21.2: 对生物多样性的威胁
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对地球生物多样性的核心威胁，因此也是对人类福祉的威胁，是人口增长与该人口使用的资源相结合。 人类需要资源才能生存和增长，而这些资源正以不可持续的方式从环境中消失。 生物多样性面临的三大直接威胁是栖息地的丧失、过度捕捞和外来物种的引进。 前两个是人口增长和资源使用的直接结果。 第三个原因是流动性和贸易的增加。 灭绝的第四个主要原因是人为（人为造成的）气候变化，尚未产生重大影响，但预计将在本世纪产生重大影响。 全球气候变化也是人口对能源的需求以及使用化石燃料来满足这些需求的结果（图\(\PageIndex{1}\)）。 有毒污染等环境问题对物种具有特定的针对性影响，但通常不像其他问题那样被视为威胁。
栖息地丧失
人类依靠技术来改变环境，取代曾经由自然生态系统执行的某些功能。 其他物种无法做到这一点。 消灭它们的栖息地，无论是森林、珊瑚礁、草原还是流动的河流，都会杀死该物种中的个体。 移除物种范围内的整个栖息地，除非它们是为数不多的在人造环境中表现良好的物种之一，否则该物种将灭绝。 二十世纪下半叶，人类对栖息地（栖息地通常是指特定物种所需的生态系统部分）的破坏加速。 以苏门答腊卓越的生物多样性为例：它是猩猩、极度濒危大象和苏门答腊虎的家园，但苏门答腊一半的森林现在已经消失了。 邻近的婆罗洲岛是其他种类的猩猩的家园，已经失去了类似的森林面积。 婆罗洲保护区的森林流失仍在继续。 婆罗洲的猩猩被国际自然保护联盟（IUCN）列为濒危物种，但它只是成千上万种在婆罗洲森林消失后无法幸存下来的物种中最明显的一种。 森林被砍伐用于木材和种植棕榈油种植园（图\(\PageIndex{2}\)）。 在欧洲，棕榈油用于许多产品，包括食品、化妆品和生物柴油。 据估计，从2000年到2005年，全球森林覆盖面积损失的5年为3.1％。 大量损失（2.4％）发生在潮湿的热带地区，那里的森林流失主要来自木材开采。 这些损失当然也代表着这些地区特有物种的灭绝。
生物学在行动：通过明智的木材选择防止栖息地的破坏
大多数消费者并不认为他们购买的家居装修产品可能会导致栖息地的丧失和物种灭绝。 然而，非法采伐的热带木材市场巨大，木制品经常出现在美国的建筑用品商店里。 据估计，美国是世界上最大的木制品消费国，进口的木材流中有10％可能是非法采伐的。 2006年，这相当于木制品的36亿美元。 大多数非法产品是从充当中间商的国家进口的，不是木材的原产国。
如何确定地板等木制品是否以可持续方式甚至合法采伐？ 森林管理委员会（FSC）对可持续采伐的林业产品进行认证；因此，寻求他们对地板和其他硬木产品的认证是确保木材不会被非法从热带森林中非法开采的一种方法。 认证适用于特定产品，不适用于生产商；一些生产商的产品可能没有认证，而其他产品则经过认证。 除了FSC之外，还有其他认证，但这些认证是由木材公司经营的，这造成了利益冲突。 另一种方法是购买国产木材。 虽然如果有一份合法和非法木材的清单会很棒，但这并不是那么简单。 伐木和森林管理法律因国家而异；在一个国家非法的东西在另一个国家可能合法。 产品的收获地点和方式，以及其来源的森林是否得到可持续维护，所有这些因素都决定了木制品是否会获得FSC的认证。 询问有关木制品来自何处以及供应商如何知道它是合法采伐的问题总是一个好主意。
栖息地的破坏会影响森林以外的生态系统。 河流和溪流是重要的生态系统，经常成为通过建筑、筑坝或清除水来改变栖息地的目标。 筑坝会影响河流的流量和进入河流各个部分的通道。 改变流量模式可以减少或消灭适应流量季节性变化的人口。 例如，据估计，美国有91％的河流长度已经通过筑坝或河岸改造进行了修改。 美国的许多鱼类，尤其是稀有物种或分布受限的物种，都因河流筑坝和栖息地丧失而减少。 研究证实，必须在水生和陆地栖息地经历部分生命周期的两栖动物物种面临更大的种群减少和灭绝的风险，因为它们的一个栖息地或它们之间的通道丧失的可能性增加。 这尤其令人担忧，因为出于各种可能的原因，两栖动物的数量一直在减少，灭绝的速度比许多其他群体快。
过度采摘
过度捕捞对许多物种构成严重威胁，尤其是对水生物种构成严重威胁。 渔业科学家监测的受监管渔业（包括狩猎海洋哺乳动物和捕捞甲壳类动物和其他物种）的例子有很多，但已经崩溃。 西大西洋鳕鱼捕捞是最近最引人注目的崩溃。 尽管它在400年中一直是一种生产率很高的渔业，但1980年代引进的现代化工厂拖网渔船以及对渔业的压力使它变得不可持续。 渔业崩溃的原因既是经济的，也是政治性的。 大多数渔业是作为一种共同资源管理的，任何愿意捕鱼的人都可以获得，即使捕鱼区位于一个国家的领海之内。 共同资源受到被称为 “公地悲剧” 的经济压力的影响，在这种压力下，渔民如果不拥有渔业，他们几乎没有动力在捕捞渔业时实行克制。 收获共同拥有的资源的总体结果是过度开发。 尽管对大型渔业进行监管以避免这种压力，但它仍然存在于后台。 如果捕鱼渠道开放、不受管制，当技术使渔民有能力过度捕捞时，这种过度开发就会加剧。 在一些渔业中，如果将时间和金钱投资到其他地方，资源的生物增长低于捕鱼所得利润的潜在增长。 在这些情况下（鲸鱼就是一个例子），经济力量将驱使捕鱼种群灭绝。
