消失的机会

森林砍伐和物种灭绝

2012年7月22日



持续的荒野破坏带来的最大损失和最持久的影响将是为地球提供生物多样性的物种的大规模灭绝。虽然大灭绝发生在过去的在美国,没有任何物种的灭绝发生得如此之快,也没有任何物种的灭绝是由单一物种的行动造成的。的今天的灭绝率可能是生物正常的1000到10000倍,或背景灭绝率为每年1-10个物种灭绝。

目前为止有很少有证据下图中物种-面积曲线所预测的大规模物种灭绝。然而,许多生物学家认为,物种灭绝,就像全球变暖一样,有一个时间差,过去由于森林砍伐造成的森林物种的损失在今天可能还不明显。Ward(1997)使用了“灭绝债务描述在栖息地改变后很长时间内物种和种群的灭绝:

    在栖息地受到扰动几十年或几个世纪后,与扰动有关的灭绝可能仍在发生。这也许是人类对栖息地破坏最不了解,也是最阴险的一面。我们可以砍伐一片森林,然后指出随之而来的灭绝数量很低,而实际上,未来还会发生更大规模的灭绝。我们将欠下一笔灭绝债,必须偿还……当某些特定种群数量下降到非常低的数量时,我们可能会减少狩猎活动,并认为我们已经成功地“拯救”了相关物种,而实际上我们已经欠下了一笔灭绝债,最终必须全额偿还……灭绝债务是坏账,当它们最终被偿还时,世界会变得更穷。

例如,关键传粉媒介的消失不会导致植物的立即灭绝树种生命周期以世纪为单位。同样,一项关于西非灵长类动物的研究发现,由于历史上的森林砍伐,超过30%的灵长类动物种群灭绝。这表明,保护这些地区的剩余森林可能不足以预防物种灭绝这是由于过去栖息地的丧失造成的。虽然我们可以预测一些物种灭绝的影响,但我们对绝大多数物种的了解太少,无法做出合理的预测。随着时间的推移,未知物种的意外消失将产生放大的影响。

物种灭绝的过程极其复杂,可能由数百甚至数千个因素造成,其中许多因素科学家(更不用说外行了)都无法理解。小种群的灭绝,要么濒临灭绝,要么由于分裂或水或山脉等自然屏障而与大基因库隔离开来,是最好的模型和理解的灭绝形式。因为标准是由麦克阿瑟和威尔逊在岛屿生物地理学理论“,(1967年),已经做了大量工作来模拟种群规模和土地面积对物种生存的影响。

在一个特定的种群中,个体的数量总是由于各种各样的影响而波动,从周围环境的外在变化到物种自身基因的内在力量。这种种群波动对孤立的森林片段种群和在整个活动范围内极度濒危的物种来说尤其是个问题。当种群数量下降到一个特定的数字,即所谓的最小存活种群(MVP),它就不太可能恢复。因此,最小存活种群通常被认为是一个种群或物种的灭绝阈值。有三种常见的力量可以驱使一个种群在MVP下灭绝:人口随机性、环境随机性和遗传多样性的减少。

人口随机性包括一个物种内个体的出生率和死亡率。随着种群规模的减少,交配、繁殖和幼崽生存中的随机怪癖可能会对一个物种产生重大影响。在出生率低的物种中尤其如此(例如一些灵长类动物、猛禽、大象),因为它们的种群需要更长的时间才能恢复。社会功能障碍在种群的生存或消亡中也起着重要作用。一旦种群规模下降到一个临界值以下,一个物种的社会结构就可能不再发挥作用。例如,许多群居物种生活在群体或群体中,这使它们能够保护自己免受捕食者的侵害,寻找食物或选择配偶。在这些物种中,一旦种群数量太小,无法维持一个有效的群体或族群,种群数量就会崩溃。在像大型猫科动物这样分布广泛的物种中,一旦种群密度下降到一定程度,就不可能找到配偶。许多昆虫利用化学气味或信息素来交流和吸引配偶。随着种群密度的下降,个体的化学信息传递给潜在配偶的可能性就会降低,繁殖率也会下降。 Similarly, as plant species become rarer and more widely scattered, the distance between plants increases and pollination becomes less likely.

