许多应对全球环境变化后果的政策都依赖于临界点的概念:如果一种影响,比如生物多样性的丧失,变得太大,一个生态系统可能会变成另一种通常不太理想的状态。这表明,环境压力应保持在一定的阈值以下,以保持生态系统在一个安全的运行空间。由生物多样性专家、德国奥尔登堡大学赫尔穆特·希勒布兰德教授领导的一个国际科学家小组,现在正在质疑这一概念是否适合制定环境政策。
通过对4600多个野外实验的公布结果进行详细的统计分析,科学家们几乎没有发现阈值存在的证据。科学家和决策者在关注临界点时,可能因此忽视了逐渐变化对生态系统的负面影响——可能带来灾难性的后果。这项分析发表在《自然生态和进化》杂志上。
在过去的几年里,已经发表了许多生态案例研究,表明生态系统的引爆行为。例如,如果富营养化程度大到足以减少珊瑚的比例,珊瑚礁可能会进入藻类占主导地位的阶段。这就是为什么决策者越来越依赖阈值来起草可持续保护生态系统的战略。Oldenburg大学Helmholtz-Institute for Functional Marine Biodiversity主任Hillebrand说:“然而,如果这些阈值成为评估全球变化的标准工具,我们应该能够显示这些阈值可能处于什么水平。”
因此,这位生物多样性专家和他的同事们想弄清楚是否可以从现有的环境数据中确定阈值水平,或者更好的是,是否可以对环境变化的不同驱动因素进行预测。Hillebrand指出:“为了制定环境政策,我们需要一个总体的指导方针。”但问题是,当人为变化还不够大时,自然生态系统的阈值可能很难察觉。我们不能确定每个生态系统中每个过程的阈值。”
为了更好地了解生态系统是如何应对变化的,科学家们转向了从已经发表的综合研究成果中获得的实验数据——即所谓的元分析。“这是生态学家用来总结许多野外实验总体结果的一种统计方法,”Hillebrand解释说,他是这类综合努力的专家。特别是,这些分析着眼于当前以及未来压力的后果,比如二氧化碳或养分水平的增加。他们也评估生态系统的功能反应,如元素循环的变化或生物量的生产。
总的来说,作者使用了来自36个元分析的信息,杏耀代理包括4601个关于自然或接近自然的生态群落的独特野外实验。据作者们说,这是有史以来对全球变化的科学文献进行综合的最大努力。每个实验都有一定的压力,这些压力会导致生态群落对这种变化做出特定的反应。
在此基础上,作者计算了所谓的效应量,
杏耀娱乐总代团队教程,即系统反应的强烈程度。然后,研究人员设计了统计工具来测试反应的大小是否与压力强度相关。如果是这样的话,他们研究了是否有一定程度的压力导致了异常强烈的反应。“这种反应的变化表明了阈值的存在”,合著者Jan Freund博士解释道,他是奥尔登堡大学海洋环境化学和生物学研究所的建模专家。
“分析的结果令人震惊,”Hillebrand说。尽管36项荟萃分析中的绝大多数发现压力的强度影响了反应强度,但只有极少数(36项分析中的3项)显示出了阈值越界的统计证据。然而,Hillebrand指出,没有出现阈值这一事实可能仍然意味着两件事:“阈值要么确实不存在,要么存在,但我们的统计方法仍然无法检测到它们。”
为了阐明这个问题,Julian Merder——一个加入这个项目的博士生——模拟了对全球变化的不同形式的反应,无论是否存在阈值。当模拟数据集中的统计噪声很小时,科学家们能够区分有无阈值的情况。“然而,一旦我们只引入适度的统计噪声,阈值就变得无法检测”,Merder指出。统计噪声模拟了实际数据中的情况,例如阈值越界所需的不同压力或阈值附近的不同响应强度。
据该研究的第一作者Hillebrand说,这一结果具有重大的意义:“如果科学家无法测量某个生态系统离引发临界点的阈值有多近,那么一项监管或政策能依赖于这个阈值吗?”合著者,爱尔兰都柏林三一学院的生态学家Ian Donohue博士补充道:“我认为我们需要放弃安全操作空间的想法。它给人一种完全错误的印象,杏耀连接即小压力根本不会影响生态系统。”相反,对数据的统计分析将表明,对最小变化的响应可能很大。
“如果我们等着看清楚临界点,以应对任何主要的人类活动导致的环境变化,如气候变暖或生物多样性变化,我们俯瞰着风险小逐渐变化总结基线随着时间的转移,这是一个转变,一个健康的生态系统是什么样子的感觉”,接触补充道。他认为,因此,科学家和决策者应该把重点放在随机波动的规模和寿命以及它们可能造成的后果上,以便能够根据预防原则采取行动。