Trends in Ecology & Evolution编辑推荐的2023年度综述
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交叉学科
Interdisciplinary
回顾过去一年Cell Press细胞出版社旗下期刊Trends in Ecology & Evolution发表的论文，我发现有几个主题非常突出。在此，我们精选了部分论文，呈现其中一些主题以及2023年的其他亮点。和往常一样，大部分论文都聚焦于人类活动引起的威胁（Anthropogenic threats），如气候变化、物种入侵、土地利用变化、污染等。一些论文强调了跨学科视角，特别是社会科学视角，对于解决全球问题的重要性。此外，我们还发现，有必要更好地了解各种物种在碳循环中的作用，特别是海洋物种。2023年论文的一个突出主题是利用新方法、新数据和新技术，来促进我们对物种分布和动物行为的理解。剧透一下，2024 年这个主题将会更加突出！2023年四月，我们与iScience的同事合作出版了“动物保护与行为”特刊，特邀编辑Ulrike Candolin和Robert Fletcher付出了辛勤劳动，在此表示诚挚感谢。此外，我们还要感谢所有审稿人，抽出宝贵时间，提出了建设性的建议和见解；感谢作者们提供了如此有趣的内容；感谢所有的读者！对我个人来说，“地方与土著生态知识（Local & Indigenous Ecological Knowledge）”系列论文是一大亮点，我要特别感谢所有为该系列做出贡献的人，也希望未来能有更多这方面的论文出版。
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利用空气中的eDNA 革新陆地生物多样性调查
研究表明，陆生动物、植物、真菌和细菌会在空气中留下 DNA 痕迹。来自哥本哈根大学的Kristine Bohmann团队发表文章，回顾相关研究并指出，对生物气溶胶进行测序，可能是即时调查陆地生物多样性和各种生命形式的有力工具，但同时也必须小心控制潜在污染。
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传统生态知识难题
生态学家越来越重视传统生态知识（traditional ecological knowledge），因为这有助于指导生态系统管理。但有些传统生态知识之所以得到保留，有时并不是因为其对环境的积极价值，而是因为贫困和别无选择。来自德国吕讷堡大学的Joern Fischer团队发表文章，对这一难题进行了讨论，并为未来研究提出了一些研究假设。
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鲸鱼与碳循环：恢复鲸鱼物种能清除二氧化碳吗？
巨鲸（须鲸和抹香鲸）体型庞大、分布广泛，因此会影响生态系统和碳动态。鲸鱼直接将碳以生物质的形式储存在体内，并在死后沉入海底促进碳输出。鲸的排泄物可能会刺激浮游植物生长并捕获大气中的二氧化碳；这些间接途径展示了鲸鱼最强大的碳封存潜力，但我们对此所知甚少。来自阿拉斯加大学东南分校的Heidi C. Pearson团队发表观点文章，量化了鲸鱼的碳价值，指出了保护鲸鱼的众多生态系统、文化和道德原因。此外，研究人员还针对鲸鱼数量会随着时间推移而变化这一点，提出了一个鲸鱼碳经济价值量化框架；并指出了有待解决的关键问题（如浮游植物对鲸鱼衍生营养物质的生物利用率、鲸鱼碳贡献的物种和区域差异），为未来研究指明了方向。
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动物行为对生态系统服务的重要性
动物行为在提供生态系统服务方面起着至关重要的作用，但动物行为研究和生态系统服务研究却鲜有交集。来自美国缅因大学和意大利的里雅斯特大学的Alessio Mortelliti发表文章并指出，应优先研究以行为为媒介的生态系统服务，重点关注使这些关键行为得以持续并适应全球变化的条件。
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人类世的日常活动时间窗
由于人类活动的干扰，动物正面临着新的“时间景观”（timescape），束缚动物日常活动模式的刺激与历史条件出现差异。但新的活动时间窗（activity timing）对生态的影响（如生理机能改变、物种间相互作用等）却几乎无人知晓。来自威斯康星大学麦迪逊分校的Benjamin Zuckerberg团队发表观点文章，回顾了 1328 项研究，发现关注人类因素对活动时间窗影响的研究相对较少，并提出三个假设以促进未来研究：1）活动时间窗错配决定了生态效应；2）时景改变（timescape modification）的时间节点和持续时间影响了效应；3）由于压缩时景的因素存在大范围差异，活动时间窗改变的后果在生物地理层面存在差异。采样技术的不断发展有望促进学界对活动时间窗改变后果的研究，并在生物多样性保护方面带来新的应用。
