來源：中國數(shù)字科技館（2022年7月25日）
撰文：TimNewbold，倫敦大學(xué)學(xué)院生物多樣性與環(huán)境中心高級研究員；CharlieOuthwaite，倫敦大學(xué)學(xué)院生物多樣性變化博士后研究員。
翻譯：魏書豪
審校：郭曉
引進(jìn)來源：Theconversation
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昆蟲,氣候變化,棲息地喪失
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昆蟲對我們星球的未來至關(guān)重要。它們有助于控制害蟲種類，分解死亡物質(zhì)，將養(yǎng)分釋放到土壤中。飛蟲也是許多主要糧食作物（包括水果、香料和對巧克力愛好者來說很重要的可可）的主要傳粉者。
因此，當(dāng)越來越多的報告表明昆蟲數(shù)量的急劇下降時，這是一個緊迫的問題。昆蟲生物多樣性的喪失可能使這些重要的生態(tài)功能面臨風(fēng)險，在此過程中威脅到人類的生計(jì)和糧食安全。然而，在世界的大部分地區(qū)，我們對昆蟲數(shù)目衰退的真實(shí)規(guī)模和性質(zhì)還缺乏認(rèn)識。
我們所知道的大部分信息都來自于在地球溫帶地區(qū)收集的數(shù)據(jù)，尤其是歐洲和北美。例如，在英國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)傳粉媒介的大規(guī)模流失；整個歐洲的蝴蝶數(shù)量下降了30%到50%；據(jù)報道，德國飛蟲的生物量減少了76%。
我們對熱帶地區(qū)（包括亞馬遜熱帶雨林、巴西全境、非洲大部分地區(qū)、印度和東南亞在內(nèi)的赤道兩側(cè)地區(qū)）昆蟲物種數(shù)量及其豐度的信息掌握要少得多。然而，世界上約550萬種昆蟲中的大多數(shù)都生活在這些熱帶地區(qū)——這意味著地球上最豐富的昆蟲生命可能正在遭受災(zāi)難性的崩潰，而我們甚至都沒有意識到。
29個主要昆蟲種群中，最大的種群是蝴蝶/飛蛾、甲蟲、蜜蜂/黃蜂/螞蟻和蒼蠅。科學(xué)家認(rèn)為這其中的每一個種群都包含超過一百萬個物種。我們不僅幾乎不可能監(jiān)測如此龐大的物種數(shù)量，而且多達(dá)80%的昆蟲可能尚未被發(fā)現(xiàn)，其中許多是熱帶物種。
為了彌補(bǔ)這些知識空白，倫敦大學(xué)學(xué)院生物多樣性和環(huán)境研究中心的研究人員進(jìn)行了有史以來最大規(guī)模的昆蟲生物多樣性變化評估。我們的研究分析了來自全球約6000個地點(diǎn)的約75萬個樣本，總計(jì)近2萬個不同物種。
由于氣候變化和棲息地喪失這對“孿生騎士”，昆蟲面臨著前所未有的威脅。我們試圖了解，在經(jīng)歷這兩個挑戰(zhàn)最嚴(yán)重的地區(qū)，昆蟲生物多樣性會如何受到影響。我們知道它們不會孤立地發(fā)揮作用：棲息地的喪失會通過削弱可用的遮蔭來增加氣候變化的影響，例如，會導(dǎo)致這些脆弱地區(qū)的溫度更高。
這是第一次，我們能夠?qū)⑦@些重要的相互作用機(jī)制納入我們的全球生物多樣性模型。我們發(fā)表在《自然》雜志上的研究結(jié)果表明，熱帶國家的農(nóng)田地區(qū)昆蟲減少的幅度最大，而這些地區(qū)氣候變化和棲息地喪失的綜合影響最為深刻。
我們將發(fā)生高強(qiáng)度變暖的農(nóng)田與受氣候變化影響很小的（相關(guān)）自然棲息地進(jìn)行了比較。平均而言，農(nóng)田的昆蟲數(shù)量只有一半，昆蟲種類減少了25%以上。
