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      首個(gè)“全球蝴蝶指數(shù)”發(fā)布 | 海潮天下·昆蟲生物多樣性前沿

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      本文來(lái)源于海潮天下(Marine Biodiversity)
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      蝴蝶是昆蟲綱鱗翅目(Lepidoptera)中一個(gè)演化地位特殊的單系群。目前全球已知的蝴蝶種類約為18,500種~20,000種。在演化史上,蝴蝶被認(rèn)為是約一億年前從夜行性的蛾類中脫穎而出,為了占據(jù)日間傳粉者的生態(tài)位而演化出的白晝活動(dòng)分支。在支序分類學(xué)中,蝴蝶下分鳳蝶科、蛺蝶科、粉蝶科、灰蝶科、弄蝶科及喜蝶科等主要科級(jí)類群。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)

      【海潮天下·導(dǎo)讀】
      2026年3月23日,來(lái)自全球23個(gè)國(guó)家的50多位科學(xué)家在Conservation Letters上發(fā)表了一篇里程碑式的論文,正式推出了全球首個(gè)“蝴蝶指數(shù)”(Global Butterfly Index)。該研究整合了1990~2023年間超過45,000個(gè)種群的時(shí)間序列數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)北美蝴蝶在過去25年間下降了63%。這項(xiàng)研究在理論層面的貢獻(xiàn)在于:它將蝴蝶提升為全球生物多樣性變化的“核心指標(biāo)”,類似于脊椎動(dòng)物的“地球生命力指數(shù)”(LPI)。它旨在借助這類昆蟲的“魅力”,推動(dòng)各國(guó)政府在昆蟲多樣性保護(hù)上的政策制定。

      本文約9400字,閱讀約18分鐘

      編譯 | 海潮天下

      長(zhǎng)期以來(lái),全球昆蟲數(shù)量的下降趨勢(shì)雖受到許多關(guān)注,但由于缺乏大跨度的種群監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),科學(xué)界在衡量生物多樣性目標(biāo)的達(dá)成進(jìn)度時(shí)始終面臨障礙。2026年3月下旬,由英國(guó)生態(tài)與水文學(xué)中心(UKCEH)牽頭的國(guó)際專家團(tuán)隊(duì)在《保護(hù)通訊》上發(fā)表研究,首次計(jì)算出“全球蝴蝶指數(shù)”。這一指標(biāo)整合了全球范圍內(nèi)的蝴蝶種群趨勢(shì),為評(píng)估昆蟲生物多樣性的變化提供了重要的參照,也為其他昆蟲類群的監(jiān)測(cè)建立了模型。

      根據(jù)這項(xiàng)涵蓋23個(gè)國(guó)家、50多位科學(xué)家協(xié)作的研究顯示,目前全球僅有約5%的蝴蝶物種有長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)記錄,而整個(gè)昆蟲綱的監(jiān)測(cè)覆蓋率僅為1%左右。數(shù)據(jù)的嚴(yán)重匱乏,讓評(píng)估物種生存狀況變得極為困難。作為生態(tài)系統(tǒng)中重要的傳粉者和食物鏈環(huán)節(jié),蝴蝶對(duì)環(huán)境變化高度敏感,其種群動(dòng)態(tài)直接反映了鄉(xiāng)村及自然棲息地的健康水平。

      UKCEH的生態(tài)學(xué)家戴維·羅伊教授指出,建立蝴蝶指數(shù)的初衷之一,是利用蝴蝶作為“旗艦物種”的公眾影響力,激發(fā)社會(huì)對(duì)生物多樣性監(jiān)測(cè)的關(guān)注,從而推動(dòng)棲息地維護(hù)和改善的實(shí)際行動(dòng)。

      該研究分析了1990~2023年間,分布在37個(gè)國(guó)家、3636個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的1055種蝴蝶,累計(jì)涉及45492條種群時(shí)間序列數(shù)據(jù)。計(jì)算模型借鑒了衡量脊椎動(dòng)物豐度變化的“地球生命指數(shù)”。研究結(jié)果表明,盡管由于全球數(shù)據(jù)分布不均導(dǎo)致整體趨勢(shì)存在不確定性,但在過去的25年里,受監(jiān)測(cè)的蝴蝶數(shù)量平均下降了24%。其中,北美地區(qū)的減幅尤為顯著,蝴蝶種群數(shù)量在這一時(shí)段內(nèi)萎縮了63%。

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      50年堅(jiān)持同一件事,他們用數(shù)據(jù)畫出英國(guó)蝴蝶的生存地圖
      首次!600+英國(guó)花園實(shí)測(cè)——野草區(qū)讓蝴蝶數(shù)量激增

      ▲埃里溫怪藍(lán)蝶(學(xué)名:Polyommatus eriwanensis)是一種生活在亞美尼亞海拔1200~2200米石灰?guī)r草原上的特有蝴蝶。這種小昆蟲生活習(xí)性規(guī)律,每年6月中旬~7月中旬是其固定的飛行期,其幼蟲對(duì)食物非常挑剔,主要以黃芪屬植物為食。作為亞美尼亞寶貴的自然遺產(chǎn),它在當(dāng)?shù)乇灰暈椤八{(lán)蝶”,象征著自然與文明的和諧共處,但因其對(duì)環(huán)境變化極為敏感,已被列入亞美尼亞紅色名錄的“瀕危”級(jí)別。正是這種微小而堅(jiān)韌的生命力,使其成為連接本土生態(tài)保護(hù)與國(guó)際政策的紐帶,并被選為2026年聯(lián)合國(guó)生物多樣性大會(huì)(CBD COP 17)的標(biāo)志原型,承擔(dān)起守護(hù)自然的新使命。上圖是一只埃里溫怪藍(lán)蝶的雄性個(gè)體翅膀腹面觀。攝影:Zeynel Cebeci (CC BY-SA 3.0)

