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版权所有©1999韧性联盟

以下是引用这篇文章的既定格式:
《日报》,1999年。为管理地球生命维持系统提供科学依据。保护生态3.(2): 14。(在线)的URL: http://www.consecol.org/vol3/iss2/art14/

本文的一个版本,其中的文本、图、表和附录是单独的文件,可以通过以下命令找到链接

的角度来看,部分特别功能上麦克唐奈纪念文章

开发管理地球生命维持系统的科学基础

格雷琴c .每日

斯坦福大学


摘要

在这里,我回顾了将生态系统作为资本资产进行描述和管理的动机和背后的科学。然后,我将介绍一些最近的工作,以评估在人类主导的景观中维持生物多样性和生态系统服务的潜力。

关键词:生物多样性保护、乡村生物地理学、生态经济学、生态系统服务框架、全球变化、跨学科合作。

出版日期:1999年10月27日


介绍

众所周知,人类对生物圈的改造在规模上是前所未有的,极大地改变了大气、海洋和陆地系统的重要特征。这个社会也清楚地看到,这些变化的速度和方向是不可持续的,而且许多变化对人类福祉构成严重威胁。

然而,环境科学界以外的人对这些情况的了解程度差别很大。因此,私营部门、政府和一般公众的一些部门深为关切,而另一些部门甚至对存在严重的环境问题仍持怀疑态度。同样,一些国家采取了大胆的政策变化来解决某些问题,但其他国家这样做的前景仍然非常暗淡。总之,一些问题,例如某些形式的对流层空气污染和平流层臭氧消耗,正在得到非常有效的解决(考虑到所有情况),但许多问题几乎没有得到解决。

事实上,从外层空间记录人类活动的编年史者可能会得出结论,在阻止或扭转环境退化的基本方面几乎没有采取任何行动。自20世纪70年代初以来,为保护生态系统资产,谈判达成了一系列令人印象深刻的全球和区域协议。它们以湿地为目标(1971年《拉姆萨尔公约》);森林(例如1985年《热带森林行动计划》、1990年《国际热带木材协定》、1992年《里约热内卢森林原则》和1995年政府间森林问题小组);海洋资源(例如1994年《海洋法》、1995年《跨界鱼类和高度洄游鱼类条约》);生物多样性(1992年《生物多样性公约》);以及极具价值的自然遗址(1972年《世界遗产公约》)。但是,总的来说,这些协定是软弱和无效的,在实现其目的的保护所需的参与、资源和体制机制方面各有欠缺。因此,大多数趋势继续朝着错误的方向发展,其中许多趋势还在加速发展。

对这些复杂问题的有效行动不是一夜之间产生的,这并不奇怪。另一方面,人们想知道,解决这些问题所需的人类文化进化是否会以所需的速度发生。从社会利益的时间尺度来看,许多正在发生的变化基本上是不可逆转的。正如彼得·维图塞克(Peter Vitousek)所说,我们是第一代有工具了解由人类活动引起的地球系统变化的人,也是最后一代有机会影响其中许多变化过程的人。

显然,无论是科学还是科学家都无法解决所有这些问题。但是,作为个人和集体,科学和科学家至少必须在三个关键领域作出贡献。第一个是建立标准指标和系统监测人类对生态系统影响的变化幅度和速度。这些资料是不够的,但通常是采取政策行动所必需的。在多次讨论中,我发现我的经济学家同事们对生态学中系统的监测如此之少感到震惊。1929年股市大崩盘后,宏观经济学家开始密切监测一些统计数据(如失业率、国民生产总值等);从那以后,他们一直在争论这些统计数据的效用和解释,但至少他们有可以争论的东西!当然,我们今天可能选择的生态指标不会是完美的,也不会满足所有的需求,但它们会有所成就。第二是使用这些指标来预测生态系统结构和功能的未来变化过程。第三是将这些可能的轨迹转化为涉及基本经济、健康和人类福祉其他方面的有意义的社会条件。

