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【生物多樣大學堂】生物多樣性與地質科學的對話:魏國彥專訪

2014年06月17日
作者:無限期支持生物多樣性團隊

生物多樣性與地質科學的對話:魏國彥專訪

魏國彥老師是台大地質系教授,專長是利用微小化石研究古海洋學與生物演化。儘管今年3月接任環保署長後更形忙碌,老師仍然在百忙中抽空接受我們的訪問。過去的學術研究工作,使老師特別重視生物多樣性研究的量化方法,在教學與研究工作之餘,也相當關注人類社會與生物多樣性的互動。對於生物多樣性在施政目標的定位,老師特別重視生態系統功能及生物地理學在保育上的重要性,而最後老師也勉勵我們好好把握機會來保育生物多樣性。

物種多樣性的量化研究方法很重要

問:請問您會怎麼看待生物多樣性?

答:在我學習的過程,主要是從「物種」階層來看生物多樣性。就物種階層而言,最簡單的定義即是在一個生態系或一個地區內存有多少物種,我們稱做「simple biodiversity index」,或者是「species richness」,即為一生態系或一地區的物種豐富性。不過我後來認為這樣的定義不是很好,因為任何一個區域裡面生物都會有所謂的優勢種或稀少種,若沒有辦法反映出這之間「量」的差異,只計算有物種的「種」數會有問題;又或者在採樣時,隨著採樣密度的增加,所發現的物種數便會不相同,這時就出現了標準化的問題。
 
在我早期的科學生涯,曾利用海洋中的浮游有孔蟲的種類、數量等數據去重建古海洋,因此在這方面做了很多關於生物多樣性的研究工作,生物多樣性對我來說是環境的指標。後來我跟我的學生研究了台灣周邊海域有一類叫做「鈣板藻」(Coccolithophorids)的浮游原生類,調查這類生物的多樣性。我們採用一種叫做「rarefaction method」的方法,這種方法能建立「鑑定標本的數量」與「標本的生物多樣性」的對應關係,並且畫出一條叫做「rarefaction curve」的曲線,它的概念是當鑑定的標本量越多時,所得的生物多樣性也會越高,最後曲線會隨著標本數量的增加而變得平緩,趨近於某個飽和值。所以說,我們在研究各地方及生態區的生物多樣性時,需要講究方法論與標準化,否則會跌入「拿橘子與蘋果相比」的窘境。

顯微鏡下的化石有如夜晚的星空

問:請問您日常生活中或學術研究工作中與生物多樣性有什麼特別的互動?

答:我自己是地質學者,但是因為研究的內容是古生物學,所以一直以來我比較多的互動是觀察化石的多樣性,我經常利用顯微鏡觀察化石,對我來說顯微鏡下的化石像是夜晚的星空,能夠藉此發現很多古代海洋中的生物多樣性,這佔了我個人生活及學術研究中很大一部分。

至於家人親子的互動,我們到任何一個地方,有時候文化古蹟看得比較少,反而比較常去看當地的自然生態。我認為瞭解當地自然生態,是認識一個新環境很基礎的方式。我們知道人類早期是行採集生活,也因此先民必須對周遭環境,尤其是植物要相當熟識。早期人類必須學會辨認植物,要知道哪些植物可食或不可食,並明瞭各種植物在不同季節的變化,才能在大自然中求生存;我們現在的食物大多是來自超級市場,或許因此忘記了環境對於我們的重要性。為了補其不足,我會帶家裡小朋友甚至自己家中的長輩出去野外,不管是為了怡情養性,或是為了科學面向的接觸,都讓我們更能保護、愛護環境,並且有更多的享受。

另外我要談一本書,叫做《槍炮、病菌與鋼鐵》,是美國著名的學者Jared Diamond所著,書中談到幾個主要文明的興起,其中有一個很重要的關鍵,是每個地方因為生物地理狀況及演化方向不同,除了會使各地的生物多樣性不同,人們可以利用的植物也會有差異:有的植物吃了是會生病的,有的則是可以快速被馴化、容易種植,因此農業文明的興起其實跟植物多樣性相當有關。我非常推薦這本探討生物地理與人類文明興起之間關係的書,非常值得一讀。

重視生物多樣性的生態服務功能與生物地理學

問:請問生物多樣性在您的施政目標的定位為何?為了政策的順利推展,對於關心環境、生物多樣性的同學,你是否有什麼期許呢?

