《Biodiversity and Conservation》:The impact of defaunation on nature’s contributions to people in the Pan-Amazon: a scoping synthesis of evidence and research gaps
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亚马逊生物群落面临着日益加剧的生物多样性威胁,包括加速的森林砍伐、野生动物的过度开发、火灾、农业扩张、采矿和基础设施建设。了解科学文献如何评估动物群对自然对人类贡献(Nature's Contributions to People,简称NCP)的作用,对于指导
亚马逊生物群落面临着日益加剧的生物多样性威胁,包括加速的森林砍伐、野生动物的过度开发、火灾、农业扩张、采矿和基础设施建设。了解科学文献如何评估动物群对自然对人类贡献(Nature's Contributions to People,简称NCP)的作用,对于指导未来的保护和研究重点至关重要。通过一项广泛的范围综述,本研究旨在:(1)评估泛亚马逊地区陆地和淡水动物群的生态作用及其提供的NCP;(2)综合当前知识现状,批判性地审视这些潜在关联在文献中的探索和记录方式;(3)识别知识空白和需要进一步研究的领域。研究人员采用定性分析和描述性统计对数据进行了分析。对135项研究的综合分析揭示了一个研究偏向,即关注动物群与供给服务(如狩猎和捕捞)之间的相互作用,而文化服务和无脊椎动物的作用则严重未被充分代表。同样,动物群减少在生态系统变化中的作用在实证文献中仍未得到充分研究。在地理分布上,研究集中在巴西和秘鲁,亚马逊大部分地区仍存在空白。所回顾的研究经常记录到与过度开发、栖息地丧失和气候变化相关的生物多样性下降。这种下降与广泛的动物群耗竭有关,这可能破坏生态系统功能和人类福祉。动物种群消亡与生态关系的改变相关联,这些改变可能改变生态系统过程,从而潜在地影响人类福祉。迫切需要认识到野生动植物的关键作用,并建立政治意愿,制定有针对性的政策和资助机制,以解决陆地和淡水生态系统中与森林覆盖同时发生的动物群损失问题。
研究背景、现存问题与研究目的
亚马逊生物群落正面临日益加剧的生物多样性威胁,包括加速的森林砍伐、野生动物过度开发、火灾、农业扩张、采矿和基础设施建设。维持功能良好的生态系统对于确保自然对人类贡献(NCP)的持续流动至关重要。然而,尽管生物多样性丧失,特别是动物群减少,被广泛假设理论上会破坏支持人类福祉的生态系统过程,但在更广泛尺度上,动物种群消亡(defaunation)直接驱动NCP发生非线性转变或损失的量化程度,在实证研究中仍然非常不足。此外,现有政策与资金多集中于应对森林砍伐,而对动物群损失这一关键问题的关注相对较少。因此,理解科学文献如何评估动物群对NCP的贡献,对于确定未来保护和研究优先事项具有重要意义。
为此,研究人员开展了本项范围综述研究,旨在:(1)评估泛亚马逊地区陆地和淡水动物群的生态作用及其对NCP的影响;(2)综合当前知识状态,批判性地审视科学文献如何记录动物群减少、生态系统功能与NCP之间的关系;(3)识别关键知识空白和需要进一步研究的优先领域。
主要关键技术方法
- 1.
文献检索策略:采用布尔检索法,在Scopus、Web of Science和SciELO三个主要数据库中,结合地理术语(如Amazon, Amazonia)、动物群术语(如fauna, wildlife)和特定的NCP术语(如pollination, hunting)进行结构化组合检索,涵盖英、西、葡三种语言,时间范围为1990年至2025年5月。
- 2.
筛选与数据提取:经过标题、关键词和摘要筛选,最终纳入135项独立研究。从每篇出版物中提取了包括作者、出版年份、空间宏观区域与国家、动物群组、功能群、NCP类型、NCP类别、生态系统服务类型、研究尺度、生态属性、受益人群及财务价值等多项信息。
- 3.
