Creating Chemistry 杂志总第九期
一个没有昆虫的世界？
新闻报道为我们描绘了一幅昆虫物种岌岌可危的未来场景，以及这种现象对地球造成的潜在影响。我们试图探究新闻标题背后导致昆虫数量减少的原因，讨论我们应该如何应对这一复杂挑战。
没有人知道地球上究竟有多少昆虫，我们只知道昆虫数量很多，估计是全球总人口数的2亿倍。然而，它们的数量正在减少。世界各地都已经注意到，昆虫正从它们往常的栖息地消失，无论是在欧洲、澳大利亚、美国，还是在波多黎各的热带雨林。
虽然科学家们一致认为昆虫数量的确正在减少，但关于其规模和原因却各执一词。一些研究人员警告说，我们正面临一场昆虫末日决战，如果不采取任何行动，昆虫将在100年内完全灭绝。联合国生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台（IPBES）表示，目前情况并不明朗，初步估计有10%的昆虫物种有灭绝风险。
在接下来的文章中，我们采访了不同领域的专家，探讨有关昆虫数量下降的原因，以及扭转这一局势的措施。
绝大多数昆虫每天都在帮助我们的生活。
Creating Chemistry：昆虫世界还有多少秘密在等待我们发现？
Anne Sverdrup-Thygeson：地球上所有已知的动植物种类中，大约有75%是昆虫。很不可思议吧！而且还有很多昆虫物种尚待人类发现。在我们已知的昆虫中，只有1%曾被评估是否面临威胁，仍有很多在等待我们探索。
许多昆虫令人讨厌或携带疾病，为什么我们还需要它们？
只有极小一部分昆虫令人烦恼，绝大多数昆虫每天都在帮助我们的生活。它们参与了许多生态过程，例如粪便、死去的动植物这些有机物的回收，这是生命的基本过程之一。如果养分不能循环利用到新的肥沃土壤中，植物就无法生长。当然还有授粉，我们有四分之三的作物，包括水果、蔬菜和许多坚果都依赖昆虫传粉。没有这些营养物质，人类将缺乏必要的维生素，许多食物也将失去味道与颜色。此外，昆虫也是许多比它大的动物（如鸟类）所必需的食物。
当一个物种灭绝时，意味着什么？
如果是一个物种丰富的昆虫群落，单个物种的灭绝通常不会导致太大的变化。但是当一个生态系统面临变化时，比如现在自然界正在面临的气候变化，此时一个物种丰富的生物群落将更稳定、更能抵御这种外部压力。我认为可以将自然界比作我们休息用的吊床，吊床由很多根线编制而成，我们可以抽出一些线来代表一些物种的灭绝，此时吊床仍然能保持稳固，但抽出的线多了，整个吊床结构就会瓦解，这是我们最不希望看到的。
是什么导致昆虫数量下降？
这是许多因素的共同作用，但主要原因很简单：人类占据了太多的空间，消耗了太多的自然资源。农业是土地密集型的产业，在上世纪，人们经常把一些昆虫的栖息地变成单一作物的耕地。其次是杀虫剂的使用、外来物种入侵以及随之而来的疾病和寄生虫，但最为严重的是气候变化。当然，昆虫也一直在进化，它们的适应能力很强，但问题在于它们的进化速度能否跟上这些环境变化。当我们制定土地开发计划时，我们也需考虑昆虫。
我们能做些什么来保护昆虫的数量和多样性？
你可以从学习更多关于昆虫的知识并了解它们开始。如果你有一个花园，请不要经常修剪草坪，或者留出一个让草自由生长的角落。这是为了让自然植被回到我们生活的地方，回到我们的农田和森林中。我们需要让正确的事情做起来更容易、成本更低，同时让错误的事情花费更多代价。这一切努力最终都会有回报，昆虫所做的贡献相当于我们和子孙后代的生命保险。
关于昆虫，您所知道的最惊人的事情是什么？
在亚洲的热带地区有一种罕见的变色天牛，化学家已经能成功复制它的变色结构。还有常见的果蝇也非常有意思，它是实验研究的理想选择，成本低、易于实验室饲养，且繁殖能力强。我们与果蝇拥有的相同基因比你能想象的还要多，因此果蝇研究与人类息息相关，加深了我们对遗传、早期发育以及失眠和时差等现象的理解。目前至少有六项诺贝尔医学奖都与果蝇有关。
昆虫数量一直在发生变化，需要很长的时间维度才能看清全局。
Creating Chemistry：世界上大约有多少种昆虫？