在全球范圍內(nèi)，我們的分析還表明，在氣候緊張地區(qū)，對于附近大部分自然棲息地已被移除的農(nóng)田，昆蟲損失了平均63%；而在附近自然棲息地大部分被保留下來的農(nóng)田中，這一損失比例僅為7%。
我們的研究所強(qiáng)調(diào)的特別危險地區(qū)包括印度尼西亞和巴西，那里的許多作物依賴?yán)ハx授粉和其他重要生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)。這對當(dāng)?shù)剞r(nóng)民和這些氣候和經(jīng)濟(jì)脆弱地區(qū)的大規(guī)模食物鏈產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。
可可、蠓和森林砍伐
世界上87種主要作物完全或部分依賴?yán)ハx傳粉媒介，其中大多數(shù)生長在熱帶地區(qū)。例如，可可主要由蠓授粉，這是一群因在蘇格蘭和北半球其他地區(qū)擾亂露營旅行而臭名昭著的蒼蠅。事實(shí)上，蠓在為制作巧克力所需的可可授粉方面發(fā)揮著至關(guān)重要且被低估的作用。
大部分可可的產(chǎn)地在印度尼西亞、科特迪瓦和加納。僅在印度尼西亞，每年可可豆的出口價值就約為7500萬美元。大多數(shù)可可是由小農(nóng)而非大種植園主進(jìn)行種植的，許多農(nóng)民的生計(jì)依賴于此。
雖然，了解昆蟲損失是否會使可可及農(nóng)民的情況惡化是至關(guān)重要的，但我們對印度尼西亞等熱帶國家的昆蟲生物多樣性狀況所知甚少。
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該地區(qū)的可可生產(chǎn)可能已經(jīng)受到與氣候變化有關(guān)的不利天氣事件的影響。氣溫升高和降雨模式的變化與可可植物的生長、授粉和豆類生產(chǎn)的變化有關(guān)。
農(nóng)業(yè)是印度尼西亞人民的主要產(chǎn)業(yè)之一，特別是在農(nóng)村地區(qū)，大片土地被清理用于種植主要作物，包括棕櫚油。這導(dǎo)致大面積雨林被砍伐，對許多稀有和瀕危物種（如紅毛猩猩）以及包括許多昆蟲在內(nèi)的鮮為人知的物種來說，這增加了風(fēng)險。
熱帶地區(qū)受到相當(dāng)大的威脅，主要是由于農(nóng)業(yè)擴(kuò)張——通常是為了滿足熱帶以外國家日益增長的需求。國際貿(mào)易已被證明是這些地區(qū)森林砍伐的主要驅(qū)動力，東南亞、東非和西非以及亞馬遜地區(qū)的森林尤其脆弱。巴西和印度尼西亞的大量森林砍伐歸因于生產(chǎn)出口商品，包括大豆、咖啡、棕櫚油和可可。
氣候變化帶來的威脅
棲息地喪失是已知對生物多樣性的主要威脅，然而其對昆蟲的影響仍未得到充分研究，對熱帶物種的評估也嚴(yán)重不足。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，巴西森林依賴的蘭花蜜蜂數(shù)量下降了約50%（盡管研究人員只在兩個時間點(diǎn)對它們的數(shù)量進(jìn)行了采樣）。僅在美洲分布的蘭花蜜蜂是蘭花的重要傳粉者，有些植物完全依賴這種昆蟲進(jìn)行授粉。
氣候變化使森林砍伐和其他更長期的棲息地變化雪上加霜。這種迅速出現(xiàn)的對昆蟲生物多樣性的威脅已經(jīng)影響到哥斯達(dá)黎加飛蛾和歐洲北美洲大黃蜂的數(shù)量。氣溫上升和干旱等極端天氣事件的頻率增加只是已知對許多昆蟲物種產(chǎn)生有害影響的兩種表現(xiàn)。
據(jù)預(yù)測，氣候變化將對地球的熱帶地區(qū)產(chǎn)生特別大的影響。熱帶地區(qū)的氣溫天然非常穩(wěn)定，因此物種不習(xí)慣應(yīng)對氣候變化帶來的快速溫度變化。然而，由于缺乏這些地區(qū)的數(shù)據(jù)，我們了解氣候變化影響熱帶昆蟲的能力再次受到阻礙。
