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生物多樣性：修订间差异

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生物多樣性對生態系統服務的影響有許多說法，尤其是供應服務及調節服務。對「同行評審」文獻做詳盡調查以評估相關的36項主張後，獲得一致認可的有14項，正反意見不一有6項，被認定為錯誤有3項，證據不足以得到明確結論的有13項。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
生物多樣性對生態系統服務的影響有許多說法，尤其是供應服務及調節服務。對「同行評審」文獻做詳盡調查以評估相關的36項主張後，獲得一致認可的有14項，正反意見不一有6項，被認定為錯誤有3項，證據不足以得到明確結論的有13項。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />


生物多樣性的增長對生態系統服務的影響，究竟是提升、減損或是有利有弊：說明如下：
生物多樣性的增長對生態系統服務的影響，究竟是提升、減損或是有利有弊，說明如下：

==== 對服務有所提升 ====

===== 供應服務 =====

* 更多的植物物種多樣性可以增加飼料產量（271項實驗研究的綜合）。<ref name="the-functional-role-of-producer-diversity" />
* 更多的植物物種多樣性（即單一物種內的多樣性）可以增加農作物的整體產量（575項實驗研究的綜合）。<ref name="grain-yield-increase-in-cereal-variety-mixtures">{{cite journal |last=Kiaer |first=Lars P. |author2=Skovgaard, M. |author3=Østergård, Hanne |date=1 December 2009 |title=Grain yield increase in cereal variety mixtures: A meta-analysis of field trials |journal=Field Crops Research |volume=114 |issue=3 |pages=361–373 |doi=10.1016/j.fcr.2009.09.006}}</ref>雖然對另外100項實驗研究的審查報告結論是正反意見不一。<ref name="does-plant-diversity-benefit-agroecosystems">{{cite journal |last=Letourneau |first=Deborah K. |date=1 January 2011 |title=Does plant diversity benefit agroecosystems? A synthetic review |journal=[[Ecological Applications]] |volume=21 |issue=1 |pages=9–21 |doi=10.1890/09-2026.1 |pmid=21516884 |s2cid=11439673}}</ref>
* 更多的樹木物種多樣性可以增加整體木材產量（53項實驗研究的綜合）。<ref name="tree-growth-in-monocultures-and-mixed">{{cite journal |last=Piotto |first=Daniel |date=1 March 2008 |title=A meta-analysis comparing tree growth in monocultures and mixed plantations |journal=[[Forest Ecology and Management]] |volume=255 |issue=3–4 |pages=781–786 |doi=10.1016/j.foreco.2007.09.065}}</ref>但是對於樹木的性狀多樣性對木材生產有何影響，則沒有足夠數據以獲得結論。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />

