最近,来自世界各地的二十多位未来学家、环境科学家和其他人士齐聚一堂,对新兴趋势进行了一次“地平线扫描”,这些趋势受到的关注相对较少,但未来有可能对生物多样性保护产生重大影响。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
由英国剑桥大学保护生物学教授威廉·萨瑟兰领导的研究团队,随后将名单缩小到15个将在未来几个月对生物多样性产生正面或负面影响的首要趋势。
研究人员写道:“通过提高对本文所述问题的认识,我们旨在鼓励就其对保护的潜在负面和正面影响进行对话,以便指导积极主动的解决方案并抓住未来的机遇。”
今年的报告是第十次年度报告,今天在《生态学与进化趋势》上发表。(阅读先前关于2016年、2017年和2018年的趋势总结。)
以下是2019年浮出水面的问题
南极海床
南极冰川融化的速度比我们想象的要快。随着融水流入海洋,它可能会改变近岸海水的盐度,并携带沉积物,沉积物会沉降并杀死生活在海底的生物。它也可能刺激浮游生物的生长,改变该地区生态系统的功能。这些变化都可能改变二氧化碳进出大气层的流动,从而可能影响气候变化的轨迹。一些变化可能从大气中去除二氧化碳,而另一些变化可能增加二氧化碳的释放。这些变化将如何影响碳循环目前尚不清楚。
比以往更多的汞
最近的研究表明,多年冻土含有超过160万公吨(180万吨)的汞,远远超过之前的估计,约为地球上其他地方总量的两倍。随着气候变暖和多年冻土融化,大部分汞将被释放到水循环中,并输送到遥远的地方。由于汞对人类和其他动物有毒,会损害大脑和生殖功能,并改变植物和微生物的功能,因此这种释放可能会对世界各地的生命产生影响。
作为问题的塑料解决方案
对塑料缺点的日益关注导致人们努力生产更良性的替代品和/或管理传统塑料的方法。但对于部署这些新方法的全生命周期影响和潜在的意外后果,人们做得很少考虑。但从回收方法的改变,到使用生物制剂降解材料,再到用植物制造传统塑料的替代品,所有替代品都将对粮食安全、用水、生态系统完整性等产生自身的影响。不仅如此,它们提供的承诺——无论是否实现——都可能化解其他减少而非转移塑料消费的努力。
防晒霜换用
人们担心传统防晒霜中的活性成分会导致珊瑚礁白化,因此开始寻找替代品,这些替代品可以阻挡紫外线到达海滩游客的皮肤,同时减少对环境的不利影响。其中一种化合物shinorine引起了越来越多的关注,最近的研究产生了一种商业化生产方法。已知shinorine会引起人类炎症,但对其生物活性的了解甚少。在没有充分研究的情况下广泛采用shinorine可能会使珊瑚或其他水生和海洋生物暴露于一种具有未知影响的新物质。
中国的新河流
中国北方已提议修建一条名为红旗河的大型新灌溉渠。尽管该项目仍处于概念阶段,但它引起了科学家和政策制定者的关注,他们警惕其对附近及更远地区生态系统的潜在影响。该渠道每年输送600亿立方米(2万亿立方英尺)的水,将对其沿线的环境和生物多样性产生巨大影响,从加速土地向农业的转化,到改变整个区域的水文状况,再到影响印度、孟加拉国及更下游地区的水供应。它还可能影响气候,甚至增加地震的频率。
青藏高原的DIY天气
中国正在制定计划,在青藏高原边缘设置一系列火箭发射装置,释放碘化银颗粒,在约160万平方公里(60万平方英里)的土地上制造云层并产生降雨,以提高下游地区人民的用水安全。如果部署该技术,可能会极大地改变该地区的天气,可能导致高寒草原和草甸生态系统退化,以及栖息于其中的物种的栖息地丧失。它还可能影响亚洲大部分地区河流系统的流量,并对沿途的人类和生态系统产生附带影响。
耐盐水稻
耐盐水稻品种的开发对粮食安全来说是个好消息,因为它允许在海平面上升和灌溉增加传统水稻种植区盐度地区继续生产这种重要的主食作物。然而,由于该开发还预示着能够沿海海岸线和内陆盐碱草原扩大作物种植,因此引发了人们对生态系统完整性的新担忧。此外,耐盐品种的商业化种植可能会增加对淡水资源的需求,因为可能需要淡水来稀释海水以达到适当的盐浓度。
基因编辑的开放季