      Marine Biodiversity

      全球蝴蝶指數(shù)與昆蟲監(jiān)測(cè)的現(xiàn)實(shí)困境

      在生物多樣性保護(hù)領(lǐng)域,追蹤物種種群數(shù)量的變化是評(píng)估生態(tài)健康的核心手段。種群豐度作為一項(xiàng)關(guān)鍵的生物多樣性變量,直接反映了物種的繁殖狀況、生境承載力以及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的貢獻(xiàn)。盡管《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》(#GBF #昆蒙框架)已明確將維持種群豐度列為核心目標(biāo),但目前,全球范圍內(nèi)高質(zhì)量、長(zhǎng)周期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)依然匱乏,且在地理分布和分類覆蓋上存在嚴(yán)重偏差。

      長(zhǎng)期以來(lái),生物種群數(shù)據(jù)的收集高度偏向于脊椎動(dòng)物。通過整合鳥類、兩棲類、爬行類、魚類和哺乳動(dòng)物的數(shù)千條時(shí)間序列數(shù)據(jù),科學(xué)界構(gòu)建了“地球生命指數(shù)”(LPI)。自20世紀(jì)90年代以來(lái),該指數(shù)在引導(dǎo)公眾輿論和協(xié)助政府決策方面發(fā)揮了重要作用。相比之下,昆蟲雖然占陸生生物物種的70%以上,并承擔(dān)著傳粉、分解和食物網(wǎng)支撐等關(guān)鍵生態(tài)功能,卻在保護(hù)議程中長(zhǎng)期被忽視。由于不同分類群對(duì)環(huán)境壓力的反應(yīng)各異,僅通過脊椎動(dòng)物的趨勢(shì)來(lái)推測(cè)昆蟲的狀況往往具有誤導(dǎo)性。

      近年來(lái),部分研究報(bào)道了局部地區(qū)昆蟲數(shù)量下降的現(xiàn)象,這引發(fā)了科學(xué)界的廣泛擔(dān)憂。然而,由于昆蟲種類繁多、鑒定門檻高,且種群數(shù)量在不同時(shí)間尺度上波動(dòng)劇烈,建立全球性的監(jiān)測(cè)體系面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。目前,標(biāo)準(zhǔn)化的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要集中在少數(shù)高收入國(guó)家,因?yàn)檫@類項(xiàng)目需要持續(xù)的資源投入和專業(yè)的分類學(xué)知識(shí)。這種對(duì)生態(tài)基石物種認(rèn)知的缺失,已成為當(dāng)前保護(hù)生物學(xué)研究中的一個(gè)顯著矛盾。

      為了突破這一瓶頸,科學(xué)家建議將蝴蝶作為構(gòu)建全球昆蟲監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)先類群。蝴蝶具有較長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)傳統(tǒng),且在全球范圍內(nèi)擁有較高的公眾認(rèn)可度,這有利于提升科學(xué)傳播的效果并爭(zhēng)取政策支持。雖然蝴蝶不能完全代表所有昆蟲類群,但其作為環(huán)境變化指標(biāo)的有效性已得到廣泛驗(yàn)證。通過擴(kuò)展現(xiàn)有的蝴蝶監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),可以利用已有的空間和分類數(shù)據(jù),參照“地球生命指數(shù)”的方法構(gòu)建首個(gè)全球昆蟲種群豐度指標(biāo)。

      目前的研究重點(diǎn)在于評(píng)估過去30年間蝴蝶監(jiān)測(cè)工作在空間覆蓋和分類上的演演進(jìn)。科學(xué)界借助對(duì)這些種群趨勢(shì)的分析,試圖勾勒出建立高效、具有代表性的全球監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的路徑。這一基礎(chǔ)設(shè)施的完善,將為執(zhí)行全球生物多樣性框架提供必要的實(shí)證基礎(chǔ),從而更有效地識(shí)別并應(yīng)對(duì)昆蟲種群衰退帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。


      ▲上圖:全球蝴蝶監(jiān)測(cè)樣本的物種代表性分析。本圖展示了六項(xiàng)關(guān)鍵性狀([a] 科屬分布、[b] 展翅寬度、[c] 擾動(dòng)親和力、[d] 飛行期長(zhǎng)度、[e] 世代發(fā)育類型、[f] 水分環(huán)境偏好)評(píng)估了現(xiàn)有監(jiān)測(cè)樣本與全球已知蝴蝶性狀庫(kù)(LepTraits)的偏差。左側(cè)插圖(Count)對(duì)比了采樣物種(綠色)與全球已知物種的總數(shù);右側(cè)插圖(Proportion)則反映了各類別在樣本中的占比。數(shù)據(jù)表明,現(xiàn)有監(jiān)測(cè)顯著偏向于中等體型、飛行期長(zhǎng)、常出現(xiàn)在受干擾生境以及屬于蛺蝶科與粉蝶科的物種。注:由于右側(cè)比例圖的基準(zhǔn)總值均為1.00,為便于觀察細(xì)節(jié),y軸截取至0.25。論文出處:Riva F, Schmucki R, Cooke R, et al.(2026)


