多年来,科学家一直警告全球昆虫数量正急剧下降,这主要由森林砍伐、杀虫剂使用及其他人类活动所致。但首项基于气象雷达数据的洲际尺度昆虫种群调查显示,至少在最近10年里,没有证据表明昆虫数量存在广泛下降趋势。此外,这项11月18日发表于《全球变化生物学》的研究还指出,昆虫数量往往对冬季天气的严酷程度敏感,暖冬则会带来负面影响。
“我非常欣赏这篇论文。”德国综合生物多样性研究中心的Roel van Klink表示,研究人员利用一个大陆的气象数据来深入了解昆虫,是“具有根本性创新的做法”。“我们不需要任何新的基础设施,只是搭气象学家的便车而言。”
但其他专家提醒,该调查可能遗漏了研究期之前发生的大规模昆虫数量下降,且大量昆虫种群未被纳入统计。
昆虫在生态系统中扮演着多重角色,既是传粉者也是分解者。“没有它们,就不会有我们如今所知的生命。”美国特拉华大学的Mike Crossley说。
以往对昆虫数量的调查大多聚焦于特定物种,如帝王蝶,且仅覆盖有限的地理区域。这些数据通常需人工辛苦收集,研究人员亲自在不同地貌中展开调查并统计昆虫数量。“你需要一支志愿者大军。”Klink表示。
蝗虫在气象雷达数据中清晰可见。图片来源:PROTASOV AN/SHUTTERSTOCK
为更全面地了解昆虫数量,瑞士联邦森林、雪与景观研究所的Elske Tielens带领研究团队,采用了一项相对较新的技术——重新利用原本用于气象研究的雷达数据。该团队挖掘了分布于美国各地的135个雷达站收集的历史观测数据。
“这是一座信息宝库。”Tielens说,“我们拥有一整块大陆的数据,且所有数据的收集方式完全一致。”研究人员在过去10年才开始将气象雷达数据用于昆虫种群研究,而这项新研究的覆盖范围是迄今最大的,即美国本土。
由于鸟类等其他物种在夜间活动频繁,研究人员选择聚焦于白天飞行的昆虫。利用2012年至2021年的数据,团队提取了每天中午前后的雷达观测结果,并锁定了可能来自蝇类、甲虫、黄蜂和蓟马等小型昆虫的信号。
团队成员、美国麻省理工学院林肯实验室的Phil Stepanian解释说,这得益于雷达站区分不同形状物体的能力,“与空中所有气象相关目标相比,昆虫的形状极具独特性”。
研究人员估算,在夏季的任意一天,美国上空约有100万亿只昆虫在飞行。这一数字在10年间保持相对稳定,但在更局部的区域,昆虫数量确实呈现出时间趋势:52%的雷达站记录到昆虫密度上升,48%记录到下降。昆虫密度增幅最大的区域是蒙大拿州比灵斯市附近,增幅达32%;降幅最大的是新墨西哥州阿尔伯克基市周边,降幅约20%。
最显著的趋势与冬季气温相关:冬季趋于变暖的地区,昆虫数量更有可能下降。研究团队发现,冬季气温每升高1摄氏度,昆虫数量约减少35%。Tielens表示,这一趋势合乎情理,因为暖冬可能会让昆虫过早脱离类似冬眠的状态。如果之后出现寒流,它们将变得格外脆弱,“越冬期是昆虫生命周期中极为敏感的阶段”。
Crossley认为,这份数据集令人印象深刻,但它仅捕捉到昆虫生命的“一小部分”,“想想所有夜间活动的昆虫”。
美国俄勒冈州林业局的Tyson Wepprich补充说,10年时间可能太短,不足以显现昆虫数量的长期趋势。尤其是导致昆虫数量下降的两个最大“祸首”——森林砍伐和农业杀虫剂使用在2012年前就已增多了。
Wepprich表示,进一步挖掘更早的气象雷达数据,是研究长期、大规模趋势的关键,“这样才能着手解决这些核心问题”。
“我们不应只关注总数量。”Crossley表示,除了昆虫数量,还有更多值得研究的内容。例如,气象数据可以追踪昆虫活动的时间和地点。
相关论文信息:https://doi.org/10.1111/gcb.70587
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