===== 調節服務 =====

* 更多的[[漁場]]物種多樣性可以增加漁業產量的穩定性（8項觀察研究的綜合）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 更多的害蟲天敵物種多樣性可以減少了食草性害蟲的種群數量（來自兩項獨立審查的數據；一項為266項實驗和觀察研究的綜合<ref name="annual-review-ecology-evolution-systematics-vol-40">{{cite book|title=Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics: Vol 40 2009|url={{google books |plainurl=y |id=2zifbwAACAAJ|page=573}}|date=1 January 2009|publisher=Annual Reviews|isbn=978-0-8243-1440-8|editor-first1=Douglas J.|editor-last1=Futuyma|editor-first2=H. Bradley|editor-last2=Shaffer|editor-first3=Daniel|editor-last3=Simberloff|location=Palo Alto, Calif.|pages=573–592}}</ref>；另一項為18項觀察研究的綜合。<ref name="functional-richness-and-ecosystem-services-bird-pred">{{cite journal |last=Philpott |first=Stacy M. |author2=Soong, Oliver |author3=Lowenstein, Jacob H. |author4=Pulido, Astrid Luz |author5=Lopez, Diego Tobar |date=1 October 2009 |others=Flynn, Dan F. B.; DeClerck, Fabrice |title=Functional richness and ecosystem services: bird predation on arthropods in tropical agroecosystems |journal=Ecological Applications |volume=19 |issue=7 |pages=1858–1867 |doi=10.1890/08-1928.1 |pmid=19831075 |s2cid=9867979}}</ref><ref name="birds-as-predators-in-trop-agroforestry">{{cite journal |last=Van Bael |first=Sunshine A |display-authors=etal |date=Apr 2008 |title=Birds as predators in tropical agroforestry systems |journal=Ecology |volume=89 |issue=4 |pages=928–934 |doi=10.1890/06-1976.1 |hdl=1903/7873 |pmid=18481517 |hdl-access=free}}</ref>雖然還有一項審查（來自38項實驗研究）對此結論意見不一：比起物種有同類互食的情況，單純被捕食的物種比較有這種效果。<ref name="influence-of-intraguild-predation">{{cite journal |last=Vance-Chalcraft |first=Heather D. |display-authors=etal |date=1 November 2007 |title=The Influence of Intraguild Predation on Prey Suppression and Prey Release: A Meta-analysis |journal=Ecology |volume=88 |issue=11 |pages=2689–2696 |doi=10.1890/06-1869.1 |pmid=18051635 |s2cid=21458500}}</ref>
* 更多的植物物種多樣性可以減少植物疾病的流行（107項實驗研究的綜合）。
* 更多的植物物種多樣性有助於抵抗植物入侵（來自兩項獨立審查：一項為105項實驗研究的綜合數據<ref name="influence-of-intraguild-predation" />；另一項為15項實驗研究的綜合數據）。<ref name="biotic-resistance-to-exotic-plant-invasions">{{cite journal |last=Levine |first=Jonathan M. |author2=Adler, Peter B. |author3=Yelenik, Stephanie G. |date=6 September 2004 |title=A meta-analysis of biotic resistance to exotic plant invasions |journal=Ecology Letters |volume=7 |issue=10 |pages=975–989 |doi=10.1111/j.1461-0248.2004.00657.x |s2cid=85852363}}</ref>
* 更多的植物物種多樣性可以增加[[碳截存]]，但是這個發現只和二氧化碳的實際吸收有關，與長期儲存無關（479項實驗研究的綜合），詳見下文。<ref name="the-functional-role-of-producer-diversity" />
* 更多的植物物種多樣性可以增加土壤的再礦化作用（103項實驗研究的綜合）。<ref name="plant-diversity-enhances-provision-of-ecosystem-services">{{cite journal |last=Quijas |first=Sandra |author2=Schmid, Bernhard |author3=Balvanera, Patricia |date=1 November 2010 |title=Plant diversity enhances provision of ecosystem services: A new synthesis |journal=Basic and Applied Ecology |volume=11 |issue=7 |pages=582–593 |citeseerx=10.1.1.473.7444 |doi=10.1016/j.baae.2010.06.009}}</ref>
* 更多的植物物種多樣性可以增加土壤有機質（85項實驗研究的綜合）。<ref name="plant-diversity-enhances-provision-of-ecosystem-services" />

==== 對服務有利有弊 ====

===== 供應服務 =====

* 迄今尚未發現

===== 監管服務 =====

* 更多的植物物種多樣性可能會也可能不會減少食草性害蟲的數量。來自兩個獨立審查的數據發現植物多樣性增加可以減少害蟲種群（一個是40項觀察研究的綜合<ref name="organic-agriculture-promotes-evenness-and-natural-pest-control">{{cite journal |last=Crowder |first=David W. |display-authors=etal |year=2010 |title=Organic agriculture promotes evenness and natural pest control |journal=Nature |volume=466 |issue=7302 |pages=109–112 |bibcode=2010Natur.466..109C |doi=10.1038/nature09183 |pmid=20596021 |s2cid=205221308}}</ref>；另一個是100項實驗研究的綜合）<ref name="does-plant-diversity-benefit-agroecosystems" />。但是另一篇綜述則發現了正反不一的證據（287項實驗研究的綜合）<ref name="vegetational-diversity-and-arthropod-population-response">{{cite journal |last=Andow |first=D A |date=1 January 1991 |title=Vegetational Diversity and Arthropod Population Response |journal=Annual Review of Entomology |volume=36 |issue=1 |pages=561–586 |doi=10.1146/annurev.en.36.010191.003021}}</ref>，還有一篇評論得到相反的結論（100項實驗研究的綜合）。<ref name="plant-diversity-enhances-provision-of-ecosystem-services" />
* 更多的動物物種多樣性可能會也可能不會降低這些動物的疾病流行率（45項實驗和觀察研究的綜合），<ref name="impacts-of-biodiversity-on-infectious-diseases">{{cite journal |last=Keesing |first=Felicia |display-authors=etal |date=Dec 2010 |title=Impacts of biodiversity on the emergence and transmission of infectious diseases |journal=Nature |volume=468 |issue=7324 |pages=647–652 |bibcode=2010Natur.468..647K |doi=10.1038/nature09575 |pmc=7094913 |pmid=21124449}}</ref>儘管2013年的研究提出更有力的支持，認為生物多樣性實際上可能增強動物群落內的疾病抵抗力，至少在兩棲類青蛙池的生態區是如此。<ref>{{cite journal |last=Johnson |first=Pieter T. J. |display-authors=etal |date=13 February 2013 |title=Biodiversity decreases disease through predictable changes in host community competence |journal=Nature |volume=494 |issue=7436 |pages=230–233 |bibcode=2013Natur.494..230J |doi=10.1038/nature11883 |pmid=23407539 |s2cid=205232648}}</ref>但是必須要發表更多的研究，以平衡證據，方能在這項服務上獲得通用結論。
* 更多的植物物種及性狀多樣性可能會也可能不會增加長期碳儲存（33項觀察研究的綜合）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 更多的授粉媒介多樣性可能會也可能不會增加[[传粉|授粉]]（7項觀察研究的綜合），但2013年出版品指出，本地傳粉媒介多樣性的增加會讓花粉沉積情況增強（結果不一定像作者說的那樣，讀者得自行研究書中冗雜的補充材料）。<ref name="wild-pollinators-enhance-fruit-set-of-crops">{{cite journal |last=Garibaldi |first=L. A. |display-authors=etal |date=28 February 2013 |title=Wild Pollinators Enhance Fruit Set of Crops Regardless of Honey Bee Abundance |url=http://www.escholarship.org/uc/item/2cm0d8nr |journal=Science |volume=339 |issue=6127 |pages=1608–1611 |bibcode=2013Sci...339.1608G |doi=10.1126/science.1230200 |pmid=23449997 |s2cid=88564525}}</ref>

