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环境问题与物种灭绝：人类的心理原罪——禅的行囊（之八十四）
罗非 2018-2-7 10:50
导读：人类自从农业革命以来，就学会了 “ 使用 ” 其他动植物来替自己牟利。在此之前，人类在狩猎采集时代，和其他动物的生存方式并没有本质的区别。同样是寻找机会，抓住自己能够抓住的动物，或者采摘能够找到的成熟植物果实和种子。但进入农业时代，人类开始蓄养驯化了的动物，集中种植 —— 也可以说是蓄养 —— 驯化了的植物。并且在此过程中，不断对这些驯化的动植物加以人工的选择，于是就逐渐产生了远远不同于原本的野生种群的动植物。 学会了驯化和选择动植物之后，人们开始学会了剥削和压迫。在采集狩猎时期，猎手和猎物的地位经常是互换的，因此动物之间都是平等的。人类采集植物的产品，而人类的产品也供植物作为养料，因此人和植物也都是平等。农业革命改变了这一切。人类开始觉得，自己拥有远远超过那些被驯化的动植物的地位。在那些物种面前，人类开始扮演神一般的角色。于是人类不再尊重这些动植物，而是开始肆意剥削和压迫他们。这是人类农业革命以来数千年间，不断破坏环境、导致物种大量灭绝的精神根源。 随着人类能力的发展，工业革命、科技革命和信息革命的进行，人类对自己超然的神格越来越有自信。于是人类不仅变本加厉地压迫和剥削其他物种，也开始压迫和剥削同为人类但能力发展稍逊的群体。起自早期人类王国中的奴隶使用，继之以对佃农、工人和白领阶层的剥削。未来则或许是对机器人、生化人和复制人、克隆人的剥削。尽管随着生产力的提高，这些神格群体也逐渐有了更多的剩余资源，允许被剥削的阶层能够过上越来越好的生活；但和神格阶层拥有的资源相比，这一切都只是九牛一毛。 人类所拥有的生产能力，早就能让全球七十亿人口都过上衣食无忧的生活；然而，为了维持自己神一般的超然地位，神格群体刻意拉开了与所谓 “ 中产阶级 ” 和贫困线以下的阶层的距离。这一切，又是为什么呢？ 由于人类在认知革命以前的数百万年历史中，都只是居于食物链中游，那种受压迫、受奴役几百万年的经历，给整个智人群体的无意识中制造了巨大的自卑。以至于一旦智人自认知革命开始日益强大并走出非洲，这个由于极度自卑而急于证明自己的优越的种族，就不仅在短短时间内横扫全球，灭掉了所有其它的人类族群，消灭了地球上绝大部分大型动物，而且变本加厉、愈演愈烈地奴役其它动植物，乃至奴役同为智人的其他能力发展稍微滞后的群体。 这一切，都只是为了弥补数百万年以来形成的巨大自卑心理，给自己的神一般的高出一等不断制造出各种各样的证据。 这，大约就是人类的原罪。 难怪神说，傲慢是罪。 ********************** 从河源往回走，我们决定就近前往来时路上看到的几户藏族牧民的帐篷。这时，向导突然从肩袋里掏出一把手枪，并挥手示意让我躲在他身后。我完全懵了。向导也不多说，伸手指着远处让我仔细看。只见前方的帐篷附近出现了一排小黑点。小黑点冲着我们所在的位置快速移动着，越来越大，眨眼之间变成了十几只凶悍无比的藏獒，咆哮着冲了过来。眼看藏獒到了身前，向导举枪朝空中放了两枪，藏獒受到震慑，止住来势，围着我们开始转圈。紧接着，向导用另一只手从包里掏出一捆一头坠着金属重锤的长绳，在头顶上挥舞起来，很快荡成一个大圈，并逐渐放长半径。凶悍的大狗们在重锤的呼啸声中一步一步向后退着，最后竟被逼出了十米远。有了这段足够的安全距离，向导带着我，在流星锤的护佑下缓缓朝帐篷走去。终于，帐篷里的牧民发现了我们，于是喝退藏獒，向导也收起了手枪和流星锤，上前寒暄。 牧民掀开帐篷的一角，邀请我们进屋做客。我跟着主人钻进帐篷，在厚厚的地毯上坐下。帐篷中央的火盆里烧着干牛粪，不一会儿，身上渐渐暖和起来。向导对主人讲述了我们的遭遇，主人没说什么，起身在门口放着的酥油桶里舀了一大勺，投进灶上的茶壶，然后又放进去一块砖茶。 喝完滚烫的酥油茶，向导终于开口说明来意：我们想租两匹小马，骑回到越野车抛锚的地方与同伴会合，估计那时候车也修得差不多了。没想到牧民拒绝了我们的请求。眼下冬天刚过，这个季节是马身体最虚弱的时候。他说，马是牧民最重要的财产。然而，经不住我们反复的哀求和纠缠，牧民最终还是极不情愿地同意借马了。他牵出两匹马给我们，另有一名牧民骑马同去并负责把马带回来，谈好的价钱是二百四十块。 三个人骑行在青藏高原的冻土带上，一路无话。这时，我突发奇想，决定把我会唱的唯一一首西部牛仔歌《小牛快跑》教给我的两名藏族同伴。这首曾经长年回荡在得克萨斯大草原上的民歌在我的即兴改编之下变成了这样： 清早出门兴致高，碰见个小伙儿实在俏。他骑着马儿满山跑，佛珠手中握，毡帽脑后飘，一边跑来一边叫：无比太哎哟①！小牛快跑！掉队可不好！无比太哎哟！小牛快跑！跑到西藏咱们就到家了！ 唱了几遍之后，牧民和向导已经基本能跟着哼哼了。虽然要想教会他们前半部分的歌词基本上没什么希望，但是到了那句 “ 无比太哎哟 ” ，两人都立刻亮开嗓门加入了合唱。接下来，牧民唱了几首藏族牧歌，向导也跟着唱了起来，此时我便只有跟着哼哼的份儿了。
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拿什么来拯救经典生物分类学
热度 26 huayanc 2017-2-26 08:52
拿什么来拯救经典生物分类学 陈华燕 分类学家是一个濒危物种！这是比利时皇家自然科学研究所不久前在其网站上挂出的一篇文章的题目（ https://www.naturalsciences.be/en/news/item/6633 ）。这篇文章随即被中国科学院动物研究所的朱朝东教授贴在他发表在科学网博客上题目为《分类学者濒危》（ http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=536560do=blogid=1032723 ）的文章里。朱老师的博文介绍了中国生物分类学的现状，观点基本与比利时皇家自然科学研究所的文章描述的一致：分类学家已像他们要保护的很多物种一样，自身也成为了濒危物种。朱老师在文中还介绍了一些可以推动我国生物分类学发展的建议。朱老师的文章在生物进化与系统学的微信群里引起了激烈的讨论，各路分类学家纷纷出谋划策。朱老师的那篇博文并没有被科学网精选，但目前也有了 4 千多次的阅读量。如果被精选的话应该会有更多的人看到。可喜的是，朱老师昨天发的博文《生物分类学者之神仙说》（ http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=536560do=blogid=1035703 ）讨论的是同样的话题，终于被科学网精选，希望有更多人关注这个话题。 我看到朱老师的第一篇博文时就想写点什么来和应一下，因为我也一直关注这个话题，而且感同身受。无奈当时正在准备紧张的博士候选人资格考试。没想到的是，有关经典分类学的话题竟是笔试题目之一。现在笔试已考完，那就来说说我的一些经历和想法吧。 起初我给这篇博文起的题目不是现在的题目，而是《逃离经典生物分类学？》。我想表达的意思是，我也不知道我是否要逃离经典生物分类学。仔细思考一下，这个即使是带问号的题目也有点不符合我行事的信条。我更愿意，与其诅咒黑暗，不如划亮一缕光亮。即使我也不知道该怎么拯救这个濒危的学科，但如果有机会，我定会身践力行的贡献一份力量。 其实比利时皇家自然科学研究所的文章和朱老师描述的现象并不是什么新鲜事物，而是自上个世纪 90 年代起就被学界所广泛讨论的分类学困境：世界性的缺乏可以记录和描述地球上的生物多样性的分类学家。全球目前已知近 200 万种生物，这是分类学家几百年的发现成果，但是自然界中存在的物种比已知物种的数量多得多，目前科学家的估算是 500 万至 3000 万种。也就是说，有更多的种类等待科学家的发现。最近看一篇文章，开篇的一句话非常有意思，大致说物种灭绝就在我们的眼前发生。我觉得说的不够确切，如果物种灭绝就在我们眼前发生，说明我们是知道是哪些物种灭绝掉的，但事实上，由于自然界自身的演化和人类的活动，有很多物种还没来得及被发现就已经灭绝了，我们根本就不知究竟有多少种是灭绝掉了。 地球上的生物多样性是人类生存与发展的基础与福祉。分类学几百年的发展才发现地球上已知物种很少的一部分，随着全球气候变化和环境的恶化，更多的物种面临濒危或灭绝，急需更多的分类学者为人类的福祉努力奋斗。然而，生物分类学作为曾经的科学之皇后（物理学是科学之王），已渐渐沦为边缘学科，俨然成了岌岌可危的科学之奴仆。分类学的濒危，归根结底是因为分类学是生物学的基础研究，它的经济价值极大的被政府，各机构的决策者，甚至生物学其它领域的科学家所忽略，他们正在使用着分类学家的研究成果却认为这是免费的。人们需要分类学，却不愿意买单。后果就是，提供给分类学家的资金越来越少，分类学的工作岗位也越来越少，这就是分类学困境形成的原因。 分类学困境的形成是可以理解的，但分类学困境的继续恶化应该是令人费解的。人们越来越意识到生物多样性的重要性，而且有越来越多的人关注生物多样性。毫无疑问的是，人们对分类学的兴趣是不缺乏的，因为分类学是发现生物多样性的前提工具，而且人生来就对周边的其它生物感兴趣，可以说人人都有成为生物分类学家的潜质。然而并没有更多的人成为专业的分类学家，而且越来越少的年轻人愿意选择分类学方面的职业。简而言之，分类学的困境就是分类学后继无人。除了前面提到的资助少，岗位少的原因外，年轻学者不愿意选择分类学还有另外的原因，那就是，现行的不合理的科研成果评价政策。这就是我想说的有关自己的经历和想法。 前面提到我不知道我是否会逃离经典分类学，这是真实的感受。我从硕士研究生开始，学的就是经典的动物分类学，专攻寄生性的膜翅目。我喜欢分类学并且觉得分类学很有趣，用我的博士生导师 Norman F Johnson 教授的话说就是：世界上最美妙和最令人惊叹不已的事情莫过于检视一批刚刚采集的标本并且发现一种可能从来就没有人见过的新物种！ 3 年的硕士学习，走过半个中国的大山寻找虫子，那些采集虫子的日子给我留下了美好的回忆，并将让我终生受益；结识了学界最著名的国内外学者，极大的开阔了我做科学研究的视野。从那时起，我就心里默认，昆虫学就是我的最爱，我将以此为职业。 2013 年我到浙江大学参加昆虫学博士研究生面试时， 6 个学生中，我是唯一一个学习经典分类学的。虽然当时面试我的十来位教授知道我已决定放弃浙大的机会而到美国求学，有好几位教授再三建议我，千万别放弃分类学的学习，哪怕我的研究工作会涉及到昆虫学的其它方面。我当时是不怎么理解老师们为什么会有这样的建议，而且我一直笃信我喜欢分类学，应该不会改变研究方向。 但最近我困惑了，我不知道我的坚持是否是正确的或者是否是值得的。来了美国之后，我依然做经典分类学，同时也开始用分子做生物进化与系统学。我花了一年时间来整理了新世界区一个寄生蜂属 Calliscelio （图 1 ）的种类，检视了超过一万头标本，共发现了 42 个种，其中 38 种是新种，最近发表在了动物分类学国际权威杂志 ZooKeys 上（ http://zookeys.pensoft.net/articles.php?id=10935 ）。所有认识我的科学家都说我做了非常不错的工作，甚至我们博物馆的新闻经理要采访我们这个工作。可是看看我发表文章的杂志的影响因子，再看看国内单位的招聘要求，这篇文章基本上是对我找工作毫无作用的。 ZooKeys 的影响因子不到 1 （但这个杂志基本是发表动物经典学文章最好的杂志之一，在本专业的口碑还是很好的），按中科院的杂志分区是属于 4 区的，而国内很多单位的招聘要求是根本就不考虑 4 区的文章，发了也相当于没发，才不管你的文章在专业内有多大的影响力，招聘单位只会数点数和篇数。 2016 至 2017 年度，我在 ZooKeys 上发表了 2 篇长论文和 2 篇短论文，共描述了 70 种寄生蜂，其中包括 46 种新种。美国加利福尼亚自然科学研究院最近有个新闻说他们单位的学者 2016 年共发表了一百零几种新物种，而我们几个人发表新种的数量就快达到了他们的一半，我们是否也该上一下新闻呢？但是，一看杂志的影响因子，我就尴尬了，我发的论文简直“一文不值”。这就是我困惑的原因。你比别人花了更多的时间，比别人更努力，换来的评价却是：毫无价值。 可是，我们的工作真的毫无价值吗？我并不这么认为。而且我相信从事经典生物分类学的学者们都不这么认为。正如朱老师的博文中指出的，以及众多科学家认识到的，经典生物分类学的工作不应按现行科研评价标准（唯影响因子点数论）来评判，因为即使最有影响力的分类杂志的影响因子也很低，同其它学科相比，按影响因子点数来评判经典分类学的工作有失公平。如果非得按影响因子来评判，分类学文章应该得到应有的引用，因为现行的惯例是生物学的各个学科在使用物种名的时候根本就没有引用发表这个物种的文章，严格意义上说，这可以算是学术不端。如果每个物种的名字被提到时都必须提供引文的话，分类学杂志将成为影响因子最高的杂志之一，因为翻开每一篇生物学文章，不可能不提到某个物种的种名。从这个视角来说，分类学文章的影响力应该比其它文章的影响力更大，因为一个物种被正确发表后，将永远被引用，只要有有关这个物种的研究正在进行。 所以，回到本文的题目，拿什么来拯救经典生物分类学？从一个仍然希望可以坚持分类学工作的年轻学者的角度来看，请改变现行的科研评价方式吧，不要再唯影响因子点数论，而更多的通过同行评议来根据该分类工作对本学科的贡献大小来做出评价。 图 1. Calliscelio suni 。这个种存在很多种内的变异，因此我用孙悟空的姓（ sun ）来命名，寓意这个种像孙悟空一样能变化多端。给新物种命名是经典分类学最好玩的部分之一。
