原文：The biodiversity of species and their rates of extinction, distribution, and protection

原文网址：http://science.sciencemag.org/content/344/6187/1246752.full

学习与试译：功能昆虫群研究组

综述概要

背景：政府间生物多样性和生态功能科学与政策平台（IPBES）的主要功能之一是“对生物多样性知识进行定期和即时评估”。2013年12月，IPBES的第二次全会批准了一个项目，在2015年启动全球评估工作。生物多样性公约（CBD）和其它五个和生物多样性相关的公约都将IPBES作为科学与政策的接口。因此，在生物多样性公约Aichi战略规划2011-2020目标的评估过程中，这些IPBES的评估将非常重要。作为该评估的工作之一，我们对真核生物物种的多样性、灭绝速率、分布和保护进行了综述。我们记录了我们已知的信息，这些信息可能和我们不了解的信息不同之处，以及这些不同如何影响生物多样性统计。有趣的是，几个目标明确提到“已知物种”，毫不含蓄地申明了一些未知的知识。我们开始问这样的问题：有多少已知物种，同时有多少尚未描记。然后，我们考虑多少行动人为提高了灭绝速率。因为不同的生物群落包含了不同数目、不同易感程度的物种，物种的分布的影响因素较大。灭绝速率如何变化取决于威胁在哪些地方、如何扩散，以及保护措施是否有应对。

进展：最近的研究已经阐明最脆弱的物种在哪里栖息、人类活动在哪里并如何改变地球、这些如何导致物种灭绝。这些数据越来越容易查阅，从而科学和政府之间的透明度越来越高。植物、陆生脊椎动物、淡水鱼类和部分海洋类群的分类名录已经足以用于评估它们的状态和我们知识的缺陷。我们最了解的物种有巨大的分布区域，也是这些区域中最普遍分布的物种。大多数已知物种只有较小的分布区域，一般它们都是较新发现的物种。即使是在很熟知的类群中，非常小分布区域的物种数目急剧增加。它们分布非常局限，也非常不成比例地受到威胁，甚至已经灭绝。现在的灭绝速率是历史背景的1000倍，高于以前的估计。这样的估计可能可能仍然是低估了实际的情况。将来的灭绝速率将取决于很多因子，增长将常态化。综上：尽管保护区得到很快发展，但是这些努力可能没有生态上的代表性，也没有最优地保护生物多样性。

展望：持续推动最近建立的许多在线数据库，把它们和土地利用、海洋利用及物种分布不断涌现的数据进行整合，生物多样性评估才可能有所进展。哥伦比亚和巴西整合数据后开展保护实践的例子可参见www.savingspecies.org和www.youtube.com/watch?v=R3zjeJW2NVk

综述全文

摘要：最近的研究阐明了濒危物种在何地生存、人类如何并在哪改变地球，及如何导致物种灭绝等问题。我们评估了物种、分布和状态等统计参数。大部分物种尚未被描记。那些人类了解较多的物种分布广泛。但大部分已知物种分布范围比较局限。它们通常聚集在某一地理范围内，因而容易受到威胁或已经灭绝。现今的物种灭绝速率约为历史参考水平的1000倍。将来该速率的变化取决于诸多因素，且呈上升趋势。虽然物种保护区近些年来取得迅速发展，但是它们在生态角度并不具代表性，且不能最优化的保护物种多样性。

IPBES (Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services) 四大功能之一即是对生物多样性方面进行及时和常规的评估。2013年12月，其第二次全体大会通过了于2015年启动全球和地区生物多样性评估的决议。CBD（Conventionon Biological Diversity）和其它四个生物多样性相关的大会均采用IPBES作为科学与政策的对接平台。因此这些评估将对衡量CBD 相关2011-2020生物多样性目标策略等产生重要影响。它们将会采用CBD对生物多样性的定义，提出定义涵盖了基因、物种、生态系统等多个生态层次（Norse等）。作为贡献之一，我们将对真核生物物种多样性、灭绝速率、分布和保护等方面进行综述。

有趣的是，许多研究明确称“已知物种”——如果不含蓄的话，则非常明确地包含了不完整的相关知识。因此，究竟存在多少真核生物？对于陆地植物而言，现有298900个被认可的物种名，477601个同物异名，263925个种名尚待确定。由于已确定的种名占38%，因此有理由预测尚待确定种名的比例与此相同。由此推测，还另有100000种有待最终确认，从而总计约会有400000被定名物种。模型预测还有15%尚待发现。因此，陆地植物物种总数应会超过450000种，比传统估计的数目要多。