我的工作方向是为维持地球生命维持系统所需的制度和政策发展科学基础和公众支持。要解决这些问题,需要许多不同的个人和方法。在这里,我将对一些值得进一步注意的重要领域进行个人概述。我首先提出一个总体概念框架,生态系统服务框架,我认为它有助于在这一复杂领域组织工作。其次,我描述了需要发展的生态系统变化的度量标准:以人类为主导的土地支持生物多样性的能力,我将这一研究领域称为“农村生物地理学”。最后,我简要描述了促进科学家和社会其他关键部门之间的交流和互动的巨大需求(以及已经取得的一些进展)。

在进一步讨论之前,我必须在这里说明,我的观点受到了许多人的影响;这里提出的大多数观点都来自于其他人的见解(他们在其他出版物中被充分引用了!)在讨论这些之前,我想先讲一个故事。


南太平洋的教训

在全球范围内,我们目前的状况是前所未有的;然而,在微观层面上,人类以前就遇到过许多今天的紧迫问题。尤其是南太平洋上那些偏远的小岛,它们是被复制得很好的微观世界,许多岛上都保存着人类与环境相互作用的完好记录。他们的人类历史有着非常相似的初始条件,文化起源相似的一小群人(来自波利尼西亚)在岛屿上殖民,向每个岛屿介绍相同的基本农业做法。然而,从那时起发生的事情却千差万别。

最离奇有趣的结果发生在复活节岛上。1500年前定居于此的原始居民显然生活得很好。他们的肉来自海豚,海豚被他们用巨大的棕榈树做成的适合远洋航行的独木舟所猎杀。然而,不久之后,森林被砍伐,导致了土壤侵蚀和河流干涸,以及捕猎和烹饪海豚肉的突然停止(独木舟和燃料木材都来自森林)。接着,人们消灭了沿海的海洋和鸟类食物资源(所有本土鸟类都灭绝了),然后依靠吃老鼠,最后自相残杀。1722年,一名荷兰探险家发现该岛时,岛上人口只有2000人左右。据估计,该岛人口最多的时候在7000人之间,最多的时候可能多达2万人。在人口瓶颈时期幸存下来的一句嘲讽是:“你妈妈的肉卡在我的牙齿里了。”

复活节岛并不是一个完全孤立的案例。其他岛屿上的遗迹,如曼加列瓦和曼加亚,表明了岛上居民的类似命运:不受控制的人口增长、自然资源的破坏、社会恐怖和同类相食。与此同时,其他岛屿上的波利尼西亚社会也经历了最初的环境恶化时期,但与此形成鲜明对比的是,后来发展出了可持续的经济,并在相对和平和舒适的环境中持续到今天。

是什么导致了环境和社会轨迹的分歧?人类学家帕特里克·基尔希(Patrick Kirch, 1997)将其归结为“有意识的选择”,口述历史和考古遗迹中都有记载。这些选择并不容易,执行起来也不会令人愉快。这些措施包括将具有文化价值的猪从农业生产系统中清除,并实施严格的人口控制措施,如独身、堕胎、杀婴,甚至驱逐一些人口。有趣的是,这些可能受到岛屿大小的影响。证据不足,但它表明,在最小的岛屿上的人口更有可能持续存在。所有的岛屿都很小。事实上,在生态和社会方面都相对成功的Tikopia只有大约1.7英里2(4.4公里2)的土地面积。基尔希提出,在每个人关系更密切,每个人都认识其他人的面孔的情况下,合作更有可能发生;相反,稍大一些的岛屿(复活节岛是64英里2或166公里2)大到足以让人口容易分裂为“他们”和“我们”。(1997年Kirch)。

有两个问题与当前的全球形势有关。首先,科学地了解人类与环境的相互作用是必要的,但还不够,以防止对生命维持系统的不可逆转的破坏。我们大概就像那些砍伐复活节岛上最后一棵树的岛民一样,在科学上有足够的知识来认识麻烦,并开始朝着正确的方向前进。我们面临着巨大的科学不确定性:以前没有人在任何星球上进行过如此大规模的远程实验。减少这些不确定性将大大有助于制定有效的政策。然而,很明显,大多数行动都是在社交方面。第二,人类是作为小群体动物进化而来的。我们未来的前景似乎取决于我们是否能培养足够多的小团体意识,以合作的方式打造经济、法律和其他社会制度,以使人类的影响与生物圈所能维持的平衡。这项任务是艰巨的,而且我们“岛屿”人口的庞大规模可能证明是一种明显的社会劣势。同样,行动是在社交方面。 This is why initiatives on the part of scientists to foster substantive communication on environmental issues with leaders in the social sciences, business, and government are so important.