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论文学习与分享：物种多样性、灭绝速率、分布和保护
热度 4 zhuchaodong 2016-3-14 20:57
原文： The biodiversity of species and their rates of extinction, distribution, and protection 原文网址： http://science.sciencemag.org/content/344/6187/1246752.full 学习与试译：功能昆虫群研究组 综述概要 背景： 政府间生物多样性和生态功能科学与政策平台（ IPBES ）的主要功能之一是“对生物多样性知识进行定期和即时评估”。 2013 年 12 月， IPBES 的第二次全会批准了一个项目，在 2015 年启动全球评估工作。生物多样性公约（ CBD ）和其它五个和生物多样性相关的公约都将 IPBES 作为科学与政策的接口。因此，在生物多样性公约 Aichi 战略规划 2011-2020 目标的评估过程中，这些 IPBES 的评估将非常重要。作为该评估的工作之一，我们对真核生物物种的多样性、灭绝速率、分布和保护进行了综述。我们记录了我们已知的信息，这些信息可能和我们不了解的信息不同之处，以及这些不同如何影响生物多样性统计。有趣的是，几个目标明确提到“已知物种”，毫不含蓄地申明了一些未知的知识。我们开始问这样的问题：有多少已知物种，同时有多少尚未描记。然后，我们考虑多少行动人为提高了灭绝速率。因为不同的生物群落包含了不同数目、不同易感程度的物种，物种的分布的影响因素较大。灭绝速率如何变化取决于威胁在哪些地方、如何扩散，以及保护措施是否有应对。 进展： 最近的研究已经阐明最脆弱的物种在哪里栖息、人类活动在哪里并如何改变地球、这些如何导致物种灭绝。这些数据越来越容易查阅，从而科学和政府之间的透明度越来越高。植物、陆生脊椎动物、淡水鱼类和部分海洋类群的分类名录已经足以用于评估它们的状态和我们知识的缺陷。我们最了解的物种有巨大的分布区域，也是这些区域中最普遍分布的物种。大多数已知物种只有较小的分布区域，一般它们都是较新发现的物种。即使是在很熟知的类群中，非常小分布区域的物种数目急剧增加。它们分布非常局限，也非常不成比例地受到威胁，甚至已经灭绝。现在的灭绝速率是历史背景的 1000 倍，高于以前的估计。这样的估计可能可能仍然是低估了实际的情况。将来的灭绝速率将取决于很多因子，增长将常态化。综上：尽管保护区得到很快发展，但是这些努力可能没有生态上的代表性，也没有最优地保护生物多样性。 展望：持续推动最近建立的许多在线数据库，把它们和土地利用、海洋利用及物种分布不断涌现的数据进行整合，生物多样性评估才可能有所进展。哥伦比亚和巴西整合数据后开展保护实践的例子可参见 www.savingspecies.org 和 www.youtube.com/watch?v=R3zjeJW2NVk 综述全文 摘要： 最近的研究阐明了濒危物种在何地生存、人类如何并在哪改变地球，及如何导致物种灭绝等问题。我们评估了物种、分布和状态等统计参数。大部分物种尚未被描记。那些人类了解较多的物种分布广泛。但大部分已知物种分布范围比较局限。它们通常聚集在某一地理范围内，因而容易受到威胁或已经灭绝。现今的物种灭绝速率约为历史参考水平的 1000 倍。将来该速率的变化取决于诸多因素，且呈上升趋势。虽然物种保护区近些年来取得迅速发展，但是它们在生态角度并不具代表性，且不能最优化的保护物种多样性。 IPBES (Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services) 四大功能之一即是对生物多样性方面进行及时和常规的评估。 2013 年 12 月，其第二次全体大会通过了于 2015 年启动全球和地区生物多样性评估的决议。 CBD （ Conventionon Biological Diversity ）和其它四个生物多样性相关的大会均采用 IPBES 作为科学与政策的对接平台。因此这些评估将对衡量 CBD 相关 2011-2020 生物多样性目标策略等产生重要影响。它们将会采用 CBD 对生物多样性的定义，提出定义涵盖了基因、物种、生态系统等多个生态层次（ Norse 等）。作为贡献之一，我们将对真核生物物种多样性、灭绝速率、分布和保护等方面进行综述。 有趣的是，许多研究明确称“已知物种”——如果不含蓄的话，则非常明确地包含了不完整的相关知识。因此，究竟存在多少真核生物？对于陆地植物而言，现有 298900 个被认可的物种名， 477601 个同物异名， 263925 个种名尚待确定。由于已确定的种名占 38% ，因此有理由预测尚待确定种名的比例与此相同。由此推测，还另有 100000 种有待最终确认，从而总计约会有 400000 被定名物种。模型预测还有 15% 尚待发现。因此，陆地植物物种总数应会超过 450000 种，比传统估计的数目要多。 对于动物来说，近期的各种回顾已经证实了此问题更为棘手。大约一百九十万的物种被描记，然而其中绝大多数物种仍然被忽略。 Costello 等人估计大约会有 5± 3 百万物种； Mora 等人则估计约有 8.7 ± 1.3 百万物种； Chapman 估计一千一百万； Raven 和 Yeates 等人估计五百万到六百万的昆虫物种； Scheffers 等人则声称由于和昆虫和真菌物种的不确定性会导致无法预估一个合理范围。对于海洋生物物种的估计则包含 2.2 ± 0.18 百万， Appeltens 等人则估计约有 70 万到 100 万的物种，其中 22 万 6 千个物种已经被描记，还有剩余 70000 个物种留待描记。 对于物种多样性的关注源自于太高的物种灭绝速率。我们将现有物种灭绝速率同没有人类行为之前的进行比较，发现人类的行为加剧了物种灭绝。那些濒危物种局限于特定的地理位置，所以我们进一步考虑是否它们的生物地理学。考虑到现有的分类系统还不是很完善，我们也将考虑到未被描记的物种和已被描记的物种在地理新分布和灭绝风险系数的种种差异。为了便于更好的理解物种灭绝速率是增加还是降低，我们也考虑了这些导致灭绝的威胁的成因和具体发生地，并且考虑了高效有力的保护措施是否会降低这些风险。我们的结论建立在现有知识体系中一些重要空白领域的理解基础之上。 物种灭绝的背景速率 考虑到物种数量的不确定性和仅有一小部分物种被纳入到物种灭绝研究的范畴里面，我们的表示方式将会是基于时间序列的灭绝速率，也就是每百万物种年的基础之上的统计数据 (E/MSY) ，而不是物种本身的绝对数量。对于一些近期的物种灭绝，我们参考他们最早被成群科学报道的时间。这样，某些像渡渡鸟之类的物种由于灭绝之前没有报道，我们将会把此类物种排除在研究范围之外。举个例子， 1990 年以后分类学家描记了 1230 种鸟类，其中 13 种鸟类后来或者灭绝或者可能灭绝。这样，这个类群聚集了 98334 MSY ，也就是说平均物种被认知年限为 80 年，那么灭绝速率就是（ 13/98334 ） × 10 6 = 132 E/MSY 。 但是更难的问题是如何将这样的灭绝速率估计值和有人为影响的灭绝速率估计值进行比较。也就是说，背景灭绝速率的设定是什么。三种迹象表明之前每百万物种数量和每年的基础之上的灭绝统计数据 (E/MSY) 的表述太高了。 首先，化石记录提供了一种直接的评估灭绝速率的证据，但是预测的时间，地点和分类精度太低，主要用来评估类和属，无法触及到种。很多的物种是单种属， 然而这类物种却一样容易发生物种自身的灭绝。所以导致物种的灭绝速率和属的灭绝速率应该大致相同。 Alroy 发现新生代哺乳动物属级水平的灭绝速率约为 0.165 E/MSY 。 Harnik 等人计算了即将灭绝的物种在不同时段所占的比例。他们将这样数据转化成相应的灭绝速率，进而得出过去数百万年时间属级阶元灭绝速率为鲸目动物 0.06 E/MSY ，海洋食肉动物为 0.04E/MSY ，对于多样化的海洋无脊椎动物则为 0.001 （腕足动物）到 0.01E/MSY （海胆动物）。 其次，基于分子的系统发生学涵盖了很多物种和环境，相比于凤毛麟角的化石提供了丰富的研究材料和对象。举一个简单的模型为例，在一定的系统发生进化枝中物种数量的增加量 St 对时间 t 的关系是 St = S0 exp ，其中 λ 和 μ 分别是物种形成和灭绝速率。实际上， λ 和 μ 随着一系列复杂关系而变化。估计的平均分化速率 λ-μ 仅需要一些基本的数据支撑，但是是否能将物种分化时间和物种灭绝时间通过物种数量区分开来，还存在一定争议。对于那些热点研究领域，数据选择要求比较高以避免可能的偏见。在这种简单的模型中，世袭物种数量（ LTT ）的对数值将会和时间成正比关系，斜率将是 λ-μ 。现有时空条件的局限性，大多数物种的物种还没有足够的时间灭绝。 LTT 线条将会成为凹形，斜率也将逼近 λ 。这样就可以对物种灭绝速率和物种形成速率分别加以估计。 可惜的是，在 McPeek 编纂的众多研究中， u ＝ 0 ，则 80% 的 LLT 为凸形曲线。如果目前认定的亚种被认定为种，则较多比例的 LLT 曲线将呈凹状，使得 u0 。由此提示我们分类学观点在此扮演了容易混淆的角色，而不管用什么统计模型。一个比较重要的问题：究竟多大物种灭绝速率采用这些方法不能得以判断。通常，如果凹形曲线比较大，则其将占据主导地位，但相关的量化证据较少。 第三，物种多样化净速率广泛存在。植物的多样化速率中位值为 0.06 个新物种每百万年每物种，鸟类为 0.15 ，脊索动物 0.2 ，节肢动物 0.17 ，哺乳动物 0.07 。对单独支系而言，有些比较特殊，多样化速率大于 1 。 Valente 等对高速率进行了详细研究，发现 Dianthus ， Lupinus ， Zosterops 和非洲东部湖泊中的 cichilids 鱼等都大于 1 。 目前尚无证据表明在大多类群中存在广泛的、最近的、前人类的物种多样性衰减，因此物种灭绝速率肯定低于物种多样化速率。这与相关系统发育研究结论一致，即相比物种形成速率较高的物种灭绝速率并未检测到。这同样与来自化石数据的证据保持一致。因此， 0.1 E/MSY 可以作为一个可供参考的物种灭绝速率。 目前的物种灭绝速率 IUCN （ International Union for Conservation of Nature ）在濒危物种的红色名单中评估物种灭绝风险为最小风险、接近濒危、濒危物种的三个逐步提高的级别（容易受影响的、危险的、濒危的）、灭绝。