最新研究:全球四分之一淡水物种濒临灭绝!海洋与湿地·前沿

B站影视 2025-01-09 18:39 2

摘要:在当前全球生物多样性面临严重威胁的背景下,淡水生态系统的保护状况处境堪忧。“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,一项于2025年1月8日发表的最新研究,对世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录中评估的全球范围内约23,496种淡水物种的


本文来源于“海洋与湿地”(OceanWetlands):

编译 | 王芊佳(海洋与湿地)


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在当前全球生物多样性面临严重威胁的背景下,淡水生态系统的保护状况处境堪忧。“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,一项于2025年1月8日发表的最新研究,对世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录中评估的全球范围内约23,496种淡水物种的生存状况进行了了全面分析。这一评估涵盖了淡水鱼类、蜻蜓和豆娘(统称为“淡水物种”),并结合之前对淡水十足目甲壳类(包括蟹类、小龙虾和虾类)的评估数据,揭示了淡水生物的濒危风险、分布特点、关键栖息地及其主要威胁来源。(按/王芊佳)

本文约8200字,阅读约18分钟


淡水物种是地球生物多样性的重要组成部分,它们在食物链中扮演着关键角色,维持着生态系统的平衡。淡水生态系统提供了多种生态服务,如水质净化、洪水调控、碳储存等,许多淡水物种是人类重要的食物来源,为全球数百万人的生计提供保障,所有这些都对人类福祉至关重要。由于人类活动的影响,全球淡水物种的生存受到了前所未有的威胁。


“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到一项最新研究,揭示了淡水生态系统面临的巨大压力。2025年1月8日,由凯瑟琳·塞耶(Catherine A. Sayer)、埃雷莎·费尔南多(Eresha Fernando)、兰德尔·希门尼斯(Randall R. Jimenez)等多位科学家领衔的国际研究团队完成了一项全球淡水物种评估研究,发表在著名学术期刊《自然》上。这项研究揭示了一个令人震惊的事实:全球四分之一的淡水物种,包括甲壳纲动物、鱼类和蜻蜓等,正面临灭绝的威胁。该研究敲响了淡水生态保护的警钟。

根据这项研究,淡水生态系统虽然只覆盖了地球表面积的不到1%,却承载了全球10%以上的已知物种,包括三分之一的脊椎动物、和一半的鱼类。但令人遗憾的是,自1970年以来,全球已有35%的湿地面积消失,其退化速度是森林的三倍。现存湿地中,超过65%面临中到高度的威胁;很多千公里以上的大的河流,也因水坝建设失去了自由流动的特性。这些变化,不仅对物种生存构成威胁,也让淡水生态系统的功能岌岌可危,例如养分循环、洪水调节和气候变化缓解等。



白鱀豚。世界上存活头数最少的一种淡水豚,是鲸类家族中小个体成员,是中新世及上新世延存至今的古老孑遗生物。白鱀豚的灭绝主要是因为栖息地丧失、炸药和滚钩钓鱼等破坏性渔业方式、水污染、过度捕捞和船舶撞击、工程水爆破等人类活动造成的。上图是白鱀豚淇淇。摄影:王敏幹(John MK Wong),1998年摄于武汉 | 绿会融媒·“海洋与湿地”(图文无关)

此次评估的研究对象涵盖了23,496个淡水物种,包括螃蟹、小龙虾、蜻蜓以及多种鱼类。该研究表明,污染、水坝建设、农业活动、过度抽水和外来物种入侵是威胁这些物种生存的主要因素。其中,过度捕捞也起到了推波助澜的作用。而这些威胁交织在一起,加速了淡水物种的灭绝风险。研究团队特别强调,目前全球保护框架更多关注陆地和海洋生态系统,但淡水生态系统的独特需求却经常被忽视。例如,联合国可持续发展目标(SDGs)将陆地生态系统纳入“陆地生命”(目标15),将海洋生态系统纳入“水下生命”(目标14),但对于淡水生态系统的关注,却没能单独成章

