生物多様性とその保全 ― 自然環境保全の考え方 ― おさえてきたい基礎 生態学 ビオトープとは 【ビオトープ】とは、本来、生物を意味する「ビ オ」と場所を意味する「トープ」とが合わさったドイ ツ語(Biotop)で、【様々な生き物たちが野生のまま暮 らせる場所】のことです。 私たち人間も含め、生き物が生きていくためには、 「水」や「空気」「土」「太陽の光」が必要です。こ れらの自然要素といろんな生き物が互いにかかわり、 暮らしている自然のまとまりを、【生態系】と呼びま す。 したがって、【ビオトープ】とは、この自然の生態 系が成り立っている場所のことでもあるのです。 生態学 生態系の構成要素 ↑ ↑ ↑ ↑ 従属栄養細菌類・菌類 ＿ ＿分 解 者 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 的 要 素 費 ＿者 一次消費者 植食動物 二次消費者 小型肉食動物 高次消費者 大型肉食動物 ＿ ＿消 ↑ ↑ 生 態 系 ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿非 ＿生 ＿物 緑色植物 植物プランクトン 光合成細菌 生 産 ＿者 ↑ ↑ ↑ 生 物 的 ＿要 ＿素 媒質－水・空気 基質－岩石・礫・砂・泥 太陽エネルギー・酸素・二酸化炭素 水・栄養物質 生態学 生物と環境の相互作用 生物が環境を変え、変えられた環境が生物を進化させる。 原始地球 (全く酸素のない環境) ↓原始生命体の誕生 (嫌気的従属栄養微生物) ↓光合成細菌への進化 (光をエネルギー源とする) ↓シアノバクテリア (光合成を行い酸素に満ちた環境へ) ↓オゾン層 (紫外線を減少させ陸上へ進出) 生態学 生態系について 生態系：生物と自然要素の関係 (つまり自然の仕組み) 生態系を理解するためには・・・ ・全体的な自然環境の仕組みを捉える(物質循環とエネルギー流) ・生物の種、個体やさらに細かい部分まで考える ・地理、地学条件など景観レベルの視点を持つ △ その地域の環境を理解する上で非常に重要 ほ乳類 魚類 昆虫類 水界 ⇔ 鳥類 ⇔ 陸上 コケ類 土壌 草本類 木本類 個々の生物に主眼を置いたアプローチ 動物 植物 微生物 生態学 生態系の主要な機能 －エネルギーの流れ－ ・光合成生物は、光エネルギーを吸収し無機物から 有機物(植物体)を合成し、化学エネルギーとして 固定する。6CO2＋6H2O⇔C6H12O6＋6O2 生態学 生態系の主要な機能 －炭素の循環－ 生態学 生態系の主要な機能 －水の循環－ 生態学 生態系の主要な機能 －生態系ピラミッド－ 生態学 生態系の主要な機能 －食物連鎖と物質循環－ 生態学 生態系の主要な機能 －森林の循環－ 生態学 生態系の主要な機能 －分解者の役割－ 生態学 生 物 の 種 数 現在、知られている種の数は約１４０万種 生物群 バクテリア 推定種数 ～１０万 原生生物 １０万 藻類 １０万 植物 ３０万～６０万 菌類 ５０万～１５０万 動物 数千万～１億以上 合計 数千万～１億以上 ※現在知られているのはごく一部 生態学 生物多様性の3つのレベル －遺伝子の多様性－ 遺伝子の多様性とは・・・ ・有性生殖の場合、同じ親から生まれてくる子供の遺伝子は 全て違う組み合わせや仕組みになっている。 ・同じ種、同じ個体群でも個体ごとの遺伝子は少しずつ異な り、個体差を作り出す。 ▽ 地域の個体群に別の群の個体を入れると、遺伝的な差が交 雑により均一化してしまい、遺伝的多様性が失われること になる。 生態学 生物多様性の3つのレベル －種の多様性－ なぜ多様性が重要なのか ・多様性をもたらしたのは、環境に対する適応の結果。 ・多様性の成立(適応)には、長い時間が必要。 △ 急激な環境の変化に応じることが出来るか否かは、種が 多様に存在していることにかかっている。 ▽ １種でも絶滅してしまうと・・・ ・それまで保たれていた生態系のバランスが崩れ、生態系の 種構成に大きな変化を生じる。 ・生態系全体に影響が広がると、連鎖的に絶滅が伝播してし まう可能性も出てくる。 