生物多样性丧失的原因

物种灭绝的原因问题使科学面临着复杂的任务。

　　

这就是为什么这个领域的研究是非常复杂的。德国巴伐利亚州Julius-Maximilians-Universit?t Würzburg生物中心(JMU)的萨拉·雷德利希博士在兰德克利夫项目中接受了这一挑战，该项目调查了气候变化和土地使用对物种多样性的影响。

在研究人员开始研究之前，他们必须想出一个计划。在技术术语中，这被称为“研究设计”。Sarah Redlich在LandKlif(巴伐利亚气候研究网络bayklif的一部分)合作项目复杂的研究设计中发挥了重要作用。该设计发表在本期的《生态学与进化方法》杂志上。

巴伐利亚州179个研究区域

主要的研究问题是:气候变暖和土地利用对包括飞虫在内的动植物的减少以及它们的授粉和虫害防治等生态服务有什么影响?研究设计允许在巴伐利亚选择179个合适的森林、耕地、草地和居民点作为研究地点。

“我们都知道，我们必须在为时已晚之前采取行动。毕竟，物种的消失正变得越来越令人担忧，”Sarah Redlich说。然而，准确地知道哪些措施对实现特定的目标有意义，以及在哪里实施它们是很重要的——“否则最好的项目都是无用的。”

设计一个研究项目时必须考虑许多事情

为了避免对观察结果的误解，在2019年4月兰德克利夫实际调查开始之前，萨拉·雷德利希周围的研究人员和项目负责人英格尔夫·斯特凡-德温特教授对他们的研究设计进行了数周的修改。

“例如，我们寻找的是接近自然的景观，以及在不同气候条件下被密集利用的农业景观和定居点，”JMU的生物学家解释说。这使我们能够区分土地利用和气候的影响。

为了避免在研究物种损失时得出错误的结论，必须预先非常精确地分析潜在的地点，如田野或森林。

“例如，你不能简单地比较有花带和没有花带的田地，以找出花带在多大程度上影响昆虫的多样性，”萨拉·雷德里奇解释说。重要的是要知道，是否有自然保护区附近的土地，或是否有一些土地是有机管理。因为所有这些方面都可能是重要的影响因素:“在寻找合适的研究地点时，我们试图过滤掉这些隐藏的因素。”

田野或森林的大小，与其他栖息地的距离，进行数据记录和实验的区域的性质，以及不同栖息地在景观中的分布:所有这些都在设计中考虑到了。

学习设计从电脑开始

虽然实地研究人员通过观察自然来发展他们的想法和问题，但实地研究的规划和设计通常是从办公室开始的。“在我们的案例中，最初的研究地点选择是在电脑上进行的，”Sarah Redlich说。用于分析空间数据的地理信息系统是一个重要的工具。

然而，在计算机辅助选择结束时，没有办法绕过检查所有179个地点。这项研究是由来自巴伐利亚各大学的10名博士生完成的。

这位生物学家解释说:“他们必须检查现场，例如，这些地点是否容易到达，是否太靠近河流或小溪。”他们还必须确定每个地点的土地所有者，并获得他们的同意。这部分的研究设计和随后的实地研究是“后勤艰巨的任务”。

但这一努力是值得的:一项初步研究的结果已发表在一家高级期刊上，并在全球范围内受到了广泛关注。进一步的研究正在准备中。

农业和地表封闭是重要的驱动因素

据Sarah Redlich说，已经可以采取很多措施来抵消动植物的损失——即使研究还没有完全了解到底是什么影响了生物量和多样性的下降。

然而，根据JMU生物学家的说法，集约化农业和封地显然是这种令人担忧的发展的重要驱动因素，因为重要的植物和动物栖息地正在消失。

为了创造栖息地，应该创造更多的开花区域并使用广泛的耕作方法。这对城市的绿色外墙也有意义。此外，重要的是连接孤立的栖息地，减少合成杀虫剂和工业废物的污染。

气候变化也在影响生物多样性。土地利用和气候是否以及如何相互作用，以及这对巴伐利亚的生物多样性有什么影响，将由仍在等待的实地研究结果来证明。

总之，Ingolf Steffan-Dewenter强调:“我们的研究设计是跨尺度的，代表了整个巴伐利亚的景观区域，它能够结合分析气候和土地利用。因此，我们正在为理解生物多样性下降的因果关系以及巴伐利亚仍然缺少标准化的生物多样性监测奠定重要基础”。

Journal Reference:

1. Sarah Redlich, Jie Zhang, Caryl Benjamin, Maninder Singh Dhillon, Jana Englmeier, Jörg Ewald, Ute Fricke, Cristina Ganuza, Maria Haensel, Thomas Hovestadt, Johannes Kollmann, Thomas Koellner, Carina Kübert‐Flock, Harald Kunstmann, Annette Menzel, Christoph Moning, Wibke Peters, Rebekka Riebl, Thomas Rummler, Sandra Rojas‐Botero, Cynthia Tobisch, Johannes Uhler, Lars Uphus, Jörg Müller, Ingolf Steffan‐Dewenter. Disentangling effects of climate and land use on biodiversity and ecosystem services—A multi‐scale experimental design. Methods in Ecology and Evolution, 2021; DOI: 10.1111/2041-210X.13759ber 25, 2021).