生物多样性的迁地保护是什么？

迁地保护是一种在自然环境之外保护生物多样性的技术，重点关注生物多样性的各个层面，包括基因、物种和生态系统。其概念早在 1992 年在里约热内卢签署的《生物多样性公约》正式批准之前就已经确立。一般来说，迁地保护作为就地保护的补充，就地保护是指在自然栖息地中保护生物多样性。在某些情况下，迁地管理对于保护计划至关重要，而在其他情况下则次要。

迁地保护涵盖广泛的行动，包括圈养种群管理、教育和宣传活动、研究计划以及与就地行动的合作。它被用作在各种环境中（包括动物园、圈养繁殖、水族馆、植物园和基因库）调查和保护生物资源（植物、动物和微生物）的有利工具。

迁地保护的类型

1. 动物园 - 动物园、动物园或动物公园是动物被关在围栏或半自然开放环境中并向公众展示以及可以繁殖的地方。普遍主义者和环保主义者认为它们是生物多样性保护的关键工具。动物园每年吸引多达 4.5 亿游客，这使它们能够提供重要的教育和经济效益。动物园除了提供娱乐和观察动物行为外，还充当稀有生物的机构、博物馆、研究实验室和信息库。尽管有些人讨厌动物园，但许多人却喜爱它们。在过去的几十年里，动物园在广泛物种的迁地种群的联合管理方面取得了重大进展。动物园繁殖几种濒危物种以增加其种群数量。动物园中的圈养繁殖有助于拯救几种物种免于灭绝。动物园中的动物管理包括识别、圈养、饲养、健康、营养和公众接触。有几种技术和机制用于确定一个物种或分类群是否是动物园收集策略的一部分。最常用的标准包括该物种根据其独特性、对研究或教育的重要性以及保护状况所获得的价值。动物园帮助动物获得食物、住所、社会接触和配偶，并通过需求（食欲行为）和愉悦（消耗性行为）来激励它们。历史上，一些动物园很少关注动物福利，而当今一些动物园的动物状况也很糟糕。它们以前还依赖野生捕获来填充它们的展览，并持续进行野生收集以繁殖封闭种群。
   由于游客干扰、不利天气条件和空间不足，许多动物园物种濒临灭绝或已经灭绝。许多学者认为，将动物饲养在动物园中会产生负面后果，例如疼痛、压力、不适、痛苦和进化后果。现代动物园有几个重要的目标，包括动物福利、教学、保护、研究和娱乐，但这些目标常常相互冲突。例如，游客喜欢学习和观看笼养动物的行为，但他们常常希望近距离观察和与动物互动。不幸的是，与人的亲近和互动会给许多物种带来压力。亚的斯亚贝巴狮子动物园也是如此。另一方面，进步的动物园侧重于教育、研究和保护，以保持健康的动物表现得像在自然环境中一样。当前管理关键种群的方法是减缓基因退化速度，减缓对圈养栖息地的适应，并保持典型的行为。人们普遍认为，种群圈养繁殖的时间越长，其自然恢复尝试的适应性就越差。因此，种群控制旨在防止创始人资源过快耗尽。因此，为了使物种真正实现保护、展示、教学和研究的可持续性，种群必须不断更新。当前大多数繁殖计划都基于通过个体谱系分析进行的种群遗传控制，以最大程度地减少亲缘关系。
2. 圈养繁殖 - 圈养繁殖是物种整体保护行动计划的重要组成部分，有助于防止物种、亚种和种群灭绝。它是一种针对人类和自然力量造成的受威胁个体、种群和物种的集约化管理技术。即使人类造成的威胁在小而零碎的种群中奇迹般地逆转，该物种仍将面临由于随机的人口和遗传事件、环境波动和灾难而导致的高灭绝风险。因此，在充分了解物种的生物学和饲养管理的情况下，圈养繁殖通过提供对抗灭绝的保障，帮助人们在相对安全的圈养环境中，在专业护理和适当管理下生存。圈养繁殖还可以为重新引入或强化工作、教育机会、提高意识、科学和饲养研究以及其他保护倡议提供种源。
