关于生态系统崩溃的思考

陈国科 中科院植物所

2022年11月29日星期二

最近和朋友讨论生态系统红色名录评估方案的过程中，不得不面对的问题是怎样判断一个生态系统衰退到了终点。一片天然林的生物多样性丧失到何种程度、破碎化到何种程度、面积减小到何种程度才算衰退到极限呢？几乎所有陆地、淡水和海洋等生态系统的评估都要面对类似的问题。IUCN生态系统红色名录试图用崩溃（Collapsed）来表述这个终点。

尽管生态系统崩溃（ecosystem collapse）这个术语自20世纪80年代以来就出现在学术圈，但直到最近十年，这个问题才成为研究的焦点。这说明全球许多生态系统正在发生的广泛、深刻的变化越来越受到关注，这通常与工业革命以来的气候变化和其他的人类活动有密切联系。最近几年，IUCN生态系统红色名录评估方案的研发和应用进一步激发了大家对“生态系统崩溃”的研究兴趣。

生态系统崩溃是IUCN生态系统红色名录评估方案的基础概念。崩溃（Collapsed）是评估方案中的最高风险等级，严重衰退到终点的生态系统属于此类。IUCN的定义是这样的：崩溃就意味着生态系统在整个分布范围内的基本特性改变、关键特征丧失、被新的生态系统取代；典型的原生生物区系丧失、关键的非生物环境不复存在；生态系统的组成、结构和功能都超出了自然变化范围之外。IUCN在给出定义的同时，用哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦的咸海示例，这里在1960年之前还是稳定的淡水湖生态系统，有12种淡水鱼、150种特有无脊椎动物和生物多样性丰富的沿湖芦苇湿地。随着农业灌溉用水的持续增长，咸海不断收缩。2005年的调查表明，残存的水体面积很小、湖水盐度增加了10倍、仅存28种动物、芦苇湿地完全消失。IUCN将这个淡水湖生态系统评估为崩溃。

自2016年IUCN正式发布生态系统红色名录评估方案以来，在全球累计评估案例4000多个，但是，评估为崩溃（Collapsed）的生态系统极少。为什么会这样？根据我们开展生态系统红色名录评估工作时的体会，一个重要的原因可能是崩溃的定义不明确，导致评估过程中很难用量化的指标来判断相应的生态系统是否达到了崩溃的程度。实际上，全球著名保护生物学家Georgina M. Mace和两位意大利生态学家曾在2015年发表论文指出这个问题，并建议崩溃应该更多地关注生态系统的物种丧失。

如何提升生态系统崩溃概念的科学性以及它在实际评估中的可操作性呢？英国生态学家Adrian C. Newton于2021年底提出如下建议：崩溃应该体现生态系统在外部压力下发生的突然变化，这样才符合大众对collapse这个词的字面理解；崩溃不一定转变为全新的生态系统；崩溃意味着生态系统在最近几十年内不能恢复；关注生态系统的局部崩溃更适用于保护实践。但是，IUCN生态系统红色名录团队还没有正式回应这个问题和相应的建议。

科学、合理地定义生态系统崩溃的状态至关重要。它既关系到我们如何构建概念模型来描述生态系统的衰退，又决定了我们收集哪些生态学数据来确定生态系统衰退的终点。显然，这是IUCN生态系统红色名录需要解决的问题。但是，全球的生物多样性危机不太可能等待我们制定一个完美的评估方案。

主要参考文献

(1) Bland, L.M., Keith, D.A., Miller, R.M., Murray, N.J. and Rodríguez, J.P. (eds.) (2017). Guidelines for the application of IUCN Red List of Ecosystems Categories and Criteria, Version 1.1. Gland, Switzerland: IUCN. ix + 99pp.

(2) Boitani, L.; Mace, G.M.; Rondinini, C. Challenging the scientific foundations for an IUCN Red List of ecosystems. Conserv. Lett. 2015, 8, 125–131.

(3) Newton, A.C. Strengthening the Scientific Basis of Ecosystem Collapse Risk Assessments. Land 2021, 10, 1252.

(4) Newton Adrian C., Robert Britton, Kimberley Davies, Anita Diaz, Daniel J. Franklin, Roger J. H. Herbert, Ross A. Hill, Kathy Hodder, Georgia Jones, Amanda H. Korstjens, Annesia Lamb, Jack Olley, Adrian C. Pinder, Catherine Gutmann Roberts, Rick Stafford. Operationalising the concept of ecosystem collapse for conservation practice. Biological Conservation. 2020. 264: 109366.

(5) Solé R, Levin S. 2022 Ecological complexity and the biosphere: the next 30 years. Phil. Trans. R. Soc. B 377: 20210376.