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物种消失后自然界的恢复能力被严重高估 -- Nature's capacity to 'bounce back' when species are lost is vastly overestimated

一项全球分析发现,人类长期以来高估了自然界在物种消失后自我恢复的能力。研究者汇总了世界各地的数据,对自然界失去物种后能够重新回弹这一假设提出质疑。结果指向更严峻的现实:物种一旦从群落中消失,留下的空缺往往难以由其他物种补上,原有的生态功能与相互依存关系也随之改变。

正文

一项同类最大规模的全球研究发现,认为生态系统有大量后备、少数物种灭绝无大碍的想法被严重高估。伦敦国王学院和帝国理工学院领导的新研究警告,生物多样性匮乏会威胁粮食安全和气候保护,因为多样生态系统提供授粉、净水、碳储存和天然害虫控制等人类依赖的益处。该研究由伦敦国王学院、帝国理工学院联合自然历史博物馆和艾伦·图灵研究所完成,发现生态系统的“备用”能力远少于先前设想,海洋可能是损失最大的。

Image 9: Sadie Harley

生态系统

Image 10: Robert Egan

生物多样性的益处很少趋于平稳

研究发表于《Nature Ecology & Evolution》,整合了423项已发表研究和222,829个数据点,覆盖陆地、淡水、海洋和河口生态系统,数据库规模超以往最大努力的两倍。在23类生态系统服务与功能中,多数益处随生物多样性稳定上升,而非在少数物种存在后趋于平稳。这表明功能冗余(物种相互替代使损失无害)被高估了。首席作者、伦敦国王学院地理讲师 Emma Moffett 博士说:“我们的发现挑战了那种安逸假设:生态系统有大量备份,丢几个物种无关紧要。在我们考察的大多数生态益处中,数据不支持这点。生态益处随多样性上升而持续攀升,也就意味着物种丧失时它们会下降。”

海洋碳储存依赖多样性

Image 14: Can a passing black hole disturbance leave a trace in Hawking radiation?

Image 15: Bacteria use collisions to navigate crowded environments, micro-maze experiments reveal

海洋碳封存(从大气捕获并储存二氧化碳于海水和沉积物)对所有测得服务中呈现最强烈的正向响应。这意味着所谓蓝碳汇——海洋和海岸生态系统如珊瑚礁、盐沼或红树林——依赖维持从浮游植物到将碳泵入深水的微生物食物网的多样海洋群落。作者提醒该结果基于少量数据集,是目前知识的紧迫缺口。Moffett 补充道:“海洋结果让我们震惊。海上碳捕获对生物多样性的响应比任何其他测得项都强,却是我们发现最少研究的领域之一。如果世界指望蓝碳助力气候变化,海洋生命不能沦为事后考虑。”

Image 16: Vanillin provides a sweet solution for chronic wound healing

Image 17: Blue light could cut food poisoning from raw chicken

Image 18: Yosemite's meadows can be restored, but it will take time and effort

Image 19: Rising heat linked to faster telomere loss in wild Australian birds

Image 20: What a locust can teach us about how neuromodulators alter odor processing

Image 21: Quantum interactions may have locked early universe's fields into existing energy states

Image 22: Forests are dying along North Carolina's coast—and it's speeding up

Image 23: Rare insect discovery reveals a new species from the dinosaur age

并非所有服务都依赖多样性

Image 24: Global bird study reveals declining ecosystem resilience

Image 25: Diversity is key to ecosystem stability, says 20-year study

Image 26: Action needed to avoid mass extinction, say global team of experts

有些生态服务是例外。抵御海岸洪水和侵蚀等危害的保护对生物多样性相对不敏感,因为常依赖一两种基础物种,如稳定沙丘的灌木。作者主张保护须平衡维持整体多样与守护不可替代的基础物种。

Image 27: Children born today will see literally thousands of animals disappear in their lifetime, as global food webs collapse

Image 28: Global species loss: Biodiversity study highlights the devastating human impact

Image 29: The cost of ignoring the biodiversity crisis: Research highlights 'invisible' wildlife benefits that people could lose

Image 34: Extinct bovine species discovered in Siberia reveals lost relative of yaks

