• WAP手機版 保存到桌面加入收藏設為首頁
科技資訊

反思生境喪失導致的滅絕問題

時間:2020-08-21 09:53:52   作者:   來源:新浪科技   閱讀:117   評論:0
  生境大小如何影響生活在一個群落中的所有物種的多度(abundance),深挖這個問題可以帶來生態學上的洞察,對于制定策略促進生物多樣性也很有價值。Chase等人在《自然》期刊上撰文報告了一項研究結果,或有助于平息長期以來關于生境面積與生境所能容納的物種多樣性之間關系的爭論。

  人類活動造成的土地變化是全球變化的一個主要組成部分。自然生境的喪失降低了當地物種的多樣性和多度,它與1600年至1992年間全世界三分之一以上的動物滅絕有關。生物多樣性和生態系統服務政府間科學-政策平臺(Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services)的一份報告估計,目前有50多萬個物種——約占所有陸地物種的9%——可能缺乏長期生存所需的生境數量。如果這些物種消失,將會損害許多關鍵的生態系統服務,如授粉或是對害蟲或致病因子的控制。 

  生境喪失對生物多樣性的影響通常是根據面積和物種豐度(richness)之間的關系來估計的——150多年前首次被描述。這種看似普遍的關系很簡單:特定生境的面積越大,其中容納的物種越多,不過物種數量隨著面積的增長是非線性的。由于一個地區的資源有限,其中生態相似物種的個體數量也是有限的。因此,當一個生境失去部分面積時,對于許多物種來說,它也就失去了支持足夠大的種群生存的能力。隨著土地利用加劇,生境面積減少,這些物種就會滅絕[8]。

  Chase及其同事提出了一種簡潔利落的方法,來說明占據不同大小生境斑塊(patch)的群落動態。作者沒有只考慮每個生境碎片中的物種總數,而是側重于從這些碎片中獲得的樣本中不同物種的數量和相對多度。這樣可以直接比較生態群落的結構,同時避免了考慮到大面積和小面積取樣所需工作的差異時可能出現的問題。作者的方法還允許比較所有物種的個體相對多度的變化,這是對與生態系統動態相關的群落結構的衡量。

  得益于這種方法,Chase等人可以區分三種可能因生境喪失而發生的變化模式(圖1)。在“被動采樣”模型所描述的模式中,群落的結構在大塊和小塊的生境碎片中保持不變。因此,無論生境總面積大小如何,每個樣本都展現出相似的物種豐度(richness,物種數量)、多度(abundance,個體數量)和均勻度(evenness,不同物種的個體分配情況)。在這種情況下,物種減少將會映射經典的物種-面積理論下的生境面積損失,而整個生境碎片中的物種總數將完全取決于其大小。

  其他兩種模式被描述為生態系統衰落類型,這種假設認為在生境縮小的過程中,與生境面積的損失相比,會出現不成比例的高生物損失。有一種生態系統衰落是由于個體損失過多而發生的。較小的生境碎片與較大的生境碎片相比,每個樣本包含的個體較少,所有物種都受到同樣的影響。由此產生了這樣的群落:小塊碎片中的物種較少,但小塊碎片和大塊碎片之間單個樣本的物種相對多度沒有變化。

  另一種生態系統衰落是由于物種相對多度的不均衡變化加上物種損失造成的。在這種情況下,現存的物種對生境損失有不同的反應,因此小塊碎片中的物種多度比大塊碎片中的物種多度相對上升或下降。在來自小塊生境碎片的樣本中,物種的相對多度變得更加不均衡,因為一些物種在數量上的優勢增強了,使群落變得貧乏,進而造成物種貧乏。