==== 對服務有所減損 ====

===== 供應服務 =====

* 更大的植物物種多樣性降低了初級生產（7項實驗研究的綜合）。<ref name="the-functional-role-of-producer-diversity" />

===== 調節服務 =====

* 許多生物體的基因多樣性及物種多樣性的增加反而降低了淡水淨化（綜合8項實驗研究，儘管研究員企圖調查碎屑生物多樣性對淡水淨化的影響，因為只找到1項觀察研究，缺乏足夠證據而失敗）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 植物物種多樣性對生物燃料產量的影響（文獻調查中僅發現3項研究）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 魚類物種多樣性對漁業產量的影響（文獻調查中僅發現4項實驗研究和1項觀察研究）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 物種多樣性對生物燃料產量穩定性的影響（文獻調查中沒有發現任何研究）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 植物物種多樣性對飼料產量穩定性的影響（文獻調查中僅發現2項研究）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 植物物種多樣性對作物產量穩定性的影響（文獻調查中僅發現1項研究）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 植物遺傳多樣性對作物產量穩定性的影響（文獻調查中僅發現2項研究）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 多樣性對木材生產穩定性的影響（文獻調查中找不到任何研究）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 多個分類群的物種多樣性對[[侵蝕控制]]的影響（文獻調查中找不到任何研究，但是有找到關於物種多樣性影響根系生物量的研究）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 多樣性對洪水調節的影響（文獻調查中找不到任何研究）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />
* 植物種類和性狀多樣性對土壤水分的影響（文獻調查中僅發現2項研究）。<ref name="diversity-loss-and-its-impact" />

1997年 Robert Costanza 與同事們共同發表了生態系統服務的全球預估平均價值（不包括傳統市場未）為每年33萬億美元。<ref name="nature.com">{{cite journal |last1=Costanza |first1=Robert |display-authors=etal |year=1997 |title=The value of the world's ecosystem services and natural capital |journal=Nature |volume=387 |issue=6630 |pages=253–260 |bibcode=1997Natur.387..253C |doi=10.1038/387253a0 |s2cid=672256}}</ref>

自石器時代以來，由於人類活動的宰制，物種減損率已經超過了平均基礎減損率，估計為化石記錄中典型減損率的100至10,000倍。生物多樣性還提供了許多非物質的利益，包括精神及美學價值、知識系統和教育。<ref name="Hassan2005">{{Cite book|title=Ecosystems and human well-being: current state and trends : findings of the Condition and Trends Working Group of the Millennium Ecosystem Assessment|last=Hassan|first=Rashid M.|year=2006|publisher=Island Press|isbn=978-1-55963-228-7|page=105|url={{google books |plainurl=y |id=UFVmiSAr-okC|page=105}}|display-authors=etal}}</ref>