      ▲上圖:基于“地球生命指數(shù)”(LPI)算法的單世代蝴蝶種群分析。左側(cè)插圖(a)顯示了樣本中所有物種指標(biāo)的整體下降趨勢(shì);中間插圖(b)反映了對(duì)干擾具有規(guī)避傾向的敏感物種,其衰退程度更為劇烈;右側(cè)插圖(c)則展示了適應(yīng)濕潤(rùn)(Mesic)及干旱(Xeric)生境的物種同樣面臨顯著的種群縮減。該結(jié)果證實(shí)了生境偏好與水分適應(yīng)性是預(yù)測(cè)全球變化下蝴蝶種群脆弱性的關(guān)鍵指標(biāo)。論文出處:Riva F, Schmucki R, Cooke R, et al.(2026)

      Marine Biodiversity

      全球蝴蝶監(jiān)測(cè)的

      現(xiàn)狀與數(shù)據(jù)格局

      建立全球蝴蝶指數(shù)的核心基礎(chǔ),是目前已知針對(duì)單一昆蟲類群最詳盡的數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)匯集了1990年~2023年間,來(lái)自37個(gè)國(guó)家、3636個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的1055種蝴蝶,共計(jì)45492條種群時(shí)間序列數(shù)據(jù)。作為參照,2018版“地球生命指數(shù)”(LPI)涵蓋了5230種脊椎動(dòng)物的31821條種群時(shí)間序列。從數(shù)據(jù)規(guī)模來(lái)看,蝴蝶監(jiān)測(cè)在記錄深度上已經(jīng)具備了顯著的代表性。

      盡管數(shù)據(jù)量巨大,但空間分布不均仍然是當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn)。在過去的35年里,參與監(jiān)測(cè)的國(guó)家數(shù)量和覆蓋物種數(shù)雖然保持了增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),顯示出監(jiān)測(cè)工作的持續(xù)推進(jìn),但這種增長(zhǎng)率在2010年之后出現(xiàn)了放緩跡象。隨著《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》(GBF)的實(shí)施,科學(xué)界期望能借此契機(jī)重新獲得監(jiān)測(cè)增長(zhǎng)的動(dòng)力,填補(bǔ)地理分布上的空白。

      除了空間偏差,分類覆蓋率不足也制約了指數(shù)的全面性。目前納入監(jiān)測(cè)的1055個(gè)物種僅占全球蝴蝶區(qū)系的5.2%,且并非隨機(jī)抽樣。現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)樣本表現(xiàn)出明顯的偏向性:飛行期較長(zhǎng)、中等體型、屬于蛺蝶科(Nymphalidae)或粉蝶科(Pieridae),以及常出現(xiàn)在受人類活動(dòng)干擾生境中的物種,在數(shù)據(jù)中占比過高。相比之下,大量在全球范圍內(nèi)分布的其他蝴蝶物種,其自然史信息依然匱乏,甚至連基礎(chǔ)的性狀數(shù)據(jù)也尚未建立。這種樣本的非隨機(jī)性意味著,當(dāng)前的監(jiān)測(cè)結(jié)果可能更傾向于反映那些與人類環(huán)境共存的物種狀況,而忽略了更為脆弱、或分布在偏遠(yuǎn)地區(qū)的類群。

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      ▲馬達(dá)加斯加被譽(yù)為“印度洋上的進(jìn)化實(shí)驗(yàn)室”,其蝴蝶類群展現(xiàn)出極高的特有性,在約300種已知蝴蝶中,有超過70%的物種是該島所獨(dú)有的。它們是熱帶雨林和落葉林生態(tài)系統(tǒng)的重要傳粉者,也還是研究物種島嶼化演變及遺傳漂變的關(guān)鍵樣本,但受限于棲息地喪失,許多特有物種正面臨嚴(yán)峻的生存挑戰(zhàn)。上圖是來(lái)自馬達(dá)加斯加的一些蝴蝶標(biāo)本。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)

      Marine Biodiversity

      首個(gè)全球蝴蝶指數(shù)

      帶來(lái)的啟示與挑戰(zhàn)

      在構(gòu)建“全球蝴蝶指數(shù)”的過程中,研究人員采用了與“地球生命指數(shù)”(LPI)一致的計(jì)算方法。考慮到該方法基于年度種群增長(zhǎng)率,而一年發(fā)生多次世代的蝴蝶物種易受氣溫升高影響而增加世代數(shù),為確保準(zhǔn)確性,分析范圍被縮小至1995~2020年間采樣的213種單世代蝴蝶,涉及10386個(gè)種群樣本。

      初步監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,全球蝴蝶種群呈現(xiàn)出平均下降的趨勢(shì),指數(shù)值為0.76。盡管這一整體變化在統(tǒng)計(jì)學(xué)上尚不顯著,但不同地理區(qū)域的表現(xiàn)差異巨大。在數(shù)據(jù)覆蓋最充分的北美地區(qū),蝴蝶種群出現(xiàn)了顯著下降,指數(shù)值跌至0.37;歐洲地區(qū)也呈現(xiàn)下降趨勢(shì),指數(shù)值為0.79。相比之下,由于監(jiān)測(cè)樣本極度匱乏,世界其他地區(qū)的指數(shù)值雖然顯示為增長(zhǎng),但伴隨著極高的數(shù)據(jù)不確定性,難以反映真實(shí)的生存現(xiàn)狀。這種區(qū)域間的數(shù)據(jù)失衡,正是導(dǎo)致全球總指數(shù)出現(xiàn)波動(dòng)的主要原因。

      為了進(jìn)一步探究種群下降的深層原因,研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)物種對(duì)生境的偏好進(jìn)行了分類分析。

