作者:韩扬眉 来源:中国科学报 发布时间:2023/9/6 18:26:54
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生物多样性危机,谁之过?

 

生物多样性丧失已成为全球危机和挑战,究竟是什么原因导致的?哪些地方的生物多样性更容易受影响?

9月4日,《自然—生态进化》刊发了美国亚利桑那州立大学Jeffrey D. Haight团队及其合作者的最新研究对城市化因素和自然因素共同对生物多样性格局的影响进行了研究。该研究利用了美国城市野生动物观测网络的数据库,该数据库在美国20个城市725个地点设立了红外相机观测点,研究发现,城市化梯度越高,生物多样性越低;越热和植被越少的区域,城市化导致的生物多样性丧失更快。

同一时间,复旦大学青年研究员刘佳佳受邀在该杂志发表评论文章,刘佳佳表示,这一研究具有很大的启示意义。它告诉我们,城市化对热带地区(通常生物多样性更高)生物多样性丧失的影响可能被低估了,值得更多研究。此外,在全球变暖的背景下,城市动物会面临更大的来自食物、水和捕食的压力,使城市化导致的生物多样性丧失速率会加剧。

不少研究表明,城市化的加速会导致大量的能源消耗和温室气体排放,会加剧全球变暖,而全球变暖对生物多样性带来的打击难以逆转。人类活动和全球变暖,究竟谁给生物多样性带来更多的“挑战”?

“事实上,全球变化不仅导致物种多样性下降,也会导致物种的性状发生快速变化。动物性状的变化会影响个体适合度,对生态系统功能和人类福祉都产生巨大的影响。”过去多年来,刘佳佳长期从事生物多样性研究,取得了一系列研究成果。

早在2012年,刘佳佳关注到动物体型在变小的问题,不过,他更想了解在动物体型平均值下降的背景下,体型变异程度是否也会下降。

他假设,动物个体数量也会下降,可能体型变异程度也会下降。事实是否如此呢?他和团队成员调研文献发现,过去的研究都是基于种群内个体体型的平均值。

“平均值是种群的性状对环境最适应的状态,平均值下降表明性状的最优状态发生了变化,但是这些研究忽略了体型的变异值变化。”刘佳佳告诉《中国科学报》,种群内是否还保留了大体型的个体,是否还有若干体型较小的个体,以及这些个体体型的分布状况是如何的,这些信息是平均值所不能反映的。

而种内性状变异——种群内个体之间的体型差异,能反映种群长期变化更多和更全面的信息。

他们基于VertNet数据库,研究人员共收集了302种兽类超过37万个兽类个体的数据,和78种鸟类1.4万个个体的标本数据。研究发现,在1880年到2020年间鸟类的平均体长下降了10.1%,兽类平均体长下降了3.13%,虽然整体看着较为平缓,但是结果极其显著。

而与之相反,接近63%的兽类和75%的鸟类的种内性状变异都呈现上升的趋势。总体而言,鸟类的种内性状变异上升了30.7%,兽类的种内性状变异增加了9.6%。这一研究今年发表在《自然—生态进化》杂志。

令刘佳佳感到意外的是,并不是所有的物种种内性状变异都增加了,不同物种增加的幅度也不一样。那是什么因素决定了这些物种的种内性状变异变化格局呢?

研究人员通过分析物种自身的功能特性指出,如体重、产子数量等可能会影响种内性状变异的因素,以及人类影响因素如是否被人类利用,是否会利用人工生境等指标也是影响因素。

“我们发现,最重要的因子是人类是否捕猎利用这些物种,也就是说人类活动是影种内性状变异变化的重要因素。”刘佳佳说,人类捕猎总是倾向于以大个体目标,留下来较小的个体,这也会导致种群内平均体型变小。

这种变化带来了恶劣影响。刘佳佳认为,种内变异增加可能表明对不确定环境的不准确评估,平均适合度会下降,甚至在短时间内,新的性状极值反而是一个进化陷阱,不利于种群的长期生存。另外,许多动物体型变异程度增加只是因为大体型的个体由于其生命周期长可能还存活,但是随着这些个体的死亡体型变异程度可能会进一步下降。

无论是城市化的影响,还是人类猎捕行为,都在影响着生物多样性。在刘佳佳看来,我们还有拯救的希望,比如提高城市植被面积,特别是本土树种的数量,会显著缓解城市化带来的不利影响。

又如,变异程度变大表明物种的恢复潜力还在,适应多变环境的能力增加了,能缓解体型均值下降带来的负面影响,降低灭绝风险,目前来说,可能还是一个好消息。

刘佳佳表示,目前我国生物多样性无论是在研究、保护和政策制定上都取得了重大进展,但是还需要长期的持续监测研究,建设系统的生物多样性数据库(如城市生物多样性数据库,标本性状数据库),并揭示生物多样性长期变化的内在机制,从而为制定有效的保护政策提供理论依据。

 

相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41559-022-01967-w

https://www.nature.com/articles/s41559-023-02166-x

https://www.nature.com/articles/s41559-023-02164-z

 
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