对于动物来说，近期的各种回顾已经证实了此问题更为棘手。大约一百九十万的物种被描记，然而其中绝大多数物种仍然被忽略。Costello等人估计大约会有5± 3 百万物种；Mora等人则估计约有8.7 ± 1.3 百万物种；Chapman估计一千一百万；Raven和Yeates等人估计五百万到六百万的昆虫物种；Scheffers等人则声称由于和昆虫和真菌物种的不确定性会导致无法预估一个合理范围。对于海洋生物物种的估计则包含2.2 ± 0.18 百万，Appeltens等人则估计约有70万到100万的物种，其中22万6千个物种已经被描记，还有剩余70000个物种留待描记。

对于物种多样性的关注源自于太高的物种灭绝速率。我们将现有物种灭绝速率同没有人类行为之前的进行比较，发现人类的行为加剧了物种灭绝。那些濒危物种局限于特定的地理位置，所以我们进一步考虑是否它们的生物地理学。考虑到现有的分类系统还不是很完善，我们也将考虑到未被描记的物种和已被描记的物种在地理新分布和灭绝风险系数的种种差异。为了便于更好的理解物种灭绝速率是增加还是降低，我们也考虑了这些导致灭绝的威胁的成因和具体发生地，并且考虑了高效有力的保护措施是否会降低这些风险。我们的结论建立在现有知识体系中一些重要空白领域的理解基础之上。

 物种灭绝的背景速率

考虑到物种数量的不确定性和仅有一小部分物种被纳入到物种灭绝研究的范畴里面，我们的表示方式将会是基于时间序列的灭绝速率，也就是每百万物种年的基础之上的统计数据 (E/MSY)，而不是物种本身的绝对数量。对于一些近期的物种灭绝，我们参考他们最早被成群科学报道的时间。这样，某些像渡渡鸟之类的物种由于灭绝之前没有报道，我们将会把此类物种排除在研究范围之外。举个例子，1990年以后分类学家描记了1230种鸟类，其中13种鸟类后来或者灭绝或者可能灭绝。这样，这个类群聚集了98334 MSY，也就是说平均物种被认知年限为80年，那么灭绝速率就是（13/98334）× 10⁶ = 132 E/MSY。

但是更难的问题是如何将这样的灭绝速率估计值和有人为影响的灭绝速率估计值进行比较。也就是说，背景灭绝速率的设定是什么。三种迹象表明之前每百万物种数量和每年的基础之上的灭绝统计数据 (E/MSY) 的表述太高了。

首先，化石记录提供了一种直接的评估灭绝速率的证据，但是预测的时间，地点和分类精度太低，主要用来评估类和属，无法触及到种。很多的物种是单种属，然而这类物种却一样容易发生物种自身的灭绝。所以导致物种的灭绝速率和属的灭绝速率应该大致相同。Alroy发现新生代哺乳动物属级水平的灭绝速率约为0.165 E/MSY。Harnik等人计算了即将灭绝的物种在不同时段所占的比例。他们将这样数据转化成相应的灭绝速率，进而得出过去数百万年时间属级阶元灭绝速率为鲸目动物0.06 E/MSY，海洋食肉动物为0.04E/MSY，对于多样化的海洋无脊椎动物则为0.001（腕足动物）到0.01E/MSY（海胆动物）。

其次，基于分子的系统发生学涵盖了很多物种和环境，相比于凤毛麟角的化石提供了丰富的研究材料和对象。举一个简单的模型为例，在一定的系统发生进化枝中物种数量的增加量St对时间t的关系是St = S0 exp[(λ-μ)×t]，其中λ和μ分别是物种形成和灭绝速率。实际上，λ和μ随着一系列复杂关系而变化。估计的平均分化速率λ-μ仅需要一些基本的数据支撑，但是是否能将物种分化时间和物种灭绝时间通过物种数量区分开来，还存在一定争议。对于那些热点研究领域，数据选择要求比较高以避免可能的偏见。在这种简单的模型中，世袭物种数量（LTT）的对数值将会和时间成正比关系，斜率将是λ-μ。现有时空条件的局限性，大多数物种的物种还没有足够的时间灭绝。LTT线条将会成为凹形，斜率也将逼近λ。这样就可以对物种灭绝速率和物种形成速率分别加以估计。