      結(jié)果驗(yàn)證了科學(xué)界的預(yù)期:那些回避人為干擾生境的物種(涉及32個(gè)物種,1262個(gè)種群),其衰退速度明顯更快,指數(shù)值僅為0.44。與之形成對(duì)比的是,與人為干擾生境相關(guān)的物種(涉及49個(gè)物種,4010個(gè)種群)在平均數(shù)量上有所增加。此外,對(duì)水分條件有特定要求的物種——無(wú)論是偏好濕潤(rùn)環(huán)境還是干旱環(huán)境——都表現(xiàn)出比廣適性物種更劇烈的下降趨勢(shì)。

      這些數(shù)據(jù)表明,生態(tài)位較窄、對(duì)生境要求苛刻的蝴蝶物種,在全球環(huán)境變化中正承受著不成比例的生存壓力。雖然部分結(jié)果受限于樣本量而具有一定的不確定性,但其趨勢(shì)與生物學(xué)預(yù)測(cè)高度吻合。利用物種的功能性狀來(lái)預(yù)測(cè)哪些種群對(duì)全球變化更為敏感,將成為未來(lái)制定精準(zhǔn)保護(hù)策略的重要手段。填補(bǔ)監(jiān)測(cè)空白,尤其是加強(qiáng)對(duì)非人為干擾區(qū)域和特定生境物種的追蹤,是完善全球蝴蝶指數(shù)、真實(shí)還原昆蟲多樣性現(xiàn)狀的必然要求。

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      2026年全球生物多樣性保護(hù)的15個(gè)新風(fēng)向

      ▲上圖:環(huán)紋袖蝶(Heliconius cydno)的腹面圖,拍攝于中美洲圣路易斯動(dòng)物園的孟山都昆蟲館。攝影:羅伯特·勞頓(2006年拍攝)

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      全球蝴蝶監(jiān)測(cè)

      優(yōu)先任務(wù)

      構(gòu)建全球蝴蝶指數(shù)的研究結(jié)果,既證實(shí)了蝴蝶作為生態(tài)指標(biāo)的巨大潛力,也揭示了當(dāng)前監(jiān)測(cè)體系的嚴(yán)重局限。盡管部分地區(qū)的蝴蝶種群呈現(xiàn)出明顯的衰退趨勢(shì),但要形成真正具有全球代表性的評(píng)估結(jié)果,必須在擴(kuò)大地理覆蓋范圍和修正物種代表性偏差兩個(gè)維度上取得突破。

      目前的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高度集中在歐洲和北美,這種空間分布的極度失衡,限制了科學(xué)家對(duì)全球蝴蝶種群動(dòng)態(tài)的推斷能力,尤其是對(duì)于那些生物多樣性極其豐富、且正積極履行《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》(GBF)的發(fā)展中國(guó)家。除了地理上的空白,現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)方案往往傾向于記錄常見物種,而忽略了那些低豐度、難探測(cè)的類群。因此,未來(lái)的監(jiān)測(cè)工作要向數(shù)據(jù)真空地帶延伸,還得在現(xiàn)有項(xiàng)目中引入針對(duì)性協(xié)議、以覆蓋那些目前被邊緣化的稀有物種。

      如何快速提升地理覆蓋范圍并確立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),是當(dāng)前面臨的實(shí)際問題。歐洲蝴蝶監(jiān)測(cè)計(jì)劃(eBMS)和北美蝴蝶監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(NABMN)的經(jīng)驗(yàn)表明,跨區(qū)域的協(xié)調(diào)與投入能夠有效促成通用標(biāo)準(zhǔn)的落地。目前,印度等熱帶國(guó)家也已開始啟動(dòng)類似的監(jiān)測(cè)體系。盡管工具和經(jīng)驗(yàn)可以跨國(guó)界轉(zhuǎn)移,但人力資源——尤其是專業(yè)協(xié)調(diào)員的知識(shí)儲(chǔ)備和社區(qū)參與度——以及資金投入,依然是建立新項(xiàng)目的關(guān)鍵瓶頸。

      與此同時(shí),將分散的監(jiān)測(cè)倡議整合為全球網(wǎng)絡(luò),需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)質(zhì)量、獲取及共享方面的規(guī)范化。現(xiàn)代分析方法雖然可以整合多種數(shù)據(jù)源,但其效力的發(fā)揮有賴于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。借鑒歐洲的經(jīng)驗(yàn),通過建立專門的網(wǎng)絡(luò)來(lái)共享和共同開發(fā)監(jiān)測(cè)能力,對(duì)于克服技術(shù)障礙、實(shí)現(xiàn)規(guī)模化監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。這不僅能提高資金的使用效率,也能最大化既有投資的科學(xué)產(chǎn)出。

      從政策層面看,將昆蟲納入保護(hù)法規(guī)是推動(dòng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目落地的強(qiáng)有力抓手。例如,北美的繁殖鳥類調(diào)查自20世紀(jì)60年代以來(lái)一直指導(dǎo)著當(dāng)?shù)氐谋Wo(hù)管理,而歐洲草地蝴蝶指標(biāo)雖起步較晚,但已被歐盟環(huán)境署采納,并寫入了2024年通過的《自然修復(fù)條例》。歐盟成員國(guó)已被要求在2030年前扭轉(zhuǎn)傳粉昆蟲下降的趨勢(shì)。然而,如果沒有一個(gè)成熟的國(guó)家級(jí)和全球級(jí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),任何旨在達(dá)成這些目標(biāo)的管理行動(dòng)都將因缺乏評(píng)估依據(jù)而難以衡量其真實(shí)成效。

      在全球生物多樣性治理的新階段,建立全球蝴蝶監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)是科學(xué)研究的需要,亦是政策執(zhí)行的必然要求,需要各國(guó)在政治和財(cái)政上給予持續(xù)支持,加強(qiáng)數(shù)據(jù)提供方之間的協(xié)作,填補(bǔ)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的空白區(qū)域,方能在未來(lái)幾十年中獲得更具說(shuō)服力的全球蝴蝶指數(shù)、為遏制全球昆蟲種群衰退提供實(shí)證支撐。