帝国理工学院生命科学系进化生态学副教授 Will Pearse 博士说:“我们已知生物多样性通过提供食物、净水、净空气等支持人类。但这模型给了我们精确全球图景:现在能预测各地生物多样性提供的益处,更易识别和利用这些益处。”

全部23类服务与功能的数据库和模型预测公开可用,以支持政策规划。团队还将数据库与 IPCC 社会经济情景下的生物多样性预测挂钩向前看。模型预测,农田生物害虫控制(由害虫天敌免费提供)在化石燃料驱动发展路径下比低化石燃料路径下降,在人口快速增长和发展水平较低国家损失最剧。

评论

讨论整体接受了"物种消失后生态位不一定会被重新填满、系统也未必回到原状"这一前提,分歧随之转向两处:修复工作是否仍然值得投入,以及"自然平衡"这个前提本身是否成立。少数人则主张放弃平衡术,直接按人类需要改造环境。

物种不会因为栖息地恢复而自动回归

  • 多年溪流修复的经验:栖息地可以重建,但有些物种已经没有可迁入的来源(较多人)
  • 北美鳕鱼是典型案例——过度捕捞后实施管制,种群并未回升,只是稳定在低得多的水平,生态位被其他鱼类、水母等占据(较多人) > 它们把鳕鱼原来的位置占住了,种群就此停在一个低得多的数量上(@comrade1234)

"自然平衡"是把控制论幻想投射到自然界

  • 争论的关键其实是时间尺度:靠演化重新填补空缺以百万年计,不该用几十年的尺度去期待(较多人)
  • "自然均衡"被指为上世纪五十年代系统论想象出来的产物,与经济学里的理想人假设同构,用完美模型去归纳现实,结论常常与观察直接冲突(较多人) > 我们能用系统论的语言去建模世界,但这些模型对真实世界未必有多少解释力(@317070)
  • 有人借小说里马尔科姆的独白收尾:自然本身会没事,需要担心的是人类(少数人)

即便如此,修复和野化仍然值得做

  • 重建栖息地能减缓甚至阻止濒危物种消失,也让生态系统在面对气候变化冲击时更有韧性(较多人)
  • 动机可以既是利他也是自私的:希望后代拿到的是一个能住、能享受的地方,而不是要替我们收拾的烂摊子(较多人) > 我有孩子,也有亲戚的孩子,我想留给他们一个能生活的地方(@themaninthedark)
  • 行动路径上,有人提到昆明—蒙特利尔全球生物多样性框架由一百八十八国在 COP15 通过,建议推动本国领导人坚持执行(少数人)

与其和自然做平衡术,不如按人类需要改造自然

  • 宇宙的默认状态就是没有生命,等太阳终结,这一区域也会回到常态,所谓"自然状态"并不神圣(少数人) > 与其搞平衡术,不如继续把世界改造成对我们更方便的样子,比如把水引到沙漠里(@OroPla)

这篇研究算不上严肃科学,动机只是道德直觉

  • 批评者认为它只是统计了生物多样性与几十种因素之间的相关性,不足以支撑因果结论(少数人)
  • 人们似乎不好意思承认,自己的理由其实就是"我喜欢生物,不该把它们赶尽杀绝",而这已经足够正当(少数人) > 不必为动机是基本道德直觉而感到尴尬(@slibhb)

对"灭绝所有蚊子"的保留

  • 有人坚持带病蚊子该被消灭;也有人表示,正是"生态位不会自动补上"这一点让他对这类主张犹豫(少数人) > 这正是让我对"杀光蚊子"犹豫的地方(@octol)

有价值的补充

  • 原论文图 2 列出了二十三个类别,图 3 显示其中二十个对生物多样性有正向效应;碳封存排名靠前且陆地研究明显多于海洋,"学习与灵感"是个让人意外的类别(@flowerthoughts)
  • 所谓"生态系统"其实是星球上任意划出的一块区域,而天气是全球性的——也许我们只面对唯一一个全球生态系统(@bcjdjsndon)
  • 有人提醒我们正处在第六次大灭绝之中,近四十年的下降幅度即使放在个人一生里看也非常剧烈(@mempko)