王紫薇

摘要：本文通過(guò)GIS技術(shù)研究物種大滅絕，以及物種滅絕的原因，以GIS技術(shù)認(rèn)識(shí)物種大滅絕，以美洲乳齒象為例認(rèn)識(shí)了物種大滅絕。隨著GIS技術(shù)的快速發(fā)展其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣，GIS逐漸滲透到人類(lèi)生活的各個(gè)方面.

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù)；物種大滅絕；信息技術(shù)

如果我們想通過(guò)GIS技術(shù)研究物種大滅絕，那么我們首先應(yīng)該通過(guò)客觀的數(shù)據(jù)了解地球上究竟存在過(guò)多少物種，又有多少物種正在經(jīng)歷“物種大滅絕”。我們第一步要明確的問(wèn)題是，我們賴(lài)以生存的地球上到底有多少物種這一個(gè)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)生物分類(lèi)學(xué)家的幾番鑒定或者有正式書(shū)面記載的說(shuō)法就有很多，如：1392485種（Wilson 1988），1742000種（世界資源報(bào)告1986）。但是目前為止，無(wú)論學(xué)術(shù)界爭(zhēng)論有多少種物種，但是都沒(méi)有一個(gè)詳盡的完整的物種名目。迄今為止，科學(xué)家一般認(rèn)為被命名的物種最多只占全部物種的10%。那么，我們已知的又有多少物種已經(jīng)滅絕了呢？迄今為止，鳥(niǎo)類(lèi)幾近滅絕了其總數(shù)的26.3%，哺乳動(dòng)物類(lèi)總數(shù)的20.9%，魚(yú)類(lèi)物種總數(shù)的21.2%，鳥(niǎo)類(lèi)物種總數(shù)的12.4%，陸生植物物種總數(shù)的8.2%瀕臨滅絕，并且，更為嚴(yán)重的是，我們?nèi)缃褚阎闹参镂锓N總數(shù)的43.2%的生態(tài)環(huán)境正在遭受?chē)?yán)重威脅。熱帶和溫帶森林每年以1.3%～4.6%的速度減少，并且在人類(lèi)可見(jiàn)的未來(lái)，還將會(huì)有1/3～2/3的物種將走上毀滅。

在過(guò)去5.4億年間，地球一共經(jīng)歷了五次“毀滅性的”物種大滅絕，無(wú)疑，海洋生物成為了最主要的受害者。在大約六千萬(wàn)年前，發(fā)生了距離我們當(dāng)今人類(lèi)社會(huì)最近的一次物種大滅絕事件。至今，學(xué)術(shù)界仍在爭(zhēng)論其成因，現(xiàn)在被普遍接受的觀點(diǎn)是由于小行星撞擊地球，導(dǎo)致曾經(jīng)被稱(chēng)為“地球主宰者”，并且“統(tǒng)治”地球陸地長(zhǎng)達(dá)兩億年之久的恐龍也在極短的近二百五十年的時(shí)間內(nèi)走向了滅絕。“我們正在步入又一次類(lèi)似的物種大滅絕時(shí)期，屆時(shí)地球上的所有人將會(huì)被極其輕易地毀滅掉?！泵绹?guó)斯坦福大學(xué)的生物學(xué)家保羅 ？ 艾利希以及來(lái)自普林斯頓大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校等高校的研究人員日前在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表的一份報(bào)告指出，地球可能正迎來(lái)第六次物種大滅絕。[1]研究人員在《科學(xué)進(jìn)展》上撰文稱(chēng)，人類(lèi)正在步入一個(gè)新的物種大滅絕時(shí)代，地球正處在第六次物種滅絕的邊緣，這次物種滅絕不同于前五次，不是自然地理原因造成的，而是人類(lèi)親手造就的。[2]我們或許會(huì)認(rèn)為這種說(shuō)法有些危言聳聽(tīng)，或是言過(guò)其實(shí)，這是因?yàn)槿藗儾](méi)有清醒的認(rèn)識(shí)到過(guò)渡的開(kāi)山采煤，大量伐木砍林，環(huán)境污染，人口激增，破壞生物棲息地，戰(zhàn)爭(zhēng)等行為對(duì)于生態(tài)環(huán)境的破壞力。當(dāng)人類(lèi)片面的追求“物盡其用”的時(shí)候，我們也在消耗這地球?qū)ξ覀冏詈蟮摹吧埔狻?。所以，?dāng)有一天地球“不堪重負(fù)”，人類(lèi)毫無(wú)疑問(wèn)，將是首當(dāng)其沖的受害者，因?yàn)檫@一切，都是人類(lèi)應(yīng)當(dāng)承擔(dān)并且難以逃避的后果。

那么，我們應(yīng)該怎樣利用地理信息技術(shù)（即GIS技術(shù)）認(rèn)識(shí)物種大滅絕，或者，我們有沒(méi)有方法去減緩物種大滅絕的腳步呢？這里，我們以史前滅絕生物——美洲乳齒象為例，為大家描述如何應(yīng)用GIS技術(shù)認(rèn)識(shí)物種大滅絕。