截止 2014 年 3 月， IUCN 已经评估了 71576 中陆地和淡水物种： 860 种已灭绝； 21286 种濒临危险，其中包括 4286 种濒危物种。陆地濒危物种的比例范围可从 13% （鸟类）到 41% （两栖动物和裸子植物）。对淡水生物而言，比例范围可从 23% （哺乳类和鱼类）到 39 ％（爬行类）。 相关工作已经从 2% 的海洋生物被评估和 3.6% 的已知物种向外延伸。 Peters 等评估了 Conus 属， Carpenter 等评估了珊瑚类， Dulvy 等评估了 1041 种鲨鱼和 ray 。整体上， 6041 种海洋生物有充足的数据对其进行评估： 16% 濒临危险， 9% 接近危险。大多由于过度开发、栖息地丧失和气候变化。 评估物种灭绝速率的直接方法随着时间也在变化。 IUCN 红色名单种的分类情况变化源自相关知识的更新，因此红色名单指标计算衡量了一个给定类群灭绝风险的合计值，去除了不真实的变化。 Hoffmann 等研究表明：平均水平上，哺乳类、鸟类、两栖类的 22000 物种中有 52 种每年推动一个红色名单类群接近灭绝。如果两个连接类群之间的转化可能性相同，则灭绝速率为 450 E/MSY 。从濒危到灭绝的转化可能性较低，但是也有可能濒危物种没有收到合适的保护举措。 断代分析（ cohortanalyses ）推测平均灭绝速率是 100 E/MSY （表 1 ）。地区速率远高于此数值： 305 E/MSY （北美湖泊中鱼类）、 954 E/MSY （该区域的 gastropods ）、 1000E/MSY （非洲 Victoria 湖中的 cichlid 鱼）。 现代灭绝速率的研究均没考虑属的灭绝速率，但却可能与化石资料进行了比较。对哺乳动物而言，此速率是每 1 百万年 100 个属灭绝，对于鸟类则为 60 个属。 不完整的分类知识如何影响这些估算？考虑到许多物种还没有被描记及许多分布狭窄的物种最近才被发现，这些数字显然被低估了。许多物种在被描记前就已经灭绝。 1900 年后描记物种的灭绝速率远高于之前所描记的物种，反映了较大的稀有度。还有，新近描记物种中很大一部分濒临灭绝。因此，灭绝速率和濒危物种所占比例随着相关知识的增多而上升。这警示我们基于了解甚少的类群（如昆虫）最近所估计的灭绝速率远远低于真实情况，因为很多物种还没有被描记。 总之，现有灭绝速率（～ 100E/MSY ）和对已知物种可能的低估及对未知物种显然低估，提示我们灭绝速率很可能为 0.1 E/MSY 的 1000 倍。 全球物种灭绝的生物地理学 人类的活动导致了在陆地顶级捕食者以及其他大型生物的灭绝，以及海洋中大量掠食性鱼类资源的减少。例如，非洲大草原生态系统曾经的面积大约为 1.35 × 107km 2 ， 现在只有约 100 万 km 2 的区域还生活着狮子，其中可繁殖的种群只占少数部分。认识到这种区域（局域）物种消亡的重要性，我们着重于考虑不可逆的全球物种消亡以及哪些地域会发生这些情况。 一般模式 -“laws”- 描记物种的地理分布。首先，分布在小型地理范围的占主要部分。尽管许多生物类群实际的分布区域小远小于偏态分布， Gaston 建议用对数正态分布（图 .1 ）。在图 1 中，对大多数的生物类群，其中有 25% 的物种的地理分布区域小于 105 km 2 ，而两栖动物的则小于 103 km 2 。 即使如此，物种的分布区的大小还是被高估了。如图 1 假设那样，只要植物出现在 WorldChecklist of Selected Plant Families （ WCSPF ）所列举的 369 个区域中的一个，就意味着这个物种在整个区域都有分布。同样，如图 1 ，假定 Conus （芋螺属）物种分布在其地理限定的整个区域。这些估计区域的外部边界太大。当然，物种会被进一步分布于特定的栖息地内。 第二条规律是相对于广泛分布的物种来说，小范围分布的物种通常数量稀少。结合这两条规律会发现：首先，相比较于小范围分布的以及本地多度很低 的 物种，分类学家通常会优先描记记载广布的以及本地多度很高的物种。在巴西，即使是那些常见的脊柱动物，在 1975 年以后，超过一半被描记的物种的分布在不到 20000km 2 的区域中。 其次，由于大多数的物种还未被描记，其中的一个预期就是，在对此前未调查的区域采样会包含大量的未被描记记载的物种。我们应该对未被描记的物种的部分提供一个总物种数的估计。在实践过程中，分散地点的小样本包含了广布种、常见种以及一些稀有种。例如，在亚马逊低地的大约 6000000 km 2 的范围内采样中发现，在 227 种植物占据了一半以上的植株数，亚马逊地区应该是同质性的植物区系。然而，样本中包括 4962 个已知种，此外还有很多物种并不能被识别鉴定。亚马逊区域应该含有多达 16000 个物种。只有在量化采样工作中不断积累物种名单才能对地理多样化以及总物种多样性提供令人信服的估计。 相比于了解到底有多少种物种，物种分布的不确定性研究受到更多的限制。 IUCN 已图注 43000 个物种。其中近一半为两栖类、鸟类以及哺乳动物。最常见——但也是对生物保护信息量最少的地图就是物种的丰度。其中大部分的信息都是有关于广布的物种，而占绝大多数的小范围分布的物种几乎是看不见的（图 . S1 ）。地图中关于小范围分布的物种补充是十分必要的，例如小于中型地理分布范围的物种的丰度，或者一些简单划分的具有地方特色的区域。图 2-5 提供了哺乳类和两栖类、开花植物、淡水鱼类以及芋螺属的海洋蜗牛物种的案例。详细情况参见补充材料。还有与之相似的地图，包含了造礁珊瑚、沿海鱼类、大量海洋捕食者和无脊椎动物在内的共 845 种生物。 含有大量物种的区域，既有那些大范围分布的物种，也有小范围分布的物种。令人惊讶的是，拥有小范围分布的物种在地理上是十分集中的。亚马逊低地生活着全世界数量最多的鸟类物种，而小范围分布的物种则主要集中的安第斯山脉（ Andes ）（图 . S1 ）。即使在一个较大尺度上，淡水鱼类也会在途经森林的大河中达到它们物种多样性的最高值。一个令人意外的案例发生在东非大裂谷的湖泊中，鱼类的多样性非常高（图 . 4 ）。菲律宾拥有数量最多的芋螺属物种，小范围分布中的集中地则在其他地方（图 . 5 ）。其他的一些海洋物种也与之类似。 过去的物种灭绝主要发生在岛屿上，但现生的灭绝模式则会威胁到更广的区域。稀有种——广布但稀少（如顶级捕食者以及大型动物）或者小范围分布并经常本地稀少——主导了物种名录。小范围分布的物种相比大范围分布的物种更容易受到威胁。有趣的是，对于一个给定分布的范围大小，生活着小岛上的物种比大陆上的物种更易受到威胁，可能是因为岛屿物种多度更高。 相比于总物种数量，物种的濒危程度与小范围分布的物种紧密相关。因此应该有更多的信息关于现有濒危物种的生活范围以及那些地区的物种将来会受到威胁。 Myers et al. 提出了一个至关重要的独立的观点，对于那些高度集中的小范围分布物种来说，栖息地的破坏是最为严峻的因子。如同，小范围分布物种，生而容易受到伤害，还得承受着强加于它们的威胁。 Myers et al. 热点的定义综合考虑了最小数量的小范围分布植物物种和足够高的生境丧失威胁。 WCSPF 上的定量数据已经表明了这些区域。 未来物种灭绝的速率 造成物种灭绝的首要的驱动力来自于人类种群数量的增长以及日益增长的人均消费。这些趋势还会持续多长时间——在哪里以怎样的速率 —— 将主导物种灭绝的场景并挑战着为保护生物多样性所作出的努力。 在上个 10 年以前，大多数的关于物种灭绝的应用主要以简单的土地使用变化作为生物多样性丧失的主要驱动力，并采用了物种 - 区域相互关系的概念。例如， Pimm andRaven 预测：从现今到 2100 年，由于热带森林热点的砍伐，有 18% 的物种会灭绝。如果森林只剩下已划定的自然栖息地保护区的话，将会有 40% 的物种会灭绝。 直到最近，这些情景才被实证模型所验证。这些证据集中于全球性的或局域的脊椎动物：美国东部、南美大西洋森林以及孤立的东南亚。预计会灭绝的物种和已经灭绝的数目惊人的对应着近期的森林砍伐，以及上述的各种威胁。现在已有关于这些估计的理论依据的讨论。尽管如此，当仅依据森林砍伐去统计物种灭绝的估计都是十分保守的。理论预测了更多的物种灭绝可能是由于严重的生境破碎化导致的，并获得野外调查的确认。 Pereira et al. 整理并比较了多种未来物种灭绝预计的模型。令人震惊的， 6 套机制预测相差百倍的灭绝率。它们着重于不同的驱动力（土地使用变化、气候变化或者二者兼顾）、模型方法、分类学覆盖度、地理尺度。基于这个范围，迫切需要对现今已记录的物种灭绝速率预测进行验证。但只有少数研究去尝试验证。在此，我们认为未来利用新的有效的数据进行的预测可以减少不确定性。 气候干扰会导致物种灭绝，但是估计出的范围很大。 Thomas et al. 利用 了中度气候变暖模型 预测：到 2050 年将会有 15-37% 的物种将会灭绝。关于鸟类详细的研究预测了在 8750 种陆地鸟类中将会有超过 400 物种，在 2050 年以前将会经历一个大规模消亡的过程，有超过 50% 物种会灭绝。对于西半球的陆地鸟类，基于 3349 种鸟类现有分布区域的气候变化的预测物种的灭绝速率在 1.3% （升高 1.1 ℃）—— 30% （上升 6.4 ℃） 。 全球性评估认为气候变暖会导致 184-327 种山地鸟类（总共 1009 种）将会失去 50% 以上的生活范围，它们的生活的范围将小于 20000 km 2 。 Cheung et al. 使用全球气候模型来预测：由于海洋变暖，到 2050 年， 1066 种海洋鱼类和无脊椎动物物种的生存范围转移、灭绝以及入侵强度。它们预测向极范围（ poleward range ）的移动将会导致 4% 的热带和 7% 副极地维度物种的灭绝。物种灭绝的速率也在 4%-7% 之间。他们将这种比陆地更低的灭绝率归功于海洋中有更大的自由移动空间。封闭的海洋。如地中海，由于有不可逾越的障碍，可能形成特有种。他们既没有考虑其他的潜在的灭绝驱动力，如海洋酸化、过度捕捞或者无运动能力的固着生物如珊瑚。 在陆地上，由于几方面原因，气候干扰的影响仍然不清楚。一个关键的不确定性在气候干扰或者生境破坏一起对物种进行伤害或者是在不同地域单独的作用着，亦或者它们协同作用。气候干扰似乎是一个额外的威胁。一些研究结合使用物种——区域机制和气候变化作为物种减少的驱动力，并通过模型改变全球植被，认为 12% 的物种将会灭绝。其他的一些研究认为 7-24% 的植物物种将会灭绝。气候干扰的影响是复杂的。通过对 188 个预测的和 130 个实际观测气候变化进行 META 分析比较，认为 10-14% 的物种将会消失。此外，与环境的相互作用与内在的生物特性（如地理分布范围、体型以及繁殖率）也暗示了生物对于人类种群密度上升的应答（反应）将会越来越不确定。 另外的一个不确定性是 Pereira et al. 没有提及种群生存力和生境适宜性的模型。他们采用了间接手段，例如在文献中提及的现生范围的生境碎片。结合生存能力的手段提供了坚实的实证基础来预测灭绝风险。一些局域性的研究已经使用了这种方法，包括南非山龙眼科 Proteaceae 的研究。 最重要的是，只有少数实证检验。上述的方法是假定物种是极向运动的，去更高的海拔，或者更深的地方，使自身处于适宜的气候中。应用数十年来多次重复调查的数据，不同的研究发现植物、昆虫以及鸟类在上坡运动中存在明显的滞后现象。这些质疑了物种的命运，现在它们生活在以前气候条件范围的外部。此外，很少有研究考虑预测的地理范围从过去到现在的变化，然后对当前范围的校准并不总是找到令人信服的匹配。 对于水生物种来说，直接和间接生境改变，如污染以及已经非常广泛并不断持续的生境破碎化和河流的调控，是物种灭绝的主要驱动力。尤其对那些扩散能力较差的物种。现今的水生系统的改变已经破坏物种的生存能力，并且在一定程度上也没有防止其灭绝的有效措施。 