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【科技文摘】科技文摘报与科技文摘

日期:2018-11-18 08:22:13 浏览次数:

 气候变化以及导致的生物多样性丧失,是我们面临的一个重大环境问题。你可能认为自己对诸如此类的地球生命危机早已耳熟能详,但请不要转身离开,准备好重新打量地球生命的神奇。

 英国《新科学家》杂志近期的封面故事《地球生命真的面临危机了吗》,首次深入报道并解析地球生命现状、生物多样性急剧减少的原因,以及那些顽强物种带给我们的感动和希望。

 58.1%的地球陆地表面生物多样性受到严重破坏。

 1375个鸟类物种濒临灭绝,占所调查鸟类总数的13%。

 5488个哺乳动物物种濒临灭绝,占所调查哺乳动物总数的25%。

 50% 1970年至2012年间,地球动物种群数量平均减少了一半。

 ■宇霖 编译

 生物多样性不仅让地球变得更美丽,还是确保人类在地球上生存下去的重要基本条件。它为我们提供了许多生态服务——为植物授粉、传播植物种子、清洁过滤水体、促进营养循环、促成土壤生成等等。

 然而,我们正处在气候变化和生物多样性丧失两大环境问题合二为一变成一个大问题的时代。有生物学家预言:“如果说我们还未进入第六次物种大灭绝的中期,这一天也不会太远了。”

 地球生态环境

 到了一个危险的临界点

 上世纪九十年代初,一个昆虫诱捕网每天通常能捕到8克左右的昆虫,2010年中期下降到每天只有2克。

 今年6月,英国电视发言人、博物学家克里斯·派克汉姆在推特上说,“这些天我一直住在我汉普郡的园子里,天气晴朗,野花盛开,但我没有看到一只蝴蝶,一只也没有。我想我们乡村的生态环境已经到了一个绝对危险的临界点。”

 过去30年里,英国的蝴蝶数量减少了四分之三;1990年至2011年,欧洲草地蝴蝶的数量减少了50%,野蜂和蛾子的数量同样也减少了一半。

 德国的研究首次确认了昆虫数量全面急剧减少这一趋势。在德国西部63个自然保护区进行的一项研究调查中,研究人员在每年春夏和早秋,都会在一些精心选择的地点支起像小帐篷一样的昆虫诱捕网,捕捉那些低空飞行的昆虫。每隔几天,他们都会对收获的昆虫称重,然后清空放生。

 要理解地球生态系统正在发生的一切,我们迫切需要长期的生物多样性实验。上世纪90年代初,一个昆虫诱捕网每天通常能捕到8克左右的昆虫,2010年中期下降到每天只有2克。春夏两季的昆虫数量平均减少了75%。

 英国剑桥大学生态博物馆昆虫馆馆长埃德·特纳对此毫不怀疑。“昆虫数量在大幅下降,这种情况已经持续很长一段时间了。无论选择何种检测方法,得到的结果都令人沮丧——昆虫的生物多样性在下降,这意味着我们的世界已经变得非常非常糟糕。”

 要真正理解生物多样性发生了什么,我们还需要了解那些看似微不足道的微小物种,它们在维持地球生态系统正常运转中承担着重要角色,作用无可替代。这些微小生物包括昆虫、真菌、藻类、甲壳动物和软体动物等。

 软体动物是一种极易濒危的物种。法国研究团队认为,如果它们的命运能代表无脊椎动物中的其他物种,那么自1500年以来,无脊椎动物的灭绝率估计达到了13%。

 据世界自然保护联盟(IUCN)估计,软体动物是濒危动物红色名录上最不乐观的一类:744个物种中有297个已被列为灭绝物种,其中淡水软体动物的灭绝率最高;腹足类动物也有大量灭绝(如蜗牛和鼻涕虫),特别是在偏远海岛的隔绝环境下进化的陆地蜗牛。这些物种因受到外来物种和栖息地被破坏等的影响而大量灭绝。例如,夏威夷在1900年前后有325个当地物种,如今仅剩下18种。