   环境丰容策略通过增强自然行为的表达同时降低病理行为来改善笼养动物的生理和心理健康。成功的环境丰容包括改善围栏设计和提供喂食器、新奇物品、适当的社会群体和其他感官刺激。在野生种群中尽可能多地纳入遗传多样性是成功进行迁地管理（尤其是在圈养种群中）的最低要求。当考虑到创始者的数量、种群增长率、有效种群规模和圈养计划的持续时间时，可以维持圈养繁殖中的遗传可持续性（在 100 年内保留 90% 的野生种群遗传多样性）。然而，即使建议在圈养繁殖中至少有 30 个创始者以确保大部分野生种群的遗传多样性，对于极度濒危物种，积极从野生种群中移除个体作为创始者可能会危及野生种群的生存。例如，阿拉伯羚羊圈养繁殖计划始于较少的创始者，并通过繁殖控制增长到数千个个体，从而降低了风险。然而，存在各种生物学和环境困难，阻碍了许多物种实现圈养繁殖的目标。最重要的问题之一是小种群管理的循环性质，由于遗传多样性丧失和种群随机性，这具有固有的遗传和人口问题。此外，那些非常适应圈养环境的个体可能不太适应野外环境，导致重新引入后适应性降低。最重要的是，在圈养环境中，圈养和饲养将对出生率和死亡率产生相当大的影响。
3. 水族馆 - 水族馆是水生生物的人工栖息地。它也可以用来容纳两栖动物、大型海洋生物和植物物种作为旅游景点。它经常出现在各种规模的动物园或海洋公园中。15,750 种有记录的淡水鱼类约占活脊椎动物物种多样性的 25%，对世界经济和营养资源至关重要，其中超过 11% 受到威胁（60 种灭绝，8 种野外灭绝，1679 种濒危）。全球可用地表水（0.3%）的淡水流域支撑着所有现有鱼类物种的 47-53%，这些鱼类受到过度捕捞、污染、栖息地丧失、筑坝、外来入侵物种和气候变化的威胁。这要求世界各地的动物园和水族馆确定就地和迁地保护计划的潜在目标（物种或地点）。水族馆被爱好者用来在家中欣赏，作为公共展览展示，并提供大量的人类食物和动物饲料。鱼类在制定保护优先事项时经常被忽视。因此，尽管它们与食物供应和生计相关，但真正的保护工作却很少受到关注。
   例如，它雇佣了超过 6000 万人，为非洲超过 2 亿人提供食物，从全球观赏鱼行业 4000 种物种的贸易中产生 15 亿美元的收入，每年有超过 4.5 亿人次的全球观众在公共动物园和水族馆中观看许多物种的展示。尽管淡水鱼类多样性具有明显的的重要性，但湿地栖息地及其所支撑的淡水鱼类物种仍然以惊人的速度丧失或退化。一项建议是，水族馆应建立一个可持续的繁殖计划，优先保护受威胁物种（VU、EN 和 CR）以及被列为 EW 的物种，以支持就地物种保护，并酌情通过合作重新引入或异地移植工作协助物种恢复。
4. 植物园 - 植物园由在室外或温室和植物温室中生长的活植物组成。植物的种植和展示是为了科学和教育目的。它们还包括植物标本馆、演讲厅、实验室、图书馆、博物馆和实验或研究花园。它可能是特定科、属或栽培品种、本地植物、野生近亲、药用、芳香或纺织植物的分类学集合。目前有近 2,000 个植物园，活体收藏中有 80,000 种植物，每年有数亿游客。此外，它们拥有丰富而独特的官员组合，致力于植物研究、系统学、保护教育和公众意识。它们现在与彼此以及其他专业人士、保护组织和非政府组织（NGO）之间联系非常紧密。它们为利用和保护植物多样性的行业提供各种服务，包括农业、林业、制药和生物燃料行业、保护区管理和生态旅游。