数据分析:采用描述性统计和定性分析方法。通过桑基图直观总结不同水生和陆生动物群组与各类NCP之间的关联模式;通过双变量图探索动物群减少与NCP下降之间的关系;并分析了研究的地理分布、时间趋势、关键结论、下降百分比、阈值讨论、空间尺度和人类群体等信息。
研究结果
总体特定NCP检索模式
基于首次检索获得的83项研究,识别出由水陆动物群提供的17种NCP,分属四个独立的生态系统服务类别(后归入三个IPBES的NCP大类)。绝大多数研究集中在秘鲁-巴西亚马逊地区(占88%),主要涉及物质贡献类NCP(如捕捞和狩猎,占45.8%)。其他NCP如气候调节、疾病控制、生态系统工程、遗传资源、文化认同和水质则代表性不足。陆生脊椎动物与多种供给、文化和调节功能相关,而水生脊椎动物主要与供给和文化价值相关。陆生无脊椎动物在支持和调节功能(如授粉、土壤形成和生物防治)中发挥关键作用。
两次检索的总体模式:NCP、生物衰退与跨越生态系统阈值的风险
综合两次检索共135项研究,发现大多数研究在巴西(61.5%)和秘鲁(18.5%)进行。自2020年代以来,研究数量显著增加,约50%的出版物集中在2020年之后。只有一项研究明确提出了可能导致生态系统结构变化的生物损失百分比阈值(30%,主要与森林砍伐而非直接的动物群损失相关)。评估生物多样性损失相关变化值的研究普遍稀少,其中报告动物群下降(15.6%)、生物群下降(21.5%)和NCP下降(10.4%)的比例均较低。关于生态系统临界点(tipping-points)的讨论更少(仅占10.4%),而考虑NCP财务价值的研究也不多见(30.4%)。大多数研究关注物种多样性和丰度(65.2%),在局部尺度(43.7%)上进行,且未具体指明受益的人类群体(42.9%)。
文献指出的动物群与功能群、关键作用及主要风险
主要研究的动物群组是哺乳动物(31.7%)和鱼类(26.8%),其关键作用与种子传播、粮食安全、文化认同和传统医药相关。主要下降驱动因素包括野生动物过度开发、栖息地丧失与破碎化、气候变化、基础设施建设和污染。相比之下,无脊椎动物在文献中被忽视且代表性不足,尽管它们在土壤结构化、养分循环和授粉等方面起着至关重要的作用。在功能群方面,研究聚焦于渔业资源、种子传播者、分解者、传粉者、象征性物种和土壤健康维护者。
知识空白、偏差与局限性
研究表明存在显著的地理和主题偏差。地理上,尽管巴西和秘鲁研究数量最多,但按比例计算厄瓜多尔的研究密度最高,而玻利维亚、委内瑞拉和哥伦比亚的亚马逊地区几乎未被研究。主题上,文化效益(非物质贡献)是文献中最不具代表性的主题。研究整体数量偏低且极度侧重于物质利益,导致对动物种群消亡在大尺度上影响NCP的理解受限。
讨论与结论
讨论部分指出,尽管有证据表明亚马逊生物多样性提供的自然效益可能丧失,但多个地理和主题上的空白限制了研究人员对动物种群消亡影响NCP的全面理解。最明显的空白之一是,明确评估动物群耗竭(而非栖息地丧失)可能导致不可逆生态系统变化阈值的研究数量有限。鉴于动物种群消亡往往比直接的栖息地丧失在空间上更为广泛,甚至能渗透进视觉上完整的森林,这一问题尤为令人担忧。目前,现有证据不足以稳健地评估动物群减少与NCP损失之间的非线性关系。虽然临界点在文献中常被假设,但当前的实证证据仍不足以检测到可明确归因于动物种群消亡的非线性或突变性生态系统转变。这提示需要更多长期和大尺度的研究来探索此问题。此外,研究还强调了土著和地方社区与自然的长期关系及其受到动物种群消亡影响的脆弱性,并指出亚马逊在全球气候调节中的关键作用也依赖于动物群介导的过程,如种子传播。
研究结论总结如下:亚马逊动物群对于维持整个泛亚马逊地区多个尺度和维度的生态系统功能及NCP至关重要——从塑造文化认同到通过生计实践支撑粮食安全。然而,普遍的“空森林”(empty forest)和“空河流”(empty river)综合征揭示了动物群耗竭正在侵蚀生态系统功能。这些概念描述了从看似完好的生态系统中失去动物群的现象,表现为动物介导的生态过程(如种子传播、营养调节、碳储存和渔业生产力)的渐进式侵蚀,而非突发的生态系统崩溃。热带陆地和淡水动物群正处于长期衰退之中,形成了大片功能性空缺地带,威胁着生物圈的稳定和全球人类福祉。尽管政策和资金主要集中在应对森林砍伐上,但对动物种群消亡的关注相对较少。为确保亚马逊生态系统的长期韧性,迫切需要认识到野生动物的关键作用,并制定有针对性的政策和资金机制,与森林覆盖保护并行,共同应对陆地和淡水生态系统中的动物群损失。成功与否更多地取决于政治意愿、私营部门和公众的参与,而非仅仅依靠科学家和传统社区的警告。