 此外,世界自然基金会(WWF)和伦敦动物协会2016年公布的地球生命力指数表明:过去50年,脊椎动物减少了58%,而大型哺乳动物减少了50%。

 灭绝物种只占

 红色名录濒危物种的1%

 物种朝着灭绝的方向发展,只是失去丰度,但很少会真正灭绝。

 生物多样性是个模糊而朦胧的概念,这个术语最早出现于上世纪80年代;1992年里约地球峰会上签订的《生物多样性公约》正式使用这一术语,并逐渐传播开来。

 全球生物多样性最简单的描述指标是“物种丰度”,指地球现有物种的数量,目前估计数目在200万至1000万之间(不包括细菌和古生菌)。与丰度相伴的另一个指标是“灭绝率”,“我认为,全球灭绝率是生物多样性丧失的最基本测量指标。地球上的现存物种有多少?随着时间的推移有多少物种消失?”伦敦大学学院生物学家乔治娜·玛西说。

 作为权威数据库之一的IUCN濒危物种红色名录跟踪了哺乳动物、两栖动物和珊瑚虫等物种的快速变化,从近危、易危、濒危到极度濒危,直到最后消失在大自然中彻底灭绝。根据这个指标来衡量,生物多样性显然在下降。例如,名录中5488个哺乳动物物种中有四分之一处于濒危,两栖动物中濒危物种占41%,鸟类中濒危物种占13%。

 其实,生物灭绝的警示早已有之。1979年,英国环境学家诺曼·梅耶斯在其力作《沉没的诺亚方舟》一书中曾预测:到2000年,地球上将有100万个物种走向灭绝。

 然而,这种情况并未发生。尽管有许多可记录的物种灭绝事件,但没有百万个这么多。红色名录中记录的灭绝物种为866种,只占名录上9.1万种濒危物种的1%,就地球物种的总数来说,这个比例几乎可以忽略不计。尽管有757种被列为“可能已灭绝”的物种,但还有44148个物种是可以“最小关注”、没有灭绝危险的物种。

 尽管灭绝率是生物多样性危机中一个比较直接的衡量指标。不过,玛西认为,“物种朝着灭绝的方向发展,只是失去丰度,但很少会真正灭绝。”

 但生物多样性还有另一个衡量指标,即功能性生物多样性。一些在地球生态系统中起重要作用的物种,它们的重要性在很大程度上取决于其丰度,即是否有足够的数量在一些至关重要的生态服务中起作用。

 生物多样性研究

 并没有想象中那么容易

 造成生物多样性丧失的最大原因是人类因绝望而无所作为,而生物多样性减少是可以逆转的,濒危物种是可以得到拯救的。

 导致生物多样性丧失的原因有很多。自人类出现后,特别是19世纪工业革命以后,随着对土地和资源的肆意开发,忽视了生物多样性间接和潜在的价值,地球生命维持系统遭到了人类无情蚕食。

 “看到那些红色的背上有黑色十字花纹的小甲虫了吗?它们是一种叫做‘十字架步甲’的小昆虫。达尔文在19世纪20年代收集了这种昆虫的标本。”特纳介绍说,达尔文的许多甲虫收藏都在剑桥大学生态博物馆昆虫馆里,“但我们已经没有机会追随达尔文的脚步,到剑桥北部的沼泽地里去寻找这种昆虫了。因为它们已经灭绝了。”

 如果说这是一个听起来非常熟悉的故事——曾经繁荣兴旺的物种,因人类活动而导致灭绝。那么下面这个故事,讲的则是我们目前所知的唯一一个因气候变化而灭绝的物种——裸尾鼠。

 2016年6月,澳大利亚昆士兰大学的科学家证实了一段时间以来人们一直担心的事情:澳大利亚的珊瑚裸尾鼠已经消失。1845年欧洲人首次登上澳洲大陆时,到处都是它们活跃的小身影,近年来人类活动的影响使得这种小型啮齿类动物被迫“蜗居”在大堡礁北端的一个名为布兰布尔的一小块礁石上,海平面上升引起的频繁洪水导致它们的生存环境越来越不稳定,最终全部被淹死。