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光污染对迁徙动物行为的影响
光污染对全球范围内的生物多样性构成威胁，特别是迁徙生物（migratory organisms），其中一些的迁徙距离跨越了半个地球。过去几十年里，光污染研究有了很大进展，但我们对迁徙生物相关研究的回顾表明，我们现有的认知仍不全面，特别是对迁徙鸟类以外的其他迁徙生物。跨越空间尺度的研究揭示了人造光（artificial light）对迁徙物种的多方面影响，从局部和区域再到宏观尺度上的影响。这些威胁并不局限于夜间活动的物种，而是具备更为广泛的影响。来自美国科罗拉多州立大学的Carolyn S. Burt团队发表综述论文并指出，测量光污染及其影响的新工具，以及生态预测技术，为生态保护提供了新的途径，包括跨学科方法。
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我们需要讨论非概率样本
在大多数情况下，如果无法进行全面普查，那么要想确保对总体数量做出无偏推断，概率抽样是唯一的方法。但随着我们进入“大数据”时代，抽样机制不明的非概率样本（nonprobability samples）正在复兴。来自英国生态与水文中心的Robin J. Boyd团队发表观点文章，阐释了为何使用非概率样本会得出错误结论，以及为何看似庞大的非概率样本，（实际上）样本量可能非常小。此外，研究人员还回顾了近来有关利用非概率样本监测生物多样性的一些争议。但尽管存在这些问题，研究人员认为，非概率样本是有用的，前提是对其局限性进行评估和明确传达，并在可能的情况下减少局限性。在这些方面，生态学家可以从其他学科学到很多东西。
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生态胁迫因子的好处
生态胁迫因子（ecological stressors）被认为会对生物系统产生负面影响；但对胁迫因子的反应可能很复杂，取决于生态功能以及胁迫因子的数量和持续时间。越来越多的证据表明，胁迫因子也有潜在的益处。来自北京大学城市与环境学院的王少鹏团队发表综述论文，通过阐明三类机制：跷板效应（seesaw effects）、交叉耐受（cross-tolerance）和记忆效应（memory effects），建立了一个综合框架，以阐明胁迫因子的益处。这些机制跨越了不同组织层次（如个体、种群、群落），且可扩展到进化环境中。开发拓展方法，将胁迫因子在不同生态学层次的益处联系起来，这仍然是后续研究需要解决的问题。该框架提供了一个新颖的平台，有助于预测全球环境变化后果，并为生态保护和恢复实践管理策略提供参考。
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土著知识拯救澳大利亚标志性物种
当乡村成为一个物种最后的立足之地时，在对具有重大文化意义的物种进行合作管理的过程中，鼓励支持由当地土著主导的行动是物种存续的关键。来自墨尔本大学的Teagan Goolmeer团队发表文章，研究了澳大利亚土著居民如何利用土著知识拯救兔耳袋狸（Greater bilby），无论是澳大利亚土著还是非土著居民，都非常珍视该物种。
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揭秘应用于生命科学的全球气候模型
政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change）在每个评估周期都会请生命科学研究人员提供证据，以帮助决策者规划不断变化的未来。这项研究越来越依赖气候模型输出的高技术含量复杂结果。如果不是研究气候模型的人，可能无法充分认识到这些数据的优缺点；而在不知情的情况下使用原始或预处理气候数据，可能会导致做出过分自信或错误的结论。来自澳大利亚阳光海岸大学和南非纳尔逊·曼德拉大学的David S. Schoeman团队发表综述论文，对气候模型输出的结果做了通俗易懂的介绍，希望能帮助整个生命科学界，更好地在这个不断变化的世界中解决与人类和自然系统相关的问题。
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动物互联网：是什么？有什么用？
过去十年，生态学最重要的趋势之一就是创建标准化数据库。近来，这还包括实时数据、不同数据库之间的正式链接以及自动分析，我们将这种协同作用称为动物互联网（Internet of Animals, IoA）。早期的IoA系统将动物位置与遥感数据联系起来，预测物种分布、探测疾病爆发，并利用实时数据为濒危物种管理提供信息。但要想发挥IoA概念的未来潜力，就必须解决分类、数据安全和数据共享等难题。通过连接数据集、整合实时数据和自动化工作流程，IoA 有望助力科研发现和预测，使人类社会和动物保护事业从中获益。
