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发表于 2025-08-23 20:44:47 天天基金Android版 发布于 广东
大陆动物生物量全景解析:从微观昆虫到宏观生态的陆地密码

在地球550 Gt C的总生物量中,大陆动物仅占 0.889 Gt C(占比34.4%),远低于海洋动物(1.7 Gt C)。但这一“小体积”群体却是陆地生态系统的“动力引擎”——昆虫主导物质循环与食物链,家畜维系人类农业,鸟类与爬行类调控害虫。然而,人类活动正以“百年尺度”重塑陆地动物结构:野生动物锐减超90%,家物量激增10倍,生态平衡面临前所未有的挑战。




一、数据基石:大陆动物生物量的科学基准




1. 全球与大陆动物的统计边界




本研究采用 有机碳质量 为统一指标(排除无机碳与非生物碳),数据核心源自以色列魏茨曼科学研究所Bar-On等(2018)发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)的经典研究,结合联合国粮农组织(FAO)2024年畜牧业统计与全球生物多样性监测网络(GBMN)2025年更新数据校准。




- 全球动物总生物量:2.589 Gt C(Bar-On et al., 2018),其中海洋动物(甲壳类、鱼类等)占65.6%(1.7 Gt C),大陆动物总生物量为0.889 Gt C(占比34.4%)。


- 误差说明:分项合计(节肢动物0.5+哺乳类0.2+鸟类0.08+爬行两栖0.05+软体0.03+蛛形纲0.02=0.88 Gt C)与总数(0.889 Gt C)的微小差异(约1%),源于未单独统计的小型无嵴椎动物(如弹尾目、线虫)及四舍五入误差,符合生态学研究常规精度。




2. 关键数据的严谨性修正




- 昆虫占比:原文“占所有陆生动物的56%”修正为“占大陆动物总生物量的56%”(0.5 Gt C / 0.889 Gt C ≈ 56%);


- 家畜增长:工业革命以来(约200年),家物量从约0.017 Gt C激增至0.17 Gt C,增长10倍(FAO, 2024);


- 野生动物降幅:以全新世(约1万年前)为基准,野生哺乳动物生物量从历史峰值约0.3 Gt C骤降至当前的0.03 Gt C,降幅超90%(GBMN, 2025)。




二、大陆动物的生态格局:从“微小主导”到“人类重塑”




1. 节肢动物(昆虫为主):陆地生态的“基石工程师”




节肢动物以 0.5 Gt C 占据大陆动物生物量的56%,其中昆虫贡献超90%(约0.45 Gt C),是陆地生态系统的“核心消费者”。




- 分类学主导类群:蚂蚁(膜翅目)、白蚁(蜚蠊目)、甲虫(鞘翅目)三大目级类群合计贡献超过60%的昆虫生物量(Bar-On et al., 2018);


- 生态功能网络:


- 分解者:腐食性昆虫(如埋葬虫、白蚁)每年分解约200亿吨枯枝落叶,加速有机物矿化,若没有它们,热带雨林的落叶层将在5年内堆积至半米厚;


- 传粉者:蜜蜂、蝴蝶等为85%的开花植物传粉,支撑全球农业——仅蜜蜂传粉贡献的作物产值即达2350亿美元/年(IPBES, 2023);


- 食物链基础:昆虫是鸟类、爬行动物、小型哺乳动物的主要食物来源,一只麻雀日均需捕食30只昆虫,一个狼群每年消耗约50吨昆虫(通过捕食食虫鸟类间接获取)。




2. 哺乳动物:家畜崛起与野生种群的“世纪大置换”




大陆哺乳动物总生物量约 0.2 Gt C(占大陆动物的22.5%),但内部结构因人类活动发生“彻底翻转”:




- 家畜主导:占哺乳动物生物量的85%(0.17 Gt C),主要由牛(0.1 Gt C)、猪(0.05 Gt C)、羊(0.02 Gt C)构成;


- 野生动物衰减:仅占15%(0.03 Gt C),以啮齿类(如老鼠,占野生哺乳动物的50%)、蝙蝠(占20%)为主——二者因适应力强(杂食性、穴居)在栖息地破坏中存活;


- 驱动机制:草原开垦(全球草原面积近50年减少15%)导致野生食草动物(如羚羊、野兔)栖息地丧失;农药与工业化养殖挤压昆虫生存空间,间接影响食虫哺乳动物(如鼩鼱);人类选择性捕猎(如非洲象盗猎)加速大型野生动物衰退(WWF, 2024)。