 想要知道地球生物多样性究竟怎么了,并没有想象中那么容易。地球生物种类繁多,对物种种类和数量的统计工作十分浩繁,需要众多生物学家在野外反复取样,多次返回同一个地方,了解某种动物的长期活动状态。另一方面,收集这些信息需要时间和财力,每当科研预算减少时,这类科研就会被削减。生物多样性通常被认为是一个次要问题,只有解决了饥饿、战争、人口过剩和气候异常等更紧迫的问题,我们才有余力来处理它。

 然而,生物多样性减少是一种示警,就好比矿工带进矿井中的金丝雀,它所引起的更广泛的问题最终会反过来困扰我们。如果我们不关注它本身,也应该出于自身的原因去关注它。从宇宙的角度来看,地球就像布兰布尔礁一样,是一个处在风雨飘摇大海中的一个小小的宜居点。

 事实上,造成生物多样性丧失的最大原因是人类因绝望而无所作为,而生物多样性减少是可以逆转的,濒危物种是可以得到拯救的。

 我们无法逆转生物灭绝但能逆转丰度下降

 对于某个地区或某一物种而言,生物多样性有降也有升。一些被认为已经灭绝的物种,也有可能继续生存在某个隐秘角落。

 在英国,尽管和十字架步甲同属一个家族的蝴蝶、蛾子、蜻蜓和步行虫的数量都有所减少,但其他一些种类却在兴旺繁衍, “一些有害昆虫的数量没有降低,蚜虫数量似乎未见任何减少迹象,尽管我们花了大量财力试图控制它们。”英国哈珀亚当斯大学的昆虫学家莱瑟指出,一项在东南部地区谷物农田里进行的历时42年的昆虫数量调查表明,有些昆虫数量减少了,有些却增加了,还有一些昆虫的数量基本保持稳定不变。

 莱瑟说,问题在于缺乏数据支撑。“我们进行了一些长期调查,但还远远不够。”英国是世界上昆虫最多的国家之一,其他地方只有一些零星的昆虫研究记录,特别是热带地区的昆虫研究。“这是一个远未完全发现的世界。”特纳说。

 英国哈特福郡洛桑实验站对全国范围的昆虫研究始于上世纪60年代,他们的调查发现,生物多样性有降也有升。洛桑调查组通过设置大量昆虫诱捕灯和诱捕网,在过去的几十年时间里,诱捕了大量飞蛾。从昆虫调查项目开始启动之时,英国就有60多种昆虫消失,蛾子的丰度减少了约三分之一。

 然而,一些物种的消失因为新物种的出现而抵消,同一时期有100多种新出现的蛾子在英国安家落户,其中三分之一是在2000年以后出现的。至少就物种丰度而言,蛾子的生物多样性增加了。

 加拿大谢布克大学保护生物学家马克·维兰德在植物中也发现并记录了这种现象,植物是又一大类我们没有足够有用数据支撑的物种。2013年,维兰德和他的同事对有关当地植物多样性研究的数千份论文进行了分析,由此得出了令人惊讶的结论:植物生物多样性的变化率为零。

 对于某个地区或某一物种而言,生物多样性不是一味在下降,而是有降也有升。 “我并不想让人产生生物多样性丧失危机不存在的印象,就全球范围来说,这样的危机绝对是存在的。但从每一个其他层次来看,比如大陆、国家、郡县或陆地上的某个点,情况可能又另当别论,当某些地区外来物种涌入的数量大于当地消失物种的数量时,人们会惊讶地发现,当地的生物多样性增加了。”维兰德说。

 “我们无法逆转生物灭绝,但我们能逆转生物丰度下降的趋势,而且已经取得了一定成功。以巨鲸为例,有效的保护干预措施很快逆转了鲸类动物种群数量下降的趋势,这样的例子还有很多。”玛西说。

 即便是一些被认为已经灭绝的物种,也有可能继续生存在某些我们不知道的隐秘角落。英国一个保护名胜古迹的私人组织——国民托管组织的斯图亚特·沃林顿称,在剑桥附近英国最古老的自然保护区——威肯湿地里,有昆虫学家重新发现了十字架步甲的踪影,虽然后来又找不到了,但沃林顿说:“它可能就在那里。毕竟保护区是一个很大的地方,小甲虫很难被发现。”

 希望与生命,永远充满活力。

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