   作为旅游景点和研究机构，它们拥有独特的机会来保护和维护植物多样性，同时塑造和动员公民应对当前的环境问题。它们还为实现《全球植物保护战略》2020 年目标做出了重大贡献，即在迁地培养全球 75% 的脆弱植物物种。植物园允许在略微改变的环境条件下（集约化种植、高肥力、高干扰程度）种植可耕作物。然而，大多数栽培分类群都保存在少数几个藏品中，大部分以小种群形式存在。由于缺乏遗传交流和随机过程，小种群容易受到负面遗传影响。大多数植物园迁地种群数量有限是保护的一个主要问题。因此，整个迁地育种收藏相对于保护区域基因库的既定目标来说相当小。缺乏关于来源种群的信息严重质疑将这些迁地种群用于可能的重新引入的价值。在引入野外之前，还必须测试它们的适应性和与野生种群的相似性。因此，植物园的保护举措，包括培训和能力建设，必须得到更好的理解和协调。
5. 基因库 - 基因组资源库是另一种生物多样性保护管理策略。根据保存材料的类型，已经建立了各种类型的基因库来储存生物多样性。这些包括种子库（用于种子）、田间基因库（用于活植物）、体外基因库（用于植物组织和细胞）、花粉、染色体和动物脱氧核糖核酸（DNA）库（活精子、卵子、胚胎、组织、染色体和 DNA），它们以短期或长期实验室储存；通常是冷冻保存或冷冻干燥。大约有 740 万份 PGRFA 种质保存在超过 1750 个基因库中。基因组 10K（G10K）项目旨在对 10,000 种脊椎动物的基因组进行测序，其中包括 4,000 种鱼类。迄今为止，世界各地的实验室已对 60 种鱼类基因组进行了测序并添加到数据库中，另有 100 种正在计划中。冷冻方舟数据库包含 28,060 个冷冻 DNA 样本的信息。其中，6,997 个来自世界自然保护联盟红色名录上的物种。基因库保护的主要目标是尽可能长时间地保持遗传多样性，同时减少再生频率，这可能导致遗传多样性的丧失。
   随着分子遗传学和基因组学的快速发展，DNA 正成为分子研究越来越受欢迎的资源，使其成为基因库中最受欢迎的资源之一。已经提出建立一个 DNA 储存设施作为标准迁地收藏的“备份”。已经做出了一些努力来为濒危动物建立 DNA 库，以及世界上少数几个植物 DNA 库，包括密苏里植物园、邱园皇家植物园和澳大利亚植物 DNA 库。许多研究小组已经在创建他们自己的提取基因组 DNA 数据库。德国全球生物多样性信息设施最近建立了一个 DNA 库网络，以提供来自互补收藏（微生物、原生动物、植物、藻类、真菌和哺乳动物）的 DNA 样本。种子通常是最实用和最容易收获并长时间保持活力的材料，使其成为基因库中保存的理想选择。种子库策略依赖于在低温下保存濒危或其他植物的干燥种子，因为温度、种子水分含量和相对湿度是决定种子寿命的最关键因素。种子通常在 4 摄氏度下短期保存，在 -18 至 -20 摄氏度下长期保存，水分含量为 3-7%。当前研究表明，在相似条件下保存的物种之间，种子寿命有所不同。此外，已发现种子的类型（胚乳或非胚乳）和种内变异可能影响种质的寿命。最重要的是，高质量的种子对于确保种子库中种子的寿命至关重要。
   由于其顽拗性（即对干燥和/或寒冷敏感的种子）或通过无性繁殖的植物，传统上以活植物的形式保存在迁地田间基因库中。然而，田间基因库存在重大的后勤问题；它们需要巨大的面积且成本高昂；它们易受病虫害、自然灾害、政治动荡、极端天气、火灾、破坏和盗窃的影响；而且它们经常受到土地利用政策变化的威胁。体外保存是指一种特定类型的基因库，称为慢速生长保存。它涉及在病原体自由的无菌培养物中，在含有生长抑制剂的合成培养基中培养植物的各个组成部分（分生组织、组织和细胞），这已被认为是补充和备份田间收集的有效技术。低温保存是另一种基因组保存方法，它将活组织在液氮中冷冻至 -196°C。低温保存被广泛认为是一种更安全的长期、成本效益高的植物遗传资源保存方法，特别是传统种子。生菜种子在液氮中的保存显着延长了它们的保质期，新鲜生菜种子在液氮的液相和气相中储存的半衰期预计分别为 500 年和 3400 年。