概念在行动
浏览美国鱼类和野生动物管理局互动地图，了解美国濒危和受威胁物种的重要栖息地。 首先，选择 “访问在线映射器”。
在大多数情况下，渔业灭绝并不等同于生物灭绝——一个物种的最后一条鱼很少从海里捕捞出来。 但是在某些情况下，真正的灭绝是可能的。 鲸鱼种群增长缓慢，有因狩猎而完全灭绝的危险。 此外，还有一些分布有限的鲨鱼有灭绝的危险。 石斑鱼是另一种通常生长缓慢的鱼类种群，在加勒比地区，包括许多因过度捕捞而面临灭绝风险的物种。
珊瑚礁是极其多样化的海洋生态系统，面临着多种过程的危险。 尽管珊瑚礁仅占海洋栖息地的百分之一，但珊瑚礁是世界上三分之一的海洋鱼类物种（约4000种）的家园。 大多数家庭海洋水族馆都养有珊瑚礁物种，这些物种是野生捕获的生物，而不是培养的生物。 尽管已知没有任何海洋物种因宠物贸易而灭绝，但有研究表明，某些物种的数量因捕捞而减少，这表明在这些水平上收获是不可持续的。 还有人担心宠物贸易对某些陆地物种的影响，例如海龟、两栖动物、鸟类、植物甚至猩猩。
丛林肉是通用术语，用于指为食物而杀死的野生动物。 世界各地都在进行狩猎，但狩猎习惯，特别是在赤道非洲和亚洲部分地区，据信会威胁到几种物种的灭绝。 传统上，非洲的丛林肉是用来直接养活家庭的；但是，最近这种做法的商业化现在可以在杂货店买到丛林肉，这使收获率提高到了不可持续的程度。 此外，人口增长增加了对农业无法满足的蛋白质食物的需求。 受到丛林肉类贸易威胁的物种主要是哺乳动物，包括生活在刚果盆地的许多猴子和大猿。
外来物种
外来物种是指人类有意或无意地引入其未进化的生态系统的物种。 人类运送人员和货物，包括故意运输生物进行贸易，极大地增加了将物种引入新生态系统的次数。 这些新引进的距离有时远远超出了该物种自身旅行的能力，也超出了该物种的自然捕食者的范围。
大多数外来物种的引入失败可能是因为引进的个体数量少或对它们进入的生态系统的适应性差。 但是，有些物种具有使它们在新的生态系统中特别成功的特征。 这些外来物种在新栖息地的种群经常急剧增加，并在新环境中重启生态条件，威胁到那里存在的物种。 当这种情况发生时，外来物种也变成了入侵物种。 入侵物种可以通过争夺资源、捕食或疾病来威胁其他物种。
概念在行动
浏览这个关于外来物种或入侵物种的交互式全球数据库。
湖泊和岛屿特别容易受到引进物种的灭绝威胁。 在维多利亚湖，故意引入尼罗河鲈鱼是造成约200种慈鲷灭绝的主要原因。 通过飞机意外引入棕树蛇（图\(\PageIndex{3}\)) from the Solomon Islands to Guam in 1950 has led to the extinction of three species of birds and three to five species of reptiles endemic to the island. Several other species are still threatened. The brown tree snake is adept at exploiting human transportation as a means to migrate; one was even found on an aircraft arriving in Corpus Christi, Texas. Constant vigilance on the part of airport, military, and commercial aircraft personnel is required to prevent the snake from moving from Guam to other islands in the Pacific, especially Hawaii. Islands do not make up a large area of land on the globe, but they do contain a disproportionate number of endemic species because of their isolation from mainland ancestors.
