使用天然户外实验室可以减少对淡水生物多样性的威胁

从密集发展的城市和几何农田到无处不在的道路、管道和电网，地球的鸟瞰图揭示了我们对景观的影响。在人口较少的地区，由冻土和岩石融化造成的前所未有的冰川融化和称为永久冻土大坍塌的深层火山口清楚地提醒人们正在进行的气候危机。

我们的整个全球生物多样性，从这些被砍伐的土地和冰川到珊瑚礁和微小的淡水贻贝，现在都处于危险之中。崩溃的淡水系统削弱了我们对极端气候事件和当地经济的抵御能力，已经影响了我们的健康和福祉，同时也破坏了水和粮食安全。

这些重要的淡水生态系统越来越多地受到人类活动(包括城市化、农业、资源开发和气候变化)的各种共同威胁或“累积效应”的影响。然而，管理这些累积影响仍然是一项挑战，因为它们对生物多样性的影响因威胁和其他生态因素的具体组合而有很大差异。

为了解决对生物多样性危机战略解决方案日益增长的需求，我们来自卡尔顿大学和加拿大野生动物保护协会的科学家团队对150多项研究进行了全球审查，以了解气候和景观压力源对淡水生物多样性的影响。逼真的户外环境。

研究现实世界对生物多样性的威胁

研究城市化、农业和气候变化等累积效应或这些人为威胁的组合如何影响受控实验室环境之外的淡水生物多样性可能既复杂又困难。

气候变化和土地利用压力源可能会根据周围环境对物种产生不同的影响。

例如，一些物种可能受益于变暖的空气和水域，而另一些物种可能对变暖有截然不同的反应，这取决于其他因素，例如人类干扰程度或入侵物种的存在。

更复杂的是，其他看似简单的压力源，如工业或道路发展，也可能难以预测。

事实上，由于食物供应增加或将掠食者排除在受影响区域之外，较少的人为干扰可能会使某些物种受益，但最终可能会随着持续的额外压力而导致衰退。

在安大略省实验湖区进行的科学实验发现了许多具有挑战性的环境问题。

为了创建有效的实地保护和管理解决方案，了解这些压力源如何影响不同生态系统的生物多样性至关重要。

把实验室带到外面

通过我们的研究，我们发现了一些来自户外实验室的科学发现示例——科学家可以在这些实验室操纵整个湖泊或创造人工溪流来模仿真实事物。

例如，在安大略省实验湖区进行的全湖实验揭示了众所周知的环境问题，从酸雨到普遍的养分径流对淡水体的影响。

在新西兰，研究人员开发了一个ExStream系统，其中包含128个微型人工流系统，这些系统可以被操纵以具有不同的条件，例如更高或更低的温度。

这个世界级的设施进行了开创性的工作，展示了个体环境压力如何结合甚至相互作用，从而对淡水生物多样性产生意想不到的影响。

走出实验室，走进现场

在户外环境中进行的研究结果可能会受到许多因素的影响，例如栖息地类型、区域气候或其他物种的存在。其中很少有可以实际控制的。

不同的地理区域，例如偏远的高纬度地区与更发达的低纬度地区，可能对生物多样性和生态因素有完全不同的主要威胁需要考虑。

这种方法类似于自然界中操纵的实验装置。在一个这样的设置中，一组科学家通过首先确定人为干扰水平相对较低的参考地点，对美国河流鱼类的累积影响进行了广泛的全国性调查。这样做是为了支持美国国家鱼类栖息地行动计划。

科学家加强战略性户外研究的另一个关键步骤是弄清楚他们想要测量(并可能控制)哪些其他环境因素。这种方法可以帮助他们了解生物多样性对不同栖息地的累积气候和土地利用压力源的反应。

这反过来又可以帮助制定更具战略性的保护战略，使整个生态系统受益。

统一的前进方向

今天，越来越多的环境管理人员和科学家在学术界或与政府或保护团体合作，正在将他们的关注点从对单个物种的单一威胁转向更广泛的生态系统层面的方法，这些方法包含累积效应，包括各种人类发展活动。

虽然制定环境政策通常包括在决策过程中考虑累积效应的新语言，但在世界上许多信息匮乏的地区，将这些举措付诸实践仍然具有挑战性。

然而，有许多监测计划可以帮助填补我们的累积效应知识空白。

在加拿大，一些大型监测计划，如阿尔伯塔省生物多样性监测计划、安大略省的大范围监测计划和NSERC加拿大湖脉搏，可以改变为战略性地研究具有不同气候和土地利用干扰水平的区域。

当我们认识到“户外实验室”数据的价值时，我们可以看到利用所有可能的此类信息来源也很重要，包括通过影响评估或土地利用规划收集的信息。

确保这些信息可广泛获取可以帮助每个人——从政府和科学家到公民——了解可以解决生物多样性危机的潜在解决方案。我们都需要抓住桨，朝着同一个方向努力，以解决我们今天面临的淡水生物多样性危机。