生物多样性危机

文/孟昭青

生物多样性对于人类的繁衍生存至关重要,
因此我们有必要了解生物多样性的现状和趋势,
以及人类的行为对生物多样性带来的影响。
从大约16世纪开始,人类活动范围的扩展已经造成了大量哺乳动物、鸟类、两栖动物和爬行动物的灭亡。现在,那些生活在岩石、落叶、粪堆以及水坑和池塘中的小型生物,其生存状况也不容乐观。
英国剑桥大学动物学博物馆昆虫馆馆长埃德·特纳说,昆虫种群正在大规模减少,这种状况已经持续了很长一段时间。造成昆虫生物多样性下降的重要原因之一,就是人类自身。

濒临崩溃的生物多样性
生物多样性非常重要。种类繁多的生物不只是用美丽来装饰地球,它们还提供了重要的生态系统服务——为植物授粉、传播种子、过滤水体、循环养分、生成土壤等,没有它们,我们也就无法生存。
然而,要弄清楚生物多样性正在面临的状况,需要进行大量的现场取样,而且要重复多次在同一个地点取样,以获取生物多样性的长期趋势。
衡量全球生物多样性最简单的方法是考察“物种丰富度”——现存的物种数量。据估计,地球现存的物种数量为200万~1000万种,其中不包括细菌和古生菌。目前,通常以物种灭绝率来衡量物种丰富度。英国伦敦大学学院的生态学家乔治娜·梅斯说,全球物种灭绝率是生物多样性丧失程度的最基本指标,它考察的是地球上现有多少物种以及随着时间的推移消失了多少。
几十年前,人们已经发出了对生物灭绝的警示。1979年,英国环保主义者诺曼·迈尔斯在其书中预言:到2000年将有100万个物种灭绝。幸运的是,这一预言并没有成为现实。虽然发生了许多物种灭绝事件,但其数字远不到100万。
但生物多样性还有另一个重要标准——功能多样性。梅斯说:“物种在生态系统中发挥的重要作用,主要与它们的丰富程度有关。”即是否有足够的合适物种来提供重要的生态系统服务。
梅斯说,最好的衡量标准是地球生态指数,该指数由世界自然基金会和伦敦动物学会设计和维护。该数据收集了来自世界各地的4000多个脊椎动物物种的19500个群体的数据。根据该指数2016年发布的数据,自1970年以来,脊椎动物的数量已下降了58%。在过去的50年里,我们失去了地球上一半以上的大型动物。

昆虫都去哪儿了
这种情况看起来很糟糕。但是,对整个地球生态系统而言,大型珍稀动物可能并没有那么大的代表性。要真正了解生物多样性,你更需要了解那些小型的生物——昆虫、真菌、藻类、甲壳类动物、软体动物等,它们承担了保持生态系统运转的大部分工作。
十字架步甲是一种甲壳上点缀着黑色十字架图案的小甲虫,曾经在英国很常见,达尔文在19世纪20年代收集过这种甲虫。但是,人们最后一次看到十字架步甲是在1951年。土地利用方式的变化和农药的过度使用,造成了这种习惯在沼泽地生活的甲虫的灭绝。
2018年6月,英国电视节目主持人兼自然学家克里斯·帕克汉姆说:“过去几天我一直待在汉普郡的花园里。那里阳光明媚,野花盛开,却没有一只蝴蝶,一只也没有。只是在森林里有一些斑木蝴蝶。”
英国哈珀·亚当斯大学的昆虫学家西蒙·莱瑟说,几十年前,在开车回家时,车上经常会涂满撞死的泥蝇。如今,这种情况已经非常罕见了。
2004年,英国皇家鸟类保护协会进行了一项非正式研究,他们使用贴在汽车前部的纸板“啪嗒计”,记录昆虫撞击汽车发出的啪嗒声,结果是平均每8千米只有1个啪嗒声。这一研究虽然不太正规,但也表明了飞行昆虫数量的大幅减少。

