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1958年,英国生物学家查尔斯·艾尔顿开始研究生物多样性在生态系统中扮演何种角色。他认为,多样性的增加可以使生态系统更加稳定与丰饶。
但直到人类发现自身的活动、生物栖息地被破坏和气候变迁引发多个物种灭绝后,艾尔顿的理论才引起注意。1993年,一场讨论生物多样性流失对生态系统有何影响的学术会议在德国举行。
全球相关领域的科学家,在会上讨论了生物多样性与环境恶化的议题。多数科学家都同意,生物多样性可能是调节生产力、养分利用和环境稳定性的关键因素。
如今,人们普遍承认保护生物多样性的重要性,但是大地上丰饶的物种正面临着气候变迁的严重威胁。这种威胁在生物多样性最为丰富的低纬度地区尤为明显。在那最为丰饶的地方,匮乏也最为醒目。如何避免生物大灭绝的惨剧重演,是人类与地球上所有生物面临的共同挑战。
纬度与生物多样性
现今地球上生物多样性的分布有一条人所共知的规律:在亚马孙和非洲中部的热带雨林,生存着种类繁多的生物,但若往地球两极移动,生物的种类数量就急剧下降。
生物多样性的纬度梯度,几乎成为自然王国中最普遍的特征之一,广泛存在于陆地和海洋生物中。地理条件、气候环境、生态特征等多种因素共同作用,导致了这样的生物地理分布。芝加哥大学生物学家戴维·贾布隆斯基认为,这是一个可以追溯到达尔文之前的基本问题。
1835年,当26岁的达尔文搭乘“小猎犬”号到访地处赤道附近的加拉帕戈斯群岛时,群岛上丰富且独具特色的物种让他惊叹不已。加拉帕戈斯群岛属于南美洲的厄瓜多尔,西班牙文的“Ecuador”就是“赤道”的意思,也有人直接把厄瓜多尔称作“赤道之国”。
加拉帕戈斯群岛横跨赤道,且受到秘鲁寒流影响,气候凉爽而干燥,再加上长期与世隔绝,动植物自行生长发育,种种因素造就了岛上独特而完整的生态系统。热带和寒带的动物得以在群岛上共同生存。早期的鸟或船,也把南美大陆的植物种子带到岛上,任其落地生根。
在加拉帕戈斯群島之行后,达尔文开始怀疑创造万物的超自然神力,转而致力于发展自然选择的物种演化理论。多样性生物成为了达尔文写作《物种起源》的灵感源泉,而这些太平洋东侧的岛屿也被称作“达尔文与上帝分手的地方”。
如今,在加拉帕戈斯群岛一共栖息着包括加拉帕戈斯象龟、加拉帕戈斯陆鬣蜥在内的700多种地面动物,以及包括加拉帕戈斯企鹅在内的80多种鸟类和许多昆虫。
事实上,生物多样性纬度梯度,并非总是存在于地球上。科学界通常认为,生物多样性从低纬度向高纬度递减的模式,主要存在于较冷的气候背景下,如晚古生代大冰期(长达8000万年)、晚新生代(包括现代)。这是因为在较冷的时期,地表气候沿纬度方向的变化更为明显,气候的纬度梯度也更为显著。
这些太平洋东侧的岛屿也被称作“达尔文与上帝分手的地方”。
不过,中国地质大学(武汉)的科学家宋海军的研究团队2020年发表在《美国科学院院刊》的论文,挑战了这个观点。他们的研究显示,无论是在气候较冷的晚二叠世,还是较温暖的中—晚三叠世,海洋生物多样性纬度梯度都十分显著。地表稳定的环境,有可能对维持热带地区的生物多样性高峰有重要作用。
发生在二叠纪和三叠纪之交(约2.5亿年前)的生物大灭绝,导致生物多样性骤降,促使生物古地理格局发生巨变。早三叠世极端的环境条件,进一步加剧了多样性纬度梯度的消失。
西伯利亚大规模的火山喷发,导致全球温度快速升高,还伴随着长期的异常环境事件,如陆地风化作用加强、陆源物质大量输入海洋、海洋缺氧等。这些环境事件都深刻影响了陆地生物多样性和海洋生物古地理格局。这意味着,地质历史时期的极端环境事件在生物地理格局演变中的作用巨大。
热带地区的火与泪
地球上生物多样性最丰富之处,也是生态环境最脆弱的地方。
加拉帕戈斯群岛的生物从大航海时代开始,就不停受到人类的侵扰。在1820年,达尔文到访的15年前,捕鲸船“埃塞克斯”号在加拉帕戈斯群岛的停留引发了一场不小的灾难。当船员都在查尔斯岛捕杀陆龟时,一名英国水手点燃的火苗失去控制,几乎整个岛屿很快陷入火海。逃回船上的船员报告说,在经过一天的航行后,仍然可以看到地平线上冲天的火焰。 即使没有这场火灾,人类对加拉帕戈斯群岛及附近海域自然资源的掠夺,也令人发指。来自欧洲各国的捕鲸者和海上皮毛商,把捕猎陆龟当作提供新鲜蛋白质的手段。原本加拉帕戈斯群岛的象龟有16种,经过人类几个世纪以来的捕杀,其中有4个品种已经灭绝。2012年,著名的“孤独的乔治”的死亡,标志着最后一只平塔岛象龟从地球上消失。
