全球变暖迫使物种重新组织其生态系统

生物多样性危机看起来非常不同，这取决于你如何看待它。从全球层面来看，我们正在以前所未有的速度灭绝物种。据估计，生物灭绝的速度是人类不存在时的 1,000 倍。根据联合国的数据，目前有 100 万个物种面临灭绝。

虽然灭绝是一个全球性问题，但个别生物群落——热带海洋、温带森林、北极苔原——却面临着不同的困境。正如周四发表在《科学》杂志上的一项研究报告所指出的，我们看到的不是物种总数的减少，而是当地栖息地生命的重新洗牌。“在全球范围内，我们确实正在失去许多物种，”这项研究的主要作者、德国综合生物多样性研究中心的生态学家 Shane Blowes 说。“[但]在小规模上，我们并没有看到同样普遍的物种灭绝。”相反，特定地点的物种正在发生变化——而且变化很快。

“[这项研究]证实了这种稳定的更替可以追溯到几十年前，”康涅狄格大学的生态学家罗伯特·科尔韦尔 (Robert Colwell) 表示，他没有参与这项研究。“我赞扬他们承担了一项雄心勃勃的项目……他们用一组非常混乱的数据做了出色的工作。”

这项研究的另一位作者、丹尼森大学的生态学家莎拉·苏普 (Sarah Supp) 表示，研究不同地区的科学家曾争论过，平均而言，世界各地的栖息地物种是在增加还是在减少。但要全面了解不同景观和纬度的情况非常困难。为了获得大量数据，生物学家必须请求机构和政府掌握的信息——这是一个耗时且繁琐的过程。解决方案是创建自己的开源数据库：BioTIME。利用来自 BioTIME 中 239 项独立研究的信息，他们能够绘制出全球 50,000 多个地点的物种数量及其组成随时间的变化情况。“这真的很酷，因为它使这样的研究成为可能，”苏普说。“我们希望这种资源能够不断增长。”

通过分析，生态学家发现，一个地点的生物总数（即物种丰富度）在全球范围内并没有发生太大变化。一些地点的丰富度确实有所下降，但其他地点的丰富度有所增加，平均下来物种数量基本没有变化。“当你把所有这些因素综合起来时——无论是上升还是下降——它们都会相互抵消，”Supp 说。

研究小组发现，栖息地的本土物种正在迅速被取代。随着环境的变化，新物种——外来生物或曾经占据邻近栖息地的生物——会迁入新地区。在 50,000 个地点中，平均每十年就有近三分之一的物种被替换。海洋环境中的物种更替速度更快，尤其是在海洋热带地区、西大西洋和​​澳大利亚西北部。事实上，海洋地点的最大更替率是陆地地点的两倍。

虽然这些趋势引人注目，但目前还不确定该如何解释。“总体上很难说这是好事还是坏事，”布洛斯说。“目前，我们正在记录这些变化，需要进一步研究才能理解它们。”

加州大学圣巴巴拉分校的海洋生态学家本杰明·哈尔彭 (Benjamin Halpern) 表示：“这项研究没有回答一个真正令人关注的问题，即为什么……物种丰富度基本保持不变，但物种身份却发生了很大变化。”“两个主要罪魁祸首是由于气候变化导致的物种范围扩大，以及进入新地方的入侵物种。弄清楚其中哪一个（或两者）可能导致这种模式是关键，并提出了截然不同的保护策略。”

有充分证据表明，气候变化会将物种推向新的范围，通常是向极地纬度或高海拔地区迁移。科尔韦尔补充说，其他人类活动，包括土地利用变化和向某一地区引入新的动植物，也可能是物种变化的原因。在海洋中，这种变化可能会发生得更快，因为游泳生物面临的障碍更少。如果鱼变得太热，游到新的、更冷的水域比陆地生物穿越山脉、河流和道路等障碍更容易。这可以解释为什么海洋的变化速度比陆地快，但生态学家尚未确定确切的原因。

目前，这些地图指出了科学家和保护官员可能希望特别关注的地区：那些快速变化的地区。一些不断变化的生态系统可能急需恢复以保护本地物种。同时，关注进化较慢的系统也是有益的，以保护现有的栖息地。未来，生态学家可以整合更多数据来了解这些变化发生的原因——可能的罪魁祸首包括气温升高、森林砍伐和过度捕捞。“通过绘制这些物种丰富度和成分变化的模式，”Blowes 说，“我们开始初步了解全球不同地区的情况，我们可以针对这些地区采取一些保护行动。”