生态系统服务框架

当人类活动接近或超过环境所能承受的能力时,这些活动的增长很少会立即停止。相反,如此投入的人们突然发现自己在分配资源给相互竞争的用途和用户时面临着一系列的权衡。从伦理和实践的角度来看,这些权衡正变得越来越令人烦恼和难以解决。它们涉及我们最重要的理想(比如为我们的孩子确保一个繁荣的未来),我们最古老的矛盾(比如个人利益和社会利益之间),有时还涉及我们最血腥的倾向。

在地方一级,为竞争活动分配土地或水往往涉及零和游戏。从自然栖息地到农场,以及越来越多的城市和工业用途,水和土地的广泛流失,就可以明显地看出这一点。这种分配应该根据什么来决定?如何才能公平地聚合个人对备选分配的偏好?如何公平分配替代方案的成本和收益?未来几代人,也就是最利害攸关的一方,如何在谈判桌上得到代表?在国际层面,这些问题是显而易见的。考虑在各国之间分配生产氟氯化碳、捕捞某些海洋鱼类或利用全球二氧化碳汇的许可证的努力。如何决定这些问题将深刻影响各国和个别行为者达成和遵守协议的意愿。

我们今天面临的许多权衡是在新的情况下出现的,没有先例或体制框架为明智与和平解决这些问题提供指导。社会没有足够的装备来应对这些问题。纵观人类历史的大部分时期,环境影响都是地方性和可逆转的,但现在它们越来越多地是区域性或全球性的,在社会利益的时间尺度上是不可逆转的。许多人不必等待资源限制达到危机程度:他们每天都面临这样的危机,逃脱的希望渺茫。

贸易和创新使摆脱当地资源的限制成为可能,并因此常常预先阻止这种折衷的出现。当取舍确实出现时,它们通常不像一些早期作品中所暗示的那样明显。然而,在全球范围内,自然极限的逼近正变得越来越明显:人类严重改造了约40-50%的无冰陆地表面,吸收了约50%的可获取可再生淡水,完全开发或过度开发了约65%的海洋渔业,使大气中二氧化碳浓度增加了约30%,使大气氮的固定率比天然陆地来源增加了100%,并使约25%的鸟类灭绝(Vitousek et al. 1997)。此外,在一个人口和人均消费都在增长的世界里,摆脱当地资源的限制,从定义上讲是暂时的。预计未来几十年全球对粮食、淡水、能源和其他资源的需求将迅速增长,这意味着世界将更加接近这些极限,而更多的地方将超过这些极限(Daily et al. 1998)。

在与其他人的合作中,我正在开发一个概念框架,以帮助解决这些权衡(Daily 1997)。该框架承认自然生态系统及其生物多样性是资本资产,如果管理得当,随着时间的推移将产生一系列维持生命的商品和服务。社会从生物多样性及其所处的生态系统中获得广泛的重要利益。如表1所述,这些生态系统服务包括产品的生产、再生过程、稳定过程、实现生命的功能和选项的保存。生态系统服务对人类生存至关重要,它们的运作规模如此之大,以如此复杂而又鲜有人探索的方式运作,大多数都是技术无法取代的。然而,人类活动对自然生态系统不断升级的影响危及了它们的实现。