== 價值 ==
== 價值 ==

2022年9月21日 (三) 06:13的版本

2008 年夏季在加拿大薩斯喀徹溫省薩斯喀徹溫省北部混交林中採集的真菌樣本，是物種多樣性的範例。這張照片中還有地衣和苔藓植物。
未受破壞的珊瑚礁具很高的生物多樣性。
雨林是生物多樣性在這個星球上的一個例子，並且通常擁有大量的物種多樣性。這是在塞內加爾的尼奧科羅科巴國家公園内的岡比亞河。

生物多樣性（Biodiversity）是生命變化的程度[1]。這可以是指在一個區域、生物群系或行星範圍之內的基因變化、物種變化或生態系統變化[1]。陸地生物多樣性在靠近赤道的低緯度地區往往是最高的[2]，這似乎是由於溫暖的氣候和高初級生產的結果[3]。海洋生物多樣性在西太平洋沿海海岸，和在各大洋中緯度帶往往是最高的，在那裡海洋表面溫度最高[4]。

生物多樣性是生物界一個較新的概念。簡單來說，是指所有不同種類的生命，生活在一個地球上，其相互交替、影響令地球生態得到平衡。亦可解釋為：單位面積內生物種種類的數目，表示生物群落中顯示生態地位多樣化與基因變異。最後，生物多樣性是為維護生態平衡，且有公約。

生物多樣性包括三個層面：遺傳多样性（基因多樣性）、物种多样性、生态系统多样性。

命名及詞源

  • 1916年 – J. Arthur Harris 在《科學人》雜誌〈變幻的沙漠〉一文中首次使用「生物的多樣性（ biological diversity）」一詞：「空泛的說該地區植物的物種豐富多樣、來自於許多地方或是有各式各樣的變種，完全不足以描述真實的生物多樣性。」[5]
  • 1967年 – Raymond F. Dasmann 在其著作《另類國家》中使用了生物的多樣性一詞來指涉保守主義者應保護的豐富生物。[6][7]
  • 1974年 – John Terborgh 採用「自然的多樣性」一詞。[8]
  • 1980年 – Thomas Lovejoy 在書中向科學界推廣生物的多樣性一詞，[9]並快速被普遍使用。[10]
  • 1985年 – 根據 Edward O. Wilson 的說法，W. G. Rosen 創造了縮略詞「生物多樣性（biodiversity）」：「Walter G.Rosen 博士代表美國國家科學院國家研究委員會（NRC/NAS），規劃執行『生物多樣性國際論壇』專案，並且採用『生物多樣性』一詞。」[11]
  • 1985年 – Laura Tangley 在〈保護地球生物群的新計劃〉文中使用生物多樣性一詞。[12]
  • 1988年 – 生物多樣性一詞首次出現在出版品上。[13][14]

定義

「生物多樣性」最常用來取代另外兩個定義更明確且歷史悠久的術語—物種多樣性和及物種豐富度。[15]生物學家最常把生物多樣性定義為「某個地區的基因、物種和生態系的總和」[16][17]，這個定義的優點是它對於先前已確定的生物品種傳統類型，做了完整的呈現：

  • 功能多樣性—衡量某群生物中功能不同（例如攝食機制、運動性、捕獵關係等）的物種數量。[20]

其他定義包括：

Wilcox（1982年）

國際自然保護聯盟（IUCN）為了1982年世界國家公園會議委託 Bruce A. Wilcox 撰寫論文，文中首先提出與前述說明相一致的明確定義。[21]Wilcox 的定義是「生物的多樣性，指的是生命形式在生物系統各個層面（分子、有機體、類群、物種及生態系）中的多元樣態」。[21]

基因的角度（1984年）

Wilcox 在1984年指出，可以從基因的角度將生物多樣性定義為「等位基因、基因及有機體的多樣性」，聚焦在驅動著生物演化的突變和基因水平轉移等過程。[21]

聯合國（1992年）

1992 年聯合國地球高峰會將「生物的多樣性」定義為「所有來源的的形形色色生物體，除了別的事物之外，包括陸地、海洋、水生生態系統及其他生態區域所構成的生態綜合體；這包括物種內部、物種之間與生態系統的多樣性」。此定義用於聯合國《生物多樣性公約》。[22]

Gaston 及 Spicer（2004年）

Gaston 及 Spicer 在《生物多樣性導論》中的定義是「生命在各種生物組織層級的多元樣態」。[23]

糧農組織（2019年）

聯合國糧食及農業組織（FAO） 將生物多樣性定義為「生物體（包括物種內部和物種之間）及其所屬的生態系統間所存在的變異性。」[24]