可惜的是，在McPeek编纂的众多研究中，u＝0，则80%的LLT为凸形曲线。如果目前认定的亚种被认定为种，则较多比例的LLT曲线将呈凹状，使得u>0。由此提示我们分类学观点在此扮演了容易混淆的角色，而不管用什么统计模型。一个比较重要的问题：究竟多大物种灭绝速率采用这些方法不能得以判断。通常，如果凹形曲线比较大，则其将占据主导地位，但相关的量化证据较少。

第三，物种多样化净速率广泛存在。植物的多样化速率中位值为0.06个新物种每百万年每物种，鸟类为0.15，脊索动物0.2，节肢动物0.17，哺乳动物0.07。对单独支系而言，有些比较特殊，多样化速率大于1。Valente等对高速率进行了详细研究，发现Dianthus，Lupinus，Zosterops和非洲东部湖泊中的cichilids鱼等都大于1。

目前尚无证据表明在大多类群中存在广泛的、最近的、前人类的物种多样性衰减，因此物种灭绝速率肯定低于物种多样化速率。这与相关系统发育研究结论一致，即相比物种形成速率较高的物种灭绝速率并未检测到。这同样与来自化石数据的证据保持一致。因此，0.1 E/MSY可以作为一个可供参考的物种灭绝速率。

 目前的物种灭绝速率

IUCN（International Union for Conservation of Nature）在濒危物种的红色名单中评估物种灭绝风险为最小风险、接近濒危、濒危物种的三个逐步提高的级别（容易受影响的、危险的、濒危的）、灭绝。截止2014年3月，IUCN已经评估了71576中陆地和淡水物种：860种已灭绝；21286种濒临危险，其中包括4286种濒危物种。陆地濒危物种的比例范围可从13%（鸟类）到41%（两栖动物和裸子植物）。对淡水生物而言，比例范围可从23%（哺乳类和鱼类）到39％（爬行类）。

相关工作已经从2%的海洋生物被评估和3.6%的已知物种向外延伸。Peters等评估了Conus属，Carpenter等评估了珊瑚类，Dulvy等评估了1041种鲨鱼和ray。整体上，6041种海洋生物有充足的数据对其进行评估：16%濒临危险，9%接近危险。大多由于过度开发、栖息地丧失和气候变化。

评估物种灭绝速率的直接方法随着时间也在变化。IUCN红色名单种的分类情况变化源自相关知识的更新，因此红色名单指标计算衡量了一个给定类群灭绝风险的合计值，去除了不真实的变化。Hoffmann等研究表明：平均水平上，哺乳类、鸟类、两栖类的22000物种中有52种每年推动一个红色名单类群接近灭绝。如果两个连接类群之间的转化可能性相同，则灭绝速率为450 E/MSY。从濒危到灭绝的转化可能性较低，但是也有可能濒危物种没有收到合适的保护举措。

断代分析（cohortanalyses）推测平均灭绝速率是100 E/MSY（表1）。地区速率远高于此数值：305 E/MSY（北美湖泊中鱼类）、954 E/MSY（该区域的gastropods）、>1000E/MSY（非洲Victoria湖中的cichlid鱼）。

现代灭绝速率的研究均没考虑属的灭绝速率，但却可能与化石资料进行了比较。对哺乳动物而言，此速率是每1百万年100个属灭绝，对于鸟类则为60个属。

不完整的分类知识如何影响这些估算？考虑到许多物种还没有被描记及许多分布狭窄的物种最近才被发现，这些数字显然被低估了。许多物种在被描记前就已经灭绝。1900年后描记物种的灭绝速率远高于之前所描记的物种，反映了较大的稀有度。还有，新近描记物种中很大一部分濒临灭绝。因此，灭绝速率和濒危物种所占比例随着相关知识的增多而上升。这警示我们基于了解甚少的类群（如昆虫）最近所估计的灭绝速率远远低于真实情况，因为很多物种还没有被描记。

