长期以来，生态学政策讨论中潜藏着一个令人安心的假设：生态系统拥有充足的“备份”，物种之间可以相互替代，偶尔失去几个物种并不会带来实质影响。然而，由伦敦国王学院与帝国理工学院领衔、联合英国自然历史博物馆和艾伦·图灵研究所完成的一项迄今最大规模的全球分析，正在动摇这一假设的根基。研究团队整合了423项已发表研究、共计222,829个数据点，覆盖陆地、淡水、海洋与河口生态系统，构建出规模超过此前最大同类数据库两倍以上的数据集，相关成果发表于《自然·生态与进化》。
效益随多样性持续攀升，冗余假说遭遇挑战
研究系统考察了23类生态系统服务与功能，包括授粉、清洁水源、碳储存和天然害虫控制等。核心发现是：在大多数类别中，生态效益随生物多样性上升而持续增加，并未在少数物种存在后趋于饱和。这一模式直接质疑了“功能冗余”概念的适用范围——该概念认为不同物种承担相似功能，可在某一物种消失时相互补偿；若冗余广泛存在，新增物种对特定服务的边际贡献终将趋近于零。但数据显示，更高的多样性通常仍在持续带来效益。
研究第一作者、伦敦国王学院地理学讲师Emma Moffett博士直言：“我们的发现挑战了一个令人安心的假设——生态系统拥有大量备份，这里或那里失去一个物种不会有多大改变。在我们考察的多数生态效益中，数据并不支持这一点。生态效益随多样性上升而攀升，这也意味着随着物种丧失，效益正在下降。”
研究同时发现了例外：海岸洪水防护、侵蚀防护等灾害调节功能对生物多样性的整体敏感性较低。这类功能往往高度依赖少数基础物种，例如根系能稳固沙丘的灌木。这提示保护策略需双管齐下：既维护整体生物多样性以支撑多种效益，也重点保护那些不可替代的基础物种。
海洋碳封存敏感性最高，却证据最匮乏
在所有被测服务中，生物多样性与海洋碳封存的关系最为显著——即大气二氧化碳被捕获并储存于海水与沉积物中的过程。海洋生物通过从表层浮游植物到参与碳向深水转移的微生物食物网，推动碳在海洋中的迁移，这表明物种丧失可能对海洋的气候保护贡献产生尤为重要的后果，也凸显了红树林、盐沼等蓝碳生态系统所在生物群落多样性的价值。
然而，这一引人注目的结果仅源自少量数据集。研究团队将此证据短缺列为亟待填补的研究空白，认为该发现需进一步验证。Moffett博士形容：“海洋的结果让我们停住了脚步。海洋碳捕获对生物多样性的响应强于我们测量的任何其他项目，而这却是我们发现的被研究最少的领域之一。如果世界指望蓝碳来应对气候变化，海洋生物绝不能成为事后考虑。”
连接IPCC情景：害虫控制服务将加速流失
团队进一步将数据库与政府间气候变化专门委员会采用的社会经济情景下的生物多样性预测相连接，重点评估了农田天然害虫控制——由天敌为农民免费提供的服务。模型预测，与对化石燃料依赖较低的路径相比，化石燃料驱动的发展路径下这一保护作用将减弱，而人口快速增长、发展水平较低的国家将面临最严重的损失。
帝国理工学院生命科学系进化生态学副教授Will Pearse表示：“我们早已知道生物多样性通过提供食物、清洁水源、清洁空气和众多其他生态系统服务支撑着人类。但这个模型给了我们一幅精确的全球图景：我们现在可以预测任何地方生物多样性所提供的效益，从而更容易识别并利用这些效益。”研究团队已将全部23类别的数据库与预测结果公开，以支持政策制定与规划。
DOI: 10.1038/s41559-026-03200-4