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      ▲上圖:鳳蝶科蝴蝶體型較大,翅展通常在80~150毫米之間,后翅多具尾突,色彩以黑、黃、白為主,部分種類具金屬光澤。上圖是國(guó)家動(dòng)物博物館昆蟲館內(nèi)的蝴蝶標(biāo)本展柜,陳列的12件中國(guó)鳳蝶科蝴蝶標(biāo)本。涵蓋了多種鳳蝶,如玉帶鳳蝶、寬帶鳳蝶、藍(lán)鳳蝶等,均為鳳蝶科(Papilionidae)成員,是中國(guó)本土分布的代表性蝴蝶物種。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)

      Marine Biodiversity

      面臨的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)

      構(gòu)建全球蝴蝶監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),不是增加采樣點(diǎn)那么簡(jiǎn)單,這里面有一系列深層挑戰(zhàn)仍有待解決。

      一是,傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法在面對(duì)生物多樣性極高的昆蟲群落時(shí)往往顯得力不從心。在歐洲和北美,監(jiān)測(cè)方案很大程度上依賴于志愿者的貢獻(xiàn),但,這種基于公民科學(xué)的模式并不適用于全球所有地區(qū)。在許多中低收入國(guó)家,尤其是熱帶地區(qū),物種鑒定的難度極大,開展高質(zhì)量種群時(shí)間序列數(shù)據(jù)的采集面臨更高門檻。此外,在某些偏遠(yuǎn)或安全受限的區(qū)域,依靠普通民眾進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)并不現(xiàn)實(shí),這導(dǎo)致全球生物多樣性數(shù)據(jù)始終存在地理上的傳統(tǒng)偏見,即原始生境的數(shù)據(jù)往往比受干擾區(qū)域更難獲取。

      專業(yè)調(diào)查雖然能部分彌補(bǔ)公民科學(xué)的空缺,但目前全球范圍內(nèi)完整的物種名錄依然匱乏,分類學(xué)專家的短缺,也限制了監(jiān)測(cè)工作的推進(jìn)。即便是在具備監(jiān)測(cè)條件的地區(qū),樣點(diǎn)選擇和采樣方法的權(quán)衡也是關(guān)鍵。例如,在森林生境中,單純依靠傳統(tǒng)的樣線法或點(diǎn)計(jì)數(shù)法,很難同時(shí)兼顧林冠層和林下層的蝴蝶種類。目前,針對(duì)不同環(huán)境最有效的采樣組合——如誘捕與樣線法的結(jié)合——仍缺乏大規(guī)模的適用性測(cè)試。

      數(shù)據(jù)收集之后的分析環(huán)節(jié)同樣存在技術(shù)難點(diǎn)。種群豐度分析極易受到“移動(dòng)基準(zhǔn)線綜合征”以及模型假設(shè)的影響。目前的LPI方法在處理昆蟲數(shù)據(jù)時(shí),對(duì)時(shí)間序列長(zhǎng)度、區(qū)域權(quán)重等分析決策高度敏感。特別是對(duì)于一年發(fā)生多個(gè)世代的蝴蝶物種,LPI基于年度豐度估計(jì)的計(jì)算方式,很難區(qū)分種群總數(shù)的增減究竟源于代數(shù)的波動(dòng)呢、還是個(gè)體密度的真實(shí)變化。為了繞過這一難題,當(dāng)前的研究不得不將范圍縮小至單世代物種,但,這又無(wú)疑限制了指數(shù)的整體代表性。

      目前建立的全球蝴蝶指數(shù)仍處于原型階段。除了數(shù)據(jù)偏差帶來(lái)的局限,如何對(duì)現(xiàn)有的LPI方法進(jìn)行修正(如平滑處理),使其能夠適應(yīng)昆蟲種群劇烈的年度波動(dòng),仍需大量的基礎(chǔ)研究。鑒于昆蟲獨(dú)特的自然史特征,如何將其準(zhǔn)確轉(zhuǎn)化為被廣泛認(rèn)可的生態(tài)指標(biāo),目前尚不明確。盡管昆蒙框架的目標(biāo)可能惠及昆蟲保護(hù),但如果現(xiàn)有的評(píng)估指標(biāo)對(duì)昆蟲種群的狀態(tài)變化反應(yīng)遲鈍,那么,這些保護(hù)目標(biāo)在執(zhí)行層面將面臨失效的風(fēng)險(xiǎn)。

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      ▲上圖:柑橘鳳蝶,屬于鳳蝶科鳳蝶屬的一種蝴蝶,也常被稱為春鳳蝶、橘鳳蝶、燕尾蝶等。它的翅膀以黑色為底,布滿清晰的黃白色斑紋,后翅末端有明顯的尾突,整體形態(tài)優(yōu)雅,是城市公園、庭院及果園中常見的蝴蝶之一。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)

      Marine Biodiversity

      邁向全球昆蟲種群豐度指標(biāo)

      建立全球蝴蝶指數(shù)不僅是為了保護(hù)特定類群,其核心意義在于動(dòng)員各方力量,共同構(gòu)建起一套完整的昆蟲監(jiān)測(cè)體系。盡管技術(shù)層面的挑戰(zhàn)依然艱巨,但整合現(xiàn)有監(jiān)測(cè)資源,已成為開發(fā)陸生昆蟲全球指標(biāo)最為務(wù)實(shí)的路徑。在執(zhí)行《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》(GBF)的過程中,優(yōu)先支持、并擴(kuò)展已有的蝴蝶監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,是打破昆蟲保護(hù)僵局的關(guān)鍵切入點(diǎn)。