总之，现有灭绝速率（～100E/MSY）和对已知物种可能的低估及对未知物种显然低估，提示我们灭绝速率很可能为 0.1 E/MSY的1000倍。

 全球物种灭绝的生物地理学

人类的活动导致了在陆地顶级捕食者以及其他大型生物的灭绝，以及海洋中大量掠食性鱼类资源的减少。例如，非洲大草原生态系统曾经的面积大约为1.35×107km²，现在只有约100万km²的区域还生活着狮子，其中可繁殖的种群只占少数部分。认识到这种区域（局域）物种消亡的重要性，我们着重于考虑不可逆的全球物种消亡以及哪些地域会发生这些情况。

一般模式-“laws”-描记物种的地理分布。首先，分布在小型地理范围的占主要部分。尽管许多生物类群实际的分布区域小远小于偏态分布，Gaston建议用对数正态分布（图.1）。在图1中，对大多数的生物类群，其中有25%的物种的地理分布区域小于105 km²，而两栖动物的则小于103 km²。

即使如此，物种的分布区的大小还是被高估了。如图1假设那样，只要植物出现在WorldChecklist of Selected Plant Families（WCSPF）所列举的369个区域中的一个，就意味着这个物种在整个区域都有分布。同样，如图1，假定Conus（芋螺属）物种分布在其地理限定的整个区域。这些估计区域的外部边界太大。当然，物种会被进一步分布于特定的栖息地内。

第二条规律是相对于广泛分布的物种来说，小范围分布的物种通常数量稀少。结合这两条规律会发现：首先，相比较于小范围分布的以及本地多度很低的物种，分类学家通常会优先描记记载广布的以及本地多度很高的物种。在巴西，即使是那些常见的脊柱动物，在1975年以后，超过一半被描记的物种的分布在不到20000km²的区域中。

其次，由于大多数的物种还未被描记，其中的一个预期就是，在对此前未调查的区域采样会包含大量的未被描记记载的物种。我们应该对未被描记的物种的部分提供一个总物种数的估计。在实践过程中，分散地点的小样本包含了广布种、常见种以及一些稀有种。例如，在亚马逊低地的大约6000000 km²的范围内采样中发现，在227种植物占据了一半以上的植株数，亚马逊地区应该是同质性的植物区系。然而，样本中包括4962个已知种，此外还有很多物种并不能被识别鉴定。亚马逊区域应该含有多达16000个物种。只有在量化采样工作中不断积累物种名单才能对地理多样化以及总物种多样性提供令人信服的估计。

相比于了解到底有多少种物种，物种分布的不确定性研究受到更多的限制。IUCN已图注43000个物种。其中近一半为两栖类、鸟类以及哺乳动物。最常见——但也是对生物保护信息量最少的地图就是物种的丰度。其中大部分的信息都是有关于广布的物种，而占绝大多数的小范围分布的物种几乎是看不见的（图. S1）。地图中关于小范围分布的物种补充是十分必要的，例如小于中型地理分布范围的物种的丰度，或者一些简单划分的具有地方特色的区域。图2-5提供了哺乳类和两栖类、开花植物、淡水鱼类以及芋螺属的海洋蜗牛物种的案例。详细情况参见补充材料。还有与之相似的地图，包含了造礁珊瑚、沿海鱼类、大量海洋捕食者和无脊椎动物在内的共845种生物。

含有大量物种的区域，既有那些大范围分布的物种，也有小范围分布的物种。令人惊讶的是，拥有小范围分布的物种在地理上是十分集中的。亚马逊低地生活着全世界数量最多的鸟类物种，而小范围分布的物种则主要集中的安第斯山脉（Andes）（图. S1）。即使在一个较大尺度上，淡水鱼类也会在途经森林的大河中达到它们物种多样性的最高值。一个令人意外的案例发生在东非大裂谷的湖泊中，鱼类的多样性非常高（图. 4）。菲律宾拥有数量最多的芋螺属物种，小范围分布中的集中地则在其他地方（图. 5）。其他的一些海洋物种也与之类似。

过去的物种灭绝主要发生在岛屿上，但现生的灭绝模式则会威胁到更广的区域。稀有种——广布但稀少（如顶级捕食者以及大型动物）或者小范围分布并经常本地稀少——主导了物种名录。小范围分布的物种相比大范围分布的物种更容易受到威胁。有趣的是，对于一个给定分布的范围大小，生活着小岛上的物种比大陆上的物种更易受到威胁，可能是因为岛屿物种多度更高。

