野生动物多样性检测图像数据管理系统能自动识别物种吗

地球上的生物多样性正在高速下降,许多物种面临着灭绝的威胁.威胁野生动植物生存的主要因素是栖息地丧失、商业开发以及野生动植物及其产品的国际贸易.目前,我们的资源十分有限,必须有的放矢,针对物种的濒危等级提出具体的保护措施.我们可以根据物种濒危程度制定相应的法律,应用建立自然保护区、濒危物种繁育中心等保护生物学手段,对濒危物种实施就地保护和易地保护.同时,必须限制濒危野生动植物的国际贸易,制定法律来保护濒危物种.怎样科学地建立评价生物物种灭绝风险的指标体系,是保护生物学家们面临的一项艰巨任务.划分物种的濒危等级时,我们面临的最大困难是对物种的分布、数量和种群动态信息缺乏了解.濒危物种保护是保护生物学的一个中心问题,保护生物学是一门处理危机的决策科学.Soule(1985)将保护生物学称之为“危机学科”,处理危机的学科往往要求根据不完全的信息进行决策,而等待搜集到足够的信息再行决策时将会错过决策机会.因此,在制定濒危物种等级时,人们利用直觉和创造力加上现有的信息,比较相似的事例,参照理论模式,进行评定.目前,国际和国内有许多濒危物种等级的划分标准.本文将介绍IUCN濒危物种红色名录等级标准、CITES附录标准、美国濒危物种法案、濒危物种标准等级以及中国濒危植物红皮书等级标准、濒危红色名录等级标准和国家重点保护野生动物名录标准.然后,探讨濒危物种等级的划分标准存在的问题和物种的保护优先序.1国际条约标准1．1IUCN物种濒危等级IUCN全称是InternationalUnionforConservationofNatureanNaturalResource(国际自然及自然资源保护联盟),1948年10月建立,是目前世界上最大的自然保护团体.至1994年底,126个国家中的100个政府和550个非政府团体在IUCN宪章上签字.IUCN自60年代开始发布濒危物种红皮书(RedDataBook).根据物种受威胁程度和估计灭绝风险将物种列为不同的濒危等级.IUCN根据所收集到的可用信息,并依据IUCN物种存活委员会的报告,编制全球范围的红皮书.IUCN发布濒危物种红皮书有3个目的：1)不定期地推出濒危物种红皮书以唤起世界对野生物种生存现状的关注；2)提供数据供各国政府和立法机构参考；3)为全球的科学家提供有关物种濒危现状和生物多样性基础数据.最初IUCN濒危物种红皮书仅包括陆生脊椎动物,后来,红皮书开始收录无脊椎动物和植物,内容逐年增加,逐步发展为IUCN濒危物种名录红色名录.一些国家也开始编制国家濒危物种红皮书.我国在1996年开始出版中国濒危植物红皮书,1998年出版了中国濒危鸟类红皮书、中国濒危两栖爬行类动物红皮书和中国濒危兽类红皮书.IUCN年早期使用的濒危物种等级系统包括灭绝、濒危、易危、稀有、未定和欠了解.上述标准存在很大的主观性.在60年代和70年代,编写濒危动物红皮书是由一位作者来完成的,编写濒危标准尚容易掌握.但是80年代以来,编写濒危物种红色名录时由许多作者来完成,因此,迫切需要一套客观的濒危物种评价标准.1984年IUCN物种生存委员会召开了题为“灭绝之路”的研讨会,分析了当时的濒危物种评价标准的不足之处,探讨了濒危物种评价标准的修订问题,但没有对如何修改达成一致的方案.1991年,Mace和Lande第一次提出了根据在一定时间内物种的灭绝概率来确定物种濒危等级的思想,随后,人们在一些生物类群中尝试应用了Mace-Lande物种濒危等级.1994年11月IUCN第40次理事会会议正式通过了经过修订的Mace-Lande物种濒危等级作为新的IUCN濒危物种等级系统1996年IUCN濒危物种红色名录应用了Mace-Lande物种濒危等级作为物种濒危等级划分标准.Mace-Lande物种濒危等级定义了8个等级：1)灭绝：如果1个生物分类单元的最后一个个体已经死亡,列为灭绝.2)野生灭绝：如果1个生物分类单元的个体仅生活在人工栽培和人工圈养状态下,列为野生灭绝.3)极危：野外状态下1个生物分类单元灭绝概率很高时,列为极危.4)濒危：1个生物分类单元,虽未达到极危,但在可预见的不久将来,其野生状态下灭绝的概率高,列为濒危.5)易危：1个生物分类单元虽未达到极危或濒危的标准,但在未来一段时间中其在野生状态下灭绝的概率较高,列为易危.6)低危：一个生物分类单元,经评估不符合列为极危、濒危或易危任一等级的标准,列为低危.7)数据不足：对于1个生物分类单元,若无足够的资料对其灭绝风险进行直接或间接的评估时,可列为数据不足.8)未评估：未应用有关IUCN濒危物种标准评估的分类单元列为未评估(如下表).Mace-Lande物种濒危等级中的低危又分为3个亚等级：1)依赖保护：该分类单元生存依赖对该分类类群的保护,若停止这种保护,将导致该分类单元数量下降,该分类单元5年内达到受威胁等级.2)接近受危：该分类单元未达到依赖保护,但其种群量接近易危类群.3)略需关注：该分类单元未达到依赖保护,但其种群数量接近受危类群.1．