事实上,保护决策中长期以来依赖的陆地四足动物数据水质等无生命变量,并不能充分反映淡水物种的需求。例如,尽管鸟类、两栖动物和哺乳动物的数据可以作为某些保护区域的参考,但这些数据在针对淡水生态的稀有物种保护上效果有限。此外,水资源压力和氮浓度等水质指标虽然常被用于衡量淡水健康,但其有效性甚至比随机选取的参考数据还要低。这一结论再次表明,单靠现有的框架,难以满足淡水物种的保护需求




上图:四足动物(合并)和淡水物种(十足类甲壳类、鱼类和蜻蜓目;合并及单独)的灭绝风险模式。每列上方的数字表示评估物种的总数和物种面临威胁的最佳比例估算(方法见文中)。黑线表示物种面临威胁的最佳比例估算。红色名录类别包括:灭绝(EX)、野外灭绝(EW)、极危(CR)、濒危(EN)、易危(VU)、数据缺失(DD)、近危(NT)和无危(LC)。图源:Sayer, C.A., Fernando, E., Jimenez, R.R. et al.


该研究指出,淡水物种的保护不仅需要关注全球优先保护区域,还需要因地制宜地解决地方性问题。例如,流域的连通性、季节性变化、水文条件都是淡水生态系统的关键,但这些特征,往往在陆地或海洋保护策略中被忽视。而以维多利亚湖(Lake Victoria)为代表的淡水热点地区,更是淡水生态系统中人类活动影响最显著的区域。

不过,值得庆幸的是,近年来国际社会对淡水生态的关注正在逐步提升。如《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》(昆蒙框架)中明确提出了针对内陆水域的保护目标。与此同时,全球学术界也在不断推动淡水生态相关研究,为政策制定和保护行动提供科学依据。


神农架大九湖的高山湿地奇观。大九湖位于神农架林区西北部,海拔较高,四周群山环绕,形成了一个独特的高山盆地。这里湿地生态保存完好,湖泊星罗棋布,草甸广阔,被誉为“湖北的呼伦贝尔”。摄影:LGM。©绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)图文无关

全球生物多样性锐减,

淡水生态系统尤受冲击

为了提升淡水物种保护和管理的信息可用性,该研究团队对IUCN红色名录中迄今为止最全面的多分类群全球淡水物种评估结果进行了总结,包括淡水十足目甲壳纲动物(decapod crustaceans)、鱼类(fishes)和蜻蜓(odonates)。这项研究不仅评估了这些物种的灭绝风险、分布情况、关键栖息地和主要衰退驱动因素,还检验了在全球范围内做出淡水生物多样性保护决策时,是否可以依赖陆地四足动物数据或淡水无生命变量作为替代指标。


研究特别分析了濒危的四足动物(包括两栖动物、鸟类、哺乳动物和爬行动物)以及两种常用水文变量(即水资源压力,代表总水需求与可再生供应量的比例;水质中以氮浓度为代表的富营养化水平)的有效性。

中国圆田螺(学名:Cipangopaludina chinensis),又称田螺、石螺,是淡水生态系统中常见的一种软体动物。它们属于田螺科圆田螺属,分布广泛,在亚洲许多地区的湖泊、池塘、河流等水域都能见到。值得注意的是,中国圆田螺是移睾棘口吸虫、广州管圆线虫等寄生虫的中间宿主。上图摄影:©Linda Wong | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)


淡水物种濒危风险的现状

评估结果显示,接近四分之一(24%)的淡水物种面临灭绝的高风险。这一比例与四足动物(包括哺乳动物、鸟类、两栖动物和爬行动物)的濒危比例(23%)基本持平。但若是具体到不同类别的话,风险差异明显:十足目甲壳类的濒危比例最高(30%),其次是淡水鱼类(26%)蜻蜓与豆娘(16%)