表1。生态系统服务分类及举例。

生态系统服务
生产的货物
食物
陆生动植物产品
饲料
海鲜
香料
药品
医药产品
合成药物的前体
耐用的材料
天然纤维
木材
能源
生物质燃料
水电用低泥沙水
工业产品
蜡、油、香料、染料、乳胶、橡胶等。
许多合成产品的前体
遗传资源
促进其他产品生产的中间产品
再生过程
循环和过滤过程
废物的解毒和分解
土壤肥力的产生与更新
净化空气
净化的水
易位过程
播撒植物恢复所必需的种子
农作物和自然植被的授粉
稳定的过程
海岸和河道的稳定性
一个物种对另一个物种在不同条件下的补偿
控制大部分潜在的害虫种类
缓和极端天气(如气温和风)
气候部分稳定
调节水文循环(减轻洪涝和干旱)
生命去成就功能
审美之美
文化、知识和精神上的启发
存在的价值
科学发现
宁静
保存选项
维护未来所需的生态组成部分和系统
这些货物和服务的供应以及其他有待发现的


相对于物质、人力或金融资本,可再生自然资本(体现在生态系统中)缺乏了解,通常被低估,几乎没有受到监测,而且在许多重要情况下正在迅速消耗。到目前为止,人们几乎没有动力去衡量或管理自然资本:它一直被视为本质上取之不尽、用之不竭。

生态系统服务框架为解决权衡提供了一个新的范式。尽管生态系统服务的概念并不新鲜(柏拉图曾考虑过由于粗心的土地管理而导致生态系统服务的损失,他无疑不是第一个),但在当今环境问题的背景下,生态系统服务相对较新。此外,最近越来越多保护生态系统服务的政策决定使这一概念更具操作性。

最著名的例子之一是纽约市努力恢复天然水净化服务,而不是建造一个更昂贵的滤水厂。从经济角度来看,这相当于对自然资本而非物质资本的投资(Chichilnisky和Heal 1998)。这种模式能否扩展到其他地方和其他服务?在其他地方,水质无疑是一个日益令人担忧的问题:联合国环境规划署报告说,发展中国家的大多数疾病都是由受污染的水引起的,发展中国家50%的人患有一种或多种与水有关的疾病。据估计,10-15%的美国人口使用的水来自违反美国环境保护署(EPA)污染标准的系统。美国环境保护署预测,未来20年必须花费1400亿美元才能将饮用水质量维持在最低要求的标准。为了评估扩展纽约模式的潜力,Walter Reid提出了一个问题,在以水质为主要目标的经济理由下,有多少土地可以被保护?一阶近似表明,在目前的人口规模下,该区域将占美国土地面积的10%和全球土地面积的14% (Reid,在新闻).

在纽约市的案例中,现有的和新的金融和法律机制的综合体正在允许(官员们希望)获取生态系统服务价值,以实现三赢的结果:纽约市的纳税人将以最低的成本获得清洁水;大约100英里(160公里)外的卡茨基尔山脉流域的管理员将因他们为城市提供的净化服务而获得补偿;而那些与卡茨基尔生态系统提供的其他服务有关的人(例如,美学效益、防洪)将看到这些服务在水净化的保护伞下得到更好的保护。

为了将这一模式推广到其他地方和其他服务,将需要根据文化和经济环境量身定制的适当的教育、金融和法律机构。没有这些,生态学家和经济学家就会注意到,生态系统很重要,有价值的资产将毫无用处。在各种文化和经济中(例如,澳大利亚、马达加斯加、美国、越南)出现了有前途的保护生态系统服务的新机构;在不同的尺度上,从本地到国际;以及在政府、非政府组织(非政府组织)和私营部门的背景下(例如,卡斯特罗和塔滕巴赫1998年)。这些新兴机构所保障的服务包括:授粉;害虫控制;饮用、灌溉、水电的供水;保持土壤肥力;热带木材的可持续采伐; provision of aesthetic beauty; and even decomposition (of orange peels produced by Del Oro, an orange juice company in Costa Rica).

进一步研究生态系统服务的特性(生物物理和经济),以及发展保护生态系统服务的制度,可能会带来巨大的回报(Daily等,在检查中).这一领域需要解决一系列涉及广泛学科的基本问题。强调生态的问题包括:

  • 哪个生态系统提供什么服务?服务的交付、运输和消费规模如何?