  Chase等人利用全球約120個人類改造過的景觀的數據表明,一般情況下,來自小塊自然生境碎片的樣本與來自大塊碎片的樣本相比,前者包含的個體更少,物種更少,物種多度更不均勻。這一結果與生態系統衰老的泛化模式是一致的——主要是因為均勻度下降(見圖1),無論研究的是什么生境或生物,該結果都是成立的。這意味著自然生境的改變會引起生態系統動態的重大功能變化,而不僅僅局限于種群和物種的喪失。因此,目前根據被動采樣模式對與生境喪失相關的物種滅絕進行估算時,可能不僅低估了受威脅或已經消失的物種數量,也低估了喪失這些物種對生態功能和生態系統服務提供所造成的影響。

  生境喪失后造成的生物多樣性變化會改變許多生態過程,最終造成災難性影響,加速滅絕進程。不過,局部的滅絕往往不是立即發生的。一些物種會持續存在,只是伴隨著多度下降和種群動態下降——被稱為“滅絕債務”(extinction debt)——一直持續到最后的個體消亡。這會導致物種多度分布不均,Chase及其同事的方法生動地證明了這一點。他們的分析揭示了少數“優勝”物種和大量的稀有物種,前者在小塊生境中主導群落,后者中的許多可能正在走向滅絕。

  衰落的物種可能會被來自鄰近人類改造景觀的其他物種所取代,特別是在生境邊緣,從而產生所謂的“邊緣效應”(edge effect),這種效應在小塊生境碎片中相對更為重要。事實上,在土地改造的早期階段,小塊碎片中的群落比大塊碎片中的群落更不同于原始群落,隨著時間的推移,小塊碎片中的群落與大塊碎片中的群落越來越相似,因為它們逐漸從土地改造的影響中恢復過來。根據Chase及其同事的研究,在大塊碎片和小塊碎片之間發現的多樣性和物種多度的衰減程度,在較老的或“軟”改造的歐洲景觀中比在較新的、劇烈改造的北美景觀中要小。這表明隨著時間的推移,從人類改變的生境邊緣遷入的物種可能至少部分地補償了較大生境中本地物種所發揮的生態功能,從而使小塊生境碎片達到新的——但不一樣的——生態平衡。

  雖然這項工作強調了生境面積在維持生態系統過程中的關鍵作用,但卻很少探討這些過程如何因生境喪失而改變。來自較高營養級(食物鏈上層)的物種(如捕食者),與來自較低營養級的物種相比,需要更大的生境來維持其種群,因此較小的生境碎片所支持的個體數量可能不足以維持頂級捕食者或消耗者的種群,因此會產生較短的食物鏈并改變生態系統結構。營養級之間滅絕率的差異會導致生境邊緣的生態系統功能發生顯著變化,隨著自然生境面積的縮小,這會危及生態系統的功能和生態系統服務的提供。

  Chase及其同事的研究結果要求重新考慮這樣一項爭議:單塊大面積的保育區是否會比若干小面積保護區(總面積相同)保護更多的物種。目前的一些證據表明,一個連續的生境所容納的物種可能比總面積相同的許多小塊生境少。然而,與單一的大型保護區相比,這些小塊生境可能會發生巨大的生態變化,最終可能導致生態系統功能的大規模降低,長期而言,增加本地物種的滅絕率。

  Chase及其同事的方法很好地概括了這些影響的程度,但要確切地了解本地的生態過程是如何變化的,還需要更多的細節。這就要求超越對營養鏈的研究,去評估更復雜的食物網,而且要在日益縮小的生境內,收集有關物種功能性反應和性狀多樣性的變化的信息。最終,這些信息將揭示哪些生態過程正在衰落,以及這種生態系統衰落對維持正常的生物多樣性有什么影響。

上一篇:沒有了
下一篇:北極何時無冰?專家:可能20年后
相關評論
免責申明:本網站旨在相互學習交流,是一個完全免費的網站,部分原創作品,歡迎轉載,部分內容來自互聯網,如果侵犯了您的權利請盡快通知我們。
Copyright 2008-2019 我愛機械制圖網   站長信箱:jimmy8ly@gmail.com
亚洲国产日韩欧美高清片