环境随机性是由天气和食物供应的随机变化以及火灾、洪水和干旱等自然灾害引起的。在被限制在小范围内的种群中,一次干旱、恶劣的冬天或火灾就能消灭所有的个体。

遗传多样性的减少是阻碍小种群恢复的一个重大障碍。小种群的遗传基础比大种群小。如果没有来自其他种群的个体的涌入,种群的基因组就会停滞不前,并失去适应不断变化的环境的遗传变异性。小群体也容易发生遗传漂变,其中罕见的性状很可能在每一代中消失。

人口越少,数量越多脆弱的人口随机,环境随机,遗传多样性减少。这些因素通常协同作用,往往会进一步减少种群规模,并将该物种推向灭绝。这种趋势被称为灭绝漩涡。的例子,请参见右边的方框灭绝的漩涡

一些数学生态学家认为,由于给定生态系统内的复杂动态,种群数量的波动可能是由混沌的特性控制的,这使得系统的行为(物种种群大小的波动)几乎不可能预测。

雷竞技官网欢迎热带物种不仅直接受到森林砍伐的威胁,还受到全球气候变化的威胁。即使物种能在保护区生存下来,它们也可能因为海平面上升和气候变化而死亡。许多热带物雷竞技官网欢迎种习惯于全年不变的温度和湿度条件。即使气温只有1.8华氏度(1摄氏度),它们也无法适应气候变化。如果地球变暖,可能发生的极端事件的季节长度、降水以及强度和频率的变化可能会强烈影响季节性热带森林和云雾林的生物多样性。雷竞技官网欢迎研究表明,不寻常的天气条件——比如在el Niño和la Niña-can下面的天气条件——会导致许多森林动物的数量波动。

如果这种极端事件的频率和强度达到整个种群无法恢复到正常水平的水平,我们可能会看到局部灭绝和生态系统的严重变化。气候变化可能尤其会影响一些敏感的生态系统,比如云雾森林,任何取消云层上限的举措都将严重影响这些生态系统。气温升高带来的一个经常被忽视的后果是,疾病会在野生动物中传播。例如,由于温度限制,目前仅限于海拔低于4800英尺(1500米)的蚊子很有可能将禽疟疾和鸟痘传播到夏威夷高地森林。这些疾病传播到高地森林可能意味着几种濒危鸟类的灭绝。

过去,许多森林群落通过向北或向南“迁移”,在全球气候变化中幸存下来。然而,今天,由于碎片化和人类发展,几乎没有可供迁徙的野生领土走廊。高速公路、停车场、种植园、房屋开发和农场阻碍了许多社区在不断变化的气候条件下生存所必需的缓慢但稳定的移动。由于无法逃脱这些变化,这些群落中的许多物种将不得不应对或面临灭绝。其中一个原因是世界范围内两栖动物数量下降可能是过去100年逐渐的气候变化,加上UV-B辐射的增加,可能已经削弱了它们的防御能力以前无害的真菌感染.这种真菌已经在世界各地的死亡或垂死的青蛙身上被检测到。

全球气候变化可能对大约1万年前冰河时代末期北美巨型动物的灭绝产生了影响。关于这些哺乳动物——包括大型树懒、猛犸象、剑齿猫、超大马和犀牛等野生动物——灭绝的主要理论之一是,全球气候变化造成的栖息地碎片化,使物种分裂成小群体,使它们更容易灭绝。随着最后一次冰期的结束,巨大的冰原逐渐消退,一个额外的因素开始发挥作用:饥饿的人类猎人的存在。模型(1975年的莫伊西曼和马丁模型,1989年由惠廷顿和戴克修正)表明,每年仅仅杀死2%的猛犸象种群,年复一年,整个物种将注定在大约三到四个世纪后最终灭绝。这些自然(气候变化)和非自然(人类)的影响共同作用,必然会导致一些人类见过的最壮观的生物灭绝。今天我们正面临着类似的情况,只是这一次我们可能要为全球气候变化和过度开发这两个因素负责。

