根據迄今最大規模的全球研究,生態系統擁有大量備援的想法,即少數物種滅絕不會造成太大傷害,已被大幅高估。
由倫敦國王學院與帝國理工學院領導的新研究警告,生物多樣性的缺乏可能威脅人類的糧食安全與氣候保護,因為多樣化的生態系統提供人類依賴的多種利益,包括授粉、水質淨化、碳儲存及自然害蟲控制。
該研究由倫敦國王學院、帝國理工學院、自然歷史博物館及艾倫圖靈研究所合作完成,發現生態系統的「備用」容量遠低於先前預期,海洋可能是損失最嚴重的生態系統。
這項發表於《自然生態與演化》期刊的研究,結合了423篇已發表研究及222,829筆數據,涵蓋陸地、淡水、海洋及河口生態系統,建立的資料庫規模是先前最大研究的兩倍以上,為同類研究中最大。
在23類生態系統服務與功能中,大多數利益隨著生物多樣性穩定上升,並未在少數物種存在後趨於平緩。研究結果顯示,功能冗餘——即物種可互相替代,損失不會造成太大影響的觀念——被過度估計。
研究主導者、倫敦國王學院地理學講師艾瑪·莫菲特博士表示:「我們的發現挑戰了生態系統有大量備援的舒適假設,認為失去少數物種不會有太大改變。大多數生態系統提供的利益隨著多樣性增加而持續攀升,這意味著物種流失時,這些利益也會下降。」
海洋碳封存,即從大氣中捕捉並儲存二氧化碳於海洋水體與沉積物的過程,對生物多樣性的正向反應最為強烈。
這表明所謂的藍碳匯——如珊瑚礁、鹽沼或紅樹林等海洋及沿海生態系統,依賴維持多樣的海洋群落,從浮游植物到微生物食物網,將碳泵入深海。
作者警告此結果基於少量數據集,並指出這是當前知識中的急迫缺口。
莫菲特說:「海洋的結果讓我們驚訝。海洋碳捕捉對生物多樣性的反應比我們測量的其他服務都強烈,然而這也是我們發現研究最少的領域。如果全球依賴藍碳來應對氣候變遷,海洋生物絕不能被忽視。」
部分生態系統服務為例外。對抗沿海洪水與侵蝕等災害的保護,整體對生物多樣性較不敏感,因為通常依賴一兩種基礎物種,如穩定沙丘的灌木。作者主張保育必須在維持整體多樣性與保護不可替代的基礎物種間取得平衡。
帝國理工學院生命科學系進化生態學副教授威爾·皮爾斯博士表示:「我們早已知道生物多樣性透過提供食物、潔淨水源、清新空氣及其他多種生態系統服務支持人類。但這個模型給了我們一個精確的全球圖像:我們現在能預測生物多樣性在任何地點提供的利益,讓我們更容易認識並利用這些利益。」
完整資料庫及涵蓋所有23類生態系統服務與功能的模型預測已公開,支持政策制定與規劃。
團隊也利用資料庫進行未來展望,將其與政府間氣候變遷專門委員會使用的社會經濟情境下的生物多樣性預測連結。
研究模型預測,在以化石燃料為主的發展路徑下,農田上的生物防治服務(由作物害蟲的天敵免費提供)將下降,尤其在快速人口增長及發展程度較低的國家損失最為嚴重。
生物多樣性保障全球生態系統服務與功能,對人類福祉至關重要。