  • 服务的数量或质量与提供服务的生态系统的条件(例如,相对原始vs.经过严重改造)或面积之间的关系是什么?临界阈值在哪里?

  • 这些服务在多大程度上依赖于生物多样性?

  • 在什么程度上,在什么时间范围内,这些服务是可以修复的?

  • 服务之间的相互依赖程度如何?保护或伤害一个人会如何影响另一个人的运作?

  • 可以使用哪些指标来准确和有效地监测生态系统服务的供应或质量的变化?

  • 现有的或可预见的人类技术能在多大程度上有效地替代生态系统服务?

  • 生态系统服务不确定性的主要来源是什么?它们有多重要?如何才能最好地量化不确定性并将其纳入政策?

  • 怎样才能最好地利用经济学原理和工具来管理自然资本?

  • 考虑到生态系统的价值主要取决于未来,而且将始终主要取决于未来,那么未来的利益应该如何从经济、文化或其他方面来衡量?

  • 需要什么样的金融、法律和其他社会机构来保护关键的生态系统服务?如何促进它们的发展?

虽然人们对生态系统的功能和一般抽象的服务供应有很多了解,但关于具体的地方生态系统和经济的资料却很缺乏。此外,尽管人们知道这些服务极其重要且受到高度威胁,但对于边际价值(与保护或破坏生态系统下一个单元相关的净收益或成本)或生态系统对人类影响的非线性响应却知之甚少。通常情况下,在无法扭转所造成的损害时(例如,在大洪水之后)才获得这一信息。

进一步拟订处理这些问题的个案研究将是最有帮助的。这种工作将确定应用这一概念框架的机会和限制范围;它将说明来自特定地区的调查结果有多普遍;它将成为政策制定的指南。例如,在纽约市的案例中,官员们正在购买土地,改变农业和市政做法,希望恢复卡茨基尔的自然水净化服务,所有这些都是在相当有限的科学信息下进行的。正在进行仔细的研究,以确定这些措施的有效性,但寻求这种方法(而不是建立一个物理过滤工厂)的政治机会窗口可能很快就会关闭。在这种特殊情况下,以及一般情况下,政策领域的成功取决于政策的科学基础是否健全。今天有许多法律可以用于环境保护,但它们的应用有待更好的科学信息。

生态学往往是一门回顾性的科学。与气候学等领域相比,很少有预测(生态系统)对未来扰动的反应的传统。相反,他们致力于解释过去发生了什么以及为什么发生。社会本质上是盲目的,几乎不了解它对生态系统的依赖或影响。因此,迫切需要对生态系统变化的社会后果进行仔细的科学评估和制定方案。地球上30-50%的物种消失会对人类健康和经济繁荣产生怎样的影响?由一个2o地球表面平均温度上升C ?通过两倍的固氮速率?靠人类企业将地球上50%可获得的可再生的淡水资源联合起来?人类统治了一半的无冰地表?世界主要海洋渔业的快速连续崩溃?我们已经遇到了其中的大多数情况;其他的就在地平线上。现在我将更详细地转向这个集合中的一个问题。


农村生物地理学

粮食生产可以说是人类最重要的活动。它也是全球生物多样性丧失的最重要的直接原因,涉及重大的直接和间接影响,包括:(1)将自然栖息地转变为农业用地;(2)通过贸易(从而增加物种引进率)和通过栖息地改变(从而增加土著社区对入侵的敏感性)促进生物入侵;(3)化肥和农药的施用。1990-2030年期间,全球粮食需求预计将翻一番。在亚洲和非洲,粮食需求预计将分别增加2.3倍和5倍,有些国家将增加7倍或更多(Daily等,1998年)。很难预测这些需求将如何得到满足。无论采取何种措施,可以公平地预期,不断增长的人类压力将使生物多样性面临巨大风险。

这些情况引出了一个问题,人类主导的景观有什么能力支持生物多样性?这个问题涉及到目前正在进行的大规模灭绝的未来进程、社会后果和适当的政策应对。它对生产粮食和保护生物多样性和生态系统服务的战略具有广泛的影响,但相对于其对应关系,即原生栖息地残余的支持生物多样性的能力,它仍然很少得到研究。