迁地保护的优势

濒危物种在其自然栖息地中往往能更好地得到保护，在那里进化过程更有可能保持动态。然而，考虑到全球栖息地退化的速度，迁地栽培变得越来越重要。此外，由于许多分类群存在于自然公园或保护区之外，就地措施不足以确保其保护。易地、引入、再引入和辅助迁徙是越来越受欢迎的物种保护策略，特别是在气候变化的背景下。每年有超过 4.5 亿人参观动物园和水族馆，它们的教育和营销服务在传播问题、提高意识、改变行为以及争取广泛的公众和政治支持以促进保护工作方面发挥着重要作用。动物园通过教育公众、为保护计划筹集资金、开发追踪野生种群的技术、进行科学研究、推进兽医学和完善动物处理技能来促进保护。动物园通过研究圈养动物并将这些知识应用于它们的饲养管理，可以提供有用和实用的信息，这些信息在野外是难以或不可能获得的。

动物园和水族馆在提高公众对物种及其栖息地所面临威胁的认识方面发挥着重要作用，例如通过展示因人类活动而最近灭绝的物种的地图和图像。即使这些物种尚未被动物园收藏，展示受威胁物种也将有助于向公众传达对这些物种威胁的严重性。它还吸引了不同的人群，因为动物园的观众不限于已经关心动物的人，许多动物园游客都是年轻人。其中一些孩子长大后可能会成为坚定的环保主义者。有些可能会长大后成为拥有巨大权力的石油大亨、政治家或电影明星。有些人甚至可能住在偷猎者或野生动物贩子隔壁。因此，动物园可以在培养所有年龄段的人对野生动物保护的兴趣方面发挥重要作用，尤其是在他们还年轻的时候。人们通常认为动物园通过繁殖濒危动物并将其放归自然来为保护工作做出贡献。动物园也可以用于商业目的。这表明动物经常被商业繁殖，因为公众喜欢看新生动物。这种繁殖会导致动物过剩，然后将它们出售给私人收藏家、马戏团，甚至科学机构以控制数量。拥有良好且吸引人的娱乐活动的动物园鼓励首次参观和随后的再次参观，这用于为保护工作、研究以及一般的动物护理和福利产生更多收入，并培养人们对动物园中动物的更积极的看法和支持保护工作。

迁地保护的缺点

由于巨大的进化驱动和进化背景的复杂性，一些迁地保存的种群表现出较低的抵抗水平，而另一些则表现出比其就地保存的同类更高的抵抗水平。动物园中动物的行为可能会受到大量不熟悉动物的游客定期进入的影响。被限制在人工栖息地中的动物面临各种可能令人烦恼的环境难题，包括人工照明、暴露于嘈杂或令人厌恶的声音、有害气味以及不舒服的温度或基质。此外，还考虑了特定于限制的压力，例如运动受限、避难空间有限、被迫靠近人类、食物机会减少、保留在异常社会群体中以及其他行为机会限制。然而，随着 20 世纪野生动物生物学知识的进步，动物园动物被安置在更自然的设置和社会群体中，饮食和兽医护理得到改善。结果，圈养种群的存活率和繁殖率得到提高。大鼠和猴子的研究证据清楚地表明，产前压力可能会降低应对压力的能力并破坏在不愉快或引起冲突的环境中的行为。产前受压的动物运动发育迟缓，探索和玩耍行为减少，学习能力、社会行为以及性和母性行为受损。产前压力还可能影响出生时的性别比和繁殖成功率。

尽管一些在迁地条件下保存的物种种群可能拥有最高的长期生存机会，但如果由于气候变化的影响，在易地和再引入过程中管理不当，它们可能会面临挑战。一些物种可能会失去其生物完整性，特别是通过形态学。一项对迁地黑足貂（Mustela nigripes）的调查显示，与圈养前、就地动物相比，体型缩小了 5-10%。换句话说，狭小的笼子尺寸和环境同质性减少了长骨形成所需的机械刺激。因此，在没有这种环境的情况下，“不自然”的形态可能会出现，这可能导致低适应性，甚至驯化、再引入和迁移。将一些动物园饲养的动物放归自然栖息地将极其困难，因为经过几十年的圈养，许多动物已经失去了在自然环境中生存所需的能力。对于通常是异交的动物，圈养中的高度近亲繁殖会对繁殖和生存特征产生有害影响。它导致圈养种群由于遗传多样性丧失、近亲繁殖衰退、对圈养的遗传适应以及有害等位基因的积累而退化。

生态变化、小种群规模、遗传漂变、近交繁殖和园丁诱导的选择都可能在迁地栽培数代后对植物种群结构产生有害影响。这些问题有可能危及迁地保护工作。近年来，濒危物种的圈养繁殖变得越来越复杂，应用了先进的技术和方法。尽管这模糊了就地和迁地物种管理之间的区别，但圈养繁殖作为一种保护工具的有效性仍然存在争议。迁地保护在人员、费用和对电源（特别是在许多电力供应不可靠的贫困国家）的依赖方面存在一些局限性，特别是在基因库方面。它需要大量的设施和资金投入。它也无法保护构成热带雨林等复杂生态系统的所有数千种动植物物种。从野外捕获个体进行圈养繁殖或异地放生有时会对物种的整体生存前景产生负面影响，因为疾病传播。尽管动物园和水族馆中不可替代动物种群的管理主要侧重于通过使用先进技术最大限度地减少遗传衰退，但最近的分析表明，大多数动物园项目预计无法达到既定目标，原因是缺乏种群“可持续性”。因此，将动物园种群作为全面的物种保护策略进行管理需要研究各种类型遗传、生理、行为和形态变异的决定因素，以及它们在种群生存能力中的作用，开发各种管理技术和工具，以及对管理人员进行培训。