James Bell：简单来说我们并不完全清楚，迄今为止已编目的昆虫有120万种。除此之外，只有猜测，保守估计是550万。但事实上，尽管我们在温带地区做了大量调查工作，但我们的研究很少触及像婆罗洲（也称加里曼丹岛）这样的地方。
您如何计算昆虫的种群数量？
这并不容易，尤其是在热带森林这样的环境中，因为那里有许多不同的栖息地类型，比如土壤、落叶、草本植物、树干和树冠。有一种绝对方法是用一个样方来圈出一块面积已知的固定区域，然后收集样方中的所有昆虫并统计数量，这种方法需耗费大量人力，所以人们会采用相对法或二次采样法来加快计数速度。例如，你把一个抽吸装置放在地上，然后把所有东西都吸到网里，几秒钟内你就可以到收集大量的昆虫。但这种方法不适用于森林，所以可能还需要定时搜索、修剪树枝或使用喷雾。
您如何估计某一栖息地昆虫的绝对密度？
针对某一栖息地监测站点，你必须使用不同的单位面积取样方法。比如在分别对裸露的地面、表土和落叶层取样时，你不能都采用相同大小的样方，因为在光秃秃的地面你也许只能收集到几十只昆虫，而在表土或落叶层中，你可能会捕捉到数以千计的昆虫。我们尽量获得比较真实的种群数量样本，然后用样本密度乘以一个地区的总面积，以确定该地区到底有多少昆虫。生态系统太复杂了，所以我们只能尽量追求精确。
近期德国克雷菲尔德的一项研究指出，飞行昆虫的生物量在短短27年内下降了75%。这一数据与您的研究结果相比如何？
克雷菲尔德的研究数据大多来自昆虫爱好志愿者，他们将收集到的数据提供给科学家，这是公众参与科学的一个很好的例子。一种假设是各地的志愿者们在27年多的时间里多次前往不同站点监测种群数量，但大多数站点他们只去过一次，有20个站点去过两次，只有一个站点在长达4年的时间内接受了定期监测。然后这些收集到的数据被拼凑成按时间顺序排列的昆虫生物量。这些生物量体现的不是物种的变化，而是所取样的昆虫群落中总样本重量的变化。我们和他们的研究方法不一样，因为我们将所有蚜虫和大型蛾类以及许多其它昆虫按照物种分类。我们也会每天监测我们的所有站点，有些站点已经运营了50多年。昆虫数量一直在发生变化，需要很长一段时间维度才能看清全局，得到真正有意义的结论。
您在研究中观察到了什么？
我们研究的是无脊椎动物的标准化时间序列，这项研究的时间跨度是世界上最长的，主要报告蚜虫和蛾类。从长期来看，英国大型蛾类的总体数量正以28%的速度下降。与此同时，有三分之一蛾类物种的数量正在增加，比如以地衣为食的蛾类。地衣对空气污染非常敏感，洁净的空气有利于其生长。自20世纪90年代英国《清洁空气法案》出台以来，这些蛾类中有些物种的数量增加了1000%以上。所以，这是一个让昆虫数量增加的成功案例。
那其他昆虫物种呢？
根据这个模型，蚜虫的数量估计在-3.2%到+3%之间变化，这个变化不大。50多年来，它们的数量一直处于稳定状态，当然，在某些年份也曾出现数量暴增。在另一项研究中，我们观察了四个站点的生物量趋势，而不是单一物种的数量。我们发现其中一个站点的昆虫生物量正在衰减，但这是由于热蝇数量下降导致的，这种昆虫很重，使样本产生了偏差。
我们需要投入更多精力了解如何才能实现野生生物与粮食生产共存。
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Creating Chemistry：为什么生物多样性很重要？
Matt Shardlow 认为生物多样性对于地球的良好生态环境和人类的可持续发展至关重要。从农业到渔业、从气候到土壤，这些都依靠不同物种形成健康的生态系统，而自然界的大部分物种是无脊椎动物，比如滋养土壤的蚯蚓、为花朵传粉的蜜蜂、分解枯叶的潮虫等。
人类活动对昆虫数量有什么影响？
影响巨大。目前，数量下降的物种远比增加的物种多。昆虫数量衰减的最主要原因之一是它们的自然栖息地变成了农业用地，而农业用地上可生存的物种数要少得多，最终将面临所谓的物种灭绝威胁。尽管在仅剩的零星栖息地上，仍有一些物种可以生存，但是从长远来看，缺乏足够的物种多样性和稳定性来维持种群的延续。一旦栖息地碎片化到一定程度，动物个体就无法在这些零星的栖息地内迁徙并重新定居，进而逐渐进化为非迁徙物种。种群会变得脆弱不堪，就像岛屿上孤立的物种一样。