森林生物多樣性

森林生物多樣性是個廣義的術語，意指所有在森林地區發現的生命類型及其扮演的生態角色。因此，森林生物多樣性不僅涵蓋樹木，還包括生長棲息在森林區的植物、動物、微生物及其關連的基因多樣性。我們可以從不同的層級來探討森林生物多樣性，包括生態系統、景觀、物種、種群和基因。各層級內部和層級彼此間都可能發生複雜的交互作用。在生物多樣性豐富的森林裡，複雜的交互作用讓生物體得以適應不斷變化的環境條件並維持生態系統的完整功能。

生物多樣性公約（CBD）締約方大會在COP2 II/9號決議的附件中，公開認定「森林生物多樣性源於數千年乃至數百萬年的演化過程，而這些演化過程本身是由生態力量所驅動的，例如氣候、火災、物種間的競爭和牽制。此外，森林生態系統的多樣性（無論是物理上或是生物學上）所帶來的高級別適應能力，正是森林生態系統不可缺少生物多樣性的特徵。甚至在特定的森林生態系統中，維持生態循環交替過程，其實就是在維持生物多樣性。」[25]

分佈

陸地脊椎動物現存物種分佈狀況，紅色代表生物多樣性最高，集中在赤道地區，越往極地生物多樣性越低，即光譜終端的藍色。（Mannion 2014）

生物多樣性並非平均分佈，無論從跨全球角度或特定區域內部來看，差異都很大。姑且不論個別因素，世上所有生物（生物群系）的多樣性都取決於溫度、降水、海拔、土壤、地理及其他物種的生存樣態。研究生物、物種和生態系的空間分佈科學稱為生物地理學。[26][27]

熱帶和某些特定局部地區（例如好望角植物保護區）的生物多樣性總是比較高，而極地地區的生物多樣性則普遍較低。長久處於潮濕氣候的熱帶雨林（例如厄瓜多爾的亞蘇尼國家公園）的生物多樣性更是高得非比尋常。[28][29]

一般認為地球陸地生物多樣性是海洋生物多樣性的25倍。[30]而陸地生物多樣性幾乎都含藏在森林之中。因此，要保護世上的生物多樣性，幾乎就取決於人類用何種方式來運用全世界的森林，以及和森林間有什麼樣的互動。[25]

根據2011年新的估算方式，地球上的物種總計有870萬種，其中約有210萬種生存於海洋中。[31]然而這個算法恐怕不足以呈現微生物的多樣性。[32]森林是80%兩棲動物、75%鳥類和68%哺乳動物的棲息地。大約60%維管植物生長在熱帶森林中。紅樹林是許多魚類和貝類的繁殖生長之處，並有助於攔截沉積物，以免對海草草甸及珊瑚礁產生不良影響，間接保護了無數海洋物種的棲息區。[25]

森林生物多樣性隨著森林類型、地理、氣候、土壤及人類運用方式等因素而有差異。[33]大多數溫帶地區森林所孕育的動植物物種相對較少，且這些物種的地理分佈較大；而非洲、南美、東南亞山地森林、澳大利亞、巴西沿海、加勒比群島、中美洲低地森林及東南亞島嶼的物種，其地理分佈較小。[33]人口及農業用地密集的地區，例如歐洲、孟加拉部分地區、中國、印度及北美，其生物多樣性的完整性較差；北非、澳大利亞南部、巴西沿海、馬達加斯加及南非也被認定是生物多樣性嚴重不完整的地區。[33]

緯度梯度

一般來說，生物多樣性由熱帶地區往極地遞減，即低緯度地區的物種比高緯度地區的物種多，通常稱為「物種多樣性的緯度梯度」（LDG）。某些生態因素可能都對緯度梯度的形成有所影響，但終極因素是赤道的平均溫度高於極地的平均溫度。[34][35][36]

儘管陸地生物多樣性從赤道往極地下降，[37]有些研究還是認為緯度梯度在水域生態系統中尚未經證實，尤其是在海洋生態系統。[38]寄生蟲的緯度分佈似乎不遵循這個規則。[26]

2016年，有人提出「碎形生物多樣性」的假說來說明生物多樣性緯度梯度。[39]研究中將物種庫的大小和生態系統的碎形性質結合起來，以說明梯度的一般模式。該假設將溫度、濕度和初級淨生產量（NPP）視為生態系統利基的主要變量，同時是生態四維空間的軸。通過這種方式可能建構出碎形超維空間，向赤道移動時其碎形維數會增加到三個。[40]