既然美国农业部已选择在许多情况下不对植物中基因编辑的使用进行监管,那么CRISPR等技术正受到研究和开发领域越来越多的关注。创新增加对保护的影响尚不确定。减少农用化学品使用或使在更少土地上生产更多作物成为可能的基因编辑应用可能对生物多样性有利。那些给野生动植物带来意外后果或导致农用化学品使用增加的应用可能会导致相反的不利结果。
鱼腥味油籽作物
(也许是)好消息:基因工程师们已经找到了一种方法,让其他油籽作物产生通常在鱼类中发现的omega-3脂肪酸,这些脂肪酸因其促进健康的功效而备受推崇。这项技术的应用不仅可以提高植物油的营养价值,还可以减轻野生鱼类种群的捕捞压力。(也许是)坏消息?通过取代油籽植物中的其他油类,这些改变可能会削弱植物为昆虫提供营养的能力。事实上,一项研究已经表明,以基因改造植物为食的毛毛虫比其他毛毛虫更有可能发育成翅膀畸形的蝴蝶。
精选植物微生物组
对可持续农业日益增长的需求可能会迎来一场新的农业革命,这场革命的基础是改造植物微生物组——影响生长、抗病性、耐旱性等的复杂微生物群落。由于其复杂性,微生物组过去并未被广泛操控,但最近的技术进步可能会改变这种情况。越来越便宜的DNA测序和机器学习等技术的发展,导致旨在改造植物微生物组以造福农业的初创公司数量激增。其他应用可能包括提高我们恢复受损生态系统的能力。操控植物微生物组的影响尚不清楚,但可能对生物多样性有利有弊,范围从减少农药和化肥的使用到将农田扩展到目前不适合农业的地区。
印度-马来群岛的灭绝
尽管印度-马来群岛地区生物多样性丰富,并且发现了许多其他地方没有的生物,但该地区只有2%的土地受到正式保护,免受开发。该岛屿上的油棕种植园相对于附近岛屿国家更为成熟的种植园来说规模较小,但森林砍伐正在增加,并且有迹象表明棕榈油产业正在扩张。由于许多物种是印度-马来群岛独有的,因此种植园的进一步扩张可能导致大量物种灭绝。
更深海域捕鱼
从海面以下200米到1000米(656英尺到3280英尺)的海洋区域鱼类资源丰富,但经济和技术限制了人类对食物的开发——直到现在。随着对海洋鱼类的需求增长,包括巴基斯坦和挪威在内的许多国家已开始探索捕捞这个“中层带”。该区域的鱼类在海洋食物网和碳捕获中发挥着重要作用;它们也往往繁殖和生长缓慢。由于目前全球范围内对海洋捕鱼的监管不力,这一趋势引发了对其种群可持续性以及最终这些功能的担忧。
用于牲畜的微生物蛋白
牲畜生产以土地利用、氮循环破坏和温室气体排放的形式对环境提出了沉重的要求。随着对来自动物源的蛋白质的需求增长,人们对寻找减少食用动物对环境影响的方法的兴趣也随之增长。正在考虑的一种方法是用工业生产的微生物制成的蛋白质补充传统饲料来源。然而,这种做法对生物多样性是净收益还是净损失,取决于具体细节。一些拟议的系统可能会减少土地利用影响,但会增加能源需求,而另一些系统可能会减少氮和温室气体污染,但会导致更多的栖息地破坏。工业化生产和使用微生物蛋白作为牲畜饲料也可能对该行业从业人员产生尚未可知的影响。
代表地球购买保险
保险业能否在保护自然区域和帮助受损栖息地从灾难中恢复方面发挥作用?这就是墨西哥政府、酒店业主、保险业和大自然保护协会之间联合项目背后的想法。一个名为沿海带管理信托基金的信托基金为加勒比海中美洲大堡礁的一部分创建了一份保险单。如果发生严重风暴,保险单将为修复项目提供资金。通过这种方式,自然资产能够继续为依赖它们的人们提供益处。这种策略可能为保护其他自然系统的完整性带来希望。
蒙特利尔议定书:规章还是指南?

在1987年《蒙特利尔议定书》确立了限制其生产的国际承诺之后,造成地球保护性臭氧层消耗的人造化学物质CFC-11的减少速度比预期的要慢。结果,到达地球的紫外线辐射量可能会增加——这对人类和其他物种产生了令人不安的影响。一项调查表明,中国正在使用这种化学物质生产建筑保温材料。随着对《蒙特利尔议定书》权威的这种明显挑战的出现,问题随之而来:如果这项多边协议无法执行,那么任何全球环境治理的尝试又能取得什么成就呢?世界对此情况的反应可能对国际环境协定的未来产生重大影响。