由于物种之间错综复杂的关系,大量物种的灭绝是极有可能的。David Quammen(1981)解释道:

    有根据的猜测是,每一种植物都能养活10到30种依赖它们生存的动物。仅仅消灭一种昆虫,你就可能摧毁了开花植物唯一的传粉者;当这种植物因此消失时,另外29种以它为食物的昆虫也会消失;这二十九种昆虫中的每一种都可能是寄生在另一种昆虫身上的重要寄生虫,这种害虫如果不受寄生的控制,就会进一步破坏整个树木种群,而树木种群本身很重要,因为……

雨林的复杂性使得我们无法预测什么时候以及什么物种会消失。

除了失去那些在地球上生活的时间比我们长、有权利像我们一样存在的独特物种之外,我们还在失去一个令人难以置信的基因多样性库,我们可以利用它们来帮助我们的同类。随着每个物种的消失,一种经过数百万年产生的独特基因组合也随之消失,而且在我们的时代不会被取代。我们走向一个宏伟的野兽不复存在的未来,我们记得小时候学过这些:凶猛的老虎;犀牛装甲;才华横溢的金刚鹦鹉;五颜六色的青蛙和蟾蜍。随着这些物种从地球上消失,世界真的变得更贫穷了。

对每年物种损失的估计范围很大,如图所示这个表

马达加斯加的狐猴。点击图片查看更多恒河猴照片。照片由Rhett A. Butler拍摄

检查问题:

  • 为什么物种灭绝会有“滞后时间”?
  • 为什么小种群的生存概率更低?
  • 气候变化如何影响全球生物多样性?
  • 为什么世界各地的青蛙都在死亡?

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  • 评论家(见1984年9月19日《华盛顿时报》的《濒危物种故事中几乎灭绝的真相》,以及西蒙、朱利安和亚伦·威尔达夫斯基(1994)。重新审视物种损失。濒危物种蓝图(国家荒野研究所)5,1:6-9.)认为“灭绝危机[基于这些理论预测]是危言耸听和夸大的”(Brooks, T., Pimm, S.L., Collar, N.J,“森林砍伐预测了东南亚岛国受威胁鸟类的数量,”保护生物学卷11第2期,1997年4月)。
  • 沃德警署(遥远猛犸象的呼唤:为什么冰河时期哺乳动物消失了(纽约:哥白尼1997)提供了1975年Moisimann和Martin模型的评论,以及1989年Whittington和Dyke对模型的修正。
  • D. Quammen在他的文章“The Big Goodbye”(1981年11月,Outside)中明确指出,物种之间错综复杂的关系可能导致大量物种的灭绝。
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  • 诺曼·迈尔斯普及了当前灭绝浪潮的主题沉没的方舟.《物种消失问题的新视角》,纽约:佩加蒙出版社,1979年。
  • 在他的书中未来的食客(纽约:Braziller 1995。)T.F.弗兰纳里很好地概述了古代人类对澳大利亚生态和环境的影响。他认为人类对澳大利亚大型动物的灭绝负有很大责任。

    复活节岛

  • 在他的文章“复活节的尽头”(发现。杰瑞德·戴蒙德(Jared Diamond)指出,复活节岛的社会崩溃可能与其生态退化和随后的贫困有关。这篇有趣且可读性很强的文章为“森林砍伐的历史后果:复活节岛”的文本框提供了内容。
  • Steadman, D. W.(“东波利尼西亚鸟类灭绝:记录回顾,与其他太平洋岛群的比较”,《考古科学杂志》,16:177-205,1989。从生物多样性二世, Reaka-Kudla, Wilson, Wilson, eds。华盛顿特区:约瑟夫·亨利出版社1997年出版)。指出最初的22种海鸟中只有一种仍然在复活节岛上筑巢。
  • 从比复活节岛更大的角度来看,C. Runnels,“古希腊的环境退化”,《科学美国人》272(3):72-75,1995年和R. Adams,《城市中心地带》,芝加哥:芝加哥大学出版社,1981年,分别将古希腊和美索不达尼亚的环境退化与文明的衰落联系起来。