伦敦大学学院生物多样性与环境研究中心开展了迄今规模最大的昆虫生物多样性变化评估之一,对75万只昆虫进行了取样。
昆虫对于控制害虫、分解有机物和为农作物授粉至关重要。
热带国家高强度农田地区的昆虫数量降幅最大,人们认为大多数物种都生活在这些地区。
减少化学品使用、提高作物多样性并保护自然栖息地,都有助于缓解气候变化对昆虫的影响。
昆虫对地球的未来至关重要。它们帮助控制害虫,并分解死亡有机物,将养分释放到土壤中。飞行昆虫也是许多主要粮食作物的重要传粉者,包括水果、香料,以及对巧克力爱好者尤为重要的可可。
越来越多的报告显示,昆虫数量正在急剧下降,这令人忧心,也亟待关注。昆虫生物多样性丧失可能危及这些重要的生态功能,进而威胁人类生计和粮食安全。然而,在世界大片地区,我们对昆虫数量下降的真实规模和性质仍知之甚少。
我们目前掌握的大部分信息,来自地球较温带地区收集的数据,尤其是欧洲和北美。例如,传粉者数量已被发现普遍下降,英国的蝴蝶数量减少了30%至50%,遍及欧洲,而飞行昆虫生物量减少了76%,这一情况已在德国有报告。
有关热带地区(赤道两侧的区域,包括亚马逊雨林、整个巴西以及非洲、印度和东南亚的大部分地区)昆虫物种数量及其丰度的信息要稀缺得多。然而,据估计,全球550万种昆虫中的大多数都生活在这些热带地区——这意味着地球上昆虫最为丰富的区域可能正在经历灾难性的锐减,而我们甚至尚未察觉。
29个主要昆虫类群中,规模最大的包括蝴蝶和蛾、甲虫、蜂和蚁,以及蝇类。人们认为,每个类群都包含超过100万种昆虫。如此庞大的数量几乎不可能监测;而多达80%的昆虫可能尚未被发现,其中许多是热带物种。
为填补这些知识空白,伦敦大学学院的研究人员在其生物多样性与环境研究中心开展了迄今规模最大的昆虫生物多样性变化评估之一。我们的研究分析了来自全球约6000个地点的约75万份样本,共计近2万种不同物种。
气候变化和栖息地丧失这两大“骑士”给昆虫带来了前所未有的威胁。我们希望了解,在同时遭受这两种挑战且受影响最严重的地区,昆虫生物多样性受到怎样的影响。我们知道,这些因素并非孤立作用:例如,栖息地丧失会限制可用的遮荫处,加剧气候变化的影响,导致这些脆弱地区的温度进一步升高。
我们首次得以在全球生物多样性建模中纳入这些重要的相互作用。我们的研究结果于今日发表在《自然》杂志上,显示昆虫数量在热带国家的农田地区降幅最大——气候变化和栖息地丧失的综合影响在这些地区最为显著。
我们将经历显著升温的高强度农田地点,与气候变化影响较小的相关自然栖息地区域进行了比较。农田地点的昆虫平均数量仅为一半,昆虫物种数量则少了25%以上。我们的分析还显示,在全球范围内,气候压力较大的地区,如果附近大部分自然栖息地已被清除,农田平均损失了63%的昆虫;相比之下,附近自然栖息地大体得到保护的农田,昆虫损失仅为7%。
我们的研究指出,印度尼西亚和巴西等地区面临的风险尤为突出;当地许多作物依靠昆虫传粉及其他重要生态系统服务。这对这些气候和经济层面都较脆弱地区的当地农民及更广泛的粮食供应链有着严重影响。
可可、蠓和森林砍伐
据认为,全球主要作物中有87种完全或部分依赖昆虫传粉,其中大多数往往种植在热带地区。例如,可可主要由蠓传粉。蠓是一类蝇,以在苏格兰和北半球其他地区扰乱露营活动而臭名昭著。事实上,蠓在为制作巧克力所需的可可授粉方面发挥着至关重要、却未受充分重视的作用。
