Ecology Letters | 气候变化对未来生物多样性的影响

生态学文献分享 · 公众号 · · 2024-07-05 11:00

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1461-0248.2011.01736.x

气候变化是 21 世纪最紧迫的全球性问题之一，其影响范围广泛且深远，涉及生态系统、生物多样性、社会经济等多个领域。近年来，随着全球温度的不断升高，极端天气事件的频发，生物多样性面临着前所未有的威胁。全球变暖、海平面上升、降水模式改变和气候极端事件增加等因素共同作用，对生态系统的稳定性和物种的生存构成了重大挑战。

近年来，许多研究致力于探讨气候变化对生物多样性未来的影响。但是方法的不同与结果的变异使得人们难以气候变化背景下的生物多样性获得足够清晰的认知。为此，亟需对已有研究进行综述，以提升人类的认知。

本期推荐的综述文章于 2012 年发表在 Ecology Letters 上，迄今已被引用 4000 余次。该综述首先探讨了气候变化可能在个体、种群、物种、群落、生态系统和生物群落等不同层面产生的不同影响，展示了物种可以通过时间（如物候）、空间（如范围）和自身（如生理）的非排他性轴线来应对气候变化的挑战。随后，该综述介绍了估算未来全球和亚大陆尺度生物多样性的常用方法的主要特性和局限性，并综合了它们的结果。最后，综述强调了未来研究在理论和应用领域面临的几项挑战。

气候变化对生物多样性的影响

气候变化会影响生物多样性从个体到生物群落的各个层次。这些影响包括适合度的下降，进而对个体、种群、物种、生态网络和生态系统产生影响。

例如，气候变化可能导致遗传多样性下降、物种相互关系改变（如授粉者与寄生者之间的关系）、植被群落变化等。根据已有研究的预测，亚马逊雨林可能被热带稀树草原取代，海洋酸化则可能导致热带珊瑚礁的广泛退化。

图 1. 气候变化及其对不同层次生物多样性影响的总结。

生物多样性对气候变化的响应

物种可能通过表型可塑性或演化响应对气候变化做出反应性。通常而言，表型可塑性是非常迅速的，例如鸟类和土拨鼠已经展示出对温度变化的快速适应。物种还可以通过空间、时间和自身三条轴线做出反应。例如，物种可以通过扩散移动来追踪适宜的气候条件，也可以通过改变物候事件（如开花和迁徙）来应对变化，还可以通过生理或行为上的调整来适应新的气候条件。

图 2. 生物响应气候变化的 3 个维度。

未来全球生物多样性的评估

当前对全球气候变化对生物多样性影响的理解尚不充分，但已有研究表明，许多物种可能面临严重的灭绝风险。如何定量预测生物多样性的变化是极具挑战性的。目前最常用工的仍然是生态建模的方法。常见的预测方法包括物种分布模型和动态植被模型等。一些估算结果显示，到 2050 年， 15-37% 的物种可能灭绝。鸟类特别容易受到气候变化的影响，预计到 2100 年，西半球 30% 的陆地鸟类可能灭绝。

综合而言，尽管在各个方面的进展非常迅速，气候变化生态学仍处于初期阶段，如果要预测未来的趋势仍需关注以下几个关键问题：研究更广泛的生物多样性；应对现有模型的局限性；考虑协同灭绝和其他驱动因素；将模型预测与观测数据进行比较以验证模型；应对不确定性。

Ecology Letters | 气候变化对未来生物多样性的影响

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