生物多樣性熱點

生物多樣性熱點指的是擁有大量特有種的地區，而這些特有種正處於棲地嚴重破壞的危機中。[41]「熱點」一詞由 Norman Myers 於1988年開始使用。雖然熱點遍布世界各地，但以森林區為主，且大多位於熱帶地區。[42][43][44][45]

巴西的大西洋沿岸森林就被歸類為這種熱點，該地區有大約20,000種植物、1,350 種脊椎動物和數百萬種昆蟲，其中大約一半是當地的特有種。[46][47]哥倫比亞的特點是生物多樣性高，以全球地區面積單位來看，其特有種比例最高，擁有的當地特有物種（在其他任何地方都沒有發現的野生物種）比任何國家都多。地球上大約有10%物種都可以在哥倫比亞找到，包括1,900多種鳥類，比歐洲加上北美的總數還多；哥倫比亞並擁有世上10%哺乳動物、14%兩棲動物和18%鳥類的物種。馬達加斯加島及印度也相當引人注目。[48]馬達加斯加島西北方乾燥落葉林及低地雨林的特有種比率同樣很高；[49][50]島嶼自6,600萬年前與非洲大陸分離之後，許多物種及生態系統都已經獨立演化。[51]印尼17,000個島嶼佔地約1,904,560平方公里，擁有世上10%開花植物、12%哺乳動物及17%爬行動物、兩棲動物和鳥類的物種，以及將近2.4億人口。[52]許多地區之所以擁有較高生物多樣性或較多特有種，乃是源自於棲地的特異性使得當地生物需要有非凡的適應力才能存活，例如高山氣候環境或北歐酸性泥炭沼澤。[53]

要精準測量生物多樣性的差異之處是相當困難的。不同研究人員彼此的抽樣偏差也可能會造成對現代生物多樣性所做的實證研究出現偏向。英國牧師Gilbert White 在《賽爾本村自然史》（1768年）說得明白：「整個自然如此豐富，以至於嚴格檢證後，賽爾本村出產了最多種類的動植物。」[54]

演化

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歷史

生物多樣性歷經35億年演化而成。[55]雖然科學上仍未確定生命的起源，但有證據表明，生命形式可能在地球形成後僅僅幾億年間就已經被安排妥當。25億年前，所有生命都還是由微生物組成，諸如古菌、細菌、單細胞原生動物和原生生物。[32]

顯生宙海洋生物多樣性的趨勢

顯生宙（過去5.4億年）生物多樣性肇始於寒武紀大爆發期間的快速增長，這個時期幾乎出現了所有多細胞生物的各個分門。[56]接下來的4億年，無脊椎動物的整體多樣性趨勢並不明顯，脊椎動物的整體多樣性趨勢則呈現指數增長。生物多樣性急劇上升經常隨著周期性的、多樣性大量喪失（生物集群滅絕）之後發生。[18]例如石炭紀雨林崩潰事件令生物多樣性減損甚鉅。[57]最嚴重的是2.51億年前的二疊紀-三疊紀滅絕事件，脊椎動物花了3,000萬年才得以恢復到原本的多樣性數量。[58]

往昔的生物多樣性被稱為古生物多樣性。化石記錄顯示過去幾百萬年的生物多樣性可能是最豐富的。[18]然而並非所有科學家都支持這個觀點，因為化石紀錄會受到近期地質剖面的可用性和保存狀況的影響，導致不確定性。[59]也有科學家認為，人工重建的標本經過採樣校正後，現代的生物多樣性可能和3億年前相去不遠[56]；別的科學家還是認為化石記錄合理地反映了生命的多樣化。[18]目前全球的宏觀物種多樣性的估計為200萬至1億種不等，最佳估計值為大約900萬種，[31]絕大多數是節肢動物。[60]排除自然淘汰的情況，生物多樣性似乎持續增加中。[61]

多樣化

地球承載生命的能力是否會限制同時存活的生命數量，造成物種數量有其上限，尚有爭議。

根據紀錄來看，海洋中的生命多樣性呈現邏輯斯諦函數增長模式，但是陸地上的生命多樣性（昆蟲、植物和四足動物）卻呈現指數增長模式。[18]如同〈全球分類學多樣性、生態學多樣性及陸地上脊椎動物擴張之間的聯繫〉一文所述，「四足動物的擴張尚未達到潛能64%，要不是被人類影響，四足動物生態學多樣性及分類學多樣性將繼續呈現指數增長，直到大部分或所有的可用生態空間被填滿為止。」[18]