外来物种，包含所携带的疾病是物种灭绝的重要因素，也是近期鸟类灭绝的主要元凶。当这些岛屿足够小时， 10% 的植物物种是岛屿特有的物种，并受到外来食草动物的威胁。据我们所知：现在还没有由于外来物种驱动的物种灭绝的速率的估计。这些灭绝会发展非常迅速并不可预计，正如外来蛇类对关岛特有鸟类的破坏以及尼罗河鲈鱼对维多利亚湖 200 种丽鱼科 （ haplochromine ） 鱼类的破坏和灭绝。 总而言之，只有少数关于未来物种灭绝实证检验的预测。典型的方案考虑了那些可以被预测 —— 由于森林砍伐或气候干扰导致的灭绝 —— 但不是潜在的重要过程 —— 疾病、外来物种、或者水文变化 —— 没有一个能够被简单的模拟。 如何通过保护延缓物种灭绝速率？ 未来的物种灭绝速率受到很多不确定因素的影响，尤为重要的影响就是保护措施可能会减缓物种灭绝的速率。例如，如果没有过去四十年内的保护，哺乳动物，鸟类以及两栖动物的灭绝率比没有受到保护影响的高 20% 。 自然栖息地的破坏对物种来说是个最主要的威胁。因此，保护区的保护水平和目的显著不同对减少物种灭绝启着至关重要的作用。 Aichi 目标 11 ，要求保护 17% 具有生态代表性的陆地和淡水生态系统以及 10% 的沿海和海洋生态系统，然而 CBD 全球植物保护战略（ GSPC ）目标 4 ，要求每个生态区域或者植被类型 15% 。 到 2009 年，共有 12.9% 陆地区域受到一定程度的法律保护。然而在 1985 年，保护面积不到 4% 。被保护的区域大多分布于人类活动较少的区域。 14 个主要的陆地生物群系的覆盖率在 4%-25% 之间。全世界 821 个陆地生态区，有一半的保护区域不到 10% 。 如今和将来一段时间内，如何很好地将物种保护在保护区域内对预测未来的物种灭绝速率有着重要的影响。 Rodrigues 等分析了世界保护区中受到威胁的哺乳动物、鸟类、两栖动物和海龟的数据库。总的来说， 27% 受威胁的两栖动物， 20% 受威胁的鸟类， 14% 受威胁的哺乳动物以及 10% 受威胁的海龟是生存在保护区域之外的。进一步的研究将设定研究分布范围成反比的尺度中的代表。例如， 100% 的代表性物种范围小于 1000km 2 ， 10% 的范围大于 250000km 2 ，在物种之间存在一个线性插值。 这些全局的差异分析存在一些替代性错误。诸如物种看上去出现过，但是它们并没有。这样就导致覆盖着较粗分辨率的物种地图和高分辨率的保护区边界。这会产生一种虚假的安全感：被认为很安全的物种可能面临着灭绝的危险。替代方法可以允许更高的替代性错误。虽然效率降低了，但是问题少了。因此，对于鸟类来说，保护区仅覆盖 49% 的地点来保护至少一个高威胁物种的全部种群数量， 51% 的重要地点来保护鸟类。 那么保护工作有效果吗？当然，有一些完全失败了。即使是非洲西部大型的国家公园中，狮子以及它们的猎物也在渐渐消失。对于淡水种群来说，有准备的保护并不是有保障的保护，总有来自外部的威胁，像是流向的改变，或是缺乏明确的管理条例。森林环境的保护通常是保持森林的覆盖率，比未受保护地区少的多的人为火灾，以及不超过预期的人口数量的增长。许多研究并不是直接评估动植物的种群数量，而是动植物生存的栖息地太小或者遭到过度的开发不能维持所有的物种生存。物种跟踪记录表明保护区的建立在防止物种灭绝中起到了实质的作用。全球物种有 50% 以上重点保护的位点在走向灭绝，只有一半的速度和剩下的不到 50% 的保护区域一样。 海洋生态系统的保护落后于陆地生态系统。一份 2013 年的评价报告表明大约有 10000 海洋保护区域（ MPAs ）存在，覆盖了 2.3% 的海洋。 Aichi 目标 11 允许“另一些有效的区域范围内的保护方法”。因此这个措施包括大型的渔业管理区停用一定的渔业齿轮，包括新英格兰、弗罗里达和新西兰地区。这并不是建立一个生物多样性保护体系。以新西兰为例，她提出了发展深海渔业，避免在一些重要区域的捕鱼。一个更为保守的评价估计仅覆盖了 1.8% 的海洋。 和陆地一样，海洋的保护区域覆盖也是参差不齐的。研究多集中于物种多样性威胁比较高的地区，如渔业区域，石油天然气泄漏区域。由于 200 海里以外国家管理的局限性，仅有 0.17% 开放海域受到保护，相当于 8% 的大陆架。沿海的珊瑚礁保护程度最好， 2006 年时 18.7% 已受到保护。然而，仅有 2% 被 MPAs 认为是具有足够的大小、一定的管理水平，以及一定程度的保护和沟通性。想要建立一个更大的，具有远程位点，如英国印度洋所属海域，在物种保护方面起到更大的作用，需要将 Aichi 目标定为 10% 覆盖率。海洋保护区域是个禁捕，强制的，古老的，庞大的体系。要维持海洋生物的物种多样性，深海的海水和沙石是功不可没的。 Aichi 目标 11 寻求 17% 的陆地生物的保护覆盖率，然而 GSPC 寻求保护 60% 的植物物种。它们最终目的是否一致？小范围的物种保护需要有效的土地保护，才能维持植物的多样性。 17% 选定的物种将包含 81% 植物物种的部分分布区和 67% 物种的所有分布区。如何预测 15% 没有描记的植物物种会怎样改变物种选择策略？ Joppa 等用物种描记的比例校正分类学的影响。结果表明未描记的物种在已经物种中处于一个很小的范围，当前的选择优先级不变。 植物优先匹配陆生脊椎动物。 89% 的鸟类、 80% 的两栖类、 74% 的哺乳动物生活在这些植物的优先保护区域。物种的百分比范围比中位数小，分别是 88% 、 82% 和 73% 。依据这些更新的数据， Myers 等的观察结果表明，如果作者选择的保护区域包括已认知的物种，那么在有限的领域内会保护其中的大部分物种。某些多样性高的淡水鱼类可以和多样性高的陆地相匹配。但是这样的一致性不能假定为：这一异常包括高多样性的恒河和湄公河淡水生态系统（图 . 4 ）。而且，淡水物种的保护需要景观管理以及用水要超出储备警戒线，以获得更大的储水量。 已知、未知，如何补救 我们充分了解并看到，对物种数量、分布和状态的忽视严重影响生物多样性的统计。有两个表明这样后果的例子：第一，植物中，大约 20% 已知物种被认为收到威胁。预计有 15% 还么有被描记的物种，几乎全部稀有，分布在栖息地普遍缺失的地方。这表明：植物物种 30% 受到威胁。气候阻断还会威胁到更多的物种。 第二， 632 个芋螺属物种中，只有 6.5% 受到威胁。另外 14% 数据缺乏，信息不足以评估它们的状况，通常这些物种稀少并分布在有限的地理范围内。只有获得更好判读它们受到威胁的知识，这些物种的分布图才能够有本质的变化。把研究范围的目标扩大到覆盖对 IUCN 红色目录 160000 种物种的评价是我们应该优先考虑的事情。 怎么才能获得更好地数据和知识？又怎么才能对学科的发展前景有较大的提高？怎么做？ AiChi 的目标是呼吁人们应该将 19 个数据广泛共享。最近， online 对这一目标进行了努力，他们收集了包括 GBIF 的 42 亿条记录和 1450 万个物种以及亚种的名字，还有海洋生物地理信息系统的 3.8 亿条记录和 11.5 万个物种。 Species 2000 寻求创建一个经过验证过的所有物种的名录，以及他们的生命之树以及时间树以提供他们之间的系统进化关系。 现在，分类学工作者正在研究费时但重要的同物异名问题，并他们所得出的分类列表以及所做的分类定论公布。这个大型数据库包括世界已知的海洋生物物种，该数据库已经审核了 22.1 万 95% 的海洋生物物种，包括鱼类数据库有 3.2 万种鱼类。 WCSPF 到目前为止已经评估了大约 110000 种植物物种。 新技术也有助推力。基因条形码使快速鉴别一个生物物种成为了可能。它利用生物具有微小性和唯一性的 DNA 序列。这样的鉴别手段每个标本成本仅需 1 美元。基因条形码技术相对于植物的运用而言显得更为困难。在动物分类中有数量庞大的未知物种，而分类学家却少之又少。基因条形码技术毫无疑问将会成为发现新物种的主要办法。这引发了一个这样的争议，那就是可能大量的物种不通过或罕有通过传统的描记被认知，而是基本通过基因条形码的技术被获知。这种具有发现新物种和解开集群的物种的潜力已经被人们所广泛认知。现在通过一批物种来做更高效益的基因条形码从而减少成本已经成为了可能。强大的新的统计学方法能评估某地区物种发生的数量， 有多少物种与其他增加抽样的物种存在重叠。 结合批量的基因条形码技术，在采样力度较差的地区，对那些未知的物种多样性可以获得一个可靠的评估结果，最直接的办法就是那里该物种的数量。 即使已经完成物种分布图，但是大量的未知物种仍然存在。在脊椎动物最多的南美洲，这几乎是一个研究中心，有数目众多的 GBIF 的动物记录。公共物种的地理分布图最重要的一个挑战就是人们去确认和修订它。 虽然 GBIF 是存放其它生物多样性来源数据的数据库，但是这些来源有待更多的注释。有些比如 Tropicos 很专业，拥有 420 万号标本。物种分布知识中增长最快的资料库来源于大量的爱好者提供数据。观鸟者是数量最多的， eBird 成为了一个国际储蓄库。在 2010 年已经有超过 10 万观鸟者和超过 1 亿的观测记录。这就允许做精密的动物分布图和以月份为单位的动物分布的动态变化。如此丰富的数据扭曲了更加全面的生物多样性的统计和评估，但也推动着其它非明星类群的研究。 要想做到有效，观测需要鉴定，而鉴定需要训练和技能的掌握。最近在图片共享技术和社交网络提供新的机遇和进展。就拿 iNaturelist 来说，应用程序让业余的观测者和专业工作者之间进行分工。前者通过智能手机熟练地分辨并上传图片，后者鉴定并编目，形成观测结果。在业余观察者和专家的合作中，现在在不同的分类单元中有了高质量的产物。 iNaturalist 已经记录了超过了 50 万条记录，而且也成为了较受欢迎的应用程序。不管在墨西哥还是在其他任何地方，众多小的数据将合并到国际生物多样性调查的大的数据库中。珊瑚礁的调查也是海洋生物多样性调查中产生的一个类似的进步。 大量不同来源数据，特别抽样数据，提供了大量的机会去监控大范围物种在时空上的变化。确切地说，这就是我们需要用来评估未来物种灭绝的情形。 近年来，数量和物种众多的在线生物数据库的增长速度飞快。这种趋势应该还会继续下去。 2009 年从美国开始，全球评估对陆地的监控采用多样的遥感技术。地球资源卫星的调查以及随后的地球资源丰富区的收集和校正工作的成果就是描绘了 20 世纪 70 年代的地球生物资源分布情况。 更有前途的做法是整合不同的数据来源。现在的研究已经可以通过有价值的地理分布和遥感技术对海拔和剩余栖息地的评估，同时整合种群的生境破碎化等数据来详细记述物种状态。图 6 就提供了一个例子。一个物种的生境的丧失和破碎化与森林砍伐的关系以及其发生的时间。它也显示森林在保护区以外的分布区域，在保护区内是如何丧失的，还有多来源数据用于监控的物种分布的潜在价值。 这些来源的数据可以对生物多样性进行持续评估，而且能够为这些数据提供一个模板以预测物种分布格局的改变。全球生物多样性监控现在可以转移到增加监测的范围和定期时段确定性的不同数据库的整合方面。这种进步将会使得科学家和那些制定政策的人去理解地球生物多样性的状态、趋势，以及受到的威胁，从而采取实际有效的行动来保护。
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关于“火山活动可能促成白垩纪物种灭绝”的讨论
lulingkxw 2015-10-13 17:25