相比于总物种数量，物种的濒危程度与小范围分布的物种紧密相关。因此应该有更多的信息关于现有濒危物种的生活范围以及那些地区的物种将来会受到威胁。 

      Myers et al.提出了一个至关重要的独立的观点，对于那些高度集中的小范围分布物种来说，栖息地的破坏是最为严峻的因子。如同，小范围分布物种，生而容易受到伤害，还得承受着强加于它们的威胁。Myers et al.热点的定义综合考虑了最小数量的小范围分布植物物种和足够高的生境丧失威胁。WCSPF上的定量数据已经表明了这些区域。

 未来物种灭绝的速率

造成物种灭绝的首要的驱动力来自于人类种群数量的增长以及日益增长的人均消费。这些趋势还会持续多长时间——在哪里以怎样的速率——将主导物种灭绝的场景并挑战着为保护生物多样性所作出的努力。

在上个10年以前，大多数的关于物种灭绝的应用主要以简单的土地使用变化作为生物多样性丧失的主要驱动力，并采用了物种-区域相互关系的概念。例如，Pimm andRaven预测：从现今到2100年，由于热带森林热点的砍伐，有18%的物种会灭绝。如果森林只剩下已划定的自然栖息地保护区的话，将会有40%的物种会灭绝。

直到最近，这些情景才被实证模型所验证。这些证据集中于全球性的或局域的脊椎动物：美国东部、南美大西洋森林以及孤立的东南亚。预计会灭绝的物种和已经灭绝的数目惊人的对应着近期的森林砍伐，以及上述的各种威胁。现在已有关于这些估计的理论依据的讨论。尽管如此，当仅依据森林砍伐去统计物种灭绝的估计都是十分保守的。理论预测了更多的物种灭绝可能是由于严重的生境破碎化导致的，并获得野外调查的确认。

Pereira et al.整理并比较了多种未来物种灭绝预计的模型。令人震惊的，6套机制预测相差百倍的灭绝率。它们着重于不同的驱动力（土地使用变化、气候变化或者二者兼顾）、模型方法、分类学覆盖度、地理尺度。基于这个范围，迫切需要对现今已记录的物种灭绝速率预测进行验证。但只有少数研究去尝试验证。在此，我们认为未来利用新的有效的数据进行的预测可以减少不确定性。

气候干扰会导致物种灭绝，但是估计出的范围很大。Thomas et al. 利用了中度气候变暖模型预测：到2050年将会有15-37%的物种将会灭绝。关于鸟类详细的研究预测了在8750种陆地鸟类中将会有超过400物种，在2050年以前将会经历一个大规模消亡的过程，有超过50%物种会灭绝。对于西半球的陆地鸟类，基于3349种鸟类现有分布区域的气候变化的预测物种的灭绝速率在1.3%（升高1.1℃）——30%（上升6.4℃）。全球性评估认为气候变暖会导致184-327种山地鸟类（总共1009种）将会失去50%以上的生活范围，它们的生活的范围将小于20000 km²。

Cheung et al.使用全球气候模型来预测：由于海洋变暖，到2050年，1066种海洋鱼类和无脊椎动物物种的生存范围转移、灭绝以及入侵强度。它们预测向极范围（poleward range）的移动将会导致4%的热带和7%副极地维度物种的灭绝。物种灭绝的速率也在4%-7%之间。他们将这种比陆地更低的灭绝率归功于海洋中有更大的自由移动空间。封闭的海洋。如地中海，由于有不可逾越的障碍，可能形成特有种。他们既没有考虑其他的潜在的灭绝驱动力，如海洋酸化、过度捕捞或者无运动能力的固着生物如珊瑚。

在陆地上，由于几方面原因，气候干扰的影响仍然不清楚。一个关键的不确定性在气候干扰或者生境破坏一起对物种进行伤害或者是在不同地域单独的作用着，亦或者它们协同作用。气候干扰似乎是一个额外的威胁。一些研究结合使用物种——区域机制和气候变化作为物种减少的驱动力，并通过模型改变全球植被，认为12%的物种将会灭绝。其他的一些研究认为7-24%的植物物种将会灭绝。气候干扰的影响是复杂的。通过对188个预测的和130个实际观测气候变化进行META分析比较，认为10-14%的物种将会消失。此外，与环境的相互作用与内在的生物特性（如地理分布范围、体型以及繁殖率）也暗示了生物对于人类种群密度上升的应答（反应）将会越来越不确定。

