必威体育

气候变化是21世纪最严峻的全球性挑战之一，其影响已渗透到生态系统、生物多样性和社会经济等各个层面。随着全球变暖加剧、极端天气事件增多，生物多样性正遭受前所未有的压力。全球温度上升、海平面变化、降水格局改变以及气候极端事件频发等因素交织作用，严重威胁着生态系统的稳定性和物种存续。

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。

2012年发表于《Ecology Letters》的这篇高被引综述（引用超4000次）对此进行了全面梳理。该研究首先系统分析了气候变化在个体、种群、物种、群落、生态系统及生物群落等不同层级的影响机制，指出物种可通过时间（物候变化）、空间（分布区迁移）和自身（生理适应）这三条非互斥的途径响应气候变化。接着，文章评述了预测全球和区域尺度生物多样性变化的常用方法及其局限性，并对现有研究成果进行了整合。最后，作者明确了该领域在理论和应用层面亟待突破的关键问题。

气候变化对生物多样性的影响

气候变化对生物多样性具有多层次的影响，从个体、种群到整个生态系统都可能受到显著冲击。在个体层面，气候变暖可能导致生物适合度降低；在种群层面，可能引发遗传多样性减少；在物种层面，可能改变种间关系（如传粉、寄生等生态互动）；在群落和生态系统层面，则可能引发植被类型更替或关键生境退化。例如，模型预测显示，持续的气候变化可能使亚马逊雨林逐渐转变为热带稀树草原生态系统，而海洋酸化则可能造成全球热带珊瑚礁的大规模衰退。这些变化将重塑全球生物多样性格局。

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

气候变化促使物种通过多种适应性策略来维持生存，主要包括表型可塑性和演化适应两种机制。其中，表型可塑性往往能实现快速响应，例如观测到的鸟类繁殖时间提前、啮齿动物冬眠周期缩短等对温度升高的即时调整。具体而言，物种的适应途径可归纳为三大维度：（1）空间维度——通过迁移或扩散追踪原有气候适宜区；（2）时间维度——调整生命周期关键事件（如植物开花期提前、候鸟迁徙时间改变）；（3）自身调节维度——通过生理代谢改变或行为调整（如活动节律变化）来适应新环境条件。这些策略并非相互排斥，物种可能同时采用多种方式应对气候压力。

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

尽管当前对气候变化影响生物多样性的认知仍存在局限，但已有证据表明，大量物种正面临严峻的生存危机。在量化预测方面，生态建模（如物种分布模型和动态植被模型）仍是主流工具，但其预测结果存在显著不确定性——例如模型估算显示，到本世纪中叶可能有15%-37%的物种消失，而西半球陆地鸟类到2100年的灭绝风险可能高达30%。这一领域的研究亟待突破以下关键瓶颈：（1）拓展研究对象的 taxonomic 和 geographic 覆盖范围；（2）改进模型算法以克服现有局限性（如忽略物种交互作用）；（3）整合多重胁迫因子（如生境破碎化与气候变化的协同效应）；（4）通过观测数据验证模型准确性；（5）量化并降低预测中的不确定性。这些挑战的解决将推动气候变化生态学从初级阶段向更精准的预测阶段发展。

图3. 预测的生物多样性丧失情况

图4. 问题与挑战

撰稿 / 郭佳

图片 /论文