此外,自公元1500年以来,已有89种淡水物种被记录为“灭绝,其中包括82种淡水鱼类6种十足目甲壳类1种蜻蜓。这些灭绝物种的主要分布地,集中在美国、墨西哥和菲律宾等地。不过,考虑到对淡水生物的研究与监测不足,实际灭绝的物种数量可能更高。


受威胁的淡水物种、灭绝的淡水物种,以及受威胁的的四足动物比例。图源:Sayer, C.A., Fernando, E., Jimenez, R.R. et al


数据不足与估算不确定性

评估还发现,23%淡水物种被列为数据不足(Data Deficient, DD),远高于四足动物10%。这种数据缺口,导致对濒危物种比例的估算存在较大不确定性。以淡水鱼类为例,受数据不足影响,其濒危比例可能介于21%~40%之间。此外,淡水无脊椎动物(如蜻蜓和十足目甲壳类)的数据缺乏程度更为显著,分别达到了29%、39%


摄影Linda Wong ©绿会融媒·“海洋与湿地”(图文无关)


淡水物种的主要威胁


污染是淡水物种面临的首要威胁,影响了54%的濒危物种,其中农业林业排放物(如营养物负荷、除草剂和杀虫剂)占重要比例。其次是大坝建设水资源提取(39%),以及土地利用变化(37%)。此外,外来入侵物种疾病(28%)也对淡水物种造成了严重影响。

值得注意的是,淡水鱼类面临的威胁种类最为多样,包括过度捕捞(27%)农业活动(32%)。而大坝建设不仅阻碍了迁徙通道,还对下游水文流量和沉积物输送造成影响,从而显著改变和破坏栖息地。

气候变化的隐性威胁


气候变化极端天气对淡水生态系统的威胁也不容忽视。约20%的濒危物种受到此类威胁,其影响包括水温变化、流量模式的改变以及极端天气事件的增加。此外,气候变化还通过加剧其他威胁(如外来入侵和水资源竞争)间接影响淡水生物。但是由于相关建模研究的缺乏,当前对气候变化影响的评估可能仍被低估。

栖息地的关键作用


淡水生物的主要栖息地天然内陆湿地,其中永久性河流支持了71%的濒危物种。此外,森林栖息地蜻蜓豆娘的成虫阶段尤为重要,为其提供了庇护和觅食场所。而对于淡水鱼类而言,湖泊、季节性河流和永久性池塘等多样化的湿地环境同样不可或缺。


一种红色的蜻蜓,在蓝天下显得格外漂亮。摄影:刘茂胜(绿会BCON工作组专家)©绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)

值得一提的是,喀斯特地貌栖息地支持的濒危物种数量比例较高,特别是十足目甲壳类。在这种栖息地中,小范围分布的物种易受到污染、资源开采和休闲活动等威胁,从而面临更高的灭绝风险。

这项评估结果表明,淡水生态系统面临的威胁复杂多样,且这些威胁因子通常相互作用,对物种灭绝风险的推动作用更为显著。比如,大坝建设与污染或外来物种入侵的组合,常被视为淡水物种灭绝的最常见原因。


要真正保护淡水生态系统,未来的行动就需要加大对被列为“数据匮乏”的物种的研究力度,同时,开发针对气候变化影响新评估方法。此外,各国应更全面地考虑淡水生态系统独特管理需求,例如水文连通性流量模式,来实现对淡水生物多样性的有效保护。



水下观察白暨豚的活动(1998)©摄影:王敏幹(John MK Wong)(图文无关)

全球淡水物种的空间分布与保护优先级问题

全球淡水物种的丰富性主要集中在热带地区,尤其是南美洲的亚马逊流域、非洲西部、中部和东部,以及从南印度和斯里兰卡到巽他群岛再到新几内亚沿海的热带亚洲地区。此外,热带以外的美国东部地区也展现出较高的淡水物种丰富性。此外,从分布看,受到威胁的物种分布较为零散,主要集中在非洲维多利亚湖(肯尼亚、坦桑尼亚和乌干达)、南美洲的的的喀喀湖(玻利维亚和秘鲁)、斯里兰卡湿区印度西高止山脉等地。