另外的一个不确定性是Pereira et al.没有提及种群生存力和生境适宜性的模型。他们采用了间接手段，例如在文献中提及的现生范围的生境碎片。结合生存能力的手段提供了坚实的实证基础来预测灭绝风险。一些局域性的研究已经使用了这种方法，包括南非山龙眼科Proteaceae的研究。

最重要的是，只有少数实证检验。上述的方法是假定物种是极向运动的，去更高的海拔，或者更深的地方，使自身处于适宜的气候中。应用数十年来多次重复调查的数据，不同的研究发现植物、昆虫以及鸟类在上坡运动中存在明显的滞后现象。这些质疑了物种的命运，现在它们生活在以前气候条件范围的外部。此外，很少有研究考虑预测的地理范围从过去到现在的变化，然后对当前范围的校准并不总是找到令人信服的匹配。

对于水生物种来说，直接和间接生境改变，如污染以及已经非常广泛并不断持续的生境破碎化和河流的调控，是物种灭绝的主要驱动力。尤其对那些扩散能力较差的物种。现今的水生系统的改变已经破坏物种的生存能力，并且在一定程度上也没有防止其灭绝的有效措施。

外来物种，包含所携带的疾病是物种灭绝的重要因素，也是近期鸟类灭绝的主要元凶。当这些岛屿足够小时，10%的植物物种是岛屿特有的物种，并受到外来食草动物的威胁。据我们所知：现在还没有由于外来物种驱动的物种灭绝的速率的估计。这些灭绝会发展非常迅速并不可预计，正如外来蛇类对关岛特有鸟类的破坏以及尼罗河鲈鱼对维多利亚湖200种丽鱼科（haplochromine）鱼类的破坏和灭绝。

总而言之，只有少数关于未来物种灭绝实证检验的预测。典型的方案考虑了那些可以被预测——由于森林砍伐或气候干扰导致的灭绝——但不是潜在的重要过程——疾病、外来物种、或者水文变化——没有一个能够被简单的模拟。

 如何通过保护延缓物种灭绝速率？

未来的物种灭绝速率受到很多不确定因素的影响，尤为重要的影响就是保护措施可能会减缓物种灭绝的速率。例如，如果没有过去四十年内的保护，哺乳动物，鸟类以及两栖动物的灭绝率比没有受到保护影响的高20%。

自然栖息地的破坏对物种来说是个最主要的威胁。因此，保护区的保护水平和目的显著不同对减少物种灭绝启着至关重要的作用。Aichi 目标 11，要求保护>17%具有生态代表性的陆地和淡水生态系统以及>10%的沿海和海洋生态系统，然而CBD全球植物保护战略（GSPC）目标4，要求每个生态区域或者植被类型>15%。

到2009年，共有12.9%陆地区域受到一定程度的法律保护。然而在1985年，保护面积不到4%。被保护的区域大多分布于人类活动较少的区域。14个主要的陆地生物群系的覆盖率在4%-25%之间。全世界821个陆地生态区，有一半的保护区域不到10%。

如今和将来一段时间内，如何很好地将物种保护在保护区域内对预测未来的物种灭绝速率有着重要的影响。Rodrigues等分析了世界保护区中受到威胁的哺乳动物、鸟类、两栖动物和海龟的数据库。总的来说，27%受威胁的两栖动物，20%受威胁的鸟类，14%受威胁的哺乳动物以及10%受威胁的海龟是生存在保护区域之外的。进一步的研究将设定研究分布范围成反比的尺度中的代表。例如，100%的代表性物种范围小于1000km²，10%的范围大于250000km²，在物种之间存在一个线性插值。

这些全局的差异分析存在一些替代性错误。诸如物种看上去出现过，但是它们并没有。这样就导致覆盖着较粗分辨率的物种地图和高分辨率的保护区边界。这会产生一种虚假的安全感：被认为很安全的物种可能面临着灭绝的危险。替代方法可以允许更高的替代性错误。虽然效率降低了，但是问题少了。因此，对于鸟类来说，保护区仅覆盖49%的地点来保护至少一个高威胁物种的全部种群数量，51%的重要地点来保护鸟类。

