事件: 中大教授何芳良:勿以Nature論英雄 Species–area relationships always overestimate extinction rates from habitat loss
| 事件經過:
摘要:5月19日出版的國際學術期刊Nature中發表了中山大學生命科學學院教授何芳良發表的一篇論文。論文顛覆以往科學界對物種滅絶速率的認識,證明實際速率約為過去估算的40%。該論文也是中大師生首次在《自然》雜志主刊上發表學術論文。
何芳良生於1962年,中山大學生命科學學院教授。今年5月19日,何芳良以第一作者身份在國際知名學術期刊Nature(《自然》)上發表論文,證明物種滅絶速率被科學界嚴重高估,真實速率約為過去估算的40%,引起巨大反響。
5月19日出版的國際學術期刊Nature中發表了中山大學生命科學學院教授何芳良發表的一篇論文。論文顛覆以往科學界對物種滅絶速率的認識,證明實際速率約為過去估算的40%。該論文也是中大師生首次在《自然》雜志主刊上發表學術論文。
近日,在中山大學何芳良團隊的實驗室裏,這位近期炙手可熱的學術明星接受南都記者的采訪,在透露論文發表的幕後故事外,他也暢談對國內學術圈的看法,何芳良坦率表示:“不要以Nature、Science論英雄”,他認為國內學界應該破除對Nature、Science的迷信,“不要以為在這些期刊上發論文就一輩子進了保險箱”。
Nature背後的“火藥味”
Nature雜志上的論文發表不久,何芳良和老友斯圖亞特·皮姆(Stuart Pimm)教授在電子郵件一來一回中掐起架來。
皮姆是當今生態學界的權威,“滅絶債務”理論的提出者,但他卻是這輪學術爭論中何芳良要挑戰的對象。在回覆給何芳良的郵件中,這位老友顯然生氣了,他警告其“don't piss me off(不要惹火我)”,並告訴他“如果現在把文章撤回來,科學界會感謝你”。
何芳良在電子郵件中這樣回覆:“如果你能證明我是錯誤的,那我就立即把文章扔到垃圾桶裏去。”
實際上,何芳良挑戰的並不衹是皮姆,而是多位學界權威。
這篇新出爐的論文引發了全球數百傢媒體十多種語言的報道,也引發了一個科學倫理的問題———難道科學界一直在嚮公衆誇大數據?這項研究是否對保護生態反而起到負面作用?
在何芳良看來,這個問題的答案當然是否定。但一時之間,他也成了學界有些大腕眼中不舒服的一根“刺”。何教授的長期合作者、英國Exeter大學環境和可持續性研究所所長Kevin Gaston教授在郵件裏說:“我曾警告過,你也許會成為保護生物學界憎恨的人物”。Gaston曾經在發表之前私下看過Nature文章的手稿。
八年研究的麯折突破
這篇被其學生形容為好像是“腦袋pia地一拍就想出來了”的論文,實際上花了8年的時間來完成。
2003年,何芳良與美國生態學家史蒂芬?鬍貝爾(Stephen Hubbell,論文的第二作者)在巴拿馬的一個小島上一同做研究。何芳良嚮鬍貝爾講起他對“滅絶債務”理論的不理解。