值得注意的是,一些地区虽然物种丰富性不高,但其威胁物种的比例却较高。例如,智利的比奥比奥地区葡萄牙的亚速尔群岛以及的的喀喀湖都显示出这种特征。对于这些地方,可能需要更多针对性的保护措施。

扩展数据图:淡水物种的绝对丰富度。a) 所有淡水物种的丰富度;b) 数据缺失的淡水物种的丰富度;c) 濒危淡水物种的丰富度(不包括极危物种(可能灭绝)和极危物种(可能在野外灭绝))。图源:Sayer, C.A., Fernando, E., Jimenez, R.R. et al.

保护物种的替代指标研究

为了制定更高效的保护策略,研究还分析了陆生四足动物(两栖动物、鸟类、哺乳动物和爬行动物)及淡水非生物因素(如水资源和水质)是否能作为淡水物种保护的有效替代指标。

从陆生四足动物的保护替代性来看,该研究采用了稀有性加权威胁物种丰富度(策略A)最狭域物种(策略B)两种保护优先级策略。在稀有性加权的策略中,综合考虑的四足动物是淡水物种的“良好替代指标”(SAI=0.66),尤其在与依赖森林栖息地的威胁物种(如蜻蜓、螯虾等)相关时效果更为显著(SAI=0.80)。但当单独评估两栖动物、鸟类、哺乳动物和爬行动物时,替代效果仅为“合理”或“普通”水平(SAI分别为0.45、0.51、0.55和0.56)。

最狭域物种的策略中,四足动物的替代效果有所下降,但仍保持“合理”水平(SAI=0.58)。其中,哺乳动物表现最佳(SAI=0.42),而两栖动物的表现最差(SAI=0.21)。这表明,狭域淡水物种的分布与狭域四足动物的分布存在显著差异。

非生物因素的保护替代性来看,水资源和水质等非生物因素作为替代指标的表现极差,所有相关的SAI值均为负值,表明其保护效果甚至比随机选择还差。这意味着,依赖这些非生物指标制定保护策略,可能导致低效甚至有害的结果。因此,基于这些因素的保护策略需要重新评估


阿尔巴尼亚和黑山共有的斯库台湖。也是巴尔干半岛最大的淡水湖。斯库台湖是众多鸟类的栖息地,尤其是在迁徙季节,这里会聚集大量的候鸟。湖畔的湿地、芦苇荡为水鸟提供了丰富的食物和安全的庇护所。除达尔马提亚鹈鹕外,还有鸬鹚、苍鹭、白鹭等多种水鸟在此栖息。斯库台湖的鱼类资源丰富,鲤鱼曾是这里的“湖王”,但由于过度捕捞、污染等原因,鱼类资源受到了威胁。近年来,阿尔巴尼亚和黑山两国政府以及国际组织都在积极采取措施保护斯库台湖,包括建立自然保护区、限制捕捞、开展生态恢复项目等。上图摄影:©王之佳 | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands),图文无关。

讨论@全球多种淡水动物灭绝风险评估

这项研究,标志着全球多种淡水动物群体灭绝风险评估的系统性成果。通过大规模的专家咨询过程,并结合定量标准,研究团队为应对全球淡水生物多样性下降提供了重要的步骤。根据评估数据,约四分之一的淡水物种正面临较高的灭绝风险。自1500年以来,已有89个物种确认灭绝,另外178个物种被怀疑已灭绝,这一现象凸显了立即采取行动的紧迫性,以防止更多物种的灭绝和种群下降。过去,淡水生物多样性的状态和分布数据缺乏曾被作为拖延行动的借口,但如今,已不再有任何理由继续忽视这一问题。

