






方陵生 编译
著名的英国伦敦动物学会最新推出了针对全球无脊椎动物生存现状的调查报告,这份长达89页的报告对全球无脊椎动物面临的灭绝风险,无脊椎动物对人类和整个地球生态平衡的贡献,以及如何有效维持这种生态平衡等诸多方面进行了深入细致的调查分析。
报告提出了无脊椎动物的现状和趋势,保护它们对人类生存环境和生态系统的重要意义。本刊摘要介绍其中的内容,以期让更多的人了解无脊椎动物对地球生态和地球人类的价值,以及我们该如何帮助面临灭绝风险的无脊椎动物走出困境。 ——编者
●尽管关于无脊椎动物的灭绝较少记载,但研究表明无脊椎动物类群的灭绝和灭绝风险已被严重低估,无脊椎动物的下降速度甚至超过了人们更为关注的脊椎动物。
●无脊椎动物中软体动物的灭绝率已超过了鸟类、哺乳动物和两栖类动物,3%的腹足类和5%的淡水双壳类已经灭绝,另外还有30种物种面临极度濒危。
●尽管许多无脊椎动物物种都处在濒临灭绝的边缘,但得到优先保护的一直是脊椎动物。在欧洲列为保护动物状态的1140种动物物种中,986种是脊椎动物,只有154种是无脊椎动物,前者代表了64.8%的脊椎动物,后者只占无脊椎动物中的0.1%。
现状堪忧
2011年年底,地球人口达到了预计的70亿人,随着对地球生态系统压力的不断增加,从1970年以来,脊椎动物种群整体下降率达到了惊人的30%,许多物种面临着高灭绝率的风险。尽管关于无脊椎动物的灭绝较少记载,但研究表明无脊椎动物类群的灭绝和灭绝风险已被严重低估,无脊椎动物的下降速度甚至超过了人们更为关注的脊椎动物。
无脊椎动物中软体动物的灭绝率已超过了鸟类、哺乳动物和两栖类动物,3%的腹足类和5%的淡水双壳类已经灭绝,另外还有30种物种面临极度濒危。目前,淡水系统、海洋系统和陆地系统的许多无脊椎动物群体正濒临灭绝,人类对生态系统造成的压力正在广泛的蔓延和加剧。
正如鸟类和哺乳动物一样,许多无脊椎动物物种也在濒临灭绝的边缘,但得到优先保护的一直是脊椎动物。欧洲列为保护动物状态的1140种动物物种中,986种是脊椎动物,只有154种是无脊椎动物,前者代表了64.8%的脊椎动物,后者只占无脊椎动物中的0.1%。
没有小小的昆虫,我们会失去农业命脉所依赖的大部分授粉服务,没有蚯蚓,有机物质在土壤中传播的过程就会中断。没有如虾,蟹及鱿鱼等海洋无脊椎动物,人类就会失去重要的蛋白质来源。越来越多的证据表明全球传粉昆虫正在减少,过去几年中授粉昆虫数量的减少明显影响了生态系统稳定、作物生产和粮食安全。
有关调查表明,无脊椎动物可能面临着与脊椎动物和植物类似的威胁。淡水无脊椎动物的主要威胁是污染,如来自农业源头的硝酸盐和磷酸盐径流,其次是大坝建设和作物灌溉和生活污水的污染等。陆地无脊椎动物受到农业扩大发展和外来入侵物种的威胁,海洋无脊椎动物则受到过度捕捞、人为干扰和气候变化等多重威胁。全球气候变暖将有可能成为影响整个生态系统的最主要的威胁,过多吸收的二氧化碳使海洋使海水变酸,所有这些影响对无脊椎动物可能会是灾难性的。
淡水无脊椎动物的生存状态
由于开采、开发、污染等人类活动,导致水质恶化,淡水生态系统迅速退化,近几年一些地区的调查表明,无脊椎动物种群数量正在下降,某些群体面临灭绝的危险。据估计,至少1~2万淡水物种已经灭绝或面临灭绝的危险,占已知物种的10%~15%之间,这些物种的消失直接影响到人类生活。全球人口的80%面临严重的饮水安全问题,特别是低收入人群,而人类的高风险地区也正是无脊椎动物多样性面临的高风险地区。