生境喪失導致的物種滅絶是近百年來地球所面臨的災難,但物種滅絶的速度有多快?包括皮姆在內的生態學界科學家推測:每年有10-100種生物消失,在不久的未來,這一數字將提高到1000-10000種,他們宣稱第六次大滅絶已經來臨。
科學家們采用的方法就是“-面積麯綫反推法”,根據被破壞了的生境面積,通過逆嚮推導種-面積麯綫的方式計算物種滅絶速率。但這樣得出的物種滅絶速率和人們感觀所看到的卻不盡相同,“2000年到來了,但物種滅絶並沒有像傳統科學家所說的那麽快速消失”。
何芳良感覺到“種—面積麯綫”倒推法一定有問題。他發現一個被忽略了的問題:增加一個物種所需要的環境面積比滅絶一個物種所需要的面積小得多。在數學麯綫上,倒推法所劃出的麯綫與實際麯綫之間存在明顯差距。但如何證明這個想法卻是個難題,研究曾一度中斷。
2010年他歸國來到中山大學,在嶺南安靜的校園中,經過無以計數的計算,新的數學模型建立起來,研究出現了新的轉機。
何芳良用這個新的數學模型最後證明,生物滅絶的速率僅約為原來估算的40%。也就是說,如果人們估計未來生物滅絶速率為每年1000—10000種的話,那麽現在這個數字大約要除以2.5。
最擔心研究成果被誤讀
北京時間5月17日晚間11時許,《自然》雜志為何芳良召開全球記者電話視頻采訪會,公佈這一重大研究成果。
有媒體提出生態學界“滅絶門”的猜想———如果何芳良的計算方法和評估數據是正確的,難道生態學界在三四十年間有意拔高和隱瞞了物種滅絶的速率?《印度時報》就直截了當說過去過高估計物種滅絶是科學界的一個醜聞,新的研究結果將會影響到政府對生境保護諸多政策的調整。
世界媒體和公衆社會對這個工作的激烈反應遠遠超出預料,也超出了科學範圍。有支持的,也有反對的。有人甚至指控何芳良是為”紅色竜”(reddragon)服務的“共産黨科學家”(com-munistscientist),也有人指控過去過高估計物種滅絶的科學家是“生態納粹”(eco-Nazis)。何芳良則最擔心的是這個新的研究結果被有關利益團體錯誤解讀和利用,特別是保守派團體。例如,美國企業研究所認為目前世界媒體的報道還不夠激烈,其目的是衆所周知的。
何芳良回答:“爭論肯定是會有的,但科學的真正本質是追求事實和真理。我們的研究結果表明真實的物種滅絶速率沒過去報道和想象的那麽高,但我們並不否認真實存在且日趨嚴重的生境喪失對物種滅絶的危害。”何芳良強調,當前生物滅絶速度依然遠遠超過正常水平,對物種保護迫在眉睫。
何芳良說,有了正確的測算方法,纔有可能進行正確的保護行動,這纔是真正的科學方法。
■“良”言諍語
談學術圈
國外的老師有三個任務:教書、做研究、服務。但在國內高校似乎沒有這麽明確的要求。國內高校更強調研究,衹要做出研究成果,就是第一。
加拿大的科學家在申請國傢基金委的科研經費時都知道,如果用於培養學生的預算沒有達到70%以上的話,基本上是拿不到這筆經費。
談學術腐敗
中國當前的學術界參差不齊,有的很優秀,但也有的很差。差到什麽程度?我敢說有的老師不一定能看懂學生做的工作!