      具體的執(zhí)行邏輯,還是在于利用既有體系開展多層面的能力建設(shè)。這包括舉辦技術(shù)培訓(xùn)、為青年學(xué)者搭建交流平臺(tái),以及充分利用歐洲蝴蝶監(jiān)測(cè)計(jì)劃等現(xiàn)有的數(shù)據(jù)共享基礎(chǔ)設(shè)施。與此同時(shí),建立跨區(qū)域的資助機(jī)制對(duì)彌補(bǔ)數(shù)據(jù)真空地帶至關(guān)重要,特別是那些生物多樣性極高但科研投入相對(duì)匱乏的地區(qū)。

      以蝴蝶為觀測(cè)核心雖然存在局限,卻能產(chǎn)生脊椎動(dòng)物指標(biāo)無(wú)法提供的實(shí)證數(shù)據(jù)。深入研究蝴蝶種群趨勢(shì)與其他無(wú)脊椎動(dòng)物類群之間的關(guān)聯(lián),有助于確保生物多樣性保護(hù)政策真正覆蓋到那些維系生態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)的小生靈。

      過去幾十年的監(jiān)測(cè)進(jìn)展,已經(jīng)給這項(xiàng)工作奠定了基礎(chǔ)。要將目前的指標(biāo)原型轉(zhuǎn)化為具備權(quán)威性的全球指數(shù),下一步的工作重點(diǎn)在于修正全球采樣不均的問題,并針對(duì)昆蟲的生物學(xué)特性,來(lái)優(yōu)化“地球生命指數(shù)”(LPI)的計(jì)算模型。所有分析方法的改進(jìn),最終都取決于監(jiān)測(cè)覆蓋范圍的代表性。

      研究人員指出,科學(xué)界應(yīng)當(dāng)利用這一勢(shì)頭,在全球及國(guó)家層面設(shè)定明確的監(jiān)測(cè)目標(biāo)。整合歷史數(shù)據(jù)、并加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)缺失地區(qū)的投入,產(chǎn)出急需的昆蟲種群趨勢(shì)指標(biāo)。將昆蟲納入全球政策框架需要投入大量資源,但這對(duì)于實(shí)現(xiàn)生物多樣性目標(biāo)而言必不可少。缺乏像蝴蝶這樣具有指標(biāo)意義的體系,昆蟲就難以進(jìn)入國(guó)家級(jí)的生物多樣性匯報(bào)程序。

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      ▲上圖:國(guó)家動(dòng)物博物館內(nèi)陳列的15件鱗翅目昆蟲標(biāo)本,每件標(biāo)本下方均附有中文名稱與學(xué)名標(biāo)簽。從上至下、從左至右依次為:第一排左側(cè)為褐鉤鳳蝶,右側(cè)為麗蛺蝶;第二排左側(cè)為依帕絹蝶,中間為紅翅尖粉蝶,右側(cè)為大艷眼蝶;第三排左側(cè)為顯脈球須刺蛾,中間為金星垂耳尺蛾,右側(cè)為紅肩棉黃蛾;第四排從左到右是花布麗燈蛾、旋夜蛾、六點(diǎn)溝蛾;第五排為黑脈厚須螟、點(diǎn)帶草娥、棕色卷蛾、黑臀蓑蛾。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)

      目前,這項(xiàng)旨在填補(bǔ)昆蟲監(jiān)測(cè)空白的科研項(xiàng)目得到了阿伯丁集團(tuán)慈善信托基金和英國(guó)自然環(huán)境研究理事會(huì)的支持。科學(xué)家們認(rèn)為,雖然蝴蝶在全球范圍內(nèi)的衰減程度已初見端倪,但若要制定有效的保護(hù)干預(yù)措施,仍需大幅度提升對(duì)昆蟲種群的采樣頻率和地理覆蓋廣度。只有建立起持續(xù)且真實(shí)的監(jiān)測(cè)體系,才能準(zhǔn)確判斷生物多樣性流失的臨界點(diǎn),并為生態(tài)修復(fù)提供實(shí)證依據(jù)。


      (圖文無(wú)關(guān))▲昆蟲與人類生活息息相關(guān),也深刻的影響了人類的歷史文化。上圖是一幅木雕漢字藝術(shù)作品。這些字多以“蟲”為部首(或構(gòu)件),反映漢字“象形→會(huì)意→形聲”的演變,如“蟲”本義指蛇,后泛指昆蟲、節(jié)肢動(dòng)物;“蝗”(蝗蟲,形聲,從蟲,皇聲)、“蜂”(蜜蜂,形聲,從蟲,夆聲)等通過“蟲+聲旁”表意兼表音。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)

      作為受關(guān)注度最高的昆蟲類群,蝴蝶在引導(dǎo)社會(huì)轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著橋梁作用。在人類世的背景下,持續(xù)擴(kuò)大蝴蝶監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,將決定全球生物多樣性框架能否真實(shí)記錄生命樹上的劇烈波動(dòng)。只有依靠覆蓋廣泛且科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木W(wǎng)絡(luò),人類在應(yīng)對(duì)全球生態(tài)危機(jī)時(shí),才能擁有真正全面且精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。

      感興趣的海潮天下(Marine Biodiversity)讀者可以參看該研究的全文:
      Riva F, Schmucki R, Cooke R, et al. Addressing gaps in butterfly population monitoring to catalyze global insect conservation[J]. Conservation Letters, 2026, 19(2): e70037.