这种强调的一个原因无疑是生物多样性丧失的危机性质;鉴于“拯救”剩余自然栖息地的恐慌是合理的,我们需要一些时间来认识到相应的机会,即提高农业景观对生物多样性的适宜性。重点还可以追溯到其他因素,包括(1)岛屿生物地理学理论和岛屿范式在保护生物学中的突出地位;(2)认为只有极少数物种能够在自然栖息地的“岛屿”之外(即人类控制的栖息地)生存;(3)对人类破坏自然栖息地的行为经常(尽管通常是潜意识的)蔑视投射到从中受益的生物身上。

评估未来物种灭绝模式的主要方法包括将岛屿生物地理学的理论应用于具有自然栖息地的陆地“岛屿”。物种-面积曲线将栖息地中的物种数量与其面积范围联系起来,可以预测栖息地“破坏”带来的物种丰富度与栖息地面积变化之间的关系。一个被广泛采用的简化假设是,没有(或只有很少的)物种能在剩余的自然栖息地之外生存;在土地转为非常密集的农业和其他用途的情况下,这确实是合理的。

然而,栖息地改造的程度差别很大。同样地,曾经在广阔的自然栖息地安家的生物的命运沿着一个广泛的连续体变化:一端是人口减少到局部(最终是全球)灭绝;另一个极端是向人类控制的景观扩张。尽管栖息地的改变和物种的栖息地关联的记录很少(就全球大多数栖息地和物种而言),但有两件事是明确的:第一,世界上的大部分地区目前还没有达到土地利用强度的极限;其次,至少在目前,生物多样性的很大一部分出现在许多人类主导的栖息地中。

由于一系列的原因,能够利用乡村(主要是人类活动的乡村和郊区景观)的生物值得更多的关注。首先,面对预计人口规模和环境影响的增长,许多相对未受干扰的大片自然栖息地不太可能保留下来。其次,许多物种的保护潜力可能依赖于保存或加强含有原生栖息地残余的乡村景观的某些方面,而不是保护大片或多或少完整的栖息地。第三,重要的生态系统服务的提供,例如害虫控制和授粉,在许多情况下将取决于在当地,即在人类居住地附近,即在农村栖息地的生物多样性。最后,由于对某些区域的恢复工作越来越感兴趣,需要比较重建所需社区组合的备选地点的潜力。

农村生物地理学是一个旨在了解农村和其他人类主导景观中物种的多样性、丰富性、保护和恢复的领域。我正在应用各种经验和理论方法来解决这一领域的问题,例如:

  • 面对热带森林砍伐和其他主要栖息地的改变,哪些物种特征能带来生存优势?

  • 这些特征是如何在分类群中分布的?当前的灭绝事件将以何种戏剧性、何种方式塑造未来生命的多样性和进化?

  • 农业集约化水平与乡村景观生物多样性之间的关系是什么?

  • 能否发展出简单的数学理论来预测乡村景观中生物多样性的持续模式?

  • 根据关于土地利用的遥感信息(例如卫星图像),能在多大程度上准确地预测农村生境的生物多样性模式?

  • 乡村生物如何有效地执行生态系统服务?

  • 可以采取哪些实际措施来提高农村生境维持生物多样性和生态系统服务以及农业活动的能力?

在世界上大多数生物地理或农业地区,还没有对这些问题进行足够的研究来预测这些问题的答案。然而,已经完成的工作表明,许多农业景观确实保留了大量的生物多样性。我的小组目前正在开展一系列的实地研究,主要是在哥斯达黎加,以记录各种生物群组(包括鸟类、哺乳动物和各种昆虫分类群)对不同类型和水平的农业活动的反应。利用来自卫星图像和地面测量的信息,我们正在描述农业密集度,例如,农业地块大小的频率分布;作物种类密度;地块与篱排面积之比;原生和人类主导生境的空间形态和相对覆盖度;化肥和农药的用量和种类。我们希望,各种各样的实地研究将阐明,这些强度测量在多大程度上预测了生物多样性的模式。我们也正在综合文献中关于物种栖息地关联的信息。 The findings from these initial undertakings together serve as a basis for theoretical explorations that will, we hope, permit prediction of patterns of biodiversity generally, in other regions of the world and under various scenarios of change in land use.