影响全球淡水无脊椎动物生存状态的主要威胁是水体污染,超过41%的物种受到不同类型的污染威胁,如源自农业径流的硝酸盐和磷酸盐污水,非洲采矿业造成的水体污染也是一个严重的问题。
第二种威胁来自大坝建设,以及从河流和地下水取水用于家用和农田灌溉,这些人类活动对26%的淡水无脊椎动物物种构成威胁。
第三种威胁来自排干沼泽低地为人类提供土地、住房和工业区建设的人类活动,淡水水系改变导致约19%的淡水物种因栖息地丧失而濒临灭绝威胁。小规模采矿与伐木活动扰乱了当地泉水、小溪和小河水系,影响和威胁着一些当地特有的淡水无脊椎动物物种。全球范围内的水产养殖、森林砍伐、气候变化、外来物种侵袭等也影响着淡水无脊椎动物,其中的一些威胁可能在今后几十年中变得越来越普遍。
海洋无脊椎动物的生存状态
目前有1306种海洋无脊椎动物被列入世界自然保护联盟红色名录,占所描述物种的1%,在被评估的物种中,约25%目前面临灭绝的危险。
以珊瑚为例,在世界自然保护联盟红色名录上,32%的造礁珊瑚面临灭绝威胁,20%以上的物种被列为濒危物种,预计不久将被列入灭绝物种之列,除非它们面临的威胁得到缓解。珊瑚对环境变化极为敏感,由于海洋温度不断升高,为珊瑚虫提供营养和美丽色彩的共生虫黄藻大量离去或死亡,导致珊瑚白化和死亡。珊瑚白化后营养受损,更容易受到疾病和棘冠星鱼的捕食威胁。
珊瑚最大的威胁来自大规模的海洋变化,海洋酸化导致海水中碳酸盐离子浓度下降,严重影响造礁珊瑚构建珊瑚礁的能力。从理论上来说,如果全球气候变得更加极端,暖水海洋造礁珊瑚物种的四分之三以上将有可能面临灭绝危险。
全球约8.5亿的人口居住在珊瑚礁100公里范围内,当地的大型住宅和商业的发展,人为干扰和污染也形成了明显的威胁因素。因水产业、船舶运输或水族馆等带来的入侵物种也有可能导致对珊瑚产生不可预测的负面影响。根据最近的一份报告,如果不采取措施遏制珊瑚白化趋势,预计到2030年,90%的珊瑚礁将面临灭绝威胁,到2050年几乎所有珊瑚礁都将面临灭绝威胁。
陆生无脊椎动物的生存状态
陆地无脊椎动物物种极为丰富,很难对全球所有陆地脊椎动物进行评估,但对一些门类和一些地区的无脊椎动物物种已经或正在作出评估。世界自然保护联盟红色名录评估的3623陆生无脊椎动物中,其中42%正濒临灭绝,但目前红色名录上的数字只代表了已描述物种的0.3%。提高对无脊椎动物整体代表性的评估,以了解全球生物多样性的变化已刻不容缓。
甲虫起着重要的生态平衡作用,如营养物质回收和有害物种控制等,但一些初步调查结果表明,11%的甲虫物种已濒临灭绝,6%的种类目前生存状态堪忧,这个比率在未来还有可能继续增加。一些当地特有的物种,寄生宿主的物种,以及居住在热带森林中的物种面临的威胁最大,极需要人们去关注。
人们一直认为,气候变化只威胁到12%的陆生无脊椎动物,但最新调查表明,真正的比率可能要高得多,因此,确定气候变化对这些物种高灭绝率的影响很有必要。气候变化对塞舌尔的许多物种是一个主要的威胁,几个已灭绝或即将灭绝的蜗牛品种与降雨量模式的变化有关。
保护我们的未来
无脊椎动物为人类和世界经济提供了大量服务,是自然资本中一个不可分割然而却在很大程度上被忽略的部分,它们对地球生态和我们人类如此重要,我们能为它们做些什么呢?
