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生物多样性:破坏与修复的平衡(1)
http://www.100md.com 2014年11月1日 《百科知识》 201421
     自工业革命以来,人类大量使用化石能源,增加了温室气体排放,导致气候变暖比自然变迁中的变暖和变冷更加猛烈和间隔周期更短。此外,人类生产和使用的大量化合物,如杀虫剂、除草剂、化妆品、药物、洗涤剂等排放于自然,也导致了对自然和生物多样性的损害。

    但是,地球和大自然也在以最大的自我修复能力来弥补人类活动导致的生物多样性受损。现在,这两种力量的较量可能走到了一个节点。

    生物多样性的减少

    人类活动导致生物多样性的减少已经有太多的事例,但是,最近披露的一些人类活动导致物种减少的结果仍然让人触目惊心。

    尽管欧洲制定了关于保护环境的物种多样性的法定农药浓度,但在这种被视为对环境有保护作用的农药浓度的使用下,生物多样性仍然在下降。德国研究人员的一项研究表明,农药残留已经严重破坏了无脊椎动物的多样性。大量使用农药导致无脊椎动物,如蜉蝣和蜻蜓等生物的锐减。
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    德国水生生态学家米哈伊尔·别克托夫和其同事研究并分析了德国、法国和澳大利亚等地的农药残留与物种多样性减少的关系。他们调查了在德国中部的23条溪流,法国西部平原南部的16条河流和在澳大利亚南部维多利亚的24条溪流。根据3种不同程度的农药污染程度,研究人员把这些河流和溪流分为3类:未受污染河流和溪流、轻度污染河流和溪流及高度污染河流和溪流。

    结果发现,在德国和法国高度污染河流和溪流比未受污染的河流和溪流生物品种少了42%;澳大利亚高度污染的河流和溪流无脊椎动物的数量与未受污染河流和溪流的无脊椎动物的数量相比,最多减少了27%。这一事实说明,即便在环境保护做得比较好的地区,人类生产的多种化学物质也在进一步造成生物多样性的减少。

    气候变暖也对海洋和水生生物的多样性造成了威胁。

    美国斯坦福大学的克罗克等人发现,人类活动导致的全球变暖主要体现在大气和环境中的二氧化碳浓度的升高,同时也引起海水酸性增强,由此影响和减少海洋生物的多样性。为了研究二氧化碳对水生动物多样性的影响,他们选取了靠近意大利的伊斯基亚岛附近的海水为研究对象。这些海域的浅水层位于地中海板块上的火山口,大量的二氧化碳由此喷出,并以该地为中心形成一个海水化学梯度,越靠近喷发口,酸性越大。
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    海水的酸化对由碳酸钙构成壳体的生物的影响最大,它们的壳体会在酸性水域中被消融掉。蜗牛、蛤蚌、贻贝和扇贝在极酸的水域未见踪影;附着于岩石生活的小蟹类、海胆、基围虾也消失不见;在酸度比周围水域适度高些的中间地带,一些蠕虫难觅踪迹。在海水酸性最强的地方,即使相距1米,物种的变化也非常显著。

    但是,海水酸性增强并非总是削弱动物的生存,如无脊椎动物会沿着酸性浓度最大的喷发口到方圆200米开外的酸性分布带形成栖息区。但是,总体而言,海水酸性增加会影响到整个海洋生态系统,使生物多样性减少。因为,随着小蟹类、海胆、基围虾等生物的减少,以它们为食的鱼类和大型海洋生物也会因此而减少。

    2014年5月6日,美国白宫发布的《国家气候评估》指出,由于人类活动造成气候变暖,物种,包括许多标志性的物种可能在其生存的地区消失或灭绝,改变了一些地区的植物和动物组合。

    所有这些都表明,人类活动导致的环境污染、气候变暖以及过度捕捞等,已经造成了生物多样性的减少,这对人类的生存并非好事。
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    自然的自我修复能力

    尽管人类的活动造成了环境污染和全球变暖的加速,并因此而导致生物多样性的减少,但是,大自然也在用较强的自我修复能力对地球上的生态损害进行修补,一些研究结果正在揭示这一点。

    生物多样性一般可以通过α、β和γ多样性指数来反映。α多样性指数主要关注一个相对均匀的区域生境中的物种数目,也可称为生境内的多样性;β多样性指数则指沿环境梯度变化,不同生境群落之间物种组成的相异性,β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性。γ多样性则用于考察区域或大陆尺度的生物多样性,常用区域或大陆中的物种数量来衡量,也称为区域多样性。

    与人们印象中的生物多样性日益减少的事实相反,现在研究人员发现,从极地到热带,从海洋到陆地,很多地方的物种数量甚至有所增加。英国圣·安德鲁斯大学的玛丽亚等人仔细查找了世界各地多年之前跟踪和统计的物种检测研究,选择了100年中包含超过35000个不同物种的观测,其中最早的数据可追溯到1874年,但更多的数据集中在过去40年。
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    他们的研究发现,几十年来许多地方的物种数量一直没有太大的改变,反而有所增加。近80%的生物群落在物种组成方面发生了变化,59%的生物群落的物种多样性增加了,41%的生物群落的物种多样性有所下降。研究人员认为,全球物种在快速周转,导致新的生物群落出现。这些情况也表明,随着生物多样性的丧失,生物多样性也开始变化,并且得到修复。

    生物多样性的变化甚至呈现加速趋势。例如,几乎80%的群落在物种组成方面表现出实质性变化,平均每10年有约10%的变化,明显超过由各种模型所预测的速度。在地球上,生物物种正在进行巨大的周转,由此而产生新的生物群落。

    与此同时,一些地方性的生物群落多样性也在增加。例如,在美国的佛罗里达州,蚂蚁的多样性就增加了,其中大约30%的蚂蚁都不是本地的,它们主要是从热带地区意外地被引入,现在组合成为当地群落的一部分。

    此外,过去的研究表明,珊瑚是气候变暖的最大受害者之一,由于海水酸化,许多珊瑚死掉,而珊瑚的消失又让鱼类、蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物和甲壳动物等失去了栖息地,导致海洋生物的减少。但是,玛丽亚等人的研究发现,衰落的珊瑚礁可能由其他藻类取代,因此能保持海洋中的相同的物种数目,以保持物种的数量和多样性,但是珊瑚的减少也可能不会让渔业和旅游业像过去那样受益于珊瑚礁。

    当然,生物多样性的周转和取代还可能发生其他一些情况。例如,随着海洋变暖和污染的加剧,凤尾鱼可能会减少,但是却会出现更多的可怕的水母,这也是一种物种的替换或取代,以此来保持物种的多样性。, http://www.100md.com(刘宁宁)
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