我們國傢學術評價體係已經改進了很多了,但還是有很多問題。要真正杜絶學術腐敗衹能從制度着手。
談發論文
我一嚮都認為,不要以Nature、Science論英雄。你要不斷有新的思想、方法、概念、結果出來,要能真正推動這個領域的進步,纔會有人承認你。
我們不要迷信Nature和Science,這兩份刊物同樣也出過垃圾文章。
■素描
想在森林裏辦公的教授
何芳良是1979年考上大學的,當時他纔17歲,是恢復高考後的第三屆大學生。何芳良告訴記者,其實他最想讀的專業是數學,卻誤打誤撞進入了南京林業大學的林業專業。
本科畢業後,何芳良進入位於瀋陽的中國科學院應用生態研究所做研究生,後來留下做研究。清貧的生活,讓他不得不考慮尋找出路。1990年,何芳良來到加拿大蒙特利爾大學攻讀生態學博士。32歲時,出於興趣,何芳良又去讀了一個數學碩士學位,隨後,任職於加拿大阿爾伯特大學。
原本以為日子就這樣安安靜靜地過下去,卻不料一個電話改變了人生方向。2009年,何芳良在海南島的山上,接到了同行好友中大生科院教授餘世孝的電話,告訴他“千人計劃”正在進行,問他要不要到中大來。“當時也沒有想很多,下山發了郵件,幾個月後說是通過審批了。”就是這樣偶然的機會,讓原先並沒有回國念頭的他一步步走進了中大校園。
“人生道路就是這樣,不知不覺就走到了這一步。”何芳良感慨。不過,來到中大被他認為是人生很正確的一次選擇,正是這裏寬鬆的學術氛圍、還有同事間的相互支持,使他能心無雜念做自己的研究。
人到中年的何教授在實驗室裏喜歡着一雙涼鞋,短褲、T恤,一副居傢打扮。他的辦公區域還放着一張懶人躺椅。想問題纍了,他喜歡蜷在躺椅上小憩。
熟悉何芳良的人知道,他去到任何地方都不喜歡有人接機。因為按照他的理論,接機意味着消耗雙程的汽油、雙倍的工人勞務費,還有雙倍二氧化碳的排放量。“我自己打個的回去不是環保更便捷嗎?”但這個脾氣也曾給他帶來不小麻煩,他第一次到中大時就走錯了地———他堅持自己打的到學校,最後卻發現走錯了校區,這讓接待的工作人員也哭笑不得。
這個愛較真的生態學學者坦承,自己其實就是這麽一個很簡單的人。不喜歡城市的喧囂,來廣州一年上街纔兩次。最喜歡下雨天,最愛長跑(每周雷打不動10公裏),最愛呆的地方是森林。很多學生詬病交通不便的大學城,在這位學者眼中卻是神仙勝地。不過他說,等中山大學在封開縣的黑石頂自然保護區設施搞好後,他希望能搬到森林裏辦公。
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摘要: 地球物種的滅絶速率或許沒有想象的那樣快!中山大學生命科學院的何芳良教授在最新的研究中證實人們對物種滅絶的速率存在高估,實際速率衹有現有研究結果的40%左右。相關研究論文發表在今天出版的國際頂尖的《自然》(Nature)雜志上。該論文也是中山大學歷史上首次在Nature雜志主刊上發表的學術論文。
生物通報道 地球物種的滅絶速率或許沒有想象的那樣快!中山大學生命科學院的何芳良教授在最新的研究中證實人們對物種滅絶的速率存在高估,實際速率衹有現有研究結果的40%左右。相關研究論文“-面積麯綫總是過高估計由生境喪失導致的物種滅絶速率”( Species–area relationships always overestimate extinction rates from habitat loss)發表在今天出版的國際頂尖的《自然》(Nature)雜志上。該論文也是中山大學歷史上首次在Nature雜志主刊上發表的學術論文。
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地球上的生物多樣性正遭受嚴重威脅,“物種滅絶”成為流行的社會話題。然而由於缺少直接測量物種滅絶速率的方法和可靠的評估數據,估計物種滅絶速率是當前一個重大科學問題。一直以來科學家們及自然資源保護學家們均采用一種稱為“-面積麯綫”的間接推算方法。這種方法最早被用於計算指定區域內的物種數量,進而推算出隨着環境面積擴大物種的生長情況。後來科學家們轉而利用這種方法基於受破壞的生態環境面積,逆嚮推導計算物種滅絶的速率。
上世紀七八十年代,很多著名科學家都對物種滅絶速率進行估計,有人提出每小時就有一個物種滅絶,還有人說,到2000年,全世界的物種將有一半滅絶。
“但後來,科學家們逐漸感覺到這種計算方法得出的結果似乎偏高了,但誰也不知道怎麽解釋,”何芳良教授說:“我們的研究表明‘-面積麯綫’使用倒推法存在根本的錯誤,它忽略了一個嚴重的問題:增加一個物種所需的環境面積比滅絶一個物種所需要的面積小得多。在數學麯綫上,倒推法所劃出的缺陷與實際麯綫之間存在明顯差距。”
為瞭解釋用“-面積麯綫”方法得出的高的滅絶速率,有人曾提出“滅絶債務”的概念。這個概念的意思是說,被破壞過的物種,儘管尚未滅絶,但已是“行屍走肉”,註定要滅絶,衹是時間早晚的問題。在新研究中,何芳良教授及其加州大學的Stephen P. Hubbell教授致力證明了種-面積麯綫反推法和“滅絶債務”毫無關係,不能對種-面積反推法做出修正。
在論文中,他們通過嚴謹的數學模型證明種-面積麯綫反推法過高估計物種滅絶速率達160%,即真實的滅絶速率大約應該是過去所發表的滅絶速率除以2.5。何芳良強調“這還是一個粗糙的標準”。
“人類經歷過5次大的物種滅絶,原因各種各樣,有火山爆發、地殼造山運動、小行星撞擊等,著名的恐竜滅絶就是其中一次。而現在人類正處於第六次物種滅絶時期。儘管我們的研究表明真實的滅絶速率比原來估計的要低,但這並不能減輕真實存在且日趨嚴重的生境喪失對物種滅絶的危害,解决環境惡化造成的物種滅絶仍是燃眉之急”何芳良說。