大部分可可产于印度尼西亚、科特迪瓦和加纳。仅在印度尼西亚,可可豆出口额就约为每年7500万美元。大多数可可由小农户而非大型种植园主种植,许多农民依靠这一作物维持生计。了解昆虫数量减少是否会让可可种植及可可农户的处境雪上加霜至关重要,但我们对印度尼西亚等热带国家昆虫生物多样性的状况知之甚少。
该地区的可可生产已受到恶劣天气事件的冲击,这些事件可能与气候变化有关。气温升高和降雨模式变化被认为会影响可可植株的生长、授粉和豆类产量。
农业是印度尼西亚民众的主要产业之一,尤其是在农村地区。人们清理大片土地,用于生产主要作物,其中也包括棕榈油。这导致大片雨林遭到砍伐,许多珍稀濒危物种面临更大风险,例如猩猩,以及许多昆虫等较不为人知的物种。
热带地区面临重大威胁,主要原因是农业扩张——而农业扩张往往是为了满足热带地区以外国家日益增长的需求。研究表明,国际贸易是这些地区森林砍伐的重要驱动因素,东南亚、东非和西非以及亚马逊地区的森林尤其脆弱。巴西和印度尼西亚森林砍伐严重,原因被归于生产用于出口的商品,包括大豆、咖啡、棕榈油和可可。
气候变化的威胁
人们知道,栖息地丧失是生物多样性面临的主要威胁,但其对昆虫的影响仍未得到充分研究,对热带物种的评估也十分少见。一项研究发现,依赖森林生存的巴西兰花蜂数量减少了约50%(不过,该研究仅在两个时间点对其数量进行了取样)。兰花蜂仅分布于美洲,是兰花的重要传粉者,有些植物完全依赖这种昆虫传粉。
除了森林砍伐及其他长期栖息地变化带来的挑战外,还有气候变化。这一对昆虫生物多样性迅速显现的威胁,已被认为与以下现象有关:哥斯达黎加的蛾类数量下降以及欧洲和北美的熊蜂数量下降。气温升高以及干旱等极端天气事件发生频率上升,是已知会对许多昆虫物种造成有害影响的两种表现。
预计气候变化将对地球热带地区产生特别大的影响。热带地区的气温自然相当稳定,因此当地物种并不适应我们在气候变化中所看到的气温快速变化。然而,由于这些地区缺乏数据,我们仍难以了解气候变化如何影响热带昆虫。几乎所有现有数据都来自少数研究充分的昆虫类群,尤其是蝴蝶、蛾和蜂;许多其他类群则很少受到关注。尽管关于昆虫生物多样性变化的研究大幅增加,我们仍有许多未知之处。
常被忽略的昆虫
为弥补这一知识空白,我们的研究评估了来自世界各地的75万份昆虫样本。在纳入的6000个地点中,近三分之一位于热带地区。我们的样本涵盖近2万种不同昆虫,包括甲虫、蜂、黄蜂、蚁、蝴蝶、蛾、蝇、蝽、蜻蜓以及其他较不为人知的类群。
这项研究得以开展,得益于PREDICTS数据库的使用。这个生物多样性数据库汇集了世界各地研究人员收集的数百万份样本。PREDICTS记录自然栖息地中的生物多样性,也记录人类用于种植作物等用途的区域中的生物多样性。它是为数不多的全球数据库之一,让我们能够研究全球范围内的生物多样性变化。
尽管我们的2万份样本仅代表昆虫物种丰富多样性的一小部分,但其采样地点数量仍超过以往任何研究。我们特别希望借此了解栖息地丧失与气候变化如何相互作用、影响昆虫生物多样性,并首次将这些相互作用纳入模型。
这两种状况在热带国家的农田中最为显著。我们的研究结果表明,与原生植被区域相比,这些地区的农田通常已损失大量昆虫生物多样性。这说明气候变化可能对粮食安全构成重大威胁:它不仅会直接影响作物,也会导致传粉者及其他重要昆虫减少。
随着气候变化加剧,在目前的地理分布范围内种植可可和其他作物已变得更加不确定,威胁当地生计,并减少全球消费者能够获得的这些作物。我们的研究所指出的昆虫损失很可能会加剧这一风险。事实上,温带和热带地区都已出现昆虫生物多样性丧失威胁粮食安全的情况:例如,有报告显示,传粉者不足导致美国樱桃、苹果和蓝莓产量下降。
