的一个例子；不属于稀有或特有的物种已经在他们的维基百科文章被列入最低关注或是占的比重很小。这是一个热点的办法因为优先设置目标物种层级的关注超过种群层级或生物量。物种丰富度和遗传多样性有助于生态系统的产生与稳定(生态系统的进程)、适应性及生物量的演变。然而，双方一致认为保护生物多样性是必要的，以减少灭绝速度和找出自然界的内在价值；争论的关键在于如何以最具成本效益的方式先优先考虑节约有限的资源。

关键物种

有一些物种称为关键物种，他们为支撑生态系统的核心枢纽。失去这些物种的结果不仅会造成生态系统功能的崩解，而且也造成共存物种的毁灭。关键物种的重要性，可借由大海牛（学名：Hydrodamalis gigas）的灭绝中看见与之相互影响的海獭、海胆与海藻。海藻床的生长在浅水区形成育幼地、生物庇护所，也支持着食物链。海胆的食物是海藻，而海獭以海胆为食。当海獭因被过度捕捉，种群数量迅速下滑，海胆开始无限制地掠夺海藻床和造成当地生态系统崩溃。若任其发展，海胆会摧毁浅水区生态，而大海牛的食物来源是海藻床生物群，这加速了大海牛的灭亡。海獭被认为是关键物种，因为在海藻床的许多共存种群都依赖海獭存活。然而，这个问题被Turvey 和 Risley抱持存疑，他们发现大海牛单独狩猎会驱使它们的灭绝。

指标物种

一个指标物种对生存环境要求严格，因此它们成为观测生态系统是否健康的指标。一些动物，如两栖类的半透膜皮肤和湿地的关联性，可以有一个对环境伤害敏感的物种就如同矿工的金丝雀。指标物种透过努力通过环境的退化来监测污染或一些靠近人类的活动范围。监测指标物种可以用来测量影响，如果一个重要的环境影响那就可以商量或修改实行计划，如通过不同森林治疗或管理方案，或是测量一杀虫剂对森林的伤害可能造成冲击生态系统的健康。
政府机构、顾问或是非政府组织都定期监测指标物种，然而，有许多限制结合实际上的考量的方法才能接近有效。通常建议监测多种指标物种指标(基因、种群、物种、群落和景观)，才能有效保护测量，防止伤害复杂化而且通常不可预测，由生态动力学回答。(Noss, 1997[107]:88–89)

护伞种和旗舰种

护伞种其中一例为帝王蝶，是因为它会长迁和其观赏价值。帝王蝶迁徙路线遍布北美，覆盖许多生态系统和需要极大的空间生存。给予帝王蝶任何保护将会同时庇护其他物种和栖地在它的保护伞下。一护伞种时常做为旗舰物种，像是大熊猫、蓝鲸、老虎、山地猩猩和帝王蝶，这些常抓住公众的注意和吸引支持保护行动。

背景和发展趋势

保护生物学家研究的趋势和进程从古生物过去到现在的生态，因为他们获得相关的物种灭绝上下文的理解。它被普遍认为已经出现了登记在地球历史上五大全球性生物大灭绝。这些措施包括：奥陶系（440万年前）、泥盆世（370万年前）、二叠纪 - 三叠纪（245万年前）、三叠纪- 侏罗纪（200万年前）和白垩纪 - 第三纪灭绝事件（66万年前）灭绝。在过去1万年，人类的影响，地球的生态系统已经非常广泛，以至于科学家很难估算损失的物种数；也就是说砍伐森林，珊瑚礁的破坏，湿地排水和其他人类行为的比率仍在进行比人类物种的评估快得多。最新地球生命力报告由世界自然基金会估计，我们已经超出了地球的生物再生能力，需要1.5地球支持放在我们的天然资源的需求。