迁地保护面临的挑战

迁地保护需要不同类型和强度的管理，以及一个多利益相关者的方法，其中包括水族馆和动物园饲养、迁地繁殖、基因库、重新引入和栖息地恢复等领域的专家意见。其他专家意见包括分类学、生态学和保护、人类学和社会学。地方社区、国家政府渔业和野生动物部门以及国际保护机构（非政府和政府间）都必须在推广计划上进行合作。实施迁地保护（圈养繁殖）最重大的挑战是识别正确的时间，确定保护工作在整个保护行动计划中的确切作用，并设定切合实际的目标，包括所需的时间跨度、种群规模、创始者数量、资源、确保健全管理和合作，以及开发急需的新技术方法和工具。为了保留 90% 的野生遗传多样性，圈养繁殖必须包括足够数量的创始者、谨慎的配对和管理。还有证据表明，操纵圈养和饲养特征可以对圈养动物的繁殖产生相当大的积极影响。

在许多情况下，迁地种群仅由少数个体形成，导致遗传瓶颈。小种群容易受到随机人口事件和遗传影响，例如遗传多样性丧失、近亲繁殖衰退以及新的、潜在有害突变的积累。花园种群更具体的问题包括材料来源记录不全甚至未知、来自不同地点的材料意外杂交以及对更适合花园环境的特征的无意选择。在每个地区，大多数合作管理的繁殖计划都有太少的动物，太少的动物处于合适的繁殖状态，太少的成功繁殖者，太少的创始人，以及太多血统不明的动物，以及与科学建立的繁殖建议合作太少。这些不足正在导致数量、遗传多样性或两者兼而有之的下降。濒危物种圈养种群的管理者面临着巨大的挑战，因为与小创始人种群相关的问题，如近亲繁殖衰退、自然选择丧失以及对圈养的快速适应。

同样，将圈养繁殖的物种放归野外可能需要执行严格的规程，包括适应、放归前和放归后训练、健康筛查、遗传管理、长期监测以及当地利益相关者的参与。未能应用此类规程可能会危及其成功。在许多脆弱物种常见的微小、零散或孤立的种群中，近亲繁殖是不可避免的，它可能导致适应性大幅下降。近亲繁殖会对个体适应性产生显着的负面影响，甚至可能导致种群灭绝。近亲繁殖衰退有可能对濒危物种的管理和保护产生重大影响。随着种群缩小，特定世代的所有后代都是同性别的可能性越大。

评估迁地保护的长期有效性至关重要，但很难获得超过一个有记录的（来源和培养）迁地种群及其相应仍然存在的来源种群的样本。动物异地放生通常具有风险和高成本，有多种生物和非生物因素影响成功。生物学问题包括了解遗传学、种群统计学、行为、疾病和栖息地要求。它还涉及法律框架、财政和智力资源、监测能力、异地放生的目的、物流挑战以及决策组织结构。

再生过程是基因库管理中最重要和最困难的方面之一，因为它增加了遗传侵蚀的可能性。了解不同的保护方法（种子、田间和冷冻保存）及其管理如何改变或改变遗传组成，从而减少有效种群规模（Ne），也至关重要。这还有助于决策过程，以选择采用哪些方法进行广泛的生物多样性保护。

如果个人被劝阻或限制与常驻动物互动，那么游客将会减少，从而减少公共财政支持。游客的噪音和拥挤给许多动物带来压力，影响它们的福利和游客的享受。

结论

生物多样性对人类生存和自然系统的正常运作至关重要，但由于人类活动正在迅速减少。这需要通过就地或迁地方式，或两者结合，根据保护状况和目标进行生物多样性保护。虽然就地保护是生物多样性保护的首选，但迁地保护是建议的，因为它补充了动物园、圈养繁殖、水族馆、植物园和基因库等其他策略。迁地保护有其优点、缺点和障碍。规划其应用需要权衡这些因素。

尽管埃塞俄比亚拥有丰富的生物资源，但越来越多的人赖以生存，导致大量流失。尽管埃塞俄比亚的生物多样性保护历史悠久，但保护法规的进展、覆盖范围和执行力度似乎不足。尽管取得了重大进展，但基因库保护尚未完全实现。同样，应重视国家动物园和植物园的建设。