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数字孪生：生态学动态模型数据融合
作为监测、了解系统与流程的新工具，数字孪生（digital twins）正在公共和私营部门蓬勃发展。数字孪生是生态学数字化转型的一部分，有可能会改变生态学现状。但我们必须管理好对 数字孪生的期望，避免错误发展。来自挪威奥斯陆大学的Dag Endresen团队发表观点文章并强调，数字孪生不仅仅是包含大数据和机器学习的万物大模型，相反，数字孪生的优势在于将数据、模型和领域知识相结合，并不断向现实世界靠近。Dag Endresen团队建议，研究人员和其他利益相关者在开发数字孪生时谨慎行事，同时牢记，生态学计算建模所具备的许多优势，数字孪生也有，而生态学计算建模存在的许多问题，数字孪生也不能免俗。
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浮游真菌对生态学的作用被严重低估了
大多数海洋生态学和生物地球化学研究侧重于海洋细菌、古菌和原生生物，而浮游真菌（pelagic fungi，又称“真菌浮游生物”，mycoplankton）历来不受重视，学界认为浮游真菌只与底栖固体基质（benthic solid substrate）有关。但最近的研究发现，浮游真菌在各大洋盆地水体中无处不在，并在有机物降解和营养物质循环中发挥着积极作用。来自维也纳大学的Eva Breyer和Federico Baltar发表综述论文，回顾了有关浮游真菌的现有生态学认知，并指出了研究空白和挑战。这些发现表明，我们应当重视浮游真菌，这个被忽视的王国为海洋生态和有机物循环做出了重要贡献。
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导致人们不遵守生态保护规则的情景社会影响
众所周知，我们做出的决定会受到他人行为的强烈影响。有些研究测试了社会影响如何导致个人在决策过程中不遵守生态保护规则，但却很少受到关注。来自德国莱布尼茨淡水生态学与内陆渔业研究所的William N.S. Arlidge团队发表观点文章，综合了个人与群体规则遵守和破坏行为的相关研究，并采用情景方法（situational approach）来研究可能导致不遵守规则决策的社会动态和随之而来的社会认同变化。研究人员重点研究了“共同在场（copresent）”（即同一时空）或基于轨迹（即同一空间的行为轨迹）的情景社会影响（situational social influence）传染，并提出了方法，以测试情景社会影响如何导致某些不遵守生态保护规则的行为。
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除草剂对生态系统的影响：微生物组的作用
全球范围内的非目标生物都存在除草剂暴露。虽然一开始人们认为许多除草剂，例如草甘膦，是安全的，但越来越多的证据表明，除草剂通过改变微生物群落对生态系统功能产生了深刻的影响。来自芬兰图尔库大学的Suvi Ruuskanen团队发表观点文章，提出了一个全面的框架，用以阐明除草剂残留如何通过改变微生物组来调节生态系统层面的结局。土壤微生物群的变化可能会影响关键的营养循环和植物-土壤过程。除草剂改变的微生物组会影响植物和动物的表现，并能影响营养相互作用，比如食草动物和授粉。这些变化可能会影响生态系统，甚至是微生物和宿主的进化结局。应对农业化学品对生态系统功能和服务造成的威胁，需要在全面理解微生物介导风险的基础上，开发工具和解决方案。
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超越生态学范畴：生态系统恢复是一个社会生态变革过程
生态系统恢复通常侧重于生态目标。但尽管生态目标对于调动政治、社会和金融资本至关重要，它们并不能概括以下方面的需求：整合社会、经济和生态层面以及系统方法；协调全球目标和地方目标；以及衡量多重协同目标的进展速度。来自澳大利亚昆士兰大学的Anazélia M. Tedesco团队发表观点文章并指出，最好将生态恢复视为一个包容性的社会生态过程（social-ecological process），整合不同时空尺度和利益相关者群体的价值观、实践、知识和生态恢复目标。进一步采用基于过程的方法，将最终带来更大范围的社会生态转变、更高的恢复效率，并穿越时间和空间阻隔，为人类和自然带来更长久的益处。
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