第六次大灭绝:人类世的生物危机
打破一个常见误解
物种灭绝是自然过程——背景灭绝率(正常情况下物种消失的速率)大约是每百万年1-5个物种。但当前的灭绝速率是背景灭绝率的100-1000倍。这不是自然波动,而是人类活动驱动的生物多样性危机。伊丽莎白·科尔伯特(Elizabeth Kolbert)2014年的畅销书将这一现象命名为"第六次大灭绝"——暗示其规模可与地球历史上五次大灭绝相提并论。
灭绝的规模
精确统计当前灭绝率极为困难,因为我们甚至不知道地球上究竟有多少物种(估计在800万至1万亿之间,其中仅约150万已被描述)。但已有的数据足以说明问题的严重性:
已确认的灭绝:自1500年以来,约680个脊椎动物物种被确认灭绝。但实际数字可能远高于此——许多物种在被科学描述之前就已经消失("暗灭绝",dark extinction)。
国际自然保护联盟(IUCN)红色名录:截至2024年,约44,000个物种被列为"受威胁"(即面临灭绝风险),占已评估物种的约28%。其中包括41%的两栖动物、26%的哺乳动物和13%的鸟类。
昆虫衰退:2019年的一项综述估计,全球约40%的昆虫物种数量在下降,三分之一的昆虫物种面临灭绝威胁。德国的一项长期研究显示,过去27年间飞行昆虫的生物量下降了超过75%。昆虫是生态系统的基础——传粉、分解、食物链中间环节——它们的衰退可能引发连锁崩溃。
2023年,Rigal等人在PNAS上发表了一项覆盖欧洲28国、170种常见鸟、超过2万个监测点、跨越37年的大规模分析。他们发现,欧洲常见鸟类的总体丰度下降了约25%,相当于损失了约5亿只以上的鸟,且农田鸟类的降幅更大(接近腰斩);研究还识别出农业集约化(尤其是农药与化肥)是最主要的压力源。这一数字令人震惊——不是濒危物种在消失,而是曾经"常见"的物种正在崩溃。世界自然基金会(WWF)在2024年《地球生命力报告》中报告,按"地球生命力指数",自1970年以来受监测的野生动物种群规模平均下降了约73%——这一数字比2020年报告的69%进一步恶化(需注意:该指数是种群规模的平均变化,不等于"物种数量减少了73%")。
驱动因素
生物多样性的丧失有多个相互关联的驱动因素(按影响力排序):
1. 栖息地丧失与碎片化:这是最大的单一因素。全球约75%的陆地表面已被人类显著改变。农业、城市扩张、基础设施建设和伐木是主要驱动力。栖息地碎片化不仅减少了总面积,还隔离了种群,阻碍基因流,使小种群更容易灭绝。
2. 过度开发:过度捕捞、偷猎和非法野生动物贸易。自1970年以来,全球鱼类种群减少了约50%。穿山甲是世界上被贩运最多的哺乳动物。
3. 入侵物种:被人类有意或无意引入新环境的物种可以摧毁缺乏共同进化历史的本地生态系统。在岛屿上,入侵物种尤其具有破坏性——全球约75%的爬行动物灭绝与入侵捕食者有关。
4. 污染:农药(特别是新烟碱类杀虫剂对传粉昆虫的影响)、塑料污染、重金属和营养物质富集。
5. 气候变化:正在改变物种的分布范围、繁殖时间和物候关系。珊瑚白化、北极生态系统的崩溃、高山物种的"登顶灭绝"都是气候变化影响的表现。
这些驱动因素并非彼此独立,而是存在严重的协同效应——IPBES《全球生物多样性与生态系统服务评估报告》(2019)等综合评估反复强调了这一点。气候变化会使栖息地碎片化的后果更加致命:当物种因气候变暖需要向更凉爽的区域迁移时,被农田和城市切割得支离破碎的景观阻断了迁移通道,形成"生态陷阱";同样,入侵物种在已受污染、本地物种衰退的生态系统中更容易站稳脚跟。这意味着,单独应对任何一个驱动因素都不足以遏制灭绝趋势。
第六次与前五次的比较
地球历史上的五次大灭绝分别发生在奥陶纪末(约4.4亿年前)、晚泥盆纪(约3.7亿年前)、二叠纪末(约2.5亿年前)、三叠纪末(约2亿年前)和白垩纪末(约6600万年前)。其中最惨烈的二叠纪灭绝消灭了约90%的物种。
当前的灭绝对海洋的影响可能已接近大灭绝水平。一项2015年的研究发现,如果当前趋势持续,海洋大型动物的灭绝规模可能在数百年内达到与大灭绝相当的水平。但在陆地上,尽管形势严峻,距离真正的"大灭绝"还有距离——前提是趋势不进一步恶化。