2CITES附录等级1973年,为了控制野生动植物国际贸易,在美国首都华盛顿签暑了濒危动植物种国际贸易公约.到1994年底,126个国家签署了该公约.CITES管制的国际贸易野生动植物物种分别列入CITES附录1、附录2和附录3.相对IUCN濒危物种等级标准,CITES附录标准相对宽松.列入附录1,附录2和附录3的濒危物种是根据其生物学现状和贸易现状决定的,称之为Berne标准.列入附录1的濒危物种标准与IUCN濒危物种等级中的濒危等级标准相同；列入附录2的濒危物种标准与IUCN濒危物种等级中易危等级标准相似,近年来,CITES在致力于修订CITES附录标准,但是修订工作面临着技术困难和政治矛盾.CITES附录1标准根据CITES公约,“附录1应包括所有受到和可能受到贸易影响而有灭绝危险的物种”.当1个物种满足下列标准的一项时,被认为有灭绝的危险：1)野生种群小,并种群具有下列特征之一：①依据观察、推测或估计种群数量或栖息地面积下降和质量下降；②仅存在1个单个种群；③在1个或多个生活史阶段,大多数个体集中在某一亚种群内；④种群数量出现大幅度波动；⑤物种的生物学特征或行为学特征可能导致物种容易灭绝.2)野生种群分布面积狭域,如①物种的栖息地破碎或物种的个体仅在极少数地点发现；②物种分布面积大幅度缩小或亚种群数大幅度波动；③由种群生物学或行为(包括迁徙)导致物种高度易危；④依据观察、推测或估计,种群分布面积、亚种群数目、个体数、栖息地面积或质量以及个体的生殖能力呈下降趋势.3)野外种群数量下降,如物种的栖息地面积或质量下降,由于人们的商业开发、病原体、竞争者、寄生物、捕食者、杂交和外来引入种的作用以及毒素和环境污染物影响,个体生殖能力下降.4)5年内该物种种群现状很可能出现以上所列标准中的一项或多项.CITES附录2标准根据CITES公约,“附录2应包括所有那些目前虽未濒临灭绝,但如对其贸易不严加管理,以防止不利其生存的利用,就可能变成有灭绝危险的物种”.列入附录2的物种不一定是目前濒临灭绝的物种,只要有迹象表明某一物种可能灭绝,则应将其列入CITES附录2.例如：1)除非1个物种的贸易受到严厉控制,否则该物种的生存将会受到威胁.2)人们已知、推测或估计得出,对1个物种的商业利用已经长时间超出可永久维持的水平,或者,种群数量已经减少到可能威胁其生存的水平.根据CITES公约,CITES附录2还应包括为了有效管制CITES附录1物种的贸易国际,而必须加以管理的其它物种.当1个物种满足下列标准之一时应列入附录2：1)1个物种标本与列入CITES附录2或附录1的某一物种的标本非常相似,即使专家也难以区分.2)1个物种所隶属的分类单元中的大多数种类被列入公约附录2或附录1之中,该物种也必须列入附录2,以有效地控制其它种类的标本贸易.CITES附录3标准根据CITES公约,“附录3应包括任一成员国认为属其管辖范围内,应进行管理以防止或限制开发利用,而需要其他成员国合作控制贸易的物种”.2国家标准一个国家对其生物资源拥有主权.世界上大多数国家已经立法保护野生生物资源.各国对濒危物种保护等级的划分标准不一致.有时,等级划分标准不是公开的.2．1美国濒危物种法案濒危物种等级1973年美国总统里根签署了美国濒危物种法案.根据该法案,如果1)1个物种的栖息地正在受到破坏；2)1个物种受到过度的开发；3)由于捕食和疾病,物种的数量下降；4)现有的法律法规不足以保护这种物种；5)存在其它危及物种生存的自然或人为因素.美国内务部部长可以根据美国鱼与野生动物管理局的建议将1个物种列为濒危物种.美国濒危物种法案的物种濒危等级分为“濒危”和“受胁”两大类.如果1个物种在它的分布区面临灭绝的威胁,则列为濒危物种,如果l个物种在可以预见的将来将面临灭绝,则列为受胁物种.1个物种一旦被列为濒危或受胁,美国濒危物种法案要求为该物种制定1个恢复计划,执行这个恢复计划,直到该物种恢复到成功地脱离濒危或受胁状态为止.从1973年开始,美国每年大约有40个物种被列为濒危或受胁物种,仅18个物种从濒危降为受胁,或完全从濒危物种名录剔除.2．