昆虫的“世界末日”
从1989年开始,德国的一个研究团队在德国西部的63个自然保护区进行了一项长期的生物多样性调查。每年的早春,研究团队在一些精心挑选的地点搭起帐篷状的昆虫陷阱,捕捉低飞的昆虫。这些陷阱会一直工作到初秋,研究人员每隔几天将其清空一次,并对所捕获的昆虫进行称重。
2017年,该团队发表了调查结果:在20世纪90年代早期,每个陷阱通常每天捕获约8克昆虫。到21世纪10年代中期,这一数字已经下降到仅仅2克。春季和夏季的飞虫数量平均下降了75%。
这一发现表明,昆虫的“世界末日”正在逼近。英国蝴蝶的丰富度在过去30年中下降了75%。欧洲的草原蝴蝶、野生蜜蜂和飞蛾在1990~2011年下降了约50%。德国的这项研究只是第一次确认了所有飞行昆虫数量都处于急剧下降的态势。
尽管如此,对这项研究也有一些不同观点。研究只是测量了陷阱中捕获的昆虫的总质量。有学者称,这不是衡量生物多样性的标准,因为某些东西的总质量不符合“多样性”这个词的定义。
昆虫世界末日的故事与其他一些昆虫诱捕实验也不完全吻合。1964年,英国洛桑研究所的研究人员开始在全英国范围内建设运行昆虫诱捕网络,该网络由78个光源和16个吸入陷阱组成。研究人员利用这些陷阱在同一地点收集昆虫,并没有发现昆虫数量普遍大规模下降的现象。例如,他们分析了从1973年开始30年来4个陷阱的捕获量,发现其中3个陷阱的昆虫生物量没有变化。
在英国,蝴蝶、飞蛾、蜻蜓和步甲的数量有所下降,但其他昆虫种群的数量似乎维持得不错。莱瑟说:“有害昆虫的数量没有下降。尽管我们花了很多钱试图控制它们的数量,但蚜虫的数量似乎没有出现任何下降趋势。”他对英格兰东南部谷物田的昆虫种群进行了长达42年的研究,结果表明,昆虫种群数量的变化各不相同,有些下降,有些上升,有些保持不变。

波动的生物多样性
洛桑研究所的昆虫调查表明了一些相反的观点:生物多样性既可以上升也可以下降。
几十年来,洛桑研究所的研究人员布置陷阱,捕捉了大量飞蛾。他们发现,自调查开始以来,已有超过60个物种从英国消失,大型飞蛾的数量减少了约33%。然而,值得注意的是,这种损失已被新来者抵消。在同一时期,超过100个新物种进入英国,其中三分之一是2000年以后出现的。在物种丰富度方面,至少蛾类生物多样性有所增加。
加拿大舍布鲁克大学的保护生物学家马克·维兰德说,这种由于引进物种而导致当地生物多样性增加的模式非常普遍。他已通过对植物的研究证明了这一点。2013年,他和同事对数千篇关于世界各地植物多样性研究的文章进行了综合分析,得出了令人惊讶的结论:整体而言,植物多样性的变化水平为零。
维兰德认为,这表明了生物群体的均化趋势,而不是衰落。他说:“我不想给人一种不存在生物多样性危机的印象,在全球范围内,生物多样性危机是绝对存在的。但是在其他的规模范围内,比如大陆、国家、县或某块土地,情况可能会有所不同。在有些地区,会有更多的非本地物种进入,比已经消失的本地物种数量多得多。”
这直接触及了当今生物多样性研究的争议核心:如果一个物种灭绝了,但被一个执行相同生态功能的非原生物种取代,会产生什么影响呢?如果它被两个非原生物种取代呢?
梅斯说:“这是一个深刻的问题,取决于你更在乎什么。”如果你关心的是生物多样性本身,那么,物种的丧失是不可逆转的。但是,如果我们关心生物多样性,是因为它们提供的生态系统服务,那么个别物种的灭绝可能不会造成太严重的影响。

地球生态边界
从这种角度来看,全球生物多样性的损失是多少?2009年,瑞典斯德哥尔摩大学的约翰·罗克斯特姆和他的同事开始尝试用“地球生态边界”概念来量化它。他们提出9种生命必需的支持系统,包括气候、淡水、养分循环、臭氧层、海洋酸碱度和生物多样性等。
在过去的10 000年中,这些系统比较稳定,能够适应一定的变化,为文明繁荣创造了良好的空间。但是,人类活动现在有可能扰乱了一些系统,让它们陷入了难以挽回的境地。我们的目的就是确定那些生态边界,从而确定“人类安全的操作空间”。
几年后,他们又提出了一个“生物圈完整性”的概念。它是两个指标的综合:功能多样性和遗传多样性,据说这反映了生物圈通过进化来抵御和适应变化的长期能力。但事实证明,它也是无法准确衡量的。