2022年,Cowie等人在Biological Reviews上发表了一篇引发广泛讨论的论文,直接将当代物种丧失与地质历史上的大灭绝进行定量比较。他们认为,惯常引用的IUCN红色名录严重偏向鸟类和哺乳动物,几乎忽略了占已知物种绝大多数的无脊椎动物;一旦把无脊椎动物(尤其是软体动物)的"暗灭绝"纳入统计,他们估计自1500年以来地球可能已损失约7.5%–13%的物种,当前灭绝率已接近"大灭绝"量级。这一结论遭到一些保守估计者的质疑——他们认为,只有在物种级灭绝率达到约75%时才能称为"大灭绝"——但Cowie等人的反驳是:等到75%的物种消失时再行动就太晚了。
"去灭绝"的可能性
随着基因编辑技术的发展,"去灭绝"(de-extinction)——利用保存的DNA复活已灭绝物种——从科幻变成了科学讨论的议题。猛犸象、旅鸽和袋狼是主要候选物种。
但批评者指出去灭绝的局限性:复活的个体没有自然种群、栖息地可能已不存在、基因多样性不足以维持种群。更重要的是,把资源用于防止灭绝比用于复活已灭绝物种更合理。
2025年,Colossal Biosciences公司宣布在猛犸象"去灭绝"项目上取得阶段性进展:他们通过同时编辑约七个与毛发性状和脂肪代谢相关的基因,培育出一批长着浓密金棕色长毛、被称为"长毛鼠"(woolly mouse)的转基因小鼠,作为复活猛犸象表型的"概念验证"。但即使技术上可行,批评者仍然质疑将猛犸象放归西伯利亚苔原的生态可行性和伦理合理性——当代西伯利亚的生态系统与冰河时代截然不同,而且小鼠身上验证的几个性状,距离一头能在苔原生存的真正猛犸象还有天壤之别。
行动的窗口
联合国《生物多样性公约》"昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架"(2022年)设定了到2030年保护至少30%的陆地和海洋面积的目标。实现这一目标需要前所未有的国际合作和资金投入。
2020年,Dinerstein等人在Science Advances上提出了"全球安全网"(Global Safety Net)——为爱德华·威尔逊倡导的"半地球"(Half-Earth)愿景提供了空间化的科学基础:他们绘制地图指出,要同时遏制生物多样性丧失、稳定气候,至少需要保护约50%的陆地。这一分析意味着,《昆明-蒙特利尔框架》的30%目标虽然雄心勃勃,但很可能仍不足以防止生态系统服务的系统性退化。
保护的成功案例证明扭转是可能的。白头海雕曾因DDT污染濒临灭绝——1963年美国本土48州仅剩约417对,但在DDT禁令和保护措施下,如今已恢复到约30万只(逾7万对繁殖个体)。大熊猫在2021年从"濒危"降级为"易危"。座头鲸种群在禁止商业捕鲸后从约5000头恢复到超过8万头。这些案例证明,当人类选择行动时,生物多样性是可以恢复的。
第六次大灭绝不是不可避免的命运——它是选择的结果。人类有能力扭转这一趋势,但窗口正在迅速关闭。
跨域连接
- 二叠纪大灭绝:判断"第六次"是否成立,先要对齐口径:地质背景灭绝率约为每百万年1到5个物种,当前估计是其100到1000倍;二叠纪那次则消灭了约九成海洋物种。机制上,速率决定生态系统能否边损边补。推论:是否够格称"大灭绝",取决于高速率持续多久——速率曲线本身,而非已确认的灭绝清单,才是监测重点。
- 统计学:灭绝率的每个数字都踩着采样坑:已描述物种只是零头,红色名录又严重偏向鸟类与哺乳类,占已知物种绝大多数的无脊椎动物,其"暗灭绝"几乎不在统计框内。机制是抽样框决定估计的方向。推论:把无脊椎动物纳入后,有研究把近五百年的物种损失推到接近大灭绝量级——修正抽样框可以翻转结论本身。
- 复合气候风险:五大驱动因素不是加法而是乘法:气候变暖逼物种迁移,栖息地碎片化又切断迁移通道,形成"生态陷阱";入侵物种在已受污染的群落中更易立足。机制是压力之间的协同让总风险超线性。推论:单因子政策(只控碳、只建保护区)必然低估风险——评估框架必须显式纳入交互项。
- 公共品与市场失灵:生物多样性是全球公共品:保护的收益人人共享且无法排他,破坏的收益却归私人——市场信号必然引导过度消耗、保护供给不足。机制是成本与收益在主体之间错配。推论:没有强制性框架或补偿机制,各国保护投入会系统性低于全球最优——国际合作不是姿态,而是结构必需。