2015/10/13 17:21:31 lulingkxw （3）在陨石撞击机制研究的领域，我们中国不仅有很好的样地——我们国家有许多“恐龙灭绝”遗迹的典型地区，特别是北回归线带；也有很好的综合思考方法。一旦我们把天文和地理结合研究（目前是分割的独立系统，需要把它们综合一起），我们就一定可以找到许多重要的理论突破契机。中国加油！ 2015/10/13 17:17:11 lulingkxw （2）其实，“恐龙”也没有真的“灭绝”，根据生物进化的规律，结合考古发现和陨石撞击时间空间间歇分布的规律，可以知道现代高级生物的祖先应该是经历过中生代的“恐龙”哦。 2015/10/13 17:16:01 lulingkxw （1）火山活动有两种，一种是原发性火山，另一种是继发性火山，人类很难亲眼目睹原发性火山——那是陨石撞击所导致的。 “恐龙灭绝”不仅是一块墨西哥湾的陨石撞击（包括陨石撞击所导致的火山活动）所导致，而是某个“造山运动”周期的、一个系列的陨石撞击导致的。 在所谓“恐龙灭绝”遗迹最典型的广东河源，6500万年~7000万年形成的岩层分布就非常广泛。这个年代的岩层在其他地区也有广泛的分布。这些岩层可不是从美洲飞过来的，也不可能因为其他自然过程——包括地震、继发性火山等自然过程而发生强烈的变质，它们是小天体陨落地表发生复杂的变质而成的。 火山活动可能促成白垩纪物种灭绝 尽管人们的普遍共识是6600万年前一颗巨大的小行星与地球的相撞促成了接踵而至的物种大灭绝（其中包括恐龙）。但新证据显示，这一撞击触发了更强烈的火山活动，从而进一步加重了物种灭绝。 对火山活动的这些新的测量可能是迄今为止最精确的，它们表明在撞击的5万年内，德干火山的爆发率有了急剧的增加。为了取得对该印度境内火山爆发范围内火山活动的了解，Paul Renne等人对火成岩矿物进行了高分辨率氩年代测定。这些数据与岩石分层结合揭示了该火山区域的某些分区在小行星撞击之前就已经有活跃的火山活动。 该研究组指出，那里的一个特定分区的火山平均爆发频率出现急剧下降，但熔岩体积（每单次火山爆发事件的熔岩体积）则有所增加，使得平均岩浆喷发率增加了约两倍。作者说，从高频—低容量喷发过渡至低频—高容量喷发表明岩浆管道系统发生了根本性变化。这种大容量熔岩喷发在物种大灭绝后持续了约50万年，它反映了物种灭绝和海洋生态系统初步复苏间的时间轴。因此，作者提出，白垩纪物种灭绝或源自小行星撞击和火山活动增加的叠加效应。 来源： 中国科学报 发布时间：2015/10/13 9:49:05 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/10/328494.shtm
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第六次物种大灭绝
duke01361 2015-6-21 16:42
第六次物种大灭绝？ 物种从来都是come and go ! 现在美国人基于脊椎动物物种灭绝提速百倍说第六次物种大灭绝已经开始了合理么? 不合理！迄今尚不能明确究竟有多少物种，估计有两万种左右。 仅以脊椎动物物种灭绝提升就说第六次物种大灭绝已经开始显然是不合理的。首先我们必须搞清楚世界上究竟还有多少物种，即物种的确切数量，搞清楚脊椎动物物种究竟会占到多少，是不是主要物种和多数物种，如果是，脊椎动物物种灭绝提速让人担心物种多样性的急剧减少。 物种之间也存在生态平衡现象，自然界中，某些物种的灭绝势必会相应有益于其他物种的繁殖。特别是优势物种之间的制衡被打破之后，比如一二三四五，上山打老虎，人灭绝了，老虎会相应增多...但反过来不一定成立，老虎越来越少，其他在老虎之下的物种数量会相应增加... 物种大灭绝的条件不符合这种物种之间的调整。第六次物种大灭绝只能是气候等非生物因素的彻底改变。但就目前人的智力进步来看，包括气候改变在内的非生物因素的改变很难灭绝人类。
个人分类: My Ideas|2016 次阅读|0 个评论
被创造的与被消灭的
Lewind 2015-5-27 16:18
　　《 大灭绝时代 》是我去年利用业余时间翻译的一本科普书。原书是我迄今为止读过的最棒的科学传播长篇作品，没有之一。所以，当这本书于今年夺得普利策奖时，我一点也不感到意外。 　　想要了解《大灭绝时代》所讲的故事，下面这篇我发表在《三联生活周刊》上的书评或许会有帮助。 　　另外，本周六（30日）在北京将有一场关于这本书的活动“ 被创造的与被消灭的——我们的大灭绝时代 ”，是由松鼠会组织的“科学一课”，将由我本人主讲。有兴趣的话，可以到松鼠会的 官方链接 ，或是 豆瓣链接 去看看。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 《被创造的与被消灭的》 在澳大利亚西南方向的大堡礁是地球生命创造出来的奇观之一，也是人类趋之若鹜的游览胜地之一。即便你没去过那里，一定也曾经在电视上看见过这样的景象：身着潜水服的人类像鱼儿一样自由地穿梭在五光十色的鱼群与珊瑚之间。 但是，很少有人体验过大堡礁另一面的壮美：太阳刚刚落山，海平面降至了一天中的低潮时分，你独自一人，或与三两好友相伴，漫步在平整的珊瑚礁上，它们像是随意拼接的一块块桌台，在刚刚没过脚踝的清浅海水下延伸到无尽的远方。在你的脚边，既有迟缓的蠵龟、变色的章鱼、困在浅水中的豹纹鲨，也有发光的水母、闪亮的海星、五颜六色的巨蛤，以及塞满珊瑚间沟壑的巨大海参。若你驻足远眺，无论望向何方，看不到岛屿，更看不到陆地，目力所及之处全是无边无际的大海。在你的头顶上，没有任何人造光线干扰的星空，闪耀着与远古时代一般无二的璀璨光芒。你会感到自己如同是站在已知世界的边缘，面对着一片从未有人类踏足过的异世界。 这便是在《大灭绝时代》一书中，作者伊丽莎白·科尔伯特用她细腻而动人的笔触为读者描绘的诸多亲身经历之一。刚刚获得了2015年“普利策奖”最佳非虚构类写作奖的这本书不是小说，但却比小说还要精彩。它带着读者行走于世界各地，亲眼目睹一批又一批物种发生在当下的灭绝过程；间或又沉钩史海，呈现了“物种大灭绝”这个科学概念的前世今生；同时还与众多不同领域的科学家一道，通过严谨的调查与分析，一环紧扣一环地追踪着导致大灭绝的罪魁祸首。或许在很多人意料之中的是，我们人类自己很可能就是这场新时代大灭绝背后的真凶；然而在很多人意料之外的是，自从我们人类开始行走于地球表面之上，便已揭开了这场杀戮的序幕。 对于物种大灭绝这种事情，即便是相信它的存在，大多数国人的态度仍是“事不关已，高高挂起”。世界如此之大，我们自己尚且生活在雾霾之中，而在地球遥远的另一面还有着大堡礁这样美丽的世外桃源，我们在自己家门口的所作所为又能有何影响呢？然而《大灭绝时代》告诉我们：每一个人生活方式的选择，合起来就可能对地球有着巨大的影响，甚至会毁灭远在地球背面的大堡礁。 众所周知，雾霾是燃烧各种化石燃料所致，主要来源是煤炭和石油。但欧美国家的成功经验证明，对化石燃料进行恰当的预处理，并采用环保的燃烧设备，基本可以阻止有害污染物的排放。然而谁都无法阻挡的是：只要通过燃烧来释放能量，化石燃料中的碳元素就一定会转变成二氧化碳释放到大气中，从而提高海洋中的二氧化碳浓度，令海水变得更酸。有多酸呢？海洋的平均pH值已经从工业革命之前的8.2降到了今天的8.1。这一改变看似微不足道，但pH值是个对数，也就是说，现在的海洋已经比农耕文明时代酸了25%。 在酸化的海洋中，首当其冲受到致命影响的，就是那些通过合成碳酸钙来制造内骨骼或外骨骼的“钙化者”，因为在越来越酸的环境中，碳酸钙更容易溶解而非沉积。珊瑚自然是钙化者中的一员。虽然游客们很难有所体会，但持续的生物学勘察表明，大堡礁在过去30年间已经失去了多达一半的珊瑚。而这种趋势还在延续之中：如果我们保持当前的碳排放水平，那么50年后，大堡礁上恐怕连一只活的珊瑚虫都见不到了。 实际上，或许根本用不了50年，全世界的珊瑚都将灭绝，从自然环境中彻底消失。《大灭绝时代》在众多的可能原因中列举了一些：藻类过度繁盛会与珊瑚形成竞争关系，而海产品的过度捕捞和农业种植的滥用化肥都助长了藻类的疯狂生长；陆地的去森林化导致河流携带了更多的泥沙进入大海，水体清澈度的降低不利于喜光的珊瑚的生长；全球气温升高导致海水温度也随之升高，令珊瑚体内的共生藻类产生对珊瑚有毒的氧自由基，从而破坏了对珊瑚的生存至关重要的共生关系。无一例外，这些原因背后或直接或间接，都有着人类的身影。 你或许会问：就算大堡礁明天就消失了又怎样？对我的生活有什么影响吗？某些极端的动物保护主义者出于对动物的爱与怜悯，难道就能不顾人的死活了吗？的确，有不少人误以为环境保护是为了给动物一片生存的空间，但事实上，所有环境保护的最终受益者，还是我们人类自身。要知道，物种大灭绝所带来的影响，很可能会超出我们的想象。在这方面最极端的例子就发生在大堡礁所在的澳洲，不过不是现在，而是在四万年前。地质研究表明，在此之前，澳洲曾经被繁茂的森林所覆盖，然而随着最早一批原始人类到达澳洲大陆，这里的各种史前巨兽的数量开始锐减，紧接着就是无穷无尽的大火，而后澳洲就成了今天的荒漠。从当前一些雨林地区的研究中，科学家得出结论：草食性巨兽的锐减会导致枯枝腐叶的堆积，使得野火变得越来越频繁，最终迫使易燃的森林被耐火的灌木物种所取代。 曾经有很多人质疑：原始人类低效的捕杀真能灭绝一种巨大的野兽吗？然而计算机模拟的结果表明，原始人类只需保持相当低的一个固定捕杀量，千百年内就能让一种巨兽的进化之路走到尽头。道理很简单，因为通常巨大的野兽繁育率都比较低，新生的后代根本抵不过人类经年累月的杀戮。无论是伟岸的猛犸或凶猛的剑齿虎，还是如同甲壳虫汽车一样的重甲犰狳或三四米高的巨地懒，在人类和时间的共同绞杀之下，它们都难以逃脱被赶尽杀绝的命运。就连已经学会了使用工具，与人类同宗同源的其他早期原始人类也是难逃一死。只不过，他们还有一点幸运之处：那就是通过与人类祖先繁育后代，把自己的一小部分基因永远地根植在了人类的基因库之中。 如果你觉得原始人类还未开化，太过残忍的话，其实今天的我们也不过是用文明的手段做着同样残忍的事情。我们创造了农业，喂饱了自己的肚子，农业却消灭了森林和湿地，以及生活在其中的生物；我们创造了通过燃烧化石燃料释放能量的方法，产生的二氧化碳却消灭了高山之上与海洋之下的生物；我们创造了公路和铁路，可以去往四面八方，路网分隔之中的陆上孤岛却消灭了需要大片生存空间的生物；我们创造了飞机，一日之内可以抵达世界各处，随着我们一起旅行的入侵物种和致病微生物却令各地的原住生物如同碰见外星生物一样束手无策，只有被消灭殆尽的命运。最终，我们所有的创造都成为了消灭的手段。 我们唯一没有创造出来的，就是能够与这颗星球上的其他生物互不侵扰的生存方式。这样的方式真的存在吗？《大灭绝时代》并没有给出答案。 其实，人类真正的问题在于：我们变化得太快。农业发展得太快，燃料燃烧得太快，路网建设得太快，飞机飞行得太快。这一切的太快导致了环境改变得太快。而地球上的生物，除了那些微小的以外，每一代都需要几年甚至几十年。它们依靠大自然的突变与进化，只能赶上大自然填山造海的速度，却永远不可能赶上人类创造变化的脚步。 那我们又能做什么呢？直到今天，人类还没有全体实现温饱，农业发展的脚步不可能停止。现代化的人类生活更离不开路网，离不开飞行，离不开化石燃料的燃烧。毫无疑问，人类走在一条终点确定无疑的不归路上，却并非人人自知——这或许才是《大灭绝时代》想要告诉我们的。如果有一天，孩子们都像通晓九九乘法表一样熟知人类在这颗星球上直接或间接的杀戮行为，那么他们那一代人的创造或许将以不危及其他生物的生存为前提。如果真有那一天，他们或许还有机会亲眼看到大堡礁。 不过，若是悲观地看，被自己创造的所消灭，或许就是人类可悲的宿命。但是，这绝非地球的终结。虽然我们迅猛地改变着地球，但与地球的历史相比，走在这条不归路上的人类恐怕只会是短暂的过客。在生命的进化史上，曾经先后若干次进化出了像珊瑚一样堆积出巨大生物礁石的动物，有些是珊瑚已然灭绝的远古亲戚，有些则是海绵或层孔虫，甚至还有一些是蛤。当人类终于从地球上消失之后，几万年的时间或许就能让一种海洋钙化者重新塑造出比大堡礁还要宏伟的生物礁群。只不过，到那时，是否还能有一个物种站在新大堡礁上仰望曾经照耀人类的那片璀璨星空，并感慨自身的渺小呢？ （完）
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[转载]2013年灭绝的10个动物
citizenscience 2014-1-1 11:28