首先，讓我們先認(rèn)識(shí)美洲乳齒象。美洲乳齒象是北美洲已滅絕的乳齒象，曾經(jīng)乳齒象和其他“巨齒動(dòng)物”遍布北美大陸，在冰河時(shí)期結(jié)束時(shí)的冰蓋撤退期間，被遍布整個(gè)大陸的人類(lèi)獵殺而滅絕。其化石主要分布在阿拉斯加到新英格蘭，以及美國(guó)的科羅拉多州至加利福尼亞州南部。然后，我們需要用GIS語(yǔ)言來(lái)將美洲乳齒象的各個(gè)屬性特征進(jìn)行分類(lèi)?！鞍⒗辜又列掠⒏裉m”和“美國(guó)的科羅拉多州至加利福尼亞州南部”，我們稱(chēng)之為“美洲乳齒象對(duì)象的空間分布數(shù)據(jù)”；“北美洲已滅絕的乳齒象”，我們稱(chēng)之為“美洲乳齒象對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)”；“冰河時(shí)期結(jié)束時(shí)的冰蓋撤退期間，被遍布整個(gè)大陸的人類(lèi)獵殺”，我們稱(chēng)之為“美洲乳齒象對(duì)象的環(huán)境數(shù)據(jù)”；“史前”，我們稱(chēng)之為“美洲乳齒象對(duì)象的社會(huì)數(shù)據(jù)”。當(dāng)我們對(duì)美洲乳齒象對(duì)象的空間分布數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、社會(huì)數(shù)據(jù)有了總結(jié)和概括，隨即，我們就可以建成美洲乳齒象對(duì)象的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，即為本段開(kāi)頭對(duì)于美洲乳齒象的描述。

接下來(lái)，通過(guò)GIS技術(shù)，推薦借用GIS軟件（此處以ArcGIS為例），繪制美洲乳齒象的分布區(qū)的專(zhuān)題地圖，研究分析美洲乳齒象的滅絕過(guò)程及滅絕原因。具體的操作步驟大體包括：（1）建立數(shù)據(jù)庫(kù)與要素集（3）導(dǎo)入底圖及繪制要素（4）屬性數(shù)據(jù)編輯（5）符號(hào)化（6）生成專(zhuān)題圖及結(jié)果分析。生成的專(zhuān)題圖將美洲乳齒象的分布狀況直觀的顯示在地圖上供人們進(jìn)行研究與分析，同時(shí)可以根據(jù)需求生成不同年份與不同季節(jié)的美洲乳齒象分布專(zhuān)題圖，通過(guò)不同季節(jié)的對(duì)比研究乳齒象的遷徙情況，通過(guò)不同年份的對(duì)比研究氣候?qū)θ辇X象的影響，及大的解除了紙質(zhì)地圖對(duì)于研究的局限性。

最后，我們就要建立分析模型庫(kù)。其中可以包括相關(guān)分析模型、評(píng)價(jià)識(shí)別模型、環(huán)境質(zhì)量模型和優(yōu)化決策模型等。通過(guò)建立分析模型庫(kù)，我們可以建立環(huán)境管理信息系統(tǒng)，環(huán)境規(guī)劃與決策專(zhuān)家系統(tǒng)和環(huán)境評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)系統(tǒng)。我們可以仿照以上系統(tǒng)的建立，對(duì)美洲乳齒象建立上述系統(tǒng)，用于其滅絕深層原因的研究，例如，我們可以從地理學(xué)角度分析，火山地震帶的分布對(duì)于物種分布有哪些影響，分布在去全球的同一類(lèi)生物針對(duì)熱帶、溫帶、寒帶的不同氣候類(lèi)型的特點(diǎn)做出哪些身體機(jī)能的進(jìn)化。并且通過(guò)專(zhuān)家決策系統(tǒng)，給出臺(tái)相應(yīng)的關(guān)于保護(hù)瀕危物種的法律法規(guī)提供科學(xué)的參考依據(jù)，盡量降低其他生物受危害的幾率。

另外一點(diǎn)，并且更為重要的是，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和普及，WebGIS逐漸成為GIS技術(shù)的主流的時(shí)候，同時(shí)也將成為人們研究物種滅絕與保護(hù)的利器。Web技術(shù)使GIS數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞、查詢(xún)、分析、存儲(chǔ)，使人們能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將世界的各地同一生物的歷史分布情況、消失時(shí)間及可能造成其滅絕的原因匯總起來(lái)，進(jìn)行綜合性的展示、分析與討論進(jìn)而得出最有可能的物種滅絕原因。隨著各物種保護(hù)區(qū)的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，WebGIS也成為保護(hù)瀕危生物的得力助手，利用WebGIS建立物種數(shù)據(jù)庫(kù)，各保護(hù)區(qū)上傳各保護(hù)區(qū)的物種數(shù)量及物種豐富度到數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)對(duì)物種情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，從而及時(shí)實(shí)施相應(yīng)保護(hù)措施。

隨著GIS技術(shù)的快速發(fā)展其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣，GIS逐漸滲透到人類(lèi)生活的各個(gè)方面，不僅可以應(yīng)用于物種大滅絕的研究，還可以應(yīng)用至大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)級(jí)與評(píng)價(jià)、水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)級(jí)與評(píng)價(jià)、聲環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)級(jí)與評(píng)價(jià)、大氣污染預(yù)測(cè)與防治、水污染預(yù)測(cè)與防治、噪聲污染預(yù)測(cè)與防治、固體廢物污染影響評(píng)價(jià)、生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)、大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)、水環(huán)境影響評(píng)價(jià)和聲環(huán)境影響評(píng)價(jià)等領(lǐng)域。隨著GIS功能的強(qiáng)大，GIS在人類(lèi)決策支持與應(yīng)用研究中將發(fā)揮更強(qiáng)大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]《人類(lèi)正制造“第六次物種大滅絕”》詹馨蕊，郭凌 [引用日期2016-06-20]

[2]《人類(lèi)正制造“第六次物種大滅絕”》詹馨蕊，郭凌 [引用日期2016-06-20]