答:環保署從1987年成立以來,比較關注污染、公害防治,例如空氣污染、水污染、土壤污染等,所以組織性格比較偏重化學,像是污染物的化學性質對人類的健康、大自然或動植物的影響,污染物透過食物鏈對人類食用的農產品、漁產品等等的影響以及公共衛生問題,這是環保署業務職掌及發展的特性。現在環保署正在籌畫組織改造事宜,未來會與其他機關合組成立「環境資源部」,格局有所提升後,看事情的方式也會不一樣:環境資源部是以「地球系統」的觀點看台灣環境,也就是氣圈、水圈、地圈及生物圈這四個圈環環相扣,另外包含了人類社會,即人類面向(human dimension)。有了上述5個面向,我們就能對台灣環境有比較全面的理解,這當中生物圈的生態概念就變得非常重要,生物多樣性也會變得相當重要。

現在全球面臨著生物多樣性流失的問題,如果我們只是關注在減少了多少生物、將所有生物等量齊觀的話,我認為其實沒有把問題看得很清楚,我們更應該要談的是生態服務功能(ecological service function)。生態服務功能是建立在生態系中健全的生物多樣性,我常常談這個例子:當一個生態系有幾個物種移出或是滅絕時,重點不在於物種數的減少,而是這種生物所擔負的生態服務功能會跟著消失,所以我們要注意、研究的是,生態服務功能可不可以被取代、具不具有恢復力(resilience)。若生態服務功能一去不復返會相當可怕,環境中會產生所謂的「寡婦型物種」,所謂寡婦就是先生走了剩下妻子,但妻子可能很難獨活,反之亦然;譬如說蟲與蟲媒花的關係、鳥跟鳥媒花的關係。一旦發生大災難,會飛的蝴蝶、蜜蜂和鳥類可以很輕易地遷移,而遺留在原地的植物雖然移動速度比較慢,但牠們還是可以利用種子或花粉追上,只是會需要一些時間,或是我們要在這個生態系中建立生物廊道;如果植物沒有辦法順利遷移,就必須要有其他生物來填補空出來的棲位(niche),使生態服務功能可以繼續維持。所以我認為在做生物多樣性研究時,要把它的生態服務功能的這個面向考慮進來,也要討論演化或是生物地理上的取代性。

由於台灣是一個獨立的海島,在氣候變遷的趨勢下,陸域生物在南北向的移動性就會變得相當重要,所以國家的保護區、國家公園必須要注意連結性。我們目前在南北山脈的連結性做了很多,可是在平原的部分,很多都被河流或是公路切斷。綜合以上,我認為我們在談生物多樣性時,要多加注重生態服務功能以及生物地理學。另外我們須注意,不要以為保護了明星物種就等於做好了生態保育,所謂明星物種像是「媽祖魚」(白海豚)、貓熊、金絲猴等物種,我們可能看這些物種很可愛所以去保護牠們,但是牠們可能在生態服務功能上並不是很重要,反而是有些在食物鏈底端的生物可能連種名都沒有,但卻是生態系統中的基石,這個部分我認為在生態學界中已經有很多人體認到,可是大部分的學生及一般民眾可能還沒有這樣的概念,我期望後續能夠有更多這方面的思考以及研究題材出現,引起更多人關注這個議題。

保護台灣生物多樣性!

問:能否請您用簡單的一兩句話,對所有關心環境、生物多樣性的人勉勵?

答:我們只有一個台灣,現在我們有一個機會,這個機會就是對台灣生物多樣性多加保護!