生態学 生物多様性の3つのレベル －生態系レベルの多様性－ 生態系レベルの多様性 ・山地、ツンドラ、亜寒帯林、温帯林、熱帯林、サバンナ、砂漠、 海洋、河川、湖沼、湿原、干潟など主に気候条件によって区分され た範囲の生物群(＝バイオーム)のまとまりとしてみると、多様性に 富んでいることがわかる。さらに小さなまとまりである地域の特殊 性も考慮することが重要である。 ▽ ・地域に住む多様な種の生育・生息環境を、また、その種の持つ遺 伝子多様性を守ること、つまり生態系の保全こそが自然保護の基本 である。 生態学 植生帯と相観の違い ビオトープ論 ビオトープの保護 －保護の３つの視点－ 保護の視点 厳正保護、保全、復元(再生)、創出までを包括した概念で、人間 立ち入りや干渉を徹底的に排除すべきなのか、定期的に手を加え 方がよいのか、各ビオトープの保護目標に応じて取り組みの方法 変わってくる(以下３つの視点)。 の た は 生物多様性の視点 希少な動植物はもちろんのこと、普遍的で身近に自然分布して る野生生物も保全の対象とする。 い 広域ネットワークの視点 森林、草原、湿地、池沼などの自然地域、あるいは市街地を、 まざまな大きさ・形態・方法でネットワーク化する。 さ 環境復元・創造の視点 既存の生物空間の保全を第一に考えながら、多様な野生生物の 生が可能となるように環境を改善する。 再 ビオトープ論 ビオトープの保護 －保護と広域ネットワーク－ ネットワーク化の必要性 野生生物は、種によって生息・生育に必要な環境タイプが異なる。 多くの野生生物は単独のビオトープの中で生活を完結している訳で はなく、営巣・繁殖・採餌・休憩など、それぞれの生活史ごとに複 数のビオトープを必要とする。 １．コア ：比較的大きな規模を持った森林や湿地 ２．コリドー：生物の移動経路 ３．スポット：拠点・中継点 ビオトープ論 動物の生活史(life cycle) ビオトープ論 里 地・里 山 －農村地域－ 伝統的農村地域は、村落を中心に、屋敷林・生け垣、農耕地、雑木林、ため 池、用水路などが有機的に結びつき、多様な生物相を維持していた。 農地：水田のような止水域は、原生自然環境の湿地と機能的に類似し た構 造を持っている。 しかし、近代的な大規模ほ場整備が行われた結果、農耕地の乾 田 化などが進み、生物多様性を奪っている。 里山：コナラ、クヌギなどの落葉広葉樹からなる雑木林は、明るい林 床を好む植物などで生態系を構成していた。 化学肥料や化石燃料の出現により、農用林・薪炭林としての利 用が放棄され生物相が衰退している。 ビオトープ論 里 地・里 山 －水田生態系－ ビオトープ論 里 地・里 山 －概 念 図－ ビオトープ論 森 林 自然林(原生林) 我が国の自然林は、亜寒帯性・高山性の針葉 樹林、針広混交林、温帯性落葉広葉樹林、暖帯から亜熱帯の照葉樹 林と、地域環境に適応したさまざまな樹林帯を構成している。 二次林(雑木林) 二次林は、人里近くに 位置し薪炭林の生産や落葉等の採取に利 用されてきた雑木林である。 人工林(植林地) スギやヒノキなどの単 純種からなる植林地は、低木や草本類の 生育を許さず、土壌の栄養に貢献する土 壌動物・バクテリア・キノコなどの生き ものが少なく、伐採後は貧栄養の土しか 残らない。 ビオトープ論 河 川・湖 沼 河川は、上流から下流まで、流域ごとに流れの形態や水質、生息す る魚類や水生昆虫、周辺部も含めた植生などがさまざまに変化する。 河川・湖沼には、水域及び河岸・湖岸までが一体となった生態系が 形成されている。水辺は水域と陸域という異なった環境の移行帯にあ たり、水域から陸域に向かって植物群落や動物群集が移り変わってい く。魚類など水生生物はもちろん、河畔・湖畔に特有の植生やこれら に依存する小動物、水鳥類等の生息環境として、周辺の生態系までも 豊かにする。 ▽ これまで、日本の河川周辺では高密度の土地利用が行われてきた。 治水・利水のみに重点をおいた改変により、多くの河川が水が流れる だけの水路に姿を変えている。湖沼の湖岸の人工化は、水生植物群落 に壊滅的な影響を与え、魚類の産卵場・稚魚の成育場所を奪っている。 