北京時間17日晚間11時許,《自然》雜志為何芳良教授召開全球記者電話采訪會,公佈這一重大研究成果。全球記者采訪會議是《自然》雜志為有重大、突破性研究成果的專傢所舉行的,來自美聯社、路透社、彭博社等20多傢國際媒體的記者關註本次采訪會。
(生物通:何嬙)
作者簡介:
何芳良
學歷背景
1979-1983: 南京林業大學學士學位
1985-1988: 中國科學院瀋陽應用生態所生態學碩士學位
1990-1994: 加拿大蒙特利爾大學生態學博士學位
2000-2005: 加拿大維多利亞大學數學與統計學碩士學位
學術簡介
教授,博士生導師,中組部“千人計劃”。何芳良教授運用多學科研究方法和手段,包括生態學方法、野外實驗、空間統計、數學和計算機模擬,研究生物多樣性分佈格局、維持機製以及保護對策。
學術成就
迄今已在nature、Science及生態學領域內幾乎全部國際權威學術雜志等發表論文70餘篇。擔任了多個刊物的編委,包括 Ecology、Ecological Monographs、Ecology Letters、Journal of Applied Ecology、Proceedings of the Royal Society B (Biological Sciences)。
Extinction from habitat loss is the signature conservation problem of the twenty-first century1. Despite its importance, estimating extinction rates is still highly uncertain because no proven direct methods or reliable data exist for verifying extinctions. The most widely used indirect method is to estimate extinction rates by reversing the species–area accumulation curve, extrapolating backwards to smaller areas to calculate expected species loss. Estimates of extinction rates based on this method are almost always much higher than those actually observed2, 3, 4, 5. This discrepancy gave rise to the concept of an ‘extinction debt’, referring to species ‘committed to extinction’ owing to habitat loss and reduced population size but not yet extinct during a non-equilibrium period6, 7. Here we show that the extinction debt as currently defined is largely a sampling artefact due to an unrecognized difference between the underlying sampling problems when constructing a species–area relationship (SAR) and when extrapolating species extinction from habitat loss. The key mathematical result is that the area required to remove the last individual of a species (extinction) is larger, almost always much larger, than the sample area needed to encounter the first individual of a species, irrespective of species distribution and spatial scale. We illustrate these results with data from a global network of large, mapped forest plots and ranges of passerine bird species in the continental USA; and we show that overestimation can be greater than 160%. Although we conclude that extinctions caused by habitat loss require greater loss of habitat than previously thought, our results must not lead to complacency about extinction due to habitat loss, which is a real and growing threat.
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