      01

      全球蝴蝶指數(shù)

      全球蝴蝶指數(shù)(Global Butterfly Index)是由英國(guó)生態(tài)與水文學(xué)中心(UKCEH)牽頭開發(fā)的全球首個(gè)針對(duì)單一昆蟲類群的種群豐度指標(biāo)。該指數(shù)借鑒了脊椎動(dòng)物監(jiān)測(cè)中的“地球生命指數(shù)”方法,通過整合全球范圍內(nèi)成千上萬(wàn)條蝴蝶種群的時(shí)間序列數(shù)據(jù),旨在反映全球昆蟲多樣性的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。它是評(píng)估《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》目標(biāo)達(dá)成進(jìn)度的重要實(shí)證工具。

      02

      核心生物多樣性變量

      核心生物多樣性變量(Essential Biodiversity Variables, EBVs)這一概念是由生物多樣性觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)(GEO BON)提出來(lái)的,指代監(jiān)測(cè)生物多樣性變化所必需的一組最小、核心的數(shù)據(jù)指標(biāo)。種群豐度(Population Abundance)就是其中最關(guān)鍵的變量之一。它能夠直接反映物種的繁殖成功率、環(huán)境承載力以及滅絕風(fēng)險(xiǎn),是連接原始監(jiān)測(cè)觀測(cè)值與高層政策指標(biāo)之間的一個(gè)橋梁。

      03

      單世代物種

      在生物學(xué)中,單世代物種(Univoltine Species)是指在自然狀態(tài)下,一年循環(huán)中僅完成一個(gè)生活史周期的生物。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),這類生物從卵出生、生長(zhǎng)發(fā)育到成熟繁殖,每年只發(fā)生一個(gè)世代。這一現(xiàn)象在昆蟲、節(jié)肢動(dòng)物以及某些植物中非常普遍,尤其多見于溫帶和寒帶地區(qū)。由于這些地區(qū)的季節(jié)更替明顯,氣候條件僅在一年中的特定時(shí)間段(如夏季)支持生物的活動(dòng)與繁殖,因此生物進(jìn)化出了與環(huán)境周期高度同步的生命節(jié)律。

      在本文中這個(gè)關(guān)于“全球蝴蝶指數(shù)”的研究中,單世代物種成為了科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn),主要是因?yàn)樾枰懦龤夂蚋蓴_、確保數(shù)據(jù)的純凈度以及預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。因?yàn)殡S著全球變暖,許多原本一年發(fā)生兩代的昆蟲,可能會(huì)增加到3代、甚至更多。如果在監(jiān)測(cè)時(shí)統(tǒng)計(jì)全年的個(gè)體總數(shù),數(shù)據(jù)增長(zhǎng)可能僅僅是因?yàn)樗鼈儭岸嗌艘惶ァ保巧姝h(huán)境變好。世代物種每年只出現(xiàn)一次,其數(shù)量的變化直接對(duì)應(yīng)了當(dāng)年的生境質(zhì)量。通過分析這類物種,科學(xué)家可以更準(zhǔn)確地識(shí)別出環(huán)境壓力(如農(nóng)藥使用、棲息地破壞)對(duì)生物多樣性的真實(shí)影響。而且,它們的生命周期高度固定,對(duì)季節(jié)變化的敏感度極高,如果一個(gè)單世代物種的出現(xiàn)時(shí)間發(fā)生大幅偏移,往往可以看作是生態(tài)系統(tǒng)失衡的早期預(yù)警信號(hào)。

      思考題·舉一而反三


      【思考題】這個(gè)研究構(gòu)建了全球首個(gè)蝴蝶種群豐度指數(shù),打破了長(zhǎng)期以來(lái)生物多樣性監(jiān)測(cè)過度依賴脊椎動(dòng)物的“數(shù)據(jù)偏見”,為占據(jù)陸生生物絕大多數(shù)的昆蟲群體建立了科學(xué)的評(píng)估范式。雖然不完美,還是客觀地指出了全球監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)在熱帶地區(qū)和稀有物種覆蓋上的嚴(yán)重真空,迫使科學(xué)界重新審視現(xiàn)有的保護(hù)策略。對(duì)了,53位作者,小編認(rèn)真數(shù)了數(shù),里面似乎沒有來(lái)自中國(guó)的研究人員。照例,舉一而反三,我們來(lái)思考幾個(gè)小問題(沒標(biāo)準(zhǔn)答案,僅供激發(fā)好奇、啟發(fā)思考)。


      圖源:Conservation Letters

      Q1: 長(zhǎng)期以來(lái),全球生物多樣性評(píng)估高度依賴以鳥類、哺乳類為核心的“地球生命指數(shù)”(LPI)。然而,昆蟲占陸生生物物種的70%,其生命周期、環(huán)境敏感度與脊椎動(dòng)物截然不同。如果蝴蝶這一昆蟲界“旗艦類群”的監(jiān)測(cè)覆蓋率僅為5%,且北美種群已出現(xiàn)63%的劇烈萎縮,那么,過去幾十年基于脊椎動(dòng)物數(shù)據(jù)制定的全球保護(hù)策略,是否在系統(tǒng)性地忽視生態(tài)系統(tǒng)基石的崩塌呢?換句話講,你覺得,保護(hù)生物學(xué)的“脊椎動(dòng)物偏好”是否正在誤導(dǎo)全球生態(tài)決策?