许多海洋和淡水水生物种的引进是在船舶将原产港的压载水倾倒到目的地港水域时发生的。 来自起运港的水被泵入一艘没有货物的船上的水箱中，以提高稳定性。 水来自港口的海洋或河口，通常含有活生物，例如植物部位、微生物、卵、幼虫或水生动物。 然后，在船只在目的地港口装载货物之前，水被抽出，目的地港口可能在另一个大陆。 斑马贻贝是在 1988 年之前用船压舱从欧洲引入五大湖区的。 五大湖区的斑马贻贝使该行业花费了数百万美元的清理成本，以维持进水口和其他设施。 贻贝还极大地改变了湖泊的生态。 它们威胁到本地软体动物种群，但也使一些物种受益，例如小嘴鲈鱼。 贻贝是过滤器喂食器，可以显著提高水的透明度，这反过来又允许水生植物沿海岸线生长，为以前不存在的幼鱼提供了庇护所。 欧洲青蟹 Carcin us maenas 于 20 世纪 90 年代末被引入旧金山湾，很可能是在船舶压载水中，并沿着海岸向北蔓延到华盛顿。 人们发现，这些螃蟹会大大减少本地蛤蜊和螃蟹的丰度，从而增加本地螃蟹的猎物。
入侵的外来物种也可以是疾病生物。 现在看来，20世纪90年代公认的全球两栖动物物种的减少在某种程度上是由导致 chytridiomycosis病的真菌Batrachochytrium dendrobat idis造成的（图\(\PageIndex{4}\)）。 有证据表明，这种真菌原产于非洲，可能是通过运输常用的实验室和宠物物种：非洲爪蛙 Xenopus laevis 传播到世界各地。 很可能是生物学家自己对这种疾病在全球传播负有责任。 北美牛蛙 Rana catesbeiana 也作为食用动物被广泛引入，但很容易逃脱囚禁，在大多数石斛杆菌感染中幸存下来，可以作为该疾病的储存库。
早期证据表明，从欧洲引进的另一种真菌病原体 Geomyces destructans 是导致白鼻子综合征的原因，白鼻子综合征感染北美东部的洞穴冬眠蝙蝠，并已从纽约州西部的起源点传播（图\(\PageIndex{5}\)）。 这种疾病使蝙蝠种群大量减少，并威胁到已经被列为濒危物种的灭绝：印第安纳蝙蝠、Myotis sodalis，可能还有弗吉尼亚的大耳蝙蝠 Corynorhinus townsendii virginianus。 这种真菌是如何引入尚不清楚的，但一个合乎逻辑的假设是，休闲洞穴探员无意中将真菌带到了来自欧洲的衣服或设备上。
气候变化
气候变化，特别是目前正在发生的人为变暖趋势，被认为是主要的灭绝威胁，尤其是在与栖息地丧失等其他威胁结合在一起时。 由于过去和持续的温室气体（主要是二氧化碳和甲烷）因燃烧化石燃料和毁林而向大气中排放，已经观察到人为变暖，据推测这种变暖将继续。 这些气体降低了地球辐射进入大气层的阳光所产生的热能的程度。 温室气体增加导致的气候和能量平衡的变化很复杂，我们对它们的理解取决于详细的计算机模型生成的预测。 科学家们普遍认为，目前的变暖趋势是由人类造成的，其中一些可能的影响包括未来几十年剧烈而危险的气候变化。 但是，仍然存在争论，对具体结果缺乏了解。 科学家们对灭绝率可能产生的影响程度存在分歧，据估计，到2050年，有15％至40％的物种承诺灭绝。 