昆虫数量减少还有哪些原因？
其中最主要的原因是气候变化和我们生产的化学物质，农业上使用新烟碱类杀虫剂对欧洲、亚洲和美洲的蜜蜂和其他野生动物产生了巨大的影响，同时我们还向乡村投放了其他有害化学物质，从宠物驱虫剂到人类药物。
如何扭转这种数量下降趋势？
我们需要恢复乡村的昆虫栖息地，并将碎片化的栖息地拼接起来，比如留出空地让野花野草生长，因为集约农业使得野花不足，物种繁殖和生存的筑巢栖息地缺失。我们应确保无论是野生动物还是人类都有足够的淡水资源，且未受到严重污染。我们希望看到农药法规的修改，希望新法规能促使人们小规模使用只对特定领域有效的的杀虫剂，摒弃那些大范围使用的农药。这些都是促进昆虫数量恢复的主要驱动因素，但还有许多其他方面也需要努力。例如，在全球贸易中，进口盆栽植物和土壤运输带来的入侵物种是对生物多样性的巨大威胁。如果我们要尽职尽责地守护我们的地球，我们不应该只想着如何在国界线之内保护环境，还需确保没有对外输出危害。
如何在发展农业的同时增加昆虫的数量和多样性？
农业有很多种开展方式，无论是保护性耕作还是有机农业，都证实了对野生动物的影响较小。在一些耕种更密集的国家，有证据表明，恢复野生栖息地不仅能为野生动物提供更多的生存空间，还能拥有一个生态结构更健康的农场，生产更多的食物。我们需要投入更多精力了解可持续农业的技术、技能和科学，以实现野生生物与粮食生产的共存。现在，免耕农业、多熟种植、改变轮作模式等已逐渐成为农业大趋势。
您对我们能否做出这些改变感到乐观吗？
我是一个环保主义者，所以我必须保持乐观，否则我不会一直试图阻止物种灭绝。我想我们已经看到了公众对无脊椎动物态度的巨大转变，人们对昆虫数量衰减的消息越来越担忧，这也让政府无法忽视这一问题。
所有关于传粉者的信息都很重要，它让人们意识到改善环境质量的必要性。
Creating Chemistry：在养活日益增长的人口与保护昆虫之间，我们如何取得平衡？
Vera Lúcia Imperatriz-Fonseca：昆虫不仅是世界上许多人的食物来源，它们还能作为传粉者帮助作物提高产量。然而，它们易受农化品、土地用途变更、景观管理和全球变暖的影响。为了生存，传粉者需要在自然栖息地繁殖并保护他们的虫卵。如果我们能提供这些自然栖息地，它们传播过的庄稼则会收成更好。但近年来为开发新的农业用地，大规模的森林砍伐已经使大片地区的生态系统退化，亟待恢复。从现在开始，我们需要实施最佳的农业规范，如果要养活不断增长的人口，提高单位土地的产量并借助生物多样性缓解气候变化的挑战，传粉者必不可少。
不同部门之间是否需要更有效的合作？
是的。许多企业已将其社会责任政策调整为与联合国可持续发展目标相一致，以提高绩效和效率，这为合作开辟了良好的契机。但是，农业企业需要为农化产品管理人员确立良好规范，确保按照需要的剂量正确施用。企业还可以提供资源资助，用于传粉者使用和保护的应用和创新研究。最初由荷兰经济事务部组织成立的授粉虫媒志愿联盟目前已有26个成员国，他们鼓励世界各地根据IPBES传粉者评估的结果采取行动保护传粉者及其栖息地，并推动各国加快制定环保战略，分享创新成果和经验教训。许多非政府组织也在通过生物文化研究来提高当地环保意识并保护生态系统。
使用作物保护产品时，是否需要更多措施来确保有效降低风险？
当然，尤其是在发展中国家，他们需要借鉴发达国家的做法。各地也需提供财政补贴，支持培训技术人员获得最佳操作经验，同时建立企业合作网络确保应用研究可以解决当地问题。这种财政支持可由地方研究机构和共同治理来设计。
在地方、国家和国际层面，我们可以分别采取什么行动？
在地方层面，公民科学项目非常有用，这有助于整合信息和落实地方实践，另外还需加强对儿童的科普教育。所有关于传粉者以及其益处、保护的知识都非常重要，因为它能建立起人与自然的联系，并且让人们意识到改善环境质量的必要性。在国家层面，博物馆和展览是提供研究和建模的绝佳机会。我们必须从物种多样性、地区分布以及影响昆虫数量的未来因素方面提高对南半球传粉者的认识。在国际层面，世界各国青年学生的综合研究交流活动和科研培训将为确保下一代继续开展这项工作提供许多机会。