ビオトープ論 湿原(湿地)・干潟 湿原(湿地)は、水鳥をはじめとする多くの 野生生物の生息・生育環境として重要な生態 系が成り立っている。野生動植物の生息地と して貴重な湿原を開発から守るために、ラム サール条約が結ばれ国際的に保護が叫ばれて いる。 干潮時に姿を現す広大な砂泥地帯を干潟と いい、低生生物や付着藻類を中心に生物多様 性が高い。また、水質浄化機能を持ち、窒素、 リン、有機物を除去する。 ▽ 干潟の多くは人口が集中する経済活動の盛 んな内海や内湾に分布しており、高度経済成 長期以降、干潟を含む海岸線の多くが人工的 に改変され、あるいは工業地や宅地、ゴミ捨 て場確保のための埋め立てにより消失した。 生態系保護 自 然 の 価 値 生存基盤としての自然生態系 地球は、二酸化炭素の吸収、温度、湿度の調節を通じた気候の 安定化、土壌の形成、水質の浄化など様々な生態系の働きによっ て優れた機能を有している。 精神的財産としての自然生態系 自然環境を排除してきた都会に暮らす人々は、喧騒を逃れるよ うに自然豊かな山や海を求める。豊かな生態系が維持される場所 に触れることによって、安心感と安らぎを得ることが出来る。 物質的財産としての自然生態系 生物に秘められた遺伝子資源は、将来人間が生き延びていくた めに不可欠な医薬品や食料開発などに役立つ可能性を有する潜在 的価値を含んでいる。 生態系保護 緑多ければ豊かな自然か 生態系保護 間違った自然保護活動 自然や生態系に関する認識不足は、逆に生態系を脅かす原因に なっている。 植林という名の植樹イベント ・天然林を伐採し全国各地から苗木を集めて植える。 ▽ 遺伝子汚染 「かわいい」野生動物へのえさやり ・安易なハクチョウやツルなど動物へのえさやり ▽ 食物連鎖から外れ個体数が増え、バランスを崩す。 ペットブーム ・世界の珍しい野生生物の輸入 (外来種問題) ▽ 輸出元での乱獲、在来種を捕食、固有種との交雑 生態系保護 人間活動に起因する環境の変化 農業がもたらした影響 伝統的な農業は、野生生物と共存できる 調和がとれている時代だった。 ▽ ・トラクターが稼働しやすい大規模な農地 基盤整備で、コンクリート三面張りの直 線水路へと変貌 ・殺虫剤、除草剤、化学肥料の大量使用に よる土壌汚染や水質汚染 高度経済成長がもたらした影響 戦後の経済復興を優先させ、高度経済成 長期に重化学工業へと移行して、経済成長 とともに汚染物質を大量に環境へ排出した。 ▽ ・水俣病、新潟水俣病、イタイイタイ病、 四日市ぜんそく 生態系保護 生物多様性の危機 －生息・生育環境の崩壊－ 生息・生育環境の崩壊原因＝喪失・分断・汚染・乱獲 生息・生育環境の喪失 ・熱帯林の喪失：林産品の需要による伐採 ・湿地の喪失 ：埋め立てや干拓 生息・生育環境の分断 ・種の分散や定着の阻害 ・野生生物の移動能力の阻害 ・エッジ効果 生息・生育環境の汚染 ・化学物質による汚染：農薬(ＤＤＴなど) ・環境ホルモンなど ：ＰＣＢ、ビスフェノールＡ ・水質環境の悪化 ：工場排水、生活排水 ・海洋汚染 ：油、プラスチック等漂流物 ・大気汚染 ：酸性雨 乱獲 ・絶滅、多様性の減少 ・食用 生態系保護 生物多様性の危機 －人為の働きかけの縮小による劣化－ 里地・里山 里山は雑木林だけでなく水田や畑、小川や池などがあり多様な 生物相が維持されて来た。 絶滅危惧種が集中している生息・生育環境地域の約５割が、里 地・里山に集中している。 里地・里山の環境劣化 里地・里山の開発、管理放棄 常緑広葉樹林への植生遷移 人工林( 単一植生) → 放置 → 腐葉土を形成しない → 雨水の浸透能力や保水力もない ※薪炭林と多様な生物相は、ライフスタイルの変化で失われた。 燃料 薪炭 → ガス、石油 柴(落葉) → 化学肥料 建材 → 輸入材 農業資材 → プラスチック製品 生態系保護 生物多様性の危機 －遺伝子汚染の問題－ 遺伝子汚染 遺伝子レベルで本来の地域個体群に存在しない遺伝子が、外部から侵入 することを遺伝子汚染と呼ぶ。 種は地域ごとの個体群から成り立っており、同一種であっても遺伝子レ ベルで見た場合には地域ごとの差異が見られる。 