第六次灭绝：全新世灭绝事件

生物学家正在处理，并公布从地球表明的各个角落证据表明，人类可能造成的第六和最大的行星灭绝事件。有人建议，我们正生活在一个前所未有的时代物种灭绝，也被称为全新世灭绝事件的数字。全球灭绝速度可能比天然本底灭绝速度高出约10万倍。据估计，三分之二的哺乳动物，属单的一半的哺乳类动物体重至少44千克（97磅）的在过去5万年灭绝。据推测，这第六个灭绝时期是独一无二的，因为它是要被另一个生物剂在地球的4个十亿年历史的过程中造成第一大灭绝。全球两栖动物评估报导，两栖动物在全球范围内下降比其他任何脊椎动物组快，与正在濒临灭绝所有幸存的物种超过32％ 。幸存的人口是在那些受到威胁的43％持续下降。自从80年代中期灭绝的实际利率已经超过了211倍速率从化石记录测量。然而，“目前的两栖类物种灭绝速度范围可以从25,039到45,474倍的背景灭绝率两栖动物。”全球灭绝发生趋势正被监视每一个主要的脊椎动物中。例如，所有哺乳动物的23％和所有鸟类的12％是红上市由国际自然保护联盟的（自然保护联盟），这意味着它们也面临灭绝的危险。

海洋和珊瑚礁的状况

全球珊瑚礁世界评估报告持续激烈及快速的下降，到2000年，全球27%珊瑚礁生态系统已经崩溃了。跌幅最大的时期发生在一个戏剧性的”白化”事件,1998年，世界上16%的珊瑚礁在不到一年的时间消失了。珊瑚白化是由环境压力，包括海洋温度和酸度的增加，造成共生藻类的释放和珊瑚死亡。珊瑚礁之生物多样性的衰落和灭绝风险在过去十年里急遽的上升。珊瑚礁预计在下个世纪灭绝，将对经济有巨大的影响，威胁著全球生物多样性的平衡，并危及亿万人民的粮食安全。珊瑚礁覆盖全球的海洋，在保护生物学中有着重要的作用。
由于二氧化碳的增加，海洋受到酸化的威胁。这对严重依赖海洋自然资源的社会是一个最大的威胁。有人担忧，广大的海洋物种装无法进化或是适应海洋的化学变化。90%的大型生物（大于50kg），开阳金枪鱼、旗鱼以及鲨鱼消失在报导中，避免大规模灭绝的前景似乎不太可能。鉴于目前的科学调查趋势，海洋将只有少数幸存的多细胞有机体以及微生物留下来称霸海洋生态系统。

寄生虫的保护生物学

寄生虫大部分濒临灭绝，其中有几个是被人类或家畜消灭的害虫，然而，大部分都是无害的。威胁包括宿主种群的衰落或分裂，或宿主物种的灭绝。

生物多样性的威胁

许多生物多样性，包括疾病和气候变化的威胁，都达到了保护区的界定内，让他们“不那么受保护”（例如黄石国家公园） 。气候变化，例如，经常被援引作为一个严重的威胁在这方面，因为有物种灭绝和二氧化碳释放到大气之间的反馈回路。生态系统储存和循环大量的碳规管全球条件。影响全球变暖增加了对全球生物多样性的物种大灭绝灾难性威胁。，预计到2050年将范围所有物种的15％到37％，或在未来50年的50％的物种将面临灭绝的威胁。
一些最显著的威胁对于生物多样性和生态系统过程，包括气候变化，大规模的农业，森林砍伐，过度放牧，斜线和烧农业，城市发展，野生动物贸易，光污染和农药的使用。 
栖息地破碎化带来的更加严峻的挑战之一，因为全球涵盖的保护区只覆盖了地球表面的11.5％。道路是一个原因，以及死亡率为许多类型的动物的直接来源，但它们也可以具有一些有益的效果。分散和缺乏联保护区的一个显著后果是动物迁徙的在全球范围内的减少。保护生物学考虑到数十亿的生物量吨，负责整个地球物质循环，迁移的减少是一件严肃的事情。
这些数字并不意味着人类活动必定造成无法弥补的伤害到生物圈。这些与各级养护管理和规划对生物多样性，从基因到生态系统，也有案例在人类持续发展与自然共存。 
然而扭转目前的大灭绝，可能为时已晚。