近年来,频繁的极端气候事件让热带地区生物的栖息环境变得恶劣。这些极端气候事件,很多都与人类活动有关。巴西国家空间研究所今年发表的研究指出,亚马孙森林这几年来频繁的火灾,主要是巴西政府不作为,放任人为砍伐所致。
发生在二叠纪和三叠纪之交(约2.5亿年前)的生物大灭绝,导致生物多样性骤降。
巴西亚马孙地区的毁林面积连续3年持续扩大。研究人员利用卫星影像,估算出受火灾影响的土地面积约有18万平方公里,受影响的物种包括11514种植物以及3079种动物。
受亚马孙火灾最大威胁的是灵长类动物,比如被列为濒危物种的亚马孙蜘蛛猴,它们几乎不在地面上移动或进食,其生存非常依赖森林。
近20年来,亚马孙蜘蛛猴的栖息地已有5%被烧毁。从生物学的角度来看,这个数字有点恐怖,很难想象再过20年或50年会发生什么事情。
澳大利亚的标志性物种考拉也受到严重威胁。
2019年到2020年发生在澳大利亚的火灾中,有超过3万只考拉在大火中丧生,1/3的栖息地被焚毁。科学家指出,有超过10亿只动物成为大火直接或间接的牺牲品。
栖息地遭破坏、干旱、火灾等威胁,近年来让考拉的野外生活危机四伏。澳大利亚考拉基金会的最新报告指出,考拉的数量在三年内减少了约30%,从2018年的8万多只,下降到如今的不到5.8万只。澳大利亚政府正在考虑,是否要将考拉的保育状态从“易危”调整为“濒危”,但至今未有定论。
伞护种的庇佑下
近年来,人类意识到生物多样性保育的价值。这其中最迫切的议题,就是防止物种灭绝。但是,人类的资源和力量有限,没有办法分门别类保护每一珍稀物种。于是,科学家建议将野生动物划分三六九等,把有限的资源分配给那些花费小、意义大的野生动物。
1984年,保护生物學领域的创始人之一、美国科学家布鲁斯·威尔科克斯提出了“伞护种”的概念。“伞护种”意味着选择一个合适的目标物种,它的生存环境需求能涵盖其他物种的生存环境需求;保护这个物种,也就同时为其他物种提供了保护伞。
实际上,早在1960年代的中国,“大熊猫之父”胡锦鑫就认为,野生大熊猫的活动区域,与雪豹、川金丝猴等珍稀动物的栖息地高度重合,因此在保护野生大熊猫的同时,也能为其他珍稀动物提供保护伞。中国在四川成立的王朗、卧龙等自然保护区,就以保护野生大熊猫为基本目标。
2016年,世界自然保护联盟将大熊猫的受威胁等级从“濒危”降为“易危”,这证明了中国在保护野生大熊猫上取得的成就。有科学研究显示,在伞护种大熊猫的庇佑下,同时生活在保护区内的96种哺乳动物、鸟类、两栖爬行动物也因此受益。
2016年,世界自然保护联盟将大熊猫的受威胁等级从“濒危”降为“易危”。
不过,以“伞护种”为生物保护的主要工具,一开始就备受争议。很多动物被当作“伞护种”,是因为它们容易吸引公众的关注,可以用于宣传。相较而言,能保护更原始而独特生态系统的无脊椎动物,则较少获得关注。
因为公众号召力和吸引力而被挑选出来加以保护的物种,在保护生物学中被称作“旗舰种”。大熊猫就既是“伞护种”,又是“旗舰种”。1961年,世界自然基金会成立的时候,就以大熊猫为标志。大熊猫黑白相间的毛色和憨态可掬的外表深受人们的喜爱,俨然成为了濒危物种保护的重要象征。
与大熊猫一样被当作“旗舰种”保护的,还有孟加拉虎、金狮面狨、非洲象、亚洲象等。只不过,很多旗舰种都没有大熊猫那么幸运,旗舰种野生动物虽然获得了公众的关注,实际的保护成效却不尽如人意。
2020年,13个仍有野生老虎分布的国家的部长承诺,将制定保育措施,在2022年之前达成野生虎数量翻倍的目标。但事实上,现在东南亚很多国家的老虎数量都比当年要少。柬埔寨、老挝与越南的老虎,近年来都已在当地灭绝。印尼、马来西亚、缅甸以及泰国的老虎数量都在下降。土地开发造成的栖息地遭破坏以及盗猎威胁,正在将苏门答腊虎、马来虎等物种逼向绝境。
把野生动物划分成三六九等加以保护,固然出于无奈,但若是因此觉得自己就是自然的管理者,恐怕就太过天真。越来越多的研究发现,洪水、野火等天灾也如同降雨、弱肉强食或花粉传播,都是自然过程的一部分。
实际上,不是人类在为生物多样性撑伞,而是生物多样性为人类的生存条件撑起一把巨伞。