Crossing environmental thresholds determines the risk of a sixth mass extinction

地球生命的历程被深刻的丧失所中断。在过去的五亿年里，这颗星球经历了五次伟大的灾难，其中大多数物种在短短一个地质瞬间便消失殆尽。这些事件并非缓慢、温和的衰退，而是当环境推向临界点时发生的突然崩溃。科学家将这些临界点称为“阈值”。可以将阈值想象成悬崖的边缘：你可以沿着平坦的地面行走很长时间而不坠落，但一旦跨过那个边缘，结果就会瞬间发生剧变。今天，随着人类活动重塑地球，一个关于生物多样性未来的关键问题悬而未决：我们仅仅是在平地上行走，还是已经走向了边缘？

东北大学的海藤邦雄（Kunio Kaiho）开展的一项新研究通过探讨驱动物种走向灭绝的具体力量来解决这一问题。该研究超越了关于可能消失动物数量的简单猜测。相反，它在询问我们创造的压力——如气候变暖、有毒污染、森林破坏和野生动物过度捕猎——是否表现得像那些古代的灾难。研究表明，这些现代压力并不只是线性累加。相反，它们就像开关一样，一旦被拨动，灭绝率就会激增。通过结合过去大规模灭绝的数据以及延伸至遥远未来的关于人类人口和碳排放的预测，该研究绘制出了这些危险边缘究竟位于何处，以及一旦跨越这些边缘会发生什么。

这项调查首先通过检查过去灾难发生的时间点展开。长期以来，科学家们认为这些古代的大规模灭绝过程持续了数千年或数百万年。然而，通过观察岩石和化石的高分辨率记录，这项研究发现，最剧烈的杀戮阶段实际上发生得快得多。地球历史上最严重的事件——二叠纪末期大灭绝，其最猛烈的损失脉冲可能发生在短短一千年内。导致恐龙时代结束的小行星撞击，在仅仅两到三年的时间内就造成了大规模的死亡。这一认识至关重要，因为这意味着今天人类驱动的变化速度与那些古代灾难的速度是相当的。地球并非在缓慢反应；它的反应具有与生命几近终结时相同的紧迫性。

为了理解未来可能发生什么，研究人员建立了一个追踪五大主要灭绝驱动因素的模型：气候变暖、污染、栖息地丧失、过度开发以及核冲突风险。该模型并不假设更多的污染或更多的变暖总是会导致比例更高的灭绝数量。相反，它测试是否存在那些关键的阈值。研究确定了每个驱动因素的具体临界点。例如，如果全球气温上升约九摄氏度，或者如果森林砍伐达到世界森林总量的百分之八十，灭绝风险将变得非常高。同样，如果污染水平（以环境中的汞含量衡量）上升到自然背景水平的四到五倍，系统就会发生倾覆。

结果显示了“可能发生的情况”与“实际可能发生的情况”之间的显著差异。在当前合理的情景下（即人类人口最终趋于稳定且排放量达到峰值），研究预计我们将失去大量但尚可控制的物 species（物种）。对于海洋生物，损失可能在百分之三到百分之七之间；而对于陆地动物，损失可能在百分之八到百分之十五之间。这是一个严重的衰退，代表着一种低水平的大规模灭绝，但它尚未达到地球历史上那种彻底的崩溃。研究表明，在没有核冲突的情况下，第六次大规模灭绝不太可能发生。然而，如果其他四个驱动因素超过了它们的阈值，可能会发生一次低水平的大规模灭绝。如果我们能将污染、栖息地破坏和过度捕猎控制在它们的临界阈值之下，就可以避免生态系统全面崩溃的最坏情况。

然而，这项研究也强调了一个可怕的“假设”情景，即涉及核冲突。虽然其他驱动因素是持续且渐进的，但一场大规模的核战争将作为一个突然且巨大的冲击。燃烧城市产生的烟尘会遮蔽阳光，导致快速的全球降温，即“核冬天”。这一事件会使几乎所有生命的食物供应崩溃。模型显示，如果这种冲突发生在现有的环境压力之上，灭绝率将不仅仅是轻微上升，而是会发生爆炸式增长。在这种最坏的情况下，海洋物种的损失可能跃升至接近百分之四十六，而陆地动物的损失可能高达百分之七十。这种破坏程度将与过去五次伟大的大规模灭绝相匹配，证实了第六次大规模灭绝是可能的，但前提是我们跨越了核战争的阈值。

该研究的一个核心洞察是这些不同威胁是如何相互作用的。它们并不只是并列存在；它们会相互放大。当动物种群由于栖息地丧失或变暖而已经萎缩时，它们会对其他压力变得更加脆弱。研究发现，这些综合效应与仅观察单一威胁相比，会将灭绝风险增加约百分之四十。此外，研究强调了种群规模的重要性。即使一个物种没有立即被抹去，如果其数量大幅下降，由于缺乏配偶或无法从微小的意外中恢复，它在未来灭绝的可能性也会大大增加。这种“种群规模效应”意味着，我们今天失去的每一个物种，都会让明天的剩余物种变得更加脆弱。

展望遥远的未来，模型预测人类人口和碳排放将在本世纪中叶左右达到峰值，然后开始下降。随着人类足迹的缩小，对环境的压力预计会减轻，从而让最脆弱的物种趋于稳定。研究表明，防止大规模灭绝的窗口正在关闭，但尚未完全关闭。前行的道路完全取决于我们能否将污染、过度开发和核冲突风险控制在各自的临界点之下。如果我们成功了，地球可能会遭受显著的生物多样性损失，但系统仍将保持完整。如果我们失败了，未能尊重这些限制，特别是任由污染螺旋式上升或参与核冲突，其结果将是生命史上永久的伤痕，与过去的那些伟大灭绝事件无异。研究结论指出，选择不在于一个完美的世界与一个破碎的世界之间，而在于一个能够恢复的世界与一个无法恢复的世界之间。