据估计,自工业革命以来,已有1万个物种因人类活动而灭绝,至少四分之一的昆虫因在与人类争夺生存空间和资源中丧失栖息地而濒临灭绝。绝大多数的物种仍未被描述,研究表明,65%~80%的节肢动物仍在等待我们去发现。由于缺乏对无脊椎动物大规模的分类工作,许多物种在我们还不知道它们的存在的情况下悄然消失。
目前我们对于无脊椎动物群体趋势的研究评估和保护措施远远落后于脊椎动物和植物,了解自然资本的变化状态并将无脊椎动物生物多样性的信息纳入政府和社会决策之中,是保护无脊椎动物重要的第一步。
多样化的无脊椎动物是壮观的地球景象之一,我们欣赏蝴蝶在花间翩跹起舞,在沙滩上挑拣美丽的贝壳,在自家后院里挖蚯蚓,将讨厌的虫子从屋子里驱逐出去。虽然它们无处不在,通常这些毫不起眼的小生物却不会引起人们的重视,大多数人都不清楚的是,无脊椎动物是地球上数量最大、种类最多的生命群体,世界上80%的物种是由无脊椎动物构成的。
无脊椎动物的现状和趋势已引起了人们的关注,目前也不乏一些成功的保护例子,例如,去除非原生物种的创新解决方案在世界多个地区已获得成功。北美的几个外来物种,针对严重影响到当地的贝类动物和生态系统的斑马贻贝和斑驴贻贝的入侵,新开发的一种专门对付外来入侵物种但对当地贝类无害的胶囊封装的“生物子弹”,也许能给当地的贝类动物带来希望,这一解决方案在包括新西兰在内的其他一些地区也正在研究探索之中。
随着海洋生态系统及海洋生物受到越来越多的影响和威胁,人们采用了多种保护措施,以确保海洋生态系统和提供重要服务的持续发展。建立海洋保护区以保护海洋的未来就是其中之一,例如,受到高度保护的大堡礁海洋公园的建立。此外,还有对全球珊瑚物种的评估,全球倡议加强海洋保护政策,以及对濒危物种的保护行动等。
2010年,英国政府宣告将在查戈斯群岛建立世界上最大的海洋保护区,这一地区将代表世界上16%受到充分保护的珊瑚礁和以及世界上60%的禁捕区。2000年3月,澳大利亚西部的大螯虾渔业首次规定了可持续发展海洋管理的严格要求,包括季节性休渔,禁止捕捞繁殖期的雌虾等。
气候变化是许多海洋无脊椎动物的主要威胁,采取保护策略,以最大限度地提高珊瑚礁的适应和生存能力是未来的主要挑战,比如以遥感和海洋大气气候模型等新技术手段被用来预测珊瑚白化事件,以有利于建立一个健康的、有自我恢复能力的生态系统。
加利福尼亚州北部草地一种褐色的小蝴蝶面临草原和草甸栖息地消失、越野车对草地的破坏,气候变化等多种威胁。2005年美国林务局、美国鱼类和野生动物保护协会和土地管理局等联合成立了一个专门保护这种蝴蝶的工作组,保护小组的工作包括发展保护栖息地,恢复一些重要的栖息地,禁止越野车进入保护地,建筑围栏管理和限制放牧活动,遏制入侵树种和入侵植物等,这一保护行动也是成功的例子之一。
每一个物种都是独特、美丽和迷人的,是构成我们的全球生态系统的一部分,无脊椎动物是维持自然生态不可缺少的一环,它们帮助将碳封存在海洋底部,它们过滤海水、分解废物、回收利用营养成分,为重要农作物授粉,并构成食物链的重要组成部分,最终喂养着无数的地球人类。简言之,如果明天无脊椎动物消失,人类也将很快消失。