原文出处： http://www.livingalongsidewildlife.com/2013/12/10-animals-that-went-extinct-in-2013.html 作者： David Steen Our extinction crisis continues; 2013 allowed us to safely conclude that we will never again see the animals listed below ( 2012 version here ). One of the last known photos of a Formosan Clouded Leopard; taken by Torii Ryūzō. The Formosan Clouded Leopard ( Neofelis nebulosa brachyura ) of Taiwan is now thought to be extinct . None have been seen in over thirty years, despite a recent and intensive 13-year effort to document one. We did just about everything we could to eliminate this animal; we destroyed their habitat, killed them for their skins, and got rid of the other animals they normally ate. They didn't have a chance. The Cape Verde Giant Skink ( Chioninia coctei ) , which hasn't been seen since 1912, has been declared extinct , although a jawbone from one of these lizards was found in some cat scat in 2005. However, since then the cat (i.e., house cat) population has increased substantially and, aided by rats and dogs, has likely wiped out the skink. The Sri Lanka Spiny Eel ( Macrognathus pentophthalmos ) is probably extinct . As recently as 1980 the species was considered common but it was likely done in by a non-native species of fish that ate many of them. The Eskimo Curlew ( Numenius borealis ) was once so abundant that the sizes of its flocks were compared to those of Passenger Pigeons. They now have something else in common. The last known Eskimo Curlew was observed in 1963; Canada is likely to decide it is officially extinct because it has been 50 years since one has been seen. Eskimo Curlews probably suffered from a decline in their locust prey as well as loss of habitat but the primary cause of extinction is thought to be overhunting. Indeed, the last known Eskimo Curlew was shot by a hunter in Barbados. The Southern Darwin's Frog (i.e., not the extinct one); by Mono Andes, Wikimedia . This year, scientists concluded that the Northern Darwin's Frog ( Rhinoderma rufum ), known only from Chile, is extinct . Closely related to the Southern Darwin's Frog ( Rhinoderma darwinii ), it was only recognized as a distinct species in 1975. The last one ever seen alive was found just five years later, in 1980. Fascinatingly, males of both of these frogs hold (er, held, in the case of R. rufum ) their tadpoles inside of them, as if they were pregnant (think seahorses). Based on previous sightings of these species and intensive surveys where they were known to occur, a group of researchers from Chile and the UK estimated that R. rufum blinked out in 1982. They were cautious though, and suggest in their study that the species should be considered critically endangered (and only possibly extinct). Maybe some frogs are still hanging on somewhere. The Santa Cruz Pupfish ( Cyprinodon arcuatus ) of Arizona has been declared extinct . This small fish was probably once found in a few small wetlands that disappeared due to water management practices that dried them up. The last (and only?) spring known to harbor the species was altered into a pond and canal many years ago. The altered habitats were then invaded by predatory bass, which did their part by eating a bunch of pupfish. A freshwater shrimp ( Macrobrachium leptodactylus ) from Indonesia found once in 1888 and never since has been declared extinct . The area where the shrimp was discovered has been heavily developed. This is a madtom, but not a Scioto Madtom; image by Ellen Edmonson and Hugh Chrisp. The Scioto Madtom ( Noturus trautmani ) , a small catfish known from Ohio, has been declared extinct . The species hasn't been found since 1957. Habitat degradation is the likely cause: runoff and increased siltation degraded the streams the madtom called home. Two butterflies known only from South Florida, the Zestos Skipper ( Epargyreus zestos oberon ) and the Rockland Grass Skipper ( Hesperia meskei pinocayo ) are likely extinct . Habitat loss and modification are probably to blame for the extinction of these two butterflies. The Western Black Rhinoceros ( Diceros bicornis longipes ) was declared extinct in 2011 but for some reason it received a lot of press in late 2013. Here is a comprehensive breakdown of how we lost this magnificent beast . It is just unfathomable, if not unconscionable, that we are responsible for causing a single species to completely disappear from the planet forever. Yet, we continue to do so over and over again. Extinct species have no future, they are gone to us and everyone that comes after us. Let's hope that our 2014 list is shorter than this year's. Did I leave something out? Let me know below. To learn about species on the brink of extinction, do not miss John Platt's excellent blog: Extinction Countdown . Check Out The Following Scientific Article For More on Darwin's Frogs: Soto-Azat C, Valenzuela-Sánchez A, Collen B, Rowcliffe JM, Veloso A, Cunningham AA (2013). The population decline and extinction of Darwin's frogs. PloS one, 8 (6) PMID: 23776705
个人分类: 公众科学新闻|2013 次阅读|0 个评论
假如“世界末日”被不幸言中-人造太阳计划
热度 2 duke01361 2012-12-17 19:16