研究发现,农业和外来物种是威胁淡水物种和四足动物的主要因素,但有些威胁对淡水物种的影响更为突出,特别是污染、水坝建设和水资源开采等问题,这些问题亟需采取有针对性的措施。这些主要威胁具有系统性影响,需要在流域层面进行水资源管理改革,而不仅仅依赖于某一物种或局部栖息地的保护措施。因此,研究团队认为,淡水物种的保护应与水资源管理紧密结合,借助生态利益相关者类比或健康流域的方式,推动水资源开发与治理中的生物多样性考量。这种联动和合作应以解决方案为导向,例如采用基于自然的解决方案,既有利于发展,又能保护生物多样性和促进人类福祉。同时,过度捕捞作为一个突出威胁,尤其在推动淡水物种灭绝的过程中,必须引起足够重视。

该研究表明,受威胁的淡水物种的风险,主要来源于其狭窄分布区域内持续下降的趋势或潜在威胁,而并非由于种群规模小、种群衰退或其他定量分析(如IUCN红色名录标准A、C、D1和E)。这在一定程度上是因为淡水栖息地的碎片化,使得许多物种无法在孤立栖息地之间迁徙,导致它们的分布范围自然较小。同时,大多数淡水物种缺乏种群数据,增加了灭绝风险评估的不可预知性。因此,研究团队强调,必须加大对淡水物种定量研究和监测的投资,这将有助于减少关于灭绝风险的不确定性,尤其是在全球人类活动压力日益加大的背景下,既有威胁被进一步加剧,新威胁也不断出现。

2023年8月底,在北京大学未名湖采集到的四种淡水螺:梨形环棱螺、角形环棱螺、方格短沟蜷、坚环棱螺的部分样本。©Linda Wong | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)工作组

该研究团队还发现,与以往研究的结论不同受威胁的四足动物实际上可以作为淡水物种的有效替代物种,尤其是对于那些分布范围较狭窄的受威胁淡水物种。研究表明,约四分之一的受威胁四足动物直接依赖天然湿地栖息地,这表明,基于陆地物种群体的广域保护优先区域可以有效代表受威胁的淡水物种。但许多高度范围受限的淡水物种,尤其是鱼类,可能并不会通过与四足动物的重叠保护区域获得优先关注。以古老流域、泉水和喀斯特系统为例,这些地方往往是大量淡水物种的栖息地,但四足动物数量稀少,因此这些区域需要采取专门的保护行动。此外,物种在栖息地内的分布并不均匀,因此在规划保护行动时,必须考虑某些区域或栖息地类型的特殊重要性,特别是觅食和繁殖场所。

当四足动物和淡水物种的保护优先区域有较高的空间重叠时,研究团队强调,必须在管理和保护行动计划中同时纳入两类物种的需求。研究结果揭示了两类物种在栖息地类型和威胁方面的差异,这意味着,仅满足四足动物的保护需求并不足以有效保护淡水物种。因此,制定行动计划时,还应考虑水文连通性、环境流量和栖息地结构的影响,因为忽视这些因素,大多数保护措施可能难以对淡水物种产生积极效果。幸运的是,已有一些将陆地和淡水生物多样性结合的保护行动计划显示了对淡水物种的显著益处,且对陆地物种的影响微乎其微。

环境因素方面,研究团队指出,水资源紧张和富营养化作为保护受威胁的淡水物种的替代指标效果并不理想。物种分布受到多种生物和非生物因素的复杂相互作用的影响,单纯依赖非生物因素的保护策略需要重新评估。这项分析是全球首次评估非生物环境数据作为淡水物种替代指标的研究,并且与此前对陆地物种的研究结果一致,表明跨类群物种替代物种远优于环境替代物种。因此,该研究团队认为,在制定全球生物多样性框架的科学目标时,应避免单纯依赖非生物因素来设定目标,这不仅无法有效保护生物多样性,还可能会因机会成本和忽视更为关键的区域而带来负面影响。