那么保护工作有效果吗？当然，有一些完全失败了。即使是非洲西部大型的国家公园中，狮子以及它们的猎物也在渐渐消失。对于淡水种群来说，有准备的保护并不是有保障的保护，总有来自外部的威胁，像是流向的改变，或是缺乏明确的管理条例。森林环境的保护通常是保持森林的覆盖率，比未受保护地区少的多的人为火灾，以及不超过预期的人口数量的增长。许多研究并不是直接评估动植物的种群数量，而是动植物生存的栖息地太小或者遭到过度的开发不能维持所有的物种生存。物种跟踪记录表明保护区的建立在防止物种灭绝中起到了实质的作用。全球物种有50%以上重点保护的位点在走向灭绝，只有一半的速度和剩下的不到50%的保护区域一样。

海洋生态系统的保护落后于陆地生态系统。一份2013年的评价报告表明大约有10000海洋保护区域（MPAs）存在，覆盖了2.3%的海洋。Aichi 目标 11 允许“另一些有效的区域范围内的保护方法”。因此这个措施包括大型的渔业管理区停用一定的渔业齿轮，包括新英格兰、弗罗里达和新西兰地区。这并不是建立一个生物多样性保护体系。以新西兰为例，她提出了发展深海渔业，避免在一些重要区域的捕鱼。一个更为保守的评价估计仅覆盖了1.8%的海洋。

和陆地一样，海洋的保护区域覆盖也是参差不齐的。研究多集中于物种多样性威胁比较高的地区，如渔业区域，石油天然气泄漏区域。由于200海里以外国家管理的局限性，仅有0.17%开放海域受到保护，相当于8%的大陆架。沿海的珊瑚礁保护程度最好，2006年时18.7%已受到保护。然而，仅有2%被MPAs认为是具有足够的大小、一定的管理水平，以及一定程度的保护和沟通性。想要建立一个更大的，具有远程位点，如英国印度洋所属海域，在物种保护方面起到更大的作用，需要将Aichi目标定为10%覆盖率。海洋保护区域是个禁捕，强制的，古老的，庞大的体系。要维持海洋生物的物种多样性，深海的海水和沙石是功不可没的。

Aichi 目标 11 寻求17%的陆地生物的保护覆盖率，然而GSPC寻求保护60%的植物物种。它们最终目的是否一致？小范围的物种保护需要有效的土地保护，才能维持植物的多样性。17% 选定的物种将包含81%植物物种的部分分布区和67%物种的所有分布区。如何预测15%没有描记的植物物种会怎样改变物种选择策略？Joppa等用物种描记的比例校正分类学的影响。结果表明未描记的物种在已经物种中处于一个很小的范围，当前的选择优先级不变。

植物优先匹配陆生脊椎动物。89%的鸟类、80%的两栖类、74%的哺乳动物生活在这些植物的优先保护区域。物种的百分比范围比中位数小，分别是88%、82%和73%。依据这些更新的数据，Myers等的观察结果表明，如果作者选择的保护区域包括已认知的物种，那么在有限的领域内会保护其中的大部分物种。某些多样性高的淡水鱼类可以和多样性高的陆地相匹配。但是这样的一致性不能假定为：这一异常包括高多样性的恒河和湄公河淡水生态系统（图. 4）。而且，淡水物种的保护需要景观管理以及用水要超出储备警戒线，以获得更大的储水量。

 已知、未知，如何补救

我们充分了解并看到，对物种数量、分布和状态的忽视严重影响生物多样性的统计。有两个表明这样后果的例子：第一，植物中，大约20%已知物种被认为收到威胁。预计有15%还么有被描记的物种，几乎全部稀有，分布在栖息地普遍缺失的地方。这表明：植物物种30%受到威胁。气候阻断还会威胁到更多的物种。

第二，632个芋螺属物种中，只有6.5%受到威胁。另外14%数据缺乏，信息不足以评估它们的状况，通常这些物种稀少并分布在有限的地理范围内。只有获得更好判读它们受到威胁的知识，这些物种的分布图才能够有本质的变化。把研究范围的目标扩大到覆盖对IUCN红色目录160000种物种的评价是我们应该优先考虑的事情。

怎么才能获得更好地数据和知识？又怎么才能对学科的发展前景有较大的提高？怎么做？AiChi的目标是呼吁人们应该将19个数据广泛共享。最近，online对这一目标进行了努力，他们收集了包括GBIF的42亿条记录和1450万个物种以及亚种的名字，还有海洋生物地理信息系统的3.8亿条记录和11.5万个物种。Species 2000寻求创建一个经过验证过的所有物种的名录，以及他们的生命之树以及时间树以提供他们之间的系统进化关系。