幾乎所有可用數(shù)據(jù)都來自少數(shù)經(jīng)過充分研究的昆蟲群體（特別是蝴蝶、飛蛾和蜜蜂），而許多其他群體卻很少受到關(guān)注。盡管我們對昆蟲生物多樣性變化的研究大幅增加，但仍有很多空白區(qū)域。
我們“錯過”的昆蟲
為了填補(bǔ)這一知識空白，我們的研究評估了來自世界各地的75萬份昆蟲樣本。在包含的6000個地點(diǎn)中，近三分之一來自熱帶地區(qū)。近兩萬種不同昆蟲物種的樣本包括甲蟲、蜜蜂、黃蜂、螞蟻、蝴蝶、蛾子、蒼蠅、臭蟲、蜻蜓和其他不太為人熟悉的種類。
這是通過使用生物多樣性數(shù)據(jù)庫PREDICTS實(shí)現(xiàn)的，該數(shù)據(jù)庫匯集了全世界研究人員收集的數(shù)百萬個樣本。PREDICTS記錄了自然棲息地的生物多樣性，以及人類種植作物等區(qū)域的生物多樣性。這是為數(shù)不多的讓我們能夠研究全球生物多樣性變化的全球數(shù)據(jù)庫之一。
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雖然我們的20,000份強(qiáng)大的樣本僅代表昆蟲繁多種類的一小部分，但這仍然比以往任何時候研究過的地點(diǎn)樣本都多。通過該研究來了解棲息地喪失和氣候變化對昆蟲生物多樣性的相互影響，對此我們特別感興趣，并且首次將這些相互作用納入我們的模型中。
這兩種情況在熱帶國家的農(nóng)田中最為常見。我們的研究結(jié)果表明，相對于原始植被區(qū)域，這些地區(qū)的農(nóng)田通常已經(jīng)喪失了許多昆蟲生物多樣性。這凸顯了氣候變化可能對糧食安全構(gòu)成重大威脅，不僅會直接影響作物，還會導(dǎo)致傳粉媒介和其他重要昆蟲的損失。
隨著氣候變化加速，在當(dāng)前地理范圍內(nèi)種植可可和其他作物的能力已經(jīng)變得更加不確定，威脅著當(dāng)?shù)孛癖姷纳?jì)，并降低了全世界消費(fèi)者對這些作物的獲取。我們的研究所重視的昆蟲損失只會增加這種風(fēng)險。
事實(shí)上，溫帶和熱帶地區(qū)已經(jīng)看到由于昆蟲生物多樣性喪失而對糧食安全造成的威脅：例如，據(jù)報道，美國櫻桃、蘋果和藍(lán)莓因缺乏傳粉媒介而減產(chǎn)。
在世界的一些地區(qū)，農(nóng)民正在訴諸于人工授粉技術(shù)，用刷子為農(nóng)作物的花朵授粉。包括加納和印度尼西亞在內(nèi)的許多國家將人工授粉用于可可的種植。這些技術(shù)可以幫助維持或提高產(chǎn)量，但需要付出高昂的勞動力成本。
減少損失
我們的研究還強(qiáng)調(diào)了有助于改善昆蟲數(shù)量減少的變化。降低耕種密度——比如，通過使用更少的化學(xué)品并種植更多樣化的作物，可以減少棲息地喪失和氣候變化帶來的負(fù)面影響。
特別是，我們證明了在人工耕種的環(huán)境中保護(hù)自然棲息地確實(shí)對昆蟲有幫助。在有氣候壓力地區(qū)的農(nóng)田中，自然棲息地大部分被移除，昆蟲數(shù)量平均減少了63%，而在附近四分之三的自然棲息地得到保護(hù)的地方，這一數(shù)字下降到了7%。
對于生活在農(nóng)田上的昆蟲，自然棲息地會作為它們食物的替代來源、筑巢地和躲避高溫的地方。這樣的話，即使地球繼續(xù)變暖，也有一些可以減少影響昆蟲生物多樣性的選擇，為我們帶來了希望。
事實(shí)上，自然棲息地已經(jīng)在較小的范圍內(nèi)顯示出其實(shí)用性，尤其對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)生了積極影響。對于印度尼西亞可可，我們已發(fā)現(xiàn)，增加自然棲息地的數(shù)量可以增加包括傳粉媒介在內(nèi)的關(guān)鍵昆蟲的數(shù)量。