科学家们确实同意，气候变化将改变区域气候，包括降雨和降雪模式，使栖息地对生活在其中的物种变得不那么热情好客。 变暖的趋势将把较冷的气候转移到北极和南极，迫使物种按照适应的气候规范移动，同时也要面对栖息地的空白。 范围的变化将对物种施加新的竞争制度，因为它们发现自己与历史范围内不存在的其他物种接触。 其中一种意想不到的物种接触是北极熊和灰熊之间的接触。 以前，这两个物种有不同的范围。 现在，它们的范围是重叠的，有记录表明这两个物种交配并产生了可存活的后代的案例。 气候的变化也阻碍了物种对季节性食物资源和繁殖时间的微妙时间调整。 科学家们已经记录了当代许多与资源可用性和时间变化的不匹配之处。
已经观察到范围的变化：例如，平均而言，欧洲鸟类物种范围向北移动了91公里（56.5英里）。 同一项研究表明，基于变暖趋势的最佳变化是该距离的两倍，这表明人口流动速度不够快。 还观察到植物、蝴蝶、其他昆虫、淡水鱼、爬行动物、两栖动物和哺乳动物的范围变化。
气候梯度还将向山上移动，最终挤满海拔较高的物种，并消灭那些适应最高海拔的物种的栖息地。 有些气候会完全消失。 北极的变暖速度似乎在加快，这被认为是对冬季需要海冰捕猎海豹的北极熊种群的严重威胁：海豹是北极熊唯一可获得的蛋白质来源。 自二十世纪中叶开始观测以来，海冰覆盖面积呈下降趋势。 近年来观察到的下降速度远高于气候模型先前的预测（图\(\PageIndex{6}\)）。
最后，由于冰川融水以及温暖的水占用的水量增加，全球变暖将提高海平面。 海岸线将被淹没，从而缩小岛屿面积，这将对某些物种产生影响，许多岛屿将完全消失。 此外，两极、冰川和海拔较高的山脉的逐渐融化以及随后的重新冻结——这个循环几个世纪以来一直为环境提供淡水——将发生变化。 这可能导致盐水过多和淡水短缺。
摘要
生物多样性面临的核心威胁是人口增长和不可持续的资源使用。 迄今为止，灭绝的最重要原因是栖息地的丧失、外来物种的引入和过度捕捞。 预计气候变化将成为下个世纪灭绝的重要原因。 栖息地的丧失是通过砍伐森林、筑坝和其他活动造成的。 过度捕捞尤其对水生物种构成威胁，但是在潮湿的热带地区捕捞丛林肉威胁着亚洲、非洲和美洲的许多物种。 外来物种是许多灭绝的原因，对岛屿和湖泊的破坏尤其严重。 由于人口流动性增加以及全球贸易和运输的增长，外来物种的引进正在增加。 气候变化迫使射程变化，可能导致灭绝。 它还影响了对资源可用时间的调整，从而对季节性环境中的物种产生了负面影响。 目前，气候变化的影响在北极最大。 全球变暖还将提高海平面，消灭一些岛屿，减少所有其他岛屿的面积。
词汇表
- 丛林肉
- 一种用作食物的野生捕获动物（通常是哺乳动物、鸟类和爬行动物）；通常指在撒哈拉以南非洲、亚洲和美洲的热带地区狩猎
- chytridiomycosis
- 一种由真菌 B atrachochytrium dendrobatidis 引起的两栖动物疾病；被认为是全球两栖动物减少的主要原因
- 外来物种
- （也称入侵物种）这种物种已被引入生态系统但未在其中进化
- 下议院的悲剧
- 这是一项经济原则，即共同拥有的资源不可避免地会被过度利用
- 白鼻子综合症
- 美国东部和加拿大的一种洞穴冬眠蝙蝠疾病，与真菌 Geomyces destructans 有关