- 公共池塘资源治理:成功案例提示治理可以改写结局:白头海雕在DDT禁令后从几百对恢复到约三十万只,座头鲸在禁捕后从约五千头恢复到八万头以上。机制是治理改变了各方的激励结构。推论:扭转衰退的共同变量是制度而非技术——保护措施见效的地区,往往先有可执行的规则与监测。
延伸阅读
推荐书籍:
- Kolbert, E. The Sixth Extinction: An Unnatural History (2014) — 第六次大灭绝的科普经典
- Ceballos, G. & Ehrlich, P.R. The Annihilation of Nature (2015) — 生物多样性丧失的视觉记录
- Wilson, E.O. Half-Earth (2016) — "半地球"保护策略的提出
推荐论文:
- Ceballos, G. et al. (2017). Biological annihilation: A population loss amongst vertebrates. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(30), E6089–E6096.
- IPBES (2019). Global Assessment Report on Biodiversity and Ecosystem Services. IPBES Secretariat.
参考文献
- Kolbert, E. (2014). The Sixth Extinction: An Unnatural History. Henry Holt and Company.
- Ceballos, G. et al. (2017). Biological annihilation: A population loss amongst vertebrates. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(30), E6089–E6096.
- Hallmann, C.A. et al. (2017). More than 75 percent decline over 27 years in total flying insect biomass in protected areas. PLoS ONE, 12(10), e0185809.
- Sánchez-Bayo, F. & Wyckhuys, K.A.G. (2019). Worldwide decline of the entomofauna: A review of its drivers. Biological Conservation, 232, 8–27.
- Barnosky, A.D. et al. (2011). Has the Earth's sixth mass extinction already arrived? Nature, 471(7336), 51–57.
- IPBES (2019). Global Assessment Report on Biodiversity and Ecosystem Services. Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services.
- Rigal, S. et al. (2023). Farmland practices are driving bird population decline across Europe. Proceedings of the National Academy of Sciences, 120(21), e2216573120.
- Cowie, R.H., Bouchet, P. & Fontaine, B. (2022). The sixth mass extinction: fact, fiction or speculation? Biological Reviews, 97(2), 640–663.