然而，我們的新研究表明，這種干預(yù)的好處只存在于密集程度較低的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中。這可能意味著減少化肥和殺蟲劑的投入水平，或增加作物多樣性以確保種植區(qū)可以獲得附近自然棲息地所帶來的好處。
我們注意到，同樣重要的是，并不是所有的物種都因?yàn)樽罱沫h(huán)境壓力而經(jīng)歷了艱難時期。例如，最近對英國昆蟲的研究表明，雖然一些種類減少了，但其他昆蟲種類，包括淡水昆蟲，近年來卻增加了。另一項(xiàng)著眼于全球昆蟲趨勢的研究也發(fā)現(xiàn)了淡水昆蟲數(shù)量的增加。
然而，許多這些積極的趨勢都發(fā)生在英國和歐洲等非熱帶地區(qū)，這些地區(qū)做了大量改善工作，例如，在經(jīng)歷退化之后，近年來各國在改善河流水質(zhì)方面做了很多工作。
有所作為
新冠疫情的封鎖促使我們中的許多人重新與周圍的動植物聯(lián)系起來。在英國，2020年溫暖的春季天氣使英國鄉(xiāng)村的昆蟲數(shù)量明顯增加。然而，這種飆升可能是暫時的，并且與全球更大的圖景背道而馳。
為了支持我們當(dāng)?shù)丨h(huán)境中更多的昆蟲生物多樣性，我們可以種植多樣化的花園來吸引昆蟲，減少花園和種植地中殺蟲劑的使用劑量，并減少我們修剪草坪的頻率（在英國，您可以考慮加入NoMowMay挑戰(zhàn)）。
考慮到我們作為消費(fèi)者做出的選擇可能有助于保護(hù)熱帶地區(qū)的昆蟲和其他生物，我們不僅可以在當(dāng)?shù)赜兴鳛椤＠?，購買遮蔭種植的咖啡或可可，將比購買露天種植的作物對生物多樣性的影響更小。
與此同時，政府和其他公共及私人組織應(yīng)該更仔細(xì)地考慮他們的行動和政策對昆蟲的影響。采取的措施可以從貿(mào)易政策和協(xié)議中適當(dāng)考慮生物多樣性，到確保產(chǎn)品不是來自與高森林砍伐率相關(guān)的地區(qū)。
然后是數(shù)據(jù)問題。我們越來越認(rèn)識到昆蟲對人類健康和福祉的重要性，以及它們在全球糧食生產(chǎn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用。在未來，通過保護(hù)環(huán)境來保護(hù)昆蟲將對全世界的人類社會產(chǎn)生巨大的好處。然而，如果沒有完善的數(shù)據(jù)支持，這一切都是不可能的。
為了更好地了解昆蟲生物多樣性的變化，一個重要的步驟是收集和評估現(xiàn)有的數(shù)據(jù)。我們參與的一個新項(xiàng)目GLiTRS(全球昆蟲威脅反應(yīng)合成系統(tǒng))正在通過結(jié)合來自一系列機(jī)構(gòu)和生態(tài)學(xué)科的領(lǐng)先專家(包括數(shù)據(jù)分析師)的工作來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。該項(xiàng)目將評估不同的昆蟲群體如何應(yīng)對威脅。
了解導(dǎo)致昆蟲數(shù)量下降的原因是防止未來更大損失的關(guān)鍵，也是保護(hù)昆蟲發(fā)揮重要功能的關(guān)鍵。氣候變化和生物多樣性喪失是主要的全球危機(jī)，是同一個硬幣的兩面。它們對糧食生產(chǎn)的綜合影響，意味著熱帶及更遠(yuǎn)地區(qū)許多人的健康、福祉和生計(jì)岌岌可危。昆蟲生物多樣性的喪失是這個故事中至關(guān)重要的一部分，但至今仍未得到充分研究。
來源：中國數(shù)字科技館（2022年7月25日）
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