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森林树种剩一个,人类损失多少钱?

森林是地球最重要的生态系统之一,却正在遭受各种威胁。图片来源:Radmir Balazy

在这颗星球的陆地之上,有接近30%的面积属于森林。森林的绿色与海洋的蓝色交相辉映,宣示着无比旺盛而多彩的生命力——它可能是陆地生物多样性最复杂的地区,生态价值无需赘述。然而,在人类采伐和气候变化等因素的夹击之下,全球约一半的树木种类正在遭受威胁。如何尽可能地保护森林资源,已成为亟待解决的关键问题。

近日,来自美国西弗吉尼亚大学(West Virginia University)的梁晶晶教授等83位来自不同国家和地区的研究者,共同评估了全球性的森林生产力与物种多样性之间的关系,他们指出:物种多样性的持续缺失会加剧森林的生产力(即生物量的产生速率)衰退。因此,保护物种多样性作为一种防微杜渐的预防手段,是具备极高的经济价值的。相关的论文[1]发表在最新一期的《科学》(Science)杂志上。

与树种单一的林场相比,树木在物种多样性更丰富的森林长得更快更大。全球采伐森林所得的木材至少比那些森林只有一种树时的木材产出高出35%。图片来源:MinuteEarth/youtube.com

“我们早在三年前就开始搜集全球的林业数据,但直到去年秋季,我们的数据覆盖才得到突破性的进展。” 梁晶晶对果壳网科学人说,“执着和研究伙伴是我们取得进展的关键。”这项浩大的工程主要通过一个十来人的核心委员会来协调。梁晶晶介绍:“主要问题首先与他们协商,然后通过他们与所有人沟通;委员会里个人都有不同的专业方向,比如周沫教授(注:西弗吉尼亚大学森林经济学家,论文的共同作者)就是主要负责有关经济方面的研究, 雷相东教授(注:中国林业科学研究院资源信息研究所教授,论文的共同作者)则主要负责有关林业管理方面的讨论。”

最终,梁晶晶等人收集了来自44个国家及地区、横跨13个不同生态区域的777126个全球森林多样性样地(global forest biodiversity plots)的数据来进行统计分析。这些样地主要集中在欧美发达国家,因为“发达国家有着开放、完整、覆盖全国的林业样地,而发展中国家由于资金或政治方面的原因大都没有这样的样地数据。”梁晶晶解释说,“尽管我们通过联合国以及个人的关系尽量采集到一些数据,但与实际需要的相比还有差距。”有鉴于此,他强调,发展中国家采集和共享林业数据对于全球的生态和经济有着非常重大的意义。

森林位点统计图。上图中,白色区域代表全球范围的森林,而蓝色代表其中作为统计范围的位点。其中,a点代表取样的最北端(俄罗斯,西伯利亚中部,73°N),b点代表取样的最南端(阿根廷,巴塔哥尼亚,52°S),c点代表取样的最冷位置(俄罗斯,奥伊米亚康,年平均温度-17℃),d点代表取样的最温暖位置(美国,帕劳群岛,年平均温度28°C),e点代表物种多样性最丰富的位置(巴西,巴伊亚,一公顷内有405个不同物种的树木)。图片来源:参考文献[1]

这77万多个样地数据涵盖了231个科、1862个属中的8737个树种。对于每一份样地数据,研究者都从中提取出三项关键特征:树的种类丰富度(S)林分断面积(G)和初级生产力(P)。在此基础上,他们引进气候、土壤状态、降水等一系列其他变量,建立了一个幂函数模型来反映生物多样性与生态系统生产力之间的关系。他们用“替代弹性” θ来衡量物种丰富度损失对生产力造成的影响,这项参数值越大,就代表一单位的生物多样性损失对于整个森林生产力的损害程度越大。

在对77万多个森林位点进行随机抽样(10000组,每组500个样本)分析后,研究者发现其中多达99.87%的抽样点,其θ值都在0~1这个范围内——这提示森林的生产力随树种多样性的增多呈一个切线斜率为正的凹函数:

全球森林的树木物种多样性(横轴,百分比)与其生态环境生产力(纵轴)之间的关系。图片来源:参考文献[1]

这意味着,如果一片森林的树木物种多样性非常丰富,那么这时缺失一个物种对于整个森林的生产力来讲,影响还并不是太大;但在物种多样性越稀缺的时,树的种类继续变少,对整个森林生产力产生的打击就会越来越大。用数据来讲,如果全球性的树木物种减少10%,那么森林的生产力会下降2-3%;而如果在比较极端的情况下,树木只剩下一种了,那么哪怕全球的树木总数维持不变,森林的生产力也还是会下降26%~66%。

最初10%以及99%的树木物种多样性损失后,全球各地森林生产力的绝对衰退情况(括号中的数据代表对应着99%树种多样性损失下的森林生产力的衰减值)。图片来源:参考文献[1]

光看这些数据也许不足以让人对树种多样性的价值形成概念。研究者特地估算了生物多样性在维持森林生产力方面的经济价值——相当于每年1660亿到4900亿美元!“以往人们对物种多样性方面价值的认识上忽视了物种多样性在维持生态系统生产力方面的价值。我们这个研究发现,光是这一点价值就已经超过全球在保护物种多样性方面的实际支出(约75亿美元)二十余倍!”周沫说,“我们希望各国政府了解保护物种多样性的收益大大多于全部支出,希望全球能够投入更多的资金用于保护物种多样性上。”

在先秦经典《鹖冠子》中,扁鹊三兄弟的故事尤为著名。在三兄弟中,大兄能对病情“未有形而除之”,因此反而籍籍无名;扁鹊能在病情危急时力挽狂澜,但他自认为在医术上“长兄最善”。在维持森林生产力这件事上,保护生物多样性的作用亦犹如扁鹊的长兄。希望在越来越多研究者的努力之下,生物多样性那可观却容易被忽略的价值能得到政策制定者的确切关注——在一切还不太晚之前。

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(编辑:Calo)

参考文献:

  1. Liang, J., et al. "Positive Biodiversity–Productivity Relationship Predominant in Global Forests." Science (2016).

文章题图:Radmir Balazy

The End

发布于2016-10-17, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Lucorta92

生物医学博士后

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