隨著時間的推移，生物多樣性似乎持續增長，特別是在每次大規模滅絕事件之後。[62]

另一方面，顯生宙生態變化與雙曲函數模型（廣泛用於族群生物學、人口學、宏觀社會學及化石生物多樣性）的相關性，高於與指數模型和邏輯斯諦函數模型的相關性。邏輯斯諦函數模型意味著生物多樣性的變化必然是由一階的正回饋（更多祖先，更多後代）或負回饋（資源限制）所帶動。雙曲函數模型則屬於二階的正回饋。[63]由於物種間競爭的強度不同所導致的二階回饋強度有所差異，或許可以解釋在二疊紀－三疊紀滅絕事件後，菊石亞綱的物種多樣化再生速度比雙殼綱來得更快。[64]世界人口增長的雙曲函數模式源於人口規模及科技增長率之間的二階正回饋。[65]生物多樣性增長的雙曲函數特徵同樣可以用多樣性及群落結構複雜性之間的回饋來解釋。生物多樣性曲線與人口增長曲線的相似性，可能是因為兩者的雙曲函數趨勢都奠基於周期性與隨機動力學之間的互動消長。[65][66]

大多數生物學家都認為人類出現以後的時期算是一種新的大規模滅絕事件，稱為全新世滅絕事件，主要是人類帶給環境的衝擊所造成的。[67]也有人主張按造目前的物種滅絕速度，不出100年地球上大多數物種就會全部消失。[68]另一方面，我們還是經常發現新物種，平均每年有5到10,000個新物種出現，其中大多數是昆蟲；另外還有許多物種雖然已經被發現卻還沒分類，例如將近90%節肢動物都尚未分類。[60]

生態系統服務

普遍的生態系統服務

更多資訊請見：生態系統服務

「生態系統服務是生態系統為人類提供的整套利益[69]」。大自然的物種或生物群是所有生態系統的守護者。自然界就像是巨大的固定資產銀行帳戶，只要資產維持得宜，就能夠無限期地支付維持生命的紅利。[70]生態系統服務分為三種類型：

1.供應服務：可再生資源的產出，例如食品、木材、淡水。[69]

2.調節服務：減緩環境變化，例如調節氣候、控制病蟲害。[69]

3.文化服務：提供給人類的價值和樂趣，例如景觀美學、文化遺產、戶外休閒及精神意涵。[71]

生物多樣性對生態系統服務的影響有許多說法，尤其是供應服務及調節服務。對「同行評審」文獻做詳盡調查以評估相關的36項主張後，獲得一致認可的有14項，正反意見不一有6項，被認定為錯誤有3項，證據不足以得到明確結論的有13項。[69]

生物多樣性的增長對生態系統服務的影響，究竟是提升、減損或是有利有弊，說明如下：

對服務有所提升

供應服務
  • 更多的植物物種多樣性可以增加飼料產量（271項實驗研究的綜合）。[27]
  • 更多的植物物種多樣性（即單一物種內的多樣性）可以增加農作物的整體產量（575項實驗研究的綜合）。[72]雖然對另外100項實驗研究的審查報告結論是正反意見不一。[73]
  • 更多的樹木物種多樣性可以增加整體木材產量（53項實驗研究的綜合）。[74]但是對於樹木的性狀多樣性對木材生產有何影響，則沒有足夠數據以獲得結論。[69]
調節服務
  • 更多的漁場物種多樣性可以增加漁業產量的穩定性（8項觀察研究的綜合）。[69]
  • 更多的害蟲天敵物種多樣性可以減少了食草性害蟲的種群數量（來自兩項獨立審查的數據；一項為266項實驗和觀察研究的綜合[75]；另一項為18項觀察研究的綜合。[76][77]雖然還有一項審查（來自38項實驗研究）對此結論意見不一：比起物種有同類互食的情況，單純被捕食的物種比較有這種效果。[78]
  • 更多的植物物種多樣性可以減少植物疾病的流行（107項實驗研究的綜合）。
  • 更多的植物物種多樣性有助於抵抗植物入侵（來自兩項獨立審查：一項為105項實驗研究的綜合數據[78]；另一項為15項實驗研究的綜合數據）。[79]
  • 更多的植物物種多樣性可以增加碳截存，但是這個發現只和二氧化碳的實際吸收有關，與長期儲存無關（479項實驗研究的綜合），詳見下文。[27]
  • 更多的植物物種多樣性可以增加土壤的再礦化作用（103項實驗研究的綜合）。[80]
  • 更多的植物物種多樣性可以增加土壤有機質（85項實驗研究的綜合）。[80]