我们要欣赏、重视和了解这些和我们共享一个星球的缤纷多样的无脊椎动物,摆正人类在地球生态中的位置,认识到我们只是全球生命中极为渺小的一小部分,我们的生存在很大程度上依赖于这些看似不起眼的无脊椎动物。在数百万年的进化过程中,我们从它们中进化而来,我们的生存也依赖于它们,没有无脊椎动物的未来是可悲的,难以想象的。
著名生物学家威尔逊曾经说过,“如果人类明天消失,世界将几乎不会有什么变化。”没有人类,这个世界不会有什么变化,但没有无脊椎动物的世界却是无法想象的。无脊椎动物对于人类赖以生存的生态系统是不可缺少的,然而,在许多情况下,对于无脊椎动物在生态系统中所发挥的各种作用,以及物种多样性和生态系统之间的相互作用,我们仍然缺乏足够的重视。
我们的自然资本
几乎所有成为人类食物来源的海洋鱼类在它们生命的某个时期都以无脊椎动物为食,而人类或直接食用无脊椎动物,如贝类和甲壳类动物,或食用无脊椎动物的副产品,无脊椎动物为农作物授粉,处理各种废物,为人类提供众多的其他服务,但我们却很少意识到甚至完全忽略它们对地球生态和人类生存的重要性。
无脊椎动物是地球生态系统的调节者,作为地球生态系统的重要基础,从授粉、土壤形成和养分循环,到具有重要经济价值的生态旅游等,为人类提供了多种与我们日常生活息息相关的必要服务,在人类生存所需的经济、文化娱乐和旅游等方面都具有重大的价值,是我们人类赖以生存的自然资本。
以下是无脊椎动物对地球生态和人类生存所作的一些贡献:
生态调节和生态保护中无可替代的作用
在水生环境中,许多无脊椎动物,如虾、磷虾、蟹足类、双壳类、海绵和刺细胞动物等,在水体营养循环,甚至污染物去除中,起着无可替代的作用。它们在进食过程中,过滤河水或海水中的悬浮物质和食物颗粒,除去水体中的泥沙、营养物质、藻类和细菌等,这类物质过多有可能导致水体生态系统失衡。据估计,一只牡蛎一天24小时内可过滤多达124公升的水,遗憾的是,目前全球范围内牡蛎的数量已减少了85%,37%的江口河口和28%的生态区域内,已失去了牡蛎的这种净化功能。
淡水蚌类是世界许多湖泊和河流的主要滤食动物,在淡水生态系统自我调节中起着重要作用。每只蚌类每天可过滤40公升水,帮助分解和去除水体中过多的浮游植物细菌和有机物质,保持水体透明度。海绵一天中过滤的海水是其身体体积的10000倍,身长只有5毫米的甲壳类动物水蚤,每天过滤水量可达80毫升。
穴居蚌和其他穴居的大型无脊椎动物通过搅动底层水体,增加氧气和水中沉积物的含量。此外,由于它们对淡水水质变化的敏感性,是淡水生态系统水体健康的重要指标。
浮游生物在海洋生态系统中也有着重要意义,它们包括硅藻、散线虫、腰鞭毛虫、有孔虫类、片脚类动物、磷虾、桡足类动物、樽海鞘以及海胆、海星、甲壳类动物、海洋蠕虫、海蜗牛和大多数鱼类的幼虫形式。它们对营养水平、海水温度和污染程度等极为敏感,它们的生物丰度可以用来确定生态系统的健康水平。
珊瑚礁为估计60000种植物和动物提供了产卵、养育后代的小生境,还为海草、红树林、提供生态环境支持。珊瑚礁保护海岸线免受风暴和侵蚀的破坏,为人类提供食物、古玩、药物原料和水产品等。珊瑚礁在地球化学循环中也发挥了重要的作用,通过固氮作用和二氧化吸收能力维持全球碳平衡和钙平衡。
为农作物和野生植物授粉
