最近一项关于生物多样性的研究表明,仅使用物种丰富度可能不是监测生态系统的可靠指标。看似健康、物种数量稳定甚至上升的生态系统,可能已经走上了物种减少和丧失的道路。此类生态系统的负面趋势有时只有在长期数据观测出现相当长的延迟后才会显现。
根据发表在《自然-生态学与进化》(Nature Ecology & Evolution)杂志上的一项最新研究,这种延迟源于基于时间的物种数量趋势的持续偏差。
奥尔登堡大学海洋环境化学与生物学研究所(ICBM)的生态学家 Lucie Kuczynski 博士解释说:"我们的研究结果非常重要,它让我们明白,仅凭物种数量并不能可靠地衡量特定生态系统在局部水平上的生物平衡稳定程度。"
研究小组的其他成员包括来自 ICBM 的 Helmut Hillebrand 教授和来自西班牙赫罗纳大学的 Vicente Ontiveros 博士:"我们发现,物种数量保持不变甚至增加并不一定意味着生态系统一切正常,物种数量将长期保持不变,这一点非常令人担忧。显然,我们迄今为止低估了淡水鱼类的负面趋势。在当地,物种消失的速度比预期的要快。"
动态平衡
迄今为止,生物多样性研究一直基于这样一个假设:如果环境条件既没有恶化也没有改善,生态系统中的物种数量将长期保持不变。主要作者Kuczynski解释说:"我们的假设是,在殖民和局部灭绝之间存在一种动态平衡。物种数量的增加或减少被解释为对环境条件改善或恶化的反应。"
为了弄清恒定的物种丰富度是否是稳定生物平衡的可靠指标,她和同事们首先分析了几千个数据集,这些数据集记录了欧洲和北美不同地区多年来淡水鱼类和繁殖鸟类的物种数量--鱼类平均为 24 年,鸟类平均为 37 年--目的是确定各个群落的趋势。然后,他们将经验数据与基于物种迁入和灭绝的不同预期的各种模拟模型进行了比较。
研究小组初步观察到,在观测期间,鱼类和鸟类种群中的物种数量普遍增加。然而,与模拟结果进行比较后发现,这一增长幅度比预期的要小。研究人员将这种差异归因于殖民与局部灭绝之间的不平衡:"根据我们的模拟,淡水鱼等扩散潜力有限的生物在生态系统中的定殖速度比中性模型更快,而它们的灭绝时间却比预期的要晚。"
注定灭绝
这意味着,在环境发生变化后,事实上注定灭绝的物种可能会在生态系统中保留一段时间,与此同时,新物种也会迁入。她解释说,这种效应掩盖了生物多样性即将丧失的事实。"在生态系统的过渡阶段,物种数量会高于预期。只有在这些过渡阶段之后,物种才会灭绝,而且灭绝的速度通常比预期的要快。"
研究小组预计,现在有必要重新评估哪些方法最适合用于监测生态系统的状况,自然保护目标--在大多数情况下旨在保护现有的物种多样性--可能也需要重新定义。Kuczynski和她的同事们开发的模型可以作为一种工具,用来区分影响物种丰富性的不同机制,还可以提供观测数据与预期变化偏差程度的信息。