遺伝子汚染には、外来種と在来種との間での交雑によるものもある。 発光 パターン ・ホタル ―水系ごとに異なった遺伝子 形質を持っている ・ニッポンバラタナゴとタイリ クバラタナゴ ・エゾシマリスとチョウセンシ マリス ・ニホンザルとタイワンザル 生態系保護 生物多様性の危機 －病気の急速な蔓延－ 個体密度が高い個体群は、病原菌や病気に冒されやすい。 分断化された保護地域では、動物は一時的に極めて個体密度が高い 状態に置かれるため、病気の伝播が急速に起こることがある。閉じこ められた不自然な状況下では、特に感染率が増加する。 生息地の破壊が病気に対する抵抗性を弱める。 宿主の個体群が狭い生息地に 閉じこめられると、生息環境の 悪化や食糧不足によって抵抗力 が低下するために感染しやすく なる。また、過密な条件下では 個体群が社会的なストレスを受 け、病気に対する抵抗性を低下 させることになる。 生態系保護 生物多様性の危機 －多様性の喪失と絶滅－ 絶滅の速度 ここ数百年の人間活動が起因している絶滅の、大量絶滅との大きな違いは、 絶滅のスピードである。 区 分 推定速度 (種 / 年) 恐竜時代 ０.００１ １６００～１９００年 ０.２５ １９００年 １ １９７５年 １０００ ～２０００年までの２５年間 ４００００ 絶滅の法則：特定の種が特に絶滅しやすい ・限定された地域に生息生育する種 ・単一あるいは数個の個体群からなる種、集団が小さい種 ・個体群密度の低い種 ・広い生息域が必要な種、体が大きい種 ・分散能力を持たない種 ・季節移動をする種 ・遺伝的変異が少ない種 ・特異なニッチを必要とする種 生態系保護 生態系の保全 －自然保護の原則－ 原生的自然は厳守する 原生的自然の保護は、人為の活動を一切排除し、自然のあるがままの状態で推移を見守るのが原則。 地域性を尊重する その土地の自然は、地形・地質・土壌を含め地域独自のものであり、その上に成立している生態系は、 一つとして同じ場所はない。地域性を尊重するために少なくとも地域個体群レベルで種内の多様性が保た れるように配慮する。 その土地の生態系を考える 生態系は単に生物と環境の要素が集合したものではなく、その中で生物の相互作用、環境作用、環 境形成作用など様々な関係が動的に結ばれており生態系全体の保全を考える必要がある。 人為により種を滅ぼさない 種の保存とは、自然の種が持つ主要な属性、「個体群としての存続」「歴史的分布を持つ」「生態 系の中で特異のニッチを占める」を満足させる状態に保つことである。 外来種の進入は排除する 植樹や緑化などに用いる植物は、出来るだけその土地の在来種を用いる。 順応的態度 生物、生態系のすべてはわかり得ないものであることを認識し、順応的に利用することが原則であ る。このため生態系の変化に関する記録及び的確なモニタリングと、管理や利用の見直しを柔軟に行うこ とが必要である。 生態系保護 生態系の保全 －保全のためのアプローチ－ 種アプローチ 特定の種に注目した保全方法を種アプローチと呼ぶ。 生態的指標種、絶滅危惧種、希少種や固有種の観点から 重視すべき種を選び、その種の存続の条件を確保する。 生態系アプローチ 人為的な干渉の少ない原生的自然や、 未知の部分が多い生態系については、そ こに含まれる個別の種に目を向けるので はなく、生態系そのものを丸ごと保護す る保全手法が有効である。 生物多様性ホットスポット 「比較的狭い面積に多数の固有種が分 布し、しかも生息、生育場所の喪失のお それもある地域」を指し、優先的に保護 すれば生物多様性の保全に効果を上げる ことが出来る。 自然という言葉 自然は、開国後に「nature」等の 外国語を訳する際にできた言葉 おのず しか 自から然り 無為自然 道はあまりに広大で漠然としているの で定義や解釈を超えているが、人為を 廃し自然であることが道に通ずるとさ れる。 老子 庭園 幾何学模様 ベルサイユ宮殿 庭園 自然を表現 後楽園
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