无脊椎动物是陆地生态系统中不可缺少的一部分,粮食生产在很大程度上依赖于蜜蜂和其他昆虫的授粉活动,大多数植物的生长需要依靠如蜜蜂、大黄蜂、黄蜂、蛾子、蝴蝶、甲虫等无脊椎动物,以保证全球人类的食物供应。例如在欧盟国家,大约84%农作物和80%的野生植物花卉都要依靠昆虫授粉,它们对全球经济的贡献据估计约达1530亿欧元,相当于约9%的农业产值,而消失的传粉昆虫所带来的经济损失估计在1900至3100亿欧元之间。
据联合国粮食及农业组织(FAO)估计,全球范围内,大约有三分之一的农作物依靠昆虫和其他动物的授粉,在100种农作物物种的授粉工作中,野生蜜蜂占了71%。传粉昆虫提供和保障了许多粮食作物的安全性。昆虫的授粉服务为人类提供了重要的食物来源,如农作物、水果、坚果和蔬菜等。同样,有证据表明,授粉不足或低授粉活动导致了作物产量下降或歉收。
多样化的无脊椎动物生命形式,从海绵、珊瑚虫、软体动物、蜘蛛到昆虫,它们的身体形态和生理功能之多样和不同令人惊异,通过授粉完成其生命周期就是其生理功能之一,这一生理功能至关重要,不仅植物生长依赖于它们,对于人类社会也是至关重要的,农业生产需要依赖于许多授粉昆虫,才能生产出我们所需要的水果、粮食等作物。
加速土壤养分循环、粪便掩藏和废物处理
无脊椎动物中,蚯蚓为土壤松土通气和肥沃土壤,昆虫加速土壤的养分分解和循环,分解腐烂植物和其他废物,清洁净化水体等,甲虫掩埋和分解野生动物和养殖牲畜的粪便等废物,将营养物质转移进入土壤,提高土壤养分循环,帮助去除放牧土地表面的牲畜粪便,减少寄生虫孳生感染牲畜,控制病虫害。作为养分循环的一部分,许多昆虫将死亡动物的植物的营养分解释放到土壤中,成为植物能够吸收的营养物质,提供了为土壤施肥的有价值的生态系统服务。地下水中的无脊椎动物在碳和营养物质的生物地球化学循环中起着重要的作用,无脊椎动物物种的消亡还是栖息地消失、生态系统退化的重要警示。
一些生物如潮虫、蚂蚁、跳虫、蚯蚓、蜘蛛、金龟子幼虫,蜗牛、蛞蝓、蟋蟀、甲虫等都有助于维持土壤肥力,通过它们的日常运动和摄食活动帮助了有机营养物质的分解。爱尔兰的一项研究估计,土壤肥力和营养元素循环带来的价值高达每年10亿欧元。显然,如果提供这些服务的物种减少甚至消失,对于人类社会经济造成的损失将是难以估量的。
控制和消灭农业害虫
在过去几十年里,人们普遍利用无脊椎动物进行害虫防治,控制植物病害。害虫天敌通过捕食、寄生和致病原等途径消灭害虫,减少或避免害虫对农作物造成的危害,随着科学家对生物控制途径越来越深入地了解,以虫治虫的方法也得到越来越普遍的应用。
甲虫、蜘蛛等是一些农业害虫的主要天敌,被视为重要的天然杀虫剂,对维持健康的农业系统有着显著的贡献。赤眼蜂被用来对付庄稼害虫玉米螟,玉米螟幼虫的攻击对玉米作物造成严重的损害。赤眼蜂是一种寄生蜂,它们将卵产在玉米螟的卵中,赤眼蜂幼虫发育成熟之日,也就是玉米螟卵被彻底消灭之时。
利用无脊椎动物消灭农业害虫可极大地节省杀虫剂成本,例如,1979到1980年间,津巴布韦一个最大的柑橘产地,以生物控制法代替广效性杀虫剂消灭害虫红圆蚧,节省了50%的灭虫成本。1974年和1975年间,新西兰通过引进寄生蜂消灭粘虫,节省了50万美元。
此外,据美国加州大学的一项研究估计,生物控制中引进害虫天敌所花的每一美元,通过防止农作物产量和质量下降,减少害虫防治成本,获得的经济效益高达2500%。