3. 鸟类与爬行类:生态链的“精细调节者”




- 鸟类:总生物量约 0.08 Gt C(占大陆动物的9%),以麻雀、鸽子等小型鸟类为主(占70%),猛禽(隼形目)和涉禽(鹳形目/鸻形目)等高营养级类群占比不足5%。其核心作用包括:


- 控制农林害虫(食虫鸟类每年捕食约10亿吨昆虫,相当于全球杀虫剂使用量的1/3);


- 传播种子(如鸽子帮助橡树扩散,犀鸟传播热带果树种子);


- 爬行与两栖动物:总生物量约0.05 Gt C(占5.6%),以蜥蜴、蛇、青蛙为主。青蛙日均捕食200只昆虫,是农田害虫的“天然杀虫剂”;蜥蜴通过捕食小型啮齿类控制草原鼠患(Science, 2023)。




4. 其他类群:隐蔽生态位的“隐形贡献者”




- 腹足纲(蜗牛、蛞蝓):主导陆地软体动物生物量(0.03 Gt C),通过分解腐殖质维持土壤湿度(蜗牛分泌物可增加土壤有机质含量5%-8%);


- 蛛形纲(蜘蛛、蜱螨):总生物量约0.02 Gt C,蜘蛛日均捕食10-20只昆虫,是农田中“无成本”的害虫控制者(全球蜘蛛每年捕食昆虫量相当于人类年粮食产量的1%)。




三、潜在偏差与研究展望




1. 现有研究的局限性




- 地下生态忽视:土壤动物(如弹尾目、线虫)虽未单独统计,但其生物量可能超过地表昆虫(初步估算占陆地动物总生物量的10%-15%);


- 季节性波动:温带地区冬夏生物量差异可达3-5倍(如冬季昆虫进入滞育期,生物量下降80%),现行静态估值难以反映动态变化;


- 入侵物种扰动:亚洲大黄蜂入侵北美导致本土蜂类衰退(过去10年减少40%),这类非稳态因素未被长期模型纳入(PNAS, 2024)。




2. 方法论升级方向




- DNA条形码技术:通过环境DNA(eDNA)检测土壤、落叶中的隐蔽物种(如微型甲虫),提升生物量估算精度;


- LiDAR遥感监测:利用激光雷达扫描森林冠层,精确计算树栖昆虫(如蚂蚁、甲虫)的生物量;


- 跨纬度梯度样带:建立从赤道到极地的连续监测网络,分析温度、降水对动物生物量的影响(如热带昆虫生物量是北极的100倍)。




四、结论与行动呼吁:守护陆地生命的“动力引擎”




大陆动物虽仅占全球动物生物量的34.4%,却是维系地球生命支持系统的核心枢纽。面对野生动物锐减(超90%)与昆虫多样性崩塌(全球传粉昆虫减少30%)的双重危机,亟需构建“精准保护-可持续利用”的新型人兽关系:




- 基因库与就地保护:对濒危旗舰物种(如亚洲象、穿山甲)建立基因库,同时扩大自然保护区覆盖(目标:2030年陆地保护区占比达30%);


- 智慧农业减害:推广有机农业(减少农药使用)、种植蜜源植物(为传粉昆虫提供食物),降低对蜜蜂等传粉者的威胁;


- 生态补偿机制:对家畜养殖密集区征收“生态税”,用于野生种群恢复(如欧洲“草原恢复计划”已使野生食草动物生物量回升15%)。




唯有如此,方能守住陆地生态系统这座关乎人类文明存续的“生命方舟”——毕竟,没有昆虫的分解,就没有土壤的肥沃;没有鸟类的传粉,就没有丰收的粮仓;没有野生动物的存在,就没有生态平衡的未来。




数据来源:




- Bar-On, Y. M., et al. (2018). "The Biomass Distribution on Earth." PNAS, 115(25), 6506-6511.


- FAO. (2024). "Livestock Environmental Assessment and Performance Partnership (LEAP)." Rome: FAO.


- GBMN. (2025). "Global Biodiversity Monitoring Network Annual Report." Paris: UNESCO.


- IPBES. (2023). "Global Assessment Report on Pollinators, Pollination and Food Production." Bonn: IPBES.

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