假如“世界末日”被不幸言中-人造太阳计划 6500万前为什么恐龙会突然灭绝？ Mass extinction 会不会发生？ 依据以往曾经发生过的5次大灭绝和数次小规模的灭绝来看，我们人类确实有可能面临着“大灭绝”，人类会大灭绝这种可能性似乎是成立的，只是以什么方式灭绝上不可预测？ 我们现在的“气候改变”会严重影响陆地生物的分布和生存状况，造成的“物种灭绝”只能是渐变的小规模灭绝，而绝不可能是我们面临的大灭绝！ 除非出现重大的、极端的“事件”，比如地球爆炸、核武战争、基因战争，以及大洪水、大地震.... 小行星轨迹改变，撞向地球的可能性最大.... 那么，加入2012年12月20日的太阳落山，21日的太阳永远不会再升起。那么我们又能够在黑暗和极度严寒中坚持多久？ 我们可以产生多少能量和热量维持我们自己的生命？我们又如何制造一个人工太阳维持叶绿体们的活性？ 我们这些线粒体生物的能量又会来自何方？ 人造太阳计划： 我们可以把所有的核武器使用的反射性物质用火箭推送到“月球”，可以把“月球”变成一颗“人造太阳” 那时候，世界虽然将不会再有星空，也没有了太阳和月亮，但是我们通过智慧重新制造了一个“太阳”。
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适用于CiteSpace分析的领域：社会科学 v. 自然科学
热度 2 ChaomeiChen 2012-10-11 11:46
doudoubar问了一个很有意思的问题： 陈老师您好，想问一下CiteSpace在社会科学中应用很少，是不是原来该软件就是为理工科设计的呢？在社会科学中有没有应用的价值？ CiteSpace可适用于各个领域。分析社会科学会有同等的价值。 用CiteSpace来分析自然科学领域目前可能比社科领域更多一些，但是没有见过具体统计。 自然科学的发展，新理论，新概念，新发现等形形色色的变化等比社会科学领域相对频繁，内容变化幅度大，也较容易铺捉。CiteSpace的核心思想是体现这类变化，所以选材时自然会有这方面的考虑。另外，库恩的范式转移提供了一个主要理论依据，最初几年我自己选的确实都是涉及这几类的变化：范式转移的领域（如弦论），证据的影响（物种灭绝），事件的影响（恐怖主义），科学前沿（再生医学），等等。 总之，分析社会科学会有同等的价值，尤其是研究科学史，哲学史，社会网络，经济，体育，管理等领域都值得深入分析表述。
个人分类: CiteSpace使用指南|8876 次阅读|4 个评论
[转载]地球生态“临界点”
crossludo 2012-6-11 13:34
对微型生态系统的研究发现，一旦一个区域的50%-90%被人为改造，其全部生态系统将会产生不可逆的变化，表现为植物和动物的 物种混杂和交互 作用，最终会导致物种灭绝和生物多样性的锐减。
个人分类: 预测科学|1459 次阅读|0 个评论
人与自然的和谐相处
gzchengzhi 2012-5-26 21:25
　　人本身是自然的一个组成部分，属于自然。但是作为自然中的一个组成因素，必然要同自然中的其他因素发生相互作用，形成各种关系。 　　这些关系则存在不同的属性。有一些关系是对抗的关系，意味着一个因素企图打压其他的因素，以便自己得到更快的发展。 而另一些关系则是和谐的关系，在这种和谐的关系中，各种因素之间相互依存，谁也离不开谁。 　　人与自然的和谐相处，就是期望人类这一因素能够和自然界中其他的因素和谐共存，而不是对抗。这一思想与中国古代的“天人合一”思想是一致的。 　　目前来看，人与自然界中的其他因素还远没有达到和谐共存的关系的要求，人类为了自身的发展，不断破坏自然，导致其他因素受到不同程度的伤害，比如因为人类的活动，改变了自然环境；因为人类的活动，使多个物种灭绝等。 　　这种不和谐的关系最终将破坏自然，使得整个地球生态系统、物质系统等，出现非常不稳定的状态，而这种不稳定的状态最终又会危害到人类的生存与发展。 　　因此目前我们面临的一个急切的任务就是要发展好人与自然和谐共处的关系。而如何发展这种关系，则涉及到多方面工作的协调进行。
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生物（物种）灭绝与食物链网
juior 2011-11-18 10:29
通常看见物种灭绝的消息，IUCN的红色目录年年在增加，可是普罗大众好象无动于衷，科学家群体也是研究者才有关注。 我在想：整个生物界或地球都处于一个食物链网之下，一个物种灭绝，其所能进行的食物链过程肯定中止了，现代人的食物链已经非常简单，所以大家对整个食物网上发生的情况并没有感觉，当食物链网上其它链逐渐断裂时，整个食物链网还能拼起来吗？当食物链网存在不下去的时候，生物大灭绝应该就是来临的时候。
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IF 中国人是世界怪物
热度 2 wliming 2011-10-29 13:24
if中国人是世界怪物 人种灭绝 else 1. 中国人也是由碳氢氧组成的，也有细胞和DNA; 2. 东西方具有相同的价值观相同的伦理； 3. 西方民主适合中国人； 4. 西方科学适合中国人； 5. 现代医学适合中国人，中医灭亡； 6. 阴阳五行，辩证法等哲学进垃圾堆； 7. 世界文化大同（文言文死亡现代汉语兴盛方言灭绝英文普及）。 end if
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变化是永恒的
lanchaoli 2011-9-26 09:04
从目前认知的地质演化历史来看，任何环境都不可能是永恒不变的，任何物种都不可能是不灭绝的。因此，别什么环境、物种甚至气候变化都往坏的方向上引导，都把帽子往人类的头上扣。 既然，环境、气候变化是永恒的，人类就必须适应新的环境、气候变化，否则肯定是被变化灭亡。例如，剖腹产这项工程虽然收入很高，但是历经几代，剖腹产后代可能因为环境变化而自然灭绝，那是真正地人类为自己的消费买单。 当然，一个物种灭绝，新的物种会诞生。因此，留恋现状是很不智的，永恒的风景只存在于记忆中。
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有多少物种可以重来？
热度 2 gaojianguo 2011-6-8 18:57
继何芳良2011年5月19日在Nature上发表“ Species–area relationships always overestimate extinction rates from habitat loss.pdf ”宣称物种灭绝速率被严重高估之后，又有人在PLoS Biology上公布了类似的结果（也是5月），他们在南非开普地区的植物种类调查中发现，植物虽然在灭绝，但也有新种产生，在评估植物物种灭绝风险时这两个因素应该同时考虑进去。链接： Extinction Risk and Diversification Are Linked in a Plant Biodiversity Hotspot . 去年10月召开的生物多样性会议公布了由英国皇家植物园和IUCN的相关机构的调查报告，报告指出全球有超过20%的植物物种面临灭绝的危险，而现在邱园的工作人员又认为情况没那么糟糕，这就提出了一个紧迫的问题：如何评估物种的灭绝等级？这里我指的是具体的某一个植物物种。虽然IUCN制定了评价物种保护级别的标准，但相对粗糙，还没有达到量化的程度。 可喜的是，澳大利亚阿德莱德大学的科研人员发明了一种定量评价物种受威胁程度的指数——SAFE Index(Species Ability to Forestall Extinction, 我把他翻译成“ 物种抗灭绝指数 ”，不知是否恰当，请相关专家指正！)。他们的文章发表在Frontiers in Ecology and the Environment （IF=6.922）上，但好像用来评价哺乳动物的。链接： The SAFE index: using a threshold population target to measure relative species threat .
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[转载]地球危机：从物种灭绝到淡水枯竭
xushui 2011-5-6 19:13
地球面临九大危机 !-- div class="moduleParagraph" -- 　　一个由各学科专家组成的研究小组为地球做了一次“全身”检查。研究小组的成员包括瑞典斯德哥尔摩环境研究所所长乔恩·罗克斯特罗姆、德国波茨坦气候影响研究所保罗·克鲁岑、美国国家航空航天局气候科学家詹姆斯·汉森等。 　　他们发现，由于人类活动，地球正面临9大危机。通过分析大量数据，他们极尽全力为地球设定所能承受的这9大危机的安全界限。那么，这9大危机的现状如何？是否已经达到无法挽回的地步？我们接下来一一诊断。 　　 海洋酸化 　　安全界限：全球海洋的平均碳酸钙饱和度≥2.75∶1。 　　工业时代前期水平：3.44∶1。 　　目前水平：2.90∶1。 　　科学诊断：目前在安全界限内。不过，部分海洋的碳酸钙饱和度到21世纪中期将超过临界值。 　　当大气中的二氧化碳含量增多时，海洋吸收的二氧化碳相应增加。这些二氧化碳溶解在海水中，形成碳酸。从工业时代开始至今，海洋表层海水的pH(酸碱度)从8.16 下降到8.05。 　　目前，海洋酸化尚未对人类构成威胁，不过它已经对海洋的一些化学结构造成严重影响。其中，最重要的影响是它降低了溶解在表层海水中的碳酸钙含量。如果海洋中的碳酸钙含量过低，海洋中用碳酸钙构建外壳的生物就遭殃了。比如，珊瑚。当海洋中碳酸钙含量低于临界值时，珊瑚的碳酸钙外壳会溶解在海水中。 　　目前，全球海洋的平均碳酸钙饱和度已经从工业时代前期的3.44∶1下降到2.90∶1。而碳酸钙含量在不同海域中存在极大差异。据近期的统计数字估计，北冰洋等部分海域的碳酸钙饱和度可能降至1∶1。届时，珊瑚等海洋中的一些物种将在酸性海水中灭亡。此外，海洋吸收二氧化碳的能力降低，这将加剧全球气候变暖。 　　 臭氧层空洞 　　安全界限：臭氧层平均厚度≥276个多布森单位。 　　目前水平：283个多布森单位。 　　科学诊断：目前处于安全水平。 　　臭氧层厚度用“多布森单位”表示。零摄氏度、标准海平面压力下，10-5米厚的臭氧层定义为1个多布森单位。当臭氧层厚度低于220个多布森单位时，臭氧层便出现空洞。20世纪70年代，南极上空的臭氧层空洞向人类发出警告。世界各国迅速采取行动弥补臭氧层空洞。随着导致臭氧层空洞的化学物质的禁用，臭氧层已经渡过了难关。 　　然而，噩梦还未完全结束。其中一个担忧是全球气候变暖带来的影响。当全球气候变暖后，更多的热量聚集在地表，致使臭氧层更加寒冷，很有可能促使滞留在大气层中的吞噬臭氧的化学物质把臭氧层“凿开”一个空洞。 　　克鲁岑曾因揭示臭氧化学现象而荣获诺贝尔化学奖。他建议，臭氧层的平均厚度不得低于276个多布森单位。随着吞噬臭氧的化学物质的浓度不断下降，我们有信心将臭氧层厚度维持在安全界限内。 　　 淡水枯竭 　　安全界限：每年消耗淡水≤4000立方千米。 　　目前水平：每年消耗淡水2600立方千米。 　　科学诊断：到21世纪中期接近安全界限。 　　人类操控世界上的多条河流。因为修筑大坝，许多条河流终结了生命。人类行为已经导致许多湿地干涸。 　　另外，水资源的过度消耗还在威胁人类的生存。比如，饮用水短缺、农业灌溉缺水以及全球气候变化。50年来，中亚地区河流上的大坝已使咸海干涸。没有了咸海对气候的调节作用，整个中亚地区夏季更加炎热，冬季更加寒冷，土地一年四季面临干旱。 　　因为河流干涸，人们不得不抽取宝贵的地下水。一些人还在毁灭森林，破坏自然界的水循环。比如，亚马孙热带雨林的减少，将降低南美洲热带地区水的蒸发速度，有可能改变包括亚洲季风在内的北半球气候模式。 　　身为水利学家的罗克斯特罗姆把每年淡水消耗量的安全界限定在4000立方千米范围内。这个消耗量大致相当于世界三分之一的河流径流量，不包括雨林中和北极地区尚未开发的河流。我们离抵达上述安全极限还有一定距离。目前，每年淡水消耗量大约为2600立方千米。但是，我们不能掉以轻心，挥霍水资源。