迄今为止的说明性初步发现如下:

  1. 哥斯达黎加的原生鸟类有很大一部分(至少暂时)生活在开阔的乡村栖息地。半径15公里的研究区域在20世纪40年代几乎完全被森林覆盖,现在森林覆盖率只有27%。在我们调查的33个鸟类科中,55%只出现在森林地区,表明片段大小与物种丰富度之间存在显著的正相关关系。另外22%的物种同时出现在开放栖息地和森林中,23%只出现在开放栖息地。根据与研究区域以外更大的森林地区的比较,似乎有4到28种物种(占原始可能总数的1.4 -9.3%)自森林砍伐开始以来已经在当地灭绝。根据丰富度、相对丰度、丰度均匀度和物种组成的衡量标准,整个研究区域开放地区的鸟类种类是相似的。开阔乡村的动物群并不会因为靠近广阔的森林而发生变化(Daily et al.,在检查中).

  2. 大的体型和高的社会地位是正相关的,它们可能会在乡村环境中带来生存优势,可能是通过允许更多地获得有限的、集中的食物资源。例如,在一个以水果为食的唐纳雀行会中,体型较大的优势种在开阔地区更丰富,而体型较小的从属种则更多地局限于原生森林。对录像的分析显示,当一起在果实树上觅食时,占主导地位的个体比从属个体花更多的时间来进食(而不是四处张望或远离果实)(Daily and Ehrlich 1994)。

  3. 詹妮弗·休斯(Jennifer Hughes)领导的一项研究调查了几种农作物类型和残余的半自然栖息地中,鸟类与乡村栖息地的哪些方面关系最密切。有趣的是,个体和物种的最大丰度出现在休耕牧场和田野(相对于采样努力)。此外,有记录的所有个体中有三分之二是在与农田接壤的边缘栖息地发现的。这些发现强调了半自然生境的关键作用,即使它们的范围相对有限。

  4. 面对热带森林的砍伐,夜行性可能会带来一种分散,甚至可能是生存的优势。对森林斑块中白天活动的鸟类和蝴蝶以及夜间活动的甲虫和飞蛾的多样性的调查揭示了鸟类和蝴蝶的典型岛屿生物地理模式(在较小的斑块中较少),但在所有大小(0.1-225公顷)的森林斑块中,飞蛾和甲虫的多样性同样很高。解释这一明显优势的一个可能的机制是,通常情况下,夜间物种的迁移发生在原生森林和空旷地区之间的温度、湿度和太阳辐射条件相似的情况下。白天,露天地区炎热、干燥、明亮的条件可能会严重阻碍许多生物的扩散。夜行生物类群似乎把支离破碎的乡村看作是一个连续的栖息地,资源零星分布(Daily and Ehrlich 1996)。

  5. 上述研究揭示了不同类群作为整体物种丰富度指标的潜在用途。即蝴蝶和鸟类的物种丰富度分布是相关的(r2= 0.55,P< 0.05),夜间活动的飞蛾和甲虫(r2= 0.58,P< 0.025)。昼动组和夜动组之间的相关性不显著(r2P四例中有三例<= 0.05)。

  6. 在泰勒·里基茨(Taylor Ricketts)领导的一项后续研究中,一个大型林带和周围四种农业生境类型的蛾类多样性样本显示,不同农业类型之间的多样性没有差异。然而,距离林带较远(>3.5 km)的农业站点的多样性显著低于近(<1.0 km)的农业站点,后者的多样性与森林内部相似。这些结果表明,大多数蛾类依赖森林作为幼虫的食物植物,但它们的活动范围包括大量的农村地区(Ricketts et al.,在检查中).