對服務有利有弊

供應服務
  • 迄今尚未發現
監管服務
  • 更多的植物物種多樣性可能會也可能不會減少食草性害蟲的數量。來自兩個獨立審查的數據發現植物多樣性增加可以減少害蟲種群（一個是40項觀察研究的綜合[81]；另一個是100項實驗研究的綜合）[73]。但是另一篇綜述則發現了正反不一的證據（287項實驗研究的綜合）[82]，還有一篇評論得到相反的結論（100項實驗研究的綜合）。[80]
  • 更多的動物物種多樣性可能會也可能不會降低這些動物的疾病流行率（45項實驗和觀察研究的綜合），[83]儘管2013年的研究提出更有力的支持，認為生物多樣性實際上可能增強動物群落內的疾病抵抗力，至少在兩棲類青蛙池的生態區是如此。[84]但是必須要發表更多的研究，以平衡證據，方能在這項服務上獲得通用結論。
  • 更多的植物物種及性狀多樣性可能會也可能不會增加長期碳儲存（33項觀察研究的綜合）。[69]
  • 更多的授粉媒介多樣性可能會也可能不會增加授粉（7項觀察研究的綜合），但2013年出版品指出，本地傳粉媒介多樣性的增加會讓花粉沉積情況增強（結果不一定像作者說的那樣，讀者得自行研究書中冗雜的補充材料）。[85]

對服務有所減損

供應服務
  • 更大的植物物種多樣性降低了初級生產（7項實驗研究的綜合）。[27]
調節服務
  • 許多生物體的基因多樣性及物種多樣性的增加反而降低了淡水淨化（綜合8項實驗研究，儘管研究員企圖調查碎屑生物多樣性對淡水淨化的影響，因為只找到1項觀察研究，缺乏足夠證據而失敗）。[69]
  • 植物物種多樣性對生物燃料產量的影響（文獻調查中僅發現3項研究）。[69]
  • 魚類物種多樣性對漁業產量的影響（文獻調查中僅發現4項實驗研究和1項觀察研究）。[69]
  • 物種多樣性對生物燃料產量穩定性的影響（文獻調查中沒有發現任何研究）。[69]
  • 植物物種多樣性對飼料產量穩定性的影響（文獻調查中僅發現2項研究）。[69]
  • 植物物種多樣性對作物產量穩定性的影響（文獻調查中僅發現1項研究）。[69]
  • 植物遺傳多樣性對作物產量穩定性的影響（文獻調查中僅發現2項研究）。[69]
  • 多樣性對木材生產穩定性的影響（文獻調查中找不到任何研究）。[69]
  • 多個分類群的物種多樣性對侵蝕控制的影響（文獻調查中找不到任何研究，但是有找到關於物種多樣性影響根系生物量的研究）。[69]
  • 多樣性對洪水調節的影響（文獻調查中找不到任何研究）。[69]
  • 植物種類和性狀多樣性對土壤水分的影響（文獻調查中僅發現2項研究）。[69]

1997年 Robert Costanza 與同事們共同發表了生態系統服務的全球預估平均價值（不包括傳統市場未）為每年33萬億美元。[86]

自石器時代以來，由於人類活動的宰制，物種減損率已經超過了平均基礎減損率，估計為化石記錄中典型減損率的100至10,000倍。生物多樣性還提供了許多非物質的利益，包括精神及美學價值、知識系統和教育。[87]

價值

生物多樣性的價值包括為人類提供食物、藥物、工業原料、燃料，提供生態系統服務，以及供娛樂、藝術欣賞等。這些價值大致可以分為直接價值和間接價值兩類，除此有時也包括潛在價值，即尚未被發掘的價值。

威脅

造成生物多樣性降低的可能原因包括：

艾德華·威爾森將棲地破壞（Habitat destruction）、入侵物種（Invasive species）、污染（Pollution）、人口過多（human over-Population）和過度開發（Over-harvesting）五個字選出代表性的字母，組成首字母縮略字HIPPO[88][89]。這個字在英語有河馬的意思。

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外部連結

参见

背景
主領域
跨領域
大气
污染 / 质量
排放
Carson Falls on Mount Kinabalu, Borneo
能源
陆地
生命
水
种类/位置
其他方面
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主题 主题
伐林
發生於馬達加斯加的刀耕火種過程
沙漠化
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