随着人口的增加，水资源只会越来越匮乏。为此，我们必须节约地球上的每一滴水。 　　 物种灭绝 　　安全界限：每年物种灭绝率≤百万分之十。 　　目前水平：每年物种灭绝率至少百万分之一百。 　　科学诊断：远远超过安全界限。 　　人类的多种生产方式使地球上的许多物种灭绝。比如，在它们的栖息地上开垦农田或者铺路，引进与本地物种无法共存的外来物种，用污染物毒杀它们，猎食它们，以及改变全球气候，等等。尽管每个物种都是独立个体，但是对于地球这个大的生态系统而言，每个物种都有自身的价值。所以，物种的灭绝将破坏地球一系列生态系统，诸如回收废物、清洁污水、保持海洋化学结构。 　　生物多样性是健康生态系统的重要指标。目前，我们还不能确定究竟要损失多少物种、哪些物种，才会导致生态系统崩溃。当然，我们也不希望这一天到来。据统计，目前每年的生物灭绝率为百万分之一百。这一灭绝率堪比地球历史上经历的大规模灭绝事件，包括恐龙灭绝。 　　为了避免重现历史悲剧，研究小组把安全界限设定为每年生物灭绝率低于百万分之十。他们坦言，如果我们不控制物种的灭绝率，不给其他物种生存的空间，人类最终将把自己逼近险境。 　　 氮循环失衡 　　安全界限：每年固氮量≤3500万吨。 　　目前水平：每年固氮量1.21亿吨。 　　科学诊断：远远超过安全界限。 　　氮是构成生命的基本元素。然而，地球库存的氮气不能被生物直接吸收，需要通过固氮作用成为氨，才能被生物吸收利用。自然界中存在一些固氮和脱氮的微生物。正是借助这些微生物，地球上的氮循环才能得以维持。 　　不过，人类的种植行为干预了氮循环。为了增加土壤中可吸收的氮，德国化学家弗里茨·哈勃于20世纪初发明了工业固氮方法，从大气中制取氮肥，从而改变了自然界原来的氮循环。如今，采用这种方法每年能从大气中固氮8000万吨，并将固态氮撒播到世界各地的农田里。此外，燃烧化石燃料、木材和农作物等方法也能固氮。目前每年人工固氮量达1.21亿吨，远远超出了地球所能承受的范围。 　　过量的氮正在酸化土壤，破坏许多物种。大量的氮注入周边的湖泊和海洋，导致多处水域富营养化。富营养化的水域滋生了大量水生生物，这些生物的生存又耗尽了水域中的氧气，致使许多水域成为一滩死水。 　　罗克斯特罗姆尝试着把人为固氮的安全水平设定在每年3500万吨，约占目前人工固氮总量的四分之一。这是一项艰难的任务。 　　 田地匮乏 　　安全界限：≤15%的无结冰土地被用于农业种植。 　　目前水平：12%的无结冰土地被用于农业种植。 　　科学诊断：21世纪中期将达到安全界限。 　　农业的拓展速度继续加快，人们已经开始征用热带雨林作为农业用地。目前，世界上过半的热带雨林已经消失。草原原本是野生动物活动的天堂，现在却被人类圈养的牲畜占据。罗克斯特罗姆分析认为，农业扩张使地球生态系统丧失服务功能，加剧气候变化，并改变淡水循环。 　　目前，人们已经把大约12%的无结冰土地转变为农田，共计大约1600万平方公里。罗克斯特罗姆把土地利用的安全界限设定在全球15%无结冰土地转变为农田。不过，他坦言，更为关键的是我们不仅要限制农田数量，更要讲究如何使用农田。为了避免超过安全界限，我们应该提高农业种植率，充分发挥高产土地的价值。 　　 气候变暖 　　安全界限：大气中的二氧化碳浓度≤350×10-6。 　　工业革命前期水平：280×10-6。 　　目前水平：387×10-6。 　　科学诊断：已经超过安全界限。 　　全球气候变暖是近年来讨论最多的话题。大量历史证据显示，大气中不断增多的二氧化碳温暖了地球。我们燃烧化石燃料，使得大气中的二氧化碳含量从工业化前期的280×10-6飙升到目前的387×10-6。研究小组则把安全界限设定为350×10-6。事实上，早在20年前，大气中的二氧化碳含量就已经超过了安全界限。 　　那么，既然已经超过了，为什么还要将350×10-6作为安全界限呢？如果这个安全界限属实的话，为什么在超过之后，我们仍然健在。研究小组给出的答案是，过量二氧化碳带来的影响不是瞬间的，而是长远的。它的影响就像滚雪球一样，越积越多，直至给人类带来毁灭性的灾难。我们之所以现在还健在，是因为这个雪球还在壮大中。 　　研究小组解释说，由二氧化碳直接造成的每1摄氏度升温都被其他反馈作用所增强。海冰消融后暴露出深色海洋，这意味着地球将吸收更多的太阳热量。温度越高，水蒸发越快，因此大气中的水蒸气含量增加，这是另一种潜在的大气保温气体。这些反馈作用带来的负面效应正是研究人员最为担心的。他们警戒世人，由二氧化碳造成气温上升1摄氏度，会通过反馈作用最终使气温升高约3摄氏度。 　　另外，地球升温可能带来更恶劣的影响。一些气候学家强调还有其他缓慢的反馈作用。例如，暖和的大气最终会打破二氧化碳和甲烷固有的稳定状态。据此推理，假如二氧化碳造成气温上升1摄氏度，则最终的结果是气温升高6摄氏度。 　　这实在是一件棘手的事情。不过，值得庆幸的是，我们还有补救的时间，因为那些缓慢的反馈作用可能需要花费一定时间。但是，这个补救的时间并不长。我们一定要牢牢把握住。 　　 气溶胶“超载” 　　安全界限：尚未认定。 　　科学诊断：未知。 　　人类活动搅乱了地球的生态平衡，在燃烧煤炭、粪肥、森林和废弃农作物时产生灰尘，使得大气中的烟尘、硫酸和其他微粒含量增加。自工业革命以来，地球上的气溶胶浓度已经增加了两倍以上。这些气溶胶不仅影响气候，还对人类健康构成威胁。 　　但是，这些气溶胶的影响多变。比如，一些硫酸盐之类的气溶胶反射阳光，造成大气降温；一些烟灰之类的气溶胶吸收阳光和再辐射热量，造成大气升温。地球如何平衡这些变数，目前尚未明朗。气溶胶还在其他方面影响气候。例如，横贯南亚和东亚上空的几乎永恒不散的褐色烟霾是一个迫切需要研究的课题。因为科学家发现，它可能影响季风到来的时间和地点。同时，气溶胶落在农田上，减少农作物产量，而且还会导致数百万人死于肺病和心脏病。 　　气溶胶造成的威胁是巨大的。不过，有关气溶胶的许多未知因素使得罗克斯特罗姆研究小组无法用数字界定安全界限。 　　 化学污染 　　安全界限：尚未认定。 　　科学诊断：未知。 　　目前，地球上人造的化学物质接近10万种。我们用这些人造的化学物质生产上百万种产品。在生产的同时，我们又会得到一些额外的副产品。界定化学物质的安全界限意义重大。但是，如何界定还是个难题。 　　人们对化学物质的主要担忧源自它们对人体和野生动物健康的影响。其中人们最为关注的是那些诸如铅之类的有毒重金属、积累在人体组织中的有机污染物以及放射性化合物。 　　目前，有些有毒化学物质已经得到控制。例如，双对氯苯基三氯乙烷(DDT)、多氯联苯(PCB)和二英。但是，其他大部分化学物质的影响尚未得到评估。而且，一些温和的化学物质也可能组合起来产生大于其单独使用时的毒性。罗克斯特罗姆研究小组猜测，孤独症和儿童多动症的诱因可能源自多种低浓度温和化学物质的共同作用。 　　根据以上诊断结果，我们不难看出，地球目前的状态不佳。其中，全球气候变暖、物种灭绝和氮循环失衡等危机最为严重，已经超出了安全界限。另外，淡水枯竭和田地匮乏等危机正逼近临界值，而不断酸化的海洋上空也笼罩着阴霾。剩余3个危机中的2个我们尚未获得科学的诊断方法，也就无法为其设定安全界限。 　　不过，这里有一条好消息。面对臭氧层空洞，人类积极补救，臭氧层空洞正在逐步愈合。人们拯救臭氧层的同时，也拯救了自己。这至少给人们一个信心，采取行动是必要的，而且也能取得最终成功。看来，地球一直在眷顾人类，关键就看人类能否把握机会。
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为什么要濒危？
热度 2 gaojianguo 2011-3-16 13:34
为什么要濒危？
生物多样性丧失产生了一门学科，保护生物学，保护生物学是研究如何保护物种的，包括植物、动物等。如果一个物种确认处在濒危状态，它就应该受到优先保护。然而，我们也仅仅保护这些处于濒危状态的物种，事实上，任何物种都有生存的权利，就像“法律面前人人平等”、“人生来都是平等的”一样，每个物种都是大自然的子女。 越来越多的研究表明，生物多样性正在以前所未有的速度丧失，生物多样性没有了，人类会更加孤独、可利用的资源更少，最后或许只能自娱自乐了。可最近的研究发现还不止这些，生物多样性的减少还会严重危险人类健康，人类不仅孤独还会受到更多疾病的折磨。同时，科学家发现生物多样性是整个生态系统维持正常运转的基础，生物多样性较低的生态系统无论在氧气产量、初级净生产物积累还是稳定性、高效性上都不如生物多样性丰富的生态系统，我觉得人们可以改变基于自身利益的生物保护理念，如优先保护生物学的短视行为。 然而，物种为什么会灭绝呢？其实灭绝的原因很简单。无论是研究哪个物种的，无论是采用什么样的模型，也无论是否有详尽的数据，文献中普遍得出相似的结论。物种灭绝、生物多样性锐减的原因主要有人为干扰导致的生境片段化、气候变化和地质运动等，有时这些因素又是协同的。不同研究方向的人研究侧重点有可能不同，所以分析的结果又可能不同，但这些原因已经得到人们的普遍认同（构建的保护策略也大同小异）。觉得好玩，我总结了濒危物种的濒危原因的一句话，刚才在听中科院 李明研究员 报告时分享给了他，他觉得也有一定的道理。这句话算是我近几年工作的总结，“ 濒危物种的濒危原因都是一样样的，不濒危物种各有各的不濒危原因 ”。有时，复杂的科学研究就是这么回事，道理都是简单的，真理都是朴素的。 参考文献： Felicia Keesing, Lisa K. Belden, Peter Daszak, et al. Impacts of biodiversity on the emergence and transmission of infectious diseases. Nature , 2010, 468(7324): 647-652. Bradley J. Cardinale, Kristin L. Matulich, David U. Hooper, et al. The functional role of producer diversity in ecosystems. American Journal of Botany , 2011, 98(3): 1-21.
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困惑：生境丧失与物种灭绝的关系
gaojianguo 2011-2-23 16:36
困惑：生境丧失与物种灭绝的关系
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[转载]世界物种面临大灭绝 程度比恐龙灭绝重
XUPEIYANG 2010-9-4 10:21
http://discover.news.163.com/10/0904/09/6FNR8BGN000125LI.html 核心提示：澳大利亚研究发现世界正面临着一轮前所未的生物灭绝，其严重程度比恐龙灭绝还要糟糕，研究人员认为这次灭绝是人为的，并且规模要比2.5亿年前的那次规模要小一些。 外电原题：Earth 'facing mass extinction' 国际在线9月4日报道 据澳大利亚新闻网9月3日消息，澳大利亚麦考瑞大学(Macquarie University)的最新研究显示，世界正面临一次前所未有规模的生物大灭绝，其程度远比恐龙大灭绝糟糕得多。 麦考瑞大学古生物学家约翰阿罗伊博士对来自全球的10万块化石进行了数据收集，希望能解开2.5亿年前生物大灭绝之谜。研究过程中他发现，新一轮的生物大灭绝正在酝酿中，而此次灭绝的规模和程度远超恐龙大灭绝。 阿罗伊指出，将要发生的新生物大灭绝不是由行星撞地球引起的，而是人为的。外国物种的引进、各种肥料和杀虫剂的滥用、环境污染和滥砍滥伐等，都是造成新灭绝的原因。此外，全球气候的变化以及人口的急速增长也是罪魁祸首之一。 阿罗伊表示，尽管这次大灭绝比6500万年前恐龙大灭绝要严重的多，不过却比2.5亿年前的生物大灭绝规模小一些。(李杰)
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