海洋中所有生物的生物量分布,对人类影响的量化显示了对生命最大规模模式之一的根本改变

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巴塞罗那自治大学环境科学与技术研究所(ICTA-UAB)开展的一项新的国际研究考察了海洋中所有生物的生物量分布,从细菌到鲸鱼。他们对人类影响的量化显示了对生命最大规模模式之一的根本改变。

随着政策制定者们在格拉斯哥聚集一堂参加联合国气候变化大会,人们越来越认识到人类对环境的影响是全球性的,而且越来越紧迫。然而,对这些影响获得一个定量的观点仍然是难以实现的。

来自西班牙ICTA-UAB、德国马克斯-普朗克科学数学研究所、澳大利亚昆士兰科技大学、以色列魏茨曼科学研究所和加拿大麦吉尔大学的科学家们利用海洋观测方面的进展和大型元分析表明,人类的影响已经对较大的海洋物种产生了重大影响,并极大地改变了生命的最大尺度模式之一,这一模式涵盖了从细菌到鲸鱼的整个海洋生物多样性。

50年前的海洋浮游生物量的早期样本使研究人员假设,在所有大小的生物量中出现的数量大致相等。例如,尽管细菌比蓝鲸小得多,但它们的数量多23个数量级。这种大小谱系的假说后来一直没有受到质疑,尽管它从未在全球范围内从细菌到鲸鱼得到验证。发表在《科学进展》杂志上的这项研究的作者试图首次在全球范围内检验这一假说。他们使用历史重建和海洋生态系统模型来估计工业规模捕鱼开始之前(1850年之前)的生物量,并将这些数据与现在进行比较。

“比较从细菌到鲸鱼的生物体的最大挑战之一是规模上的巨大差异,”ICTA研究员和主要作者Ian Hatton博士回忆说,他目前在马克斯普朗克科学数学研究所工作。“他们的质量比相当于一个人和整个地球之间的质量比。我们从全球收集的20多万份水样中估计了小规模的生物,但较大的海洋生物需要完全不同的方法。”

他们的方法集中在海洋的大约33000个网格点上的12个主要水生生物群体。评估工业化前的海洋状况(1850年之前)在很大程度上证实了最初的假设:在不同大小的类别中,有一个非常稳定的生物量。

研究共同作者、ICTA-UAB的Eric Galbraith博士和麦吉尔大学的一位现任教授说:“我们惊讶地看到,每个数量级的生物量在全球范围内大约有1千兆吨。”然而,他很快指出了两个极端的例外情况。虽然细菌在海洋的寒冷、黑暗区域的代表性过高,但最大的鲸鱼却相对罕见,从而突出了原始假设的例外情况。

与1850年前的海洋生物量谱系相比,对目前的谱系的调查通过一个新的视角揭示了人类对海洋生物量的影响。虽然捕鱼和捕鲸只占人类食物消费的不到3%,但它们对生物量谱系的影响是毁灭性的:大型鱼类和海洋哺乳动物如海豚的生物量损失了20亿吨(减少了60%),最大的鲸鱼遭受了令人不安的几乎90%的消减。作者估计,即使在极端气候变化的情况下,这些损失也已经超过了潜在的生物量损失。

“人类对海洋的影响比单纯的捕鱼更具有戏剧性。似乎我们已经打破了尺寸谱–自然界中已知的最大的幂律分布之一,”ICTA研究员和共同作者Ryan Heneghan博士反映。这些结果为人类活动在全球范围内改变生命的程度提供了一个新的量化视角。

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