现在，分类学工作者正在研究费时但重要的同物异名问题，并他们所得出的分类列表以及所做的分类定论公布。这个大型数据库包括世界已知的海洋生物物种，该数据库已经审核了22.1万95%的海洋生物物种，包括鱼类数据库有3.2万种鱼类。WCSPF到目前为止已经评估了大约110000种植物物种。

新技术也有助推力。基因条形码使快速鉴别一个生物物种成为了可能。它利用生物具有微小性和唯一性的DNA序列。这样的鉴别手段每个标本成本仅需1美元。基因条形码技术相对于植物的运用而言显得更为困难。在动物分类中有数量庞大的未知物种，而分类学家却少之又少。基因条形码技术毫无疑问将会成为发现新物种的主要办法。这引发了一个这样的争议，那就是可能大量的物种不通过或罕有通过传统的描记被认知，而是基本通过基因条形码的技术被获知。这种具有发现新物种和解开集群的物种的潜力已经被人们所广泛认知。现在通过一批物种来做更高效益的基因条形码从而减少成本已经成为了可能。强大的新的统计学方法能评估某地区物种发生的数量，有多少物种与其他增加抽样的物种存在重叠。结合批量的基因条形码技术，在采样力度较差的地区，对那些未知的物种多样性可以获得一个可靠的评估结果，最直接的办法就是那里该物种的数量。

即使已经完成物种分布图，但是大量的未知物种仍然存在。在脊椎动物最多的南美洲，这几乎是一个研究中心，有数目众多的GBIF的动物记录。公共物种的地理分布图最重要的一个挑战就是人们去确认和修订它。

虽然GBIF是存放其它生物多样性来源数据的数据库，但是这些来源有待更多的注释。有些比如Tropicos很专业，拥有420万号标本。物种分布知识中增长最快的资料库来源于大量的爱好者提供数据。观鸟者是数量最多的，eBird成为了一个国际储蓄库。在2010年已经有超过10万观鸟者和超过1亿的观测记录。这就允许做精密的动物分布图和以月份为单位的动物分布的动态变化。如此丰富的数据扭曲了更加全面的生物多样性的统计和评估，但也推动着其它非明星类群的研究。

要想做到有效，观测需要鉴定，而鉴定需要训练和技能的掌握。最近在图片共享技术和社交网络提供新的机遇和进展。就拿iNaturelist来说，应用程序让业余的观测者和专业工作者之间进行分工。前者通过智能手机熟练地分辨并上传图片，后者鉴定并编目，形成观测结果。在业余观察者和专家的合作中，现在在不同的分类单元中有了高质量的产物。iNaturalist 已经记录了超过了50万条记录，而且也成为了较受欢迎的应用程序。不管在墨西哥还是在其他任何地方，众多小的数据将合并到国际生物多样性调查的大的数据库中。珊瑚礁的调查也是海洋生物多样性调查中产生的一个类似的进步。

大量不同来源数据，特别抽样数据，提供了大量的机会去监控大范围物种在时空上的变化。确切地说，这就是我们需要用来评估未来物种灭绝的情形。

近年来，数量和物种众多的在线生物数据库的增长速度飞快。这种趋势应该还会继续下去。2009年从美国开始，全球评估对陆地的监控采用多样的遥感技术。地球资源卫星的调查以及随后的地球资源丰富区的收集和校正工作的成果就是描绘了20世纪70年代的地球生物资源分布情况。

更有前途的做法是整合不同的数据来源。现在的研究已经可以通过有价值的地理分布和遥感技术对海拔和剩余栖息地的评估，同时整合种群的生境破碎化等数据来详细记述物种状态。图6 就提供了一个例子。一个物种的生境的丧失和破碎化与森林砍伐的关系以及其发生的时间。它也显示森林在保护区以外的分布区域，在保护区内是如何丧失的，还有多来源数据用于监控的物种分布的潜在价值。

这些来源的数据可以对生物多样性进行持续评估，而且能够为这些数据提供一个模板以预测物种分布格局的改变。全球生物多样性监控现在可以转移到增加监测的范围和定期时段确定性的不同数据库的整合方面。这种进步将会使得科学家和那些制定政策的人去理解地球生物多样性的状态、趋势，以及受到的威胁，从而采取实际有效的行动来保护。