2中国濒危物种红皮书濒危物种等级和国家重点保护野生动物等级中国动物红皮书的物种等级划分参照1996年版IUCN濒危物种红色名录,根据中国的国情,使用了野生灭绝(Ex)、绝迹(Et)、濒危(E)、易危(V)、稀有(R)和未定(I)等等级(汪松,1998,汪松等,1998).中国植物红皮书参考IUCN红皮书等级制定,采用“濒危”、“稀有”和“渐危”3个等级.1)濒危：物种在其分布的全部或显著范围内有随时灭绝的危险.这类植物通常生长稀疏,个体数和种群数低,且分布高度狭域.由于栖息地丧失或破坏、或过度开采等原因,其生存濒危.2)稀有：物种虽无灭绝的直接危险,但其分布范围很窄或很分散或属于不常见的单种属或寡种属.3)渐危：物种的生存受到人类活动和自然原因的威胁,这类物种由干毁林、栖息地退化及过度开采的原因在不久的将来有可能被归入“濒危”等级.1988颁布的“国家重点保护野生动物名录”使用了两个保护等级.中国特产稀有或濒于灭绝的野生动物列为一级保护,将数量较少或有濒于灭绝危险的野生动物列为二级保护动物.由于科学研究、引种驯化等目的需要猎捕国家一级重点保护野生动物时,需要经过国家野生动物主管部门批准.由于科学研究、引种驯化等目的需要猎捕国家二级重点保护野生动物时,需要经过省级野生动物主管部门批准.3关于物种濒危等级的思考物种濒危等级是一个科学问题.由于物种是一个有争议的概念.各个生物类群生物学特征的差异,人们对物种的分布现状和数量,乃至物种生物学的知识欠缺,导致了确定物种濒危等级的困难.但是,目前最突出的问题一个是,能否用一个标准来划分不同的生物类群?物种濒危等级如何与保护优先序挂钩?3．1物种濒危等级的科学标准人们一直期望建立一个客观的评价物种濒危等级的标准.Mance-Lande物种濒危标准是目前应用较为广泛、影响较为深远的物种濒危标准.这个标准提出以后,经过反复的讨论修改.但是,ManceLande物种濒危标准在实际应用中遇到了一些问题.其中最主要的问题是不同的动物类群能否应用同一濒危标准尺度的问题.例如,按照Mance-Lande物种濒危标准,如果1个物种的个体数目少于200时,物种为濒危.这一条标准对哺乳动物来说成立,但是对于鱼类来说,200尾鱼显然数量太少,有些鱼类的数量少于几万条时即为濒危.对不同生物类群物种的栖息地面积,也很难用同一栖息地面积标准来测试物种是否濒危.Mance-Lande物种濒危标准中假定,当1个物种的成熟个体死亡率高时,物种的灭绝概率亦高.这一假定只对那些“K-对策”物种适用,而对那些“r-对策”物种不适用.因为“K-对策”物种的种群数量稳定在环境负载量上下,而“r-对策”物种的种群数量存在较大波动.另外,对于那些具有高生长速率、高繁殖潜力、性成熟早的物种而言,成熟个体死亡率高并不意味着物种的灭绝概率高.即使这些物种的成熟个体死亡率高,也不能将这些物种定为濒危.有时,为了利用生物资源,常常需要从种群中捕获成熟个体,如人们常常捕捞有些鱼类50％以上的成熟个体.按Mance-Lande物种濒危标准,规定这些被捕捞的鱼类为受胁物种.事实上,对于繁殖力高的物种,经过较长时间的捕捞,不一定危及其生存.因此,我们应当继续探讨濒危物种等级标准.3．2濒危物种保护的优先序物种的濒危等级与物种保护优先序是挂钩的.如我国一级国家重点保护野生动物包括一些中国特有物种、孑遗物种和亚种,如大熊猫、白暨豚、华南虎和朱q等.濒危物种保护受经费的制约.有限的资源应优先投入到一些应优先受到保护的物种.那么,哪一些濒危物种优先列为受保护物种呢?于是,人们提出了物种保护的“优先序”.但是,存在两种截然不同的观点.在上图所示的一个分类系统中,有6个假想的物种：A、B、C、D、E和F.可以用不同的方法测度这些物种之间的进化特有性.物种F代表的信息量等价于物种A、B、C、D和E的总信息量,应当受到优先保.Erwin(199)提出了一个相反的观点,他认为应当重点保护生物系统进化树上的那些“分枝末梢”,以保存生物的进化潜力.生物系统进行树上那些代表古老、孑遗生物的分枝已经停止了进比,如图中的E,因而,这些分枝失去了保护的价值,我们应当更重视分枝α的保护.以灵长类为例,两种不同的观点反映了不同的保护对策.依照第一种观点,我们应当投入相等的资源来保护灵长类进化树上的每个分枝,而依照Erwin的观点,我们应当将资源地投入猩猩类的保护.按照Erwin的观点,那些孑遗物种是不同值得保护的.保护生物学是一门发展中的学科.有关濒危物种的等级划分,物种的保护优先序与物种濒危等级之间的关系,人们仍在深入研究之中.在这个领域,将不断地有的新的理论和新的发现.