  7. 正在进行的对不飞行哺乳动物的研究将允许对一个分类单元的开放区域的发生进行评估,该分类单元比前面讨论的一些类群的波动性更小。我们正在记录哺乳动物在大片森林、在森林附近和远离森林的不同农业栖息地、在有和没有微小(小于2公顷)森林残余的农村栖息地的出现情况。目前的研究结果表明,一些物种局限在森林中,但在乡村生境中有大量的中型物种,在环绕小森林碎片的地点有较高的物种丰富度和丰度。

(这项正在进行的工作只有在许多人的合作和协助下才有可能,包括George Burtness, Yvonne Burtness, Ellyn Bush, Gerardo Ceballos, Scott Daily, Tom Davis, Claire Devine, Paul Ehrlich, John Fay, Jennifer Hughes, Yimer Ilama, Jesús Ilama, Jesús Pacheco, Henrique Pereira, Taylor Ricketts, Arturo Sánchez-Azofeifa, Cagan Sekercioglu, Tom Sisk, Gerardo Suzán和Jim Zook。)

总之,这些发现以及其他研究人员的发现表明,在保护或增强农村栖息地的生物多样性方面有相当大的潜力。在这项工作的基础上,我们现在正试图建立一个理论框架,以解释和预测在不同土地利用变化过程下的生物多样性模式。这一指标,即农村支持生物多样性的能力,可以作为预测生态系统变化的重要社会后果的基础。


向公众宣传

1997年,特蕾莎·海因茨在美国科学促进会全体会议上发表讲话时警告说,科学似乎正在走上中世纪教会的老路。科学家的公众形象越来越多地变成了傲慢、自我封闭的精英,他们用无法解释的语言讨论对普通人的日常生活几乎或毫无意义的问题。有人可能会说,中世纪教会的消亡并不是社会的悲剧性损失。但是,公众对科学事业的支持正在减少,而此时社会几乎不可能更需要科学:一个健全的科学基础是解决它现在面临的环境问题的关键先决条件(Lubchenco 1998)。

科学家的公众形象在很多方面都是合理的。科学家,作为一个群体,很少试图向公众传达他们工作的兴奋和相关性。这样做通常很少有短期的个人动机,事实上,“公共”科学家经常面临重大的专业障碍。

为了以个人的观点来结束这篇文章,我非常幸运地得到了杰出的、受人尊敬的科学家和其他一些人的支持,他们把大部分的职业生涯都奉献给了改变这些情况。在我刚读研究生的时候,他们的努力导致了斯坦福大学校园里一个引人注目的现象:一些经济学家和生态学家开始相互交流。这种互动得到了加强,并被证明是非常富有成效的,现在涉及到许多其他领域的个人,包括气候学、工程学、法律和人类学,并提供了关于环境问题的多样化,但越来越趋同(和博学!)的观点。几乎与此同时,这些人中的一些人在建立瑞典皇家科学院北京国际生态经济研究所方面发挥了关键作用。参与并观察这两个群体的发展对我来说非常有教育意义。我相信这种交流的回报会非常高,无论是在智力上还是在实践上。

在这些团体个人的支持下(提供培训、联系和机会),我开展了一系列外联工作,旨在向广泛的学术界、商界、政策制定者和公众传播我的研究成果。当然,时代似乎正在成熟:尽管有强大的、根深蒂固的反对变革的力量,但私营部门和公众中也有重要的部分非常认真地想要做些什么,并且迫切地想知道那件事应该是什么。似乎越来越需要对生态的了解,以评价其他行动方针的优点,并查明减少人类对环境的有害影响的有效途径。

我最近还参与建立美国环境科学界与发展中国家,特别是拉丁美洲国家的环境科学界之间的交流。这种交流的好处是多方面的,包括提高各方的科学水平,提高当地环境管理能力,更好地指导美国基金会和政府的保护工作资金,以及促进解决地区和全球问题所需的信任和政治合作。

显然,人们可以在许多重要方面作出贡献。考虑到我们从南太平洋获得的初步教训,我希望有助于培养小规模团体互动的生产性核心,以开辟新的知识领域,并帮助实现向可持续经济的过渡。


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文献引用

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这篇文章的版权于2000年1月1日从美国生态协会转让给韧性联盟。

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