在世界一些地区,农民开始采用人工授粉技术,用刷子为作物花朵授粉。人工授粉已在多个国家用于可可,包括加纳和印度尼西亚。这些技术有助于维持或提高产量,但需要付出高昂的劳动力成本。
遏制下降趋势
我们的研究还指出了一些有助于减少昆虫数量下降的做法。降低农业强度——例如减少化学品使用、提高作物多样性——可以缓解栖息地丧失和气候变化的一些负面影响。我们尤其发现,在农田景观中保护自然栖息地对昆虫大有帮助。在气候压力较大的地区,自然栖息地大多被清除的农田,昆虫平均减少63%;而在附近四分之三的自然栖息地得到保护的农田,这一比例最低可降至7%。
对于生活在农田中的昆虫,自然栖息地斑块可作为替代食物来源、筑巢地点,以及躲避高温的场所。这让人看到希望:即使地球持续变暖,我们仍有办法减轻对昆虫生物多样性的一些影响。
事实上,在较小尺度上,研究已表明自然栖息地的可利用性,尤其能对农业系统产生积极影响。研究发现,增加印度尼西亚可可种植区的自然栖息地面积,可以提升关键昆虫的数量,包括传粉者。然而,我们的新研究显示,只有在集约化程度较低的农业系统中,这项措施才会带来益处。这可能意味着减少施用的化肥和杀虫剂等投入品,或增加作物多样性,以确保附近自然栖息地的益处能够发挥作用。
还应注意,近期压力并非让所有物种都陷入困境。例如,近期一项关于英国昆虫的研究显示,虽然一些类群数量下降,但其他类群(包括淡水昆虫)的数量有所增加,且这种情况发生在近年。另一项研究也考察了全球昆虫趋势,发现淡水昆虫数量有所增加。不过,许多这类积极趋势都出现在英国和欧洲等非热带地区;这些地区开展了许多工作,例如近年来针对过去的退化问题改善河流水质。
带来改变
新冠疫情封锁措施促使我们中的许多人重新亲近周围的动植物。在英国,2020年春季温暖的天气似乎让英国乡村的昆虫数量有所增加。不过,这一增幅可能只是暂时现象,相对于全球整体情况而言,也可能是一个异常值。
为了促进本地环境中的昆虫生物多样性,我们可以种植多样化的花园来吸引昆虫,减少在花园和社区菜地使用农药,并减少修剪草坪的频率。(在英国,可以考虑参加五月不割草挑战。)不过,我们不只能在本地带来改变。审视自己的消费选择,或许也能帮助保护热带地区的昆虫及其他生物。例如,购买遮荫种植的咖啡或可可,其对生物多样性的影响会小于在露天种植的作物。
与此同时,各国政府以及其他公共和私营组织应更仔细地考虑其行动和政策对昆虫的影响。这包括在贸易政策和协定中妥善考虑生物多样性,也包括确保产品并非来自森林砍伐率高的地区。
此外,还有数据问题。我们日益认识到昆虫对人类健康与福祉的重要性,以及它们在全球粮食生产体系中的关键作用。保护环境、守护昆虫的未来,将使世界各地的人类社会受益匪浅。然而,没有可靠数据,这一切都无从实现。
要更好地了解昆虫生物多样性的变化,一个重要步骤是汇集并评估现有数据。我们参与的一项新计划GLiTRS(全球昆虫威胁与响应综合研究)正通过整合来自不同机构和生态学领域的顶尖专家(包括数据分析人员)的工作来实现这一目标。随后,该计划将评估不同昆虫类群对特定威胁的响应。
了解昆虫数量下降的原因,是防止未来出现更大损失、保护昆虫所发挥的宝贵功能的关键。气候变化和生物多样性丧失是全球重大危机,二者如同一枚硬币的两面。它们对粮食生产的综合影响,使热带地区及其他地区许多人的健康、福祉和生计都岌岌可危。昆虫生物多样性丧失是这一问题中至关重要、却尚未得到充分研究的一环。










