孙莹的个人文集
生物多样性丧失的长期影响
孙莹专业号 | 2024-9-11

这是近期发表在Science的一项研究。主题是常见的,生物多样性丧失对人类及其福祉的影响。结果却是有些意外和震惊。本研究发现,当白鼻综合症导致蝙蝠数量大幅下降后(平均减少70%),蝙蝠提供的“生物防控”的服务随之大幅减少;农业生产面临的病虫害变得严重,为此,农民改用杀虫剂替代蝙蝠以实施控制;然而,仅仅是增加了平均2.7 kg/km2的使用量,却导致受影响区域的婴儿死亡率平均增加了7.9%!

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图1. 研究框架总结图(Frank 2024)

文章简介

科学家们早已提出假设,认为生物多样性的下降和生态系统功能的持续退化会对人类福祉产生显著的负面影响。然而,如何量化这些影响一直面临挑战。原因在于,目前对野生动植物种群的度量有限;此外,在随机操纵生态系统以测试关键理论预测方面也存在伦理和可行性的限制。本研究通过利用一个自然实验来探讨对生态系统功能与人类福祉关系的理解——这是由于环境条件的意外变化而出现的事件,类似于随机对照试验。具体而言,本研究利用一种致命的野生动物疾病——白鼻综合症,来量化蝙蝠提供的生物害虫控制的益处。本研究验证了此前的理论预测,即农民会用杀虫剂来替代蝙蝠;然而,由于这些杀虫剂本质上是有毒化合物,这种替代导致受影响地区的婴儿死亡率上升。

通过实验和观察研究已经可以确认,食虫蝙蝠能够限制农作物害虫种群的数量。长期以来的预测是,如果蝙蝠种群数量下降,它们提供的生物控制服务也会随之减少,农民将不得不使用杀虫剂来补偿。早在雷切尔·卡森的经典著作《寂静的春天》面世之前,流行病学家和公共卫生专家就对农药的健康影响表示担忧。从2006年开始,一种入侵性真菌导致的野生动物疾病——白鼻综合症,在美国传播,导致蝙蝠死亡率平均超过70%。

本研究使用了县级年度杀虫剂使用数据,估算出,在蝙蝠大规模死亡发生后,县内农民的杀虫剂使用量平均增加了31.1%。这表明了自然输入减少与人造输入之间的替代关系,并首次提供了环境经济学中基本理论预测的实证验证。此外,本研究发现,受影响县的婴儿内因死亡率(即非事故或他杀原因的死亡),平均上升了7.9%。该结果表明,即使在法规限定的使用范围内,实际的杀虫剂使用水平仍然对健康有害,进一步强调了在逐一监管农药时,评估其对公共健康影响的复杂性。

野生动物疾病的逐步扩散支持了结果的因果解释。任何其他替代性解释都需要沿着野生动物疾病扩散的路径,并在相同的时间发生变化。通过进一步分析,本文证明了农作物构成的变化、其他类型的死亡率或经济状况的变化,无法解释观察到的结果,即使在控制了细致且灵活的时间趋势后也是如此。

综上,本文的研究结果验证了之前关于生态系统良好运作的理论预测,即天敌——食虫蝙蝠与农作物害虫之间的相互作用,使得农民可以使用较少的有毒替代物。本研究突显了蝙蝠在农业和健康方面的直接益处。白鼻综合症只是蝙蝠面临的众多威胁之一,其他威胁包括栖息地丧失和气候变化等。深入理解生物多样性变化如何影响人类福祉,对于设计和实施保护政策至关重要。本研究的发现为当前的努力提供了信息支持,例如到2030年将30%的陆地和海洋区域置于保护之下的雄心目标,同时也强调了继续监测生物多样性水平的重要性。

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