作者:约翰·迪林，《对话》 信用:安娜洛菲/Shutterstock 根据最近的研究，五分之一的国家面临生态系统崩溃的风险，威胁到全球一半以上的国内生产总值(42万亿美元，或32万亿美元)
这个听起来吓人的统计数据引发了各种各样的问题
“生态系统崩溃”到底是什么意思？是什么导致生态系统崩溃，我们如何知道它何时发生？也许最重要的是，接下来会发生什么？ 生态学家用“崩溃”这个术语来描述一个类似失败的蛋奶酥或爆裂的足球的过程
当生态系统崩溃时，它们会迅速失去其结构和功能，其规模或范围或组成它们的物种会发生巨大变化
这些损失往往会使生态系统变得均匀和简单——物种减少，栖息地减少，两者之间的联系减少
控制崩溃 当成熟的森林崩溃时，它们通常会过渡到有灌丛和草的开阔林地，这取决于现存的食草动物和气候
一个充满活力的珊瑚礁变成了一个瓦砾堆，慢慢磨损
在海藻森林里，海獭已经被猎杀殆尽，不受控制的海胆会爬满海藻，形成一片荒凉的平原，几乎没有什么物种被称为海胆贫瘠
污染会很快使湖泊从清澈的鲑鱼翻滚的水域变成充满有毒藻类的绿色浑浊的池塘
这些变化实际上意味着原始生态系统已经在当地灭绝
它以前可能提供的服务——食物、碳储存或水过滤——已经丧失或减少
但是“崩溃”仍然是一个模糊的术语，因为不同生态系统的原因和最终结果是不同的
对人类来说，并不是所有的生态系统变化都是不好的或者是最近才发生的
几千年来，人们一直依靠改变生态系统——排干湿地、筑坝拦河、砍伐森林——来创造新的农田
这些环境被维持在一种人为破坏的状态，以利于最大化食物和纤维的特定形式
例如，如果风和雨侵蚀了足够的土壤，使农田变成贫瘠的状态，几乎没有或根本没有生态系统服务，它们可能会进一步崩溃——想想20世纪30年代北美的沙尘暴
在一个已经简化的生态系统中，进一步的退化至少应该相对容易监测和管理
真正的危险来自计划外的崩溃，过度强调一个近乎自然的、不受人类支配的生态系统的意外后果
左边是一片生机勃勃的海带森林
右边是海胆过度放牧的后果
信用:安德鲁·斯托。Zaferkizilkaya/Shutterstock 临界点 自然生态系统可以在很长一段时间内抵抗来自人类活动或气候的压力——但只是在一定程度上
一段时间后，这些压力驱动正反馈循环，将系统推向临界点
亚马逊盆地的大部分森林砍伐都是零星发生的
但是随着更多的局部地区被清除，森林开放，使得区域气候更加干燥，这也是全球变暖的原因
结果，整个森林变得更容易干旱和野火
正反馈循环也出现在其他崩溃中
养分从农田流失的肥料中滴入湖中会导致藻类生长
随着藻类的繁殖和腐烂，它们从水中滤出氧气，释放湖床中的营养物质，加速更多的生长和更多的氧气消耗
我们知道，今天生态系统崩溃的风险因来自工业、农业和渔业的巨大压力而加剧，这些压力往往与全球变暖同时发生
科学家们正试图用计算机模型来模拟压力对生态系统的影响，以测量崩溃的可能性
但现在还为时过早，我们需要更仔细地监测生态系统结构和功能的微妙变化，这些变化构成了日益增长的正反馈机制的早期预警信号
我们确实知道崩溃的持续时间与生态系统的大小有关
生态系统越大，崩溃的速度就越慢，因为有更多的物种和联系会失败
更大的系统崩溃在多个地方同时发生的可能性也更大，比如2019-2020年澳大利亚的野火
但是我们不应该认为大型生态系统在我们有生之年不会崩溃
我自己的研究表明，加勒比海的珊瑚礁可能会在几年内崩溃，整个亚马逊雨林可能会在几十年内崩溃
那么生态系统崩溃到底有多最终呢？19世纪在英国罗瑟斯特德进行的一项实验表明，一片用栅栏围起来的耕地在大约120年后最终会变成一片多样化的林地
简单地消除压力(在这种情况下，犁地和放牧)会导致新的正反馈循环建立起来
杂草先锋物种在光秃秃的土地上定居，为灌木幼苗提供了获得立足之地所需的阴凉和潮湿的土壤，这反过来又导致了树木，最终形成了林地
逆转是可能的，但通常，导致崩溃的反馈机制越强，复苏就越困难
彻底消除导致生态系统崩溃的压力可能很困难
恢复一个坍塌的湖泊或沿海渔场可能需要停止大流域化肥和污水中几乎所有的营养物质流动，这可能会终结区域农业
恢复一个生态系统的原始状态可能是不可能的，因为它所依赖的外部条件——气候状况或土壤特性——已经不复存在
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