科学家遴选出2018年全球自然保护和生物多样性新议题

作者: 2018-02-08 09:50 来源:
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2017124日,《生态和进化趋势》发表题为《2018年全球自然保护和生物多样性的新议题扫描》[1]的文章,来自英国自然环境理事会(NERC)等机构的24位研究人员和专家筛选出2018年的15个环境挑战和趋势,旨在找出那些对生物多样性、自然资本、生态系统服务和自然保护具有重大影响的问题[2]

1)维生素B1缺乏可能是野生动物数量下降的原因之一。鸟类和鱼类的有些种群缺乏维生素B1(硫胺素),这会损害到它们的免疫系统并改变其生殖行为。造成维生素B1缺乏的原因可能在于产维生素B1的藻类摄入量不足,或者暴露于污染环境干扰维生素B1的吸收。目前尚不清楚动物种群中维生素B1缺乏的程度和对种群减少的影响程度。

2)鹿慢性消耗性疾病的地理扩张。鹿慢性消耗性疾病是鹿发生的一种传染性、致死性的神经退行性疾病,该病曾在美国23个州和加拿大2个省份出现,并导致该地区10%的白尾鹿死亡。这种疾病可能会在其他大陆蔓延,给生态系统造成严重的连锁反应。20173月挪威中部海姆瑟达尔附近山区发现3只被感染的驯鹿,导致挪威对国内2000头驯鹿实施安乐死,以避免鹿慢性消耗性疾病在驯鹿群中进一步传播。鹿慢性消耗性疾病的持续传播可能会对北极鹿群产生重大影响。

3)冻土解冻过程中致病性细菌和病毒的休眠状态被打破。一些细菌和病毒可以在冻冰中存活数千年。气候变化导致数千年的冰川融化,释放出可能对动物和人类造成伤害的微生物。2016年俄罗斯西伯利亚发生热浪后,1具在冰中保存了75年的驯鹿尸体释放出炭疽杆菌,导致1人死亡、20人住院、2300多头驯鹿死亡。科学家研究发现,从3万年前冻土中解冻的微生物仍然能够感染生物。北极海冰融化会推进该地区矿物开采活动和石油及天然气的钻探活动,这可能会进一步增加冻土快速融化的程度和速度。

4)基于RNA的基因沉默杀虫技术。实验室研究表明,双链RNA的局部应用可以通过抑制影响生存和繁殖的基因,从而达到控制植物害虫(包括病毒和昆虫)的目的。基因沉默技术不会导致遗传性状的改变,因此公众接受度高于其他形式的基因改造技术。然而,目前还不清楚将这种方法作为一种杀虫技术推广使用对非目标物种的影响。

5)根除有害动物种群的基因编辑技术。基因编辑和基因驱动技术正在迅速发展,这两种技术会传播有害的等位基因而引起动物种群数量骤减。美国和新西兰科研人员正在努力推进该技术的发展,计划未来10年中利用新的基因编辑技术控制动物种群数量,包括入侵物种。为实现2050年前消除国土内所有的老鼠、负鼠和鼬鼠的目标,新西兰每年花费超过430万美元。然而,广泛使用这些方法控制哺乳动物的种群数量会引发伦理和生态方面的问题,例如根除目标种群引起的连锁效应,或者要根除的特征传播到非目标区域所造成的潜在后果。

6)商业化深海捕鱼中利用激光。传统的海底拖网捕鱼会捕捉到大量的意外动植物,对底栖生物的生态系统造成广泛而持久的破坏,并释放大量的二氧化碳。利用激光捕鱼技术可以捕捞大量野生海产品,提高捕获量,降低对海床的损害,并减少化石燃料的使用量。如果激光捕鱼技术被证明是可行的话,则可作为海底拖网捕鱼的一种替代方式。但该技术的应用可能会带来不可持续的捕鱼问题。

7)利用金属有机框架(MOFs)收集大气水汽。利用多孔金属或太阳能从空气中收集水汽可以帮助生活在世界最干旱地区的人们。目前这种新技术使用的金属材料成本较高,廉价的替代品正在研发之中。MOFs可以缩短水汽收集时间,减少人类或野生动物流离失所的风险,增加人类的福祉。虽然这项技术可能为人类、农业和野生动物保护创造新的机会,但还不清楚大范围的使用会对土壤、环境和大气条件造成何种影响。

8)水通道蛋白提高植物耐盐性。越来越多的盐土威胁着全球的农作物。通过对天然耐盐植物的研究,研究人员发现了一种称为水通道蛋白的蛋白质,可以通过基因工程技术或在其他植物中进行选择性培育,以提高植物的耐盐性。目前,尚不清楚该方法能否在商业规模上推广,其对生物多样性的潜在重大影响也需进一步研究。

9)文化组学对自然保护科学、政策和行动的影响。文化组学是指利用数学方法分析海量文本数据,从而分析人类文化的发展和演变。自然保护科学、政策和行动小组可以利用文化组学技术,来识别感兴趣或关心的问题。

10)全球铁循环的变化。随着全球气候变暖、海洋酸化和冰川融化,全球铁循环正在改变,其连锁反应可能影响整个海洋生态系统。

11)低估土壤碳排放量。土壤有机碳库是陆地碳库的主要组成部分。近期研究表明,当前的预测低估了全球变暖导致的土壤释放出的碳含量。在深层土壤中进行的一项试验表明,温度升高会使土壤释放的二氧化碳增加。如果当前气候预测中遗漏了大量的土壤碳,那么全球变暖速度可能会比预期的更快,对人类和环境造成严重的影响。

12)青藏高原气候发生迅速变化。自20世纪80年代以来,世界第三大冰库青藏高原发生了翻天覆地的变化。不断上升的气温和融化的多年冻土正在改变着生态系统,影响着该地区的生物多样性,并可能影响到全球气候系统,如厄尔尼诺现象和东亚季风。随着青藏高原继续变暖,积雪减少或更加变化无常,亚洲和欧洲的气候和水文将受到更明显的影响,对物种和生态系统产生重大影响。

13)国际合作鼓励在公海中扩大海洋保护区。公海覆盖了地球表面44%的面积,其中不到1%的公海是受保护的。随着国际政策框架的新命名和新发展,在公海地区扩大海洋保护区的面积变得日益可行。海洋保护区基本协议的达成,更明确的国际管理干预框架的潜力增加,可能会促进公海保护区面积的迅速增加。

14)中国的一带一路倡议。2013年,习近平主席在70多个国家的支持下,宣布花费巨额投资在中国与亚洲其他国家及欧洲之间建立贸易联系。然而,目前官方文件并未强调环境评估,外界担心巨额投资会以忽视安全保障为代价,快速推动大型基础设施建设的项目,并带来一系列负面的环境影响。

15)电磁辐射增加对野生动物的潜在影响。未来移动电话和智能设备用户将很快享受到5G网络。目前电磁场对人类的影响仍然存在争议,研究也还没有发现电磁辐射影响哺乳动物、鸟类或昆虫的明确证据。5G技术的发展可能会带来意想不到的生物学后果。          (裴惠娟)



[1] A 2018 Horizon Scan of Emerging Issues for Global Conservation and Biological Diversity. http://www.cell.com/trends/ecology-evolution/fulltext/S0169-5347(17)30289-6

[2] 2010年开始,全球自然保护和生物多样性的新兴问题扫描团队每年都会发布年度扫描结果

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