      Q2:這個(gè)研究里面提到了,說(shuō)目前的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高度集中在了歐洲和北美等高收入地區(qū),而生物多樣性最豐富的熱帶及中低收入國(guó)家仍處于“數(shù)據(jù)真空”。那么,當(dāng)保護(hù)政策日益依賴大數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)時(shí),這種基于“志愿者文化”的監(jiān)測(cè)模式是否會(huì)強(qiáng)化一種科研霸權(quán)——即只有被發(fā)達(dá)國(guó)家觀測(cè)到的物種才擁有“被保護(hù)的科學(xué)依據(jù)”,而那些處于監(jiān)測(cè)盲區(qū)的生態(tài)危機(jī)則因缺乏數(shù)據(jù)而被迫“消聲”?你覺得,公民科學(xué)的“地理偏見”會(huì)不會(huì)加劇生物多樣性保護(hù)的不平等呢?

      Q3:這個(gè)研究提到,他們?cè)谔幚矶嗍来锓N時(shí)表現(xiàn)出“極大的謹(jǐn)慎”,因?yàn)闅鉁厣呖赡軐?dǎo)致昆蟲年發(fā)生代數(shù)增加。那么回過頭看的話,在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中看到的某些物種數(shù)量增長(zhǎng),究竟是種群健康的真實(shí)回升,還是它們?cè)诃h(huán)境壓力下被迫加速生命周期的“末路狂歡”?面對(duì)氣候變暖,物種豐度的增長(zhǎng)究竟是復(fù)蘇信號(hào)呢、還是生態(tài)陷阱?如果無(wú)法在監(jiān)測(cè)方法中區(qū)分“個(gè)體總數(shù)增加”vs“世代更替加速”的本質(zhì)區(qū)別,又會(huì)不會(huì)面臨著誤判全球變暖生態(tài)后果的風(fēng)險(xiǎn)呢?

      Q4:這個(gè)研究里面講到了,說(shuō)目前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高度偏向于蛺蝶科、中等體型及受人為干擾生境的物種。不過,即便是監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)向熱帶擴(kuò)張,如果依然依賴現(xiàn)有的路徑采樣(Transect)、或誘捕法,你覺得,有沒有可能只是在全球尺度上復(fù)制了一種“路邊效應(yīng)”呢?這種基于可達(dá)性的采樣邏輯,是否會(huì)導(dǎo)致建立的“全球指標(biāo)”本質(zhì)上只是一個(gè)“次生生境演替指標(biāo)”?如果那些對(duì)原始生境高度依賴、低擴(kuò)散力、且難以被標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議捕獲的隱秘物種(如林冠層特有種)正在靜默滅絕,那么一個(gè)由“廣適性物種”支撐的增長(zhǎng)或穩(wěn)定趨勢(shì),有沒有可能,反而成了生態(tài)系統(tǒng)功能崩潰的某種“粉飾工具”呢?

      Q5、這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)提到說(shuō),未來(lái)可能通過地理加權(quán)來(lái)來(lái)解決采樣不均。但,我們換個(gè)角度想想。從宏觀生態(tài)學(xué)角度看,歐洲和北美的蝴蝶種群動(dòng)態(tài)受土地利用變化(如集約化農(nóng)業(yè))主導(dǎo),而熱帶和深遠(yuǎn)地區(qū)的種群則受極端氣候事件和生境破碎化支配。將這些驅(qū)動(dòng)機(jī)制完全迥異、統(tǒng)計(jì)學(xué)特征(方差、自相關(guān)性)又完全不同的時(shí)間序列,強(qiáng)行用某種數(shù)學(xué)手段(如LPI模型)來(lái)歸一化為一個(gè)單一的“全球指數(shù)”,你覺得,這究竟是科學(xué)上的進(jìn)步呢,還是為了迎合政策制定者(如#昆蒙框架)對(duì)“簡(jiǎn)單數(shù)值”的近乎病態(tài)的需求而進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)學(xué)妥協(xié)?換句話講,指數(shù)構(gòu)建中的這類“地理加權(quán)”的邏輯,會(huì)不會(huì)在科學(xué)中偽造出一種不存在的“全球一致性”?


      聲明:1)本文僅代表資訊、以及作者本人的觀點(diǎn);僅供讀者參考,不代表平臺(tái)觀點(diǎn)。2)本文已經(jīng)開啟“快捷轉(zhuǎn)載”,歡迎微信公眾平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā);3)本文在編譯過程中,對(duì)原研究的核心觀點(diǎn)、數(shù)據(jù)及結(jié)論進(jìn)行了整合與翻譯。具體請(qǐng)以原英文論文為準(zhǔn)。4)歡迎專家、讀者不吝指正、留言、賜稿!歡迎有理有據(jù)的不同意見,激發(fā)思考、百家爭(zhēng)鳴。

      資訊源 | Riva F, Schmucki R, Cooke R, et al.(2026)

      編譯 | 王芊佳

      編輯 | 海潮君

      排版 | 盧曉雨

      時(shí)間 | 2026年4月1日

      本文參考資料
      https://conbio.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/con4.70037
      https://www.naturetoday.com/intl/en/nature-reports/message/?msg=35153



      「海潮天下」(Marine Biodiversity)聚焦全球生物多樣性治理,以科學(xué)視角解讀生態(tài)系統(tǒng)奧秘,分享全球前沿研究與自然保護(hù)實(shí)踐,提供學(xué)術(shù)服務(wù)平臺(tái),助力中國(guó)科研人員參與全球環(huán)境治理。從神秘的深海生物到脆弱的珊瑚礁系統(tǒng),從極地生態(tài)到可持續(xù)漁業(yè)和陸地生態(tài)系統(tǒng),從環(huán)境法前沿到塑料污染談判、以及即將生效的BBNJ……我們致力于打造最新、最快、客觀中立、高質(zhì)量的生物多樣性傳播與學(xué)術(shù)橋梁,爭(zhēng)取不辜負(fù)讀者的每一分鐘。歡迎關(guān)注!

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