拯救生物多样性
地球生态边界方法让人们将注意力集中在那些使全球生物多样性下降到危险水平的因素上。但梅斯认为,这种方向从根本上说是错误的。她说:“我不认为生物多样性存在全球性边界,即使有的话,我们距离这个边界也很遥远。”她认为,这个错误来自认为生物多样性可以通过一种简单的方式来衡量。
梅斯说,我们应该关注的是地区边界。如果某个地区的生物多样性下降了,它在这个地区会产生很多影响,但可能不会影响其他地区。对任何地区来说,“安全”的人类作业空间可能包括众多的野生物种、较高的森林覆盖等,它们能够使我们免受气候变化等威胁。
尽管存在各种不确定性和分歧,但几乎所有人都认为目前地球的生物多样性正在下降,人类应该对此承担责任。也有很多研究人员乐观地认为衰退不一定是终点,在一个物种真正濒临灭绝之前,我们仍然有希望将它们挽救回来。
梅斯说:“我们无法逆转灭绝,但我们可以逆转丰度下降,良好的保护干预可以扭转物种的下降趋势。”即使那些被认为已经灭绝的物种,也可能只是隐藏在某个地方,没有被我们发现。
作为地球生态系统的一分子,人类应该重视生物多样性下降为我们敲响的警钟。拯救生物多样性,就是拯救人类自己!
濒危物种红色名录
《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》是关于全球生物多样性状况最权威的数据库之一,最近仅报告了866起物种灭绝事件,还不到名单上所有91 000个濒危物种的1%,相比地球上估计的物种数量,可以忽略不计。名录上有757个物种被列为“可能已灭绝”,但是还有44448个物种被列为“无危物种”,没有灭绝的威胁。
在没有人为干预的情况下,物种灭绝行为已经持续了数十亿年。为了评估人类在其中的作用,我们需要知道灭绝的背景或自然速率。从化石记录来看,通常为每年每百万个物种中约1个物种灭绝。
然而,我们目前对生物多样性下降的了解,大多只涉及一些大型动物或受到关注的动物,如哺乳动物、鸟类和两栖动物等。世界自然保护联盟名单上的5488种哺乳动物中有25%受到威胁,41%的两栖动物和13%的鸟类也处于危险境地。
尽管物种灭绝率是衡量生物多样性危机的一个标准,梅斯却认为,虽然很多物种正在走向灭绝,它们的丰富性在降低,但实际上真正灭绝的物种很少。
世界自然保护联盟还发布了“红色名录指数”,以更详细的图片形式,追踪哺乳动物、鸟类、两栖动物和珊瑚的灭绝速度,从脆弱到濒临灭绝、极度濒危、在野外灭绝和灭绝。根据这一标准,生物多样性明显在下降。
被忽略的软体动物
2015年,法国的几个保护生物学家在一篇论文中指出,世界自然保护联盟的红色名录包含了所有已知的15 528种鸟类和哺乳动物,但140万种无脊椎动物中只有1%上榜。这其中,还有超过25%被归类为“数据不足”。那些经过评估的物种往往属于体形更大、更有魅力的群体:蝴蝶、蜻蜓和珊瑚等。他们总结道,对无脊椎动物基本上没有进行评估。
根据世界自然保护联盟的报告,软体动物作为无脊椎动物的一个群体,受到了最严重的打击,744个物种中有297个被列为灭绝物种。淡水贻贝、腹足动物大量灭绝,特别是在偏远岛屿上孤立进化的蜗牛。它们都受到了入侵物种和栖息地破坏的严重影响。
软体动物可能特别容易灭绝。但如果它们的命运是其他无脊椎动物群体的代表,那么该法国小组估计,自1500年以来,这些物种中多达13%已经灭绝。
1970~2012年,地球动物种群数量平均减少了50%。
地球上58.1%的陆地的生物多样性遭到破坏。
1375个鸟类物种濒临灭绝,占调查总数的13%。
5488个哺乳动物物种濒临灭绝,占调查总数的25%。

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