《Nature》全球人类活动如何影响生物多样性：深度剖析与关键发现

《Nature》：The global human impact on biodiversity

当前对人类活动影响生物多样性的认知模糊，研究人员开展全球人类活动对生物多样性影响的研究。通过分析 2133 篇文献，发现人类活动改变群落组成、降低局部多样性，但未导致普遍同质化，为保护策略提供基准。研究成果发表在《Nature》杂志上，为我们理解这一全球性难题提供了新的视角和关键信息。

　　

在地球生态系统的宏大版图中，生物多样性犹如一座绚丽多彩的大厦，支撑着整个地球生命的运转。从热带雨林中穿梭的珍稀动物，到深海里神秘的微生物，每一个物种都是大厦中不可或缺的一块砖石。然而，随着人类社会的飞速发展，这座大厦正面临着前所未有的挑战。人类活动带来的土地利用变化、资源开发、污染、气候变化以及入侵物种等问题，正像一把把无形的利剑，肆意地切割着生物多样性的脉络。

尽管科学家们对这些问题的研究已历经数十年，但人类活动对生物多样性影响的范围和程度，依旧像一团迷雾，模糊不清。在地方尺度上，生物多样性的发展轨迹充满争议，有的研究认为物种数量在减少，而有的则发现某些区域出现了物种增加的现象。在更大的空间尺度上，生物群落的同质化（biotic homogenization，即不同地区生物群落变得越来越相似）与分化（biotic differentiation，即不同地区生物群落差异增大）问题也没有明确的定论。这种不确定性，让我们在制定生物多样性保护策略时，犹如在黑暗中摸索，困难重重。为了拨云见日，深入了解人类活动与生物多样性之间的复杂关系，来自瑞士苏黎世大学、瑞士联邦水生科学与技术研究所等多个机构的研究人员，开启了一项意义重大的研究。他们的研究成果发表在《Nature》杂志上，为我们理解这一全球性难题提供了新的视角和关键信息。

研究人员开展了一项大规模的荟萃分析（meta-analysis）研究。他们首先在 Science Citation Index Expanded（SCI-EXPANDED）数据库中进行了全面搜索，筛选出 2133 篇涵盖 97783 个受影响和参考站点的出版物，构建了一个包含 3667 个独立比较的庞大数据集，这些比较涉及所有主要生物类群、栖息地以及五种最主要的人类压力（土地利用变化、资源开发、污染、气候变化和入侵物种）。在数据处理过程中，研究人员使用 Webplotdigitizer v.4.6 软件手动提取数据，并通过计算对数响应比（log-response ratio，LRR）来量化生物多样性变化的不同维度，包括群落同质性变化（LRR_homogeneity）、群落组成变化（LRR_shift）和局部多样性变化（LRR_{local diversity}）。为了探究不同因素对这些变化的影响，他们运用混合线性模型，分析了生物群落类型（biome）、人类压力类型、生物类群以及空间尺度这四个因素的作用。

生物群落同质化研究

研究结果显示，与普遍预期相反，人类压力并未导致系统性的生物群落同质化。整体的 LRR_homogeneity接近零且为负值（LRR_homogeneity = -0.062，95% 置信区间 CI = -0.113 至 -0.012），这表明人类压力更多地引起了生物群落的分化。不过，空间尺度在其中起到了重要的调节作用。在较大尺度上，人类压力倾向于使群落同质化（LRR_homogeneity为正值）；而在较小尺度上，则导致群落分化（LRR_homogeneity为负值）。例如，资源开发（LRR_homogeneity = -0.117，95% CI = -0.197 至 -0.036）和污染（LRR_homogeneity = -0.071，95% CI = -0.129 至 -0.012）这两种人类压力，在局部尺度上能显著改变生态系统，增加生态漂移（ecological drift）的作用，进而促进生物群落的分化。

群落组成变化研究

在群落组成方面，研究发现人类压力确实引起了明显的变化（LRR_shift = 0.564，95% CI = 0.467 至 0.661）。而且，这种变化的程度因生物群落类型（χ² = 12.3，P = 0.002）、压力类型（χ² = 42.5，P < 0.001）、生物类群（χ² = 26.1，P = 0.001）和空间尺度（χ² = 39.2，P < 0.001）的不同而有所差异。栖息地变化和污染对群落组成的影响尤为显著。同时，微生物和真菌等较小物种组成的群落，对人类压力的响应更为强烈，其群落组成变化幅度更大；相比之下，哺乳动物、鱼类等较大型生物的群落组成变化相对较小。此外，随着空间尺度的减小，群落组成的变化愈发明显，这可能是因为在更精细的空间尺度上，更容易检测到稀有物种，并且新物种在较小空间范围内更容易建立相似的群落。

局部多样性变化研究

关于局部多样性，研究人员通过对 1139 个参考群落和受影响群落的比较分析发现，受人类压力影响的站点局部多样性明显降低（LRR_{local diversity} = -0.181，95% CI = -0.291 至 -0.071）。压力类型（χ² = 11.3，P = 0.023）和生物类群（χ² = 41.7，P < 0.001）对局部多样性变化有显著影响。与群落组成变化类似，污染和栖息地变化是导致局部多样性丧失的主要驱动因素。但与群落组成变化不同的是，体型较大的生物在局部多样性方面受到人类压力的负面影响更为严重。研究人员推测，当代脊椎动物种群数量的下降，可能就是这些压力作用的结果。

生物多样性各维度关系研究

研究还揭示了局部多样性变化、群落组成变化和群落同质化之间的关联。随着 LRR_{local diversity}的增加，LRR_homogeneity增大，LRR_shift减小（χ² = 11.0，P < 0.001；χ² = 42.0，P < 0.001）。这意味着物种损失越多，群落组成的变化就越大，同时群落之间的差异也越明显。这种关系在不同的生物群落、压力类型、生物类群和空间尺度上都普遍存在，进一步证实了人类压力对生物多样性各个维度的负面影响。

这项研究通过全面、系统地分析人类活动对生物多样性的影响，为我们绘制了一幅清晰的 “影响地图”。它不仅明确了人类压力对生物多样性不同维度的具体影响，还揭示了空间尺度、压力类型和生物类群等因素在其中的调节作用。这些发现对于制定科学有效的生物多样性保护策略至关重要，为未来的保护工作提供了重要的基准和方向。同时，研究人员在研究过程中所采用的大规模数据整合和先进的统计分析方法，也为后续相关研究提供了有益的借鉴，推动了该领域的进一步发展。