该研究团队的下一步计划是,确保相关数据集的可用性被传达给各方利益相关者,从地方保护实践者、国家机构到全球政策制定者。此外,研究团队还建议,加强对这些数据集的整合和应用,将科学研究与基于证据的管理和保护行动紧密联系,帮助提升淡水物种保护效果。例如,私营部门可以使用《综合生物多样性评估工具》(IBAT)生成淡水物种报告,提供有关流域上下游的受威胁淡水物种数据,从而在规划开发项目时,尽量减少对淡水物种的潜在风险。

随着《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》(GBF)目标的推进,新的全球淡水IUCN红色名录数据集将为制定科学的淡水物种保护目标提供重要依据,同时为识别关键生物多样性区域、推动淡水物种保护与恢复行动提供数据支持。研究团队相信,通过持续更新这些数据、加大淡水物种保护的国际合作,将有助于确保全球淡水生物多样性的恢复。

虽然本研究所涵盖的淡水物种群体已为全球淡水生物多样性的现状和分布提供了更为清晰的图景,但研究团队强调,要想更全面地反映淡水生物多样性的现状,未来的评估应扩展到更多的物种种群,尤其是对淡水软体动物、蜉蝣和水生植物等群体的研究。此外,定期更新评估数据是跟踪物种保护状态、应对物种灭绝风险的关键,特别是在许多地区缺乏淡水监测能力的情况下,扩大监测能力至关重要。

研究团队还建议,尽管在淡水物种保护方面已取得了一定的进展,但未来仍需要增加投资,支持淡水物种的监测和保护工作,以确保生物多样性得到有效管理和恢复。

感兴趣的“海洋与湿地”(OceanWetlands)读者可以参看全文:

Sayer, C.A., Fernando, E., Jimenez, R.R. et al. One-quarter of freshwater fauna threatened with extinction. Nature (2025).
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08375-z
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08375-z

读而思

思考题·举一反三

Q1、研究表明,水污染、大坝建设和水资源提取是威胁淡水物种的主要因素。我们是否可以通过改变现有的水资源管理策略来有效保护这些物种?如何在满足人类用水需求的同时,避免过度开发对生态系统造成不可逆的损害?


Q2、这个研究指出,数据缺失是影响灭绝风险评估的一大障碍。如何通过科技创新和社会参与来弥补淡水物种保护数据的空白?是否应该更多依赖公民科学、公共数据库(比如全球生物多样性信息平台GBIF)或新兴的环境DNA技术,来收集、丰富、充实这些关键数据呢?你觉得?

Q3、上文提到,不同区域的淡水物种面临不同的威胁和挑战,如何制定更加针对性的保护方案?例如,古老流域和地下水系统的特有物种,是否需要单独的保护措施,而非依赖于传统的陆生物种保护策略?


Q4、尽管已有大量研究揭示了环境因素对物种生存的影响,但研究中指出水体富营养化和水压力等环境因子在淡水物种保护中的替代效果不佳。那么,是否需要改善水环境检测or监测的方式?如何更有效地将环境因子与物种保护结合,推动政策制定者采取更科学、可操作的保护措施?

比如,我国有关部门目前正在进行时的《生态环境监测条例(草案征求意见稿)》,能否借鉴本研究的成果?

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THE END

湿

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故本文中,物种拉丁学名未作斜体设置。


信息源 | Nature (2025)
编译 | 王芊佳

编辑 | 绿茵
排版 | 绿叶

【主要参考资料】

海湿·往期相关报道

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征集《淡水数据发布指南》意见和反馈 | 绿会GBIF工作组

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红海珊瑚礁。©摄影:王敏幹(John MK Wong) | 绿会融媒·“海洋与湿地”


来源:中国绿发会

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