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  随着全球气候逐渐变暖,生物物种的地理分布预计会发生变化,会逐渐偏离赤道地区或转向更高海拔地区。

  以往科学家们记载了很多动植物种群的迁移情况,但其他物种的活动范围却并未发生变化。由于在相同的气候变暖程度下,各物种的反应千差万别,因此对于生态学家来说,预测未来气候变化的生物学影响以及针对这些影响制定相应的适应计划难度越来越大。

  在近期《自然》发布的一项研究中,美国怀俄明大学生态学家丹尼尔·道克和杜克大学生态学家威廉·莫瑞斯介绍了他们关于北极和阿尔卑斯地区植物的长期研究。其结果显示了一些物种在气候变化背景下生长区域缓慢迁移的原因,并对随着气温持续升高,发生突然迁移的可能性进行了解释。

  为该研究提供资金支持的美国国家科学基金会环境生物处的项目负责人赛纶·托姆布雷表示:“这项研究阐述了开展长期研究应对人类面临的最为迫切的生态变化的必要性。如果不采用研究中涉及的时间和空间尺度,我们就不可能了解各种生物体对气候变化的复杂的反应方式。”

  莫瑞斯和道克选定的植物范围涵盖了从科罗拉多和新墨西哥州高山地区到阿拉斯加最北部的北冰洋海岸沿线生长的物种。道克表示,上述区域的许多动植物栖息地都承受了气候变化的深刻影响,这种状况符合他们的研究需要,尤其是在该区域的南部边界,一些植物种群很可能会消失殆尽。然而,在过去6年中,通过对上万种植物单体植株生长和存活情况进行研究,科研人员却发现了植物对气候变化的反应模式更为复杂。例如在研究区域的南部边界,这些植物确实体现了温暖环境对其产生的负面影响,即存活率降低。“但是在大多数年份里,这些影响由于南部这些植物能更快地生长而被抵消,从而使它们在稳定性方面显得与北部的植物并无明显差别。”道克说。

  通过观察各单体植株在过热与过冷年份中的实际情况,研究人员发现,稍冷和稍暖年份(通过更快的生长速度来平衡偏低的存活率)中的补偿效果在不断升温条件下将不可持续。相反,所有研究站点的植物在温度最高的年份中存活率和生长速度都下降了。道克表示:“不达到这个气候临界点时,在许多有机体身上几乎看不到变暖所带来的影响。但若超过了这一临界点,它们反抗变暖影响而得到的那种平衡就将被打破,随之便会导致生物种群的迅速消亡。”

  虽然不同物种的这种临界点各有所异,但各自然种群对气候渐变的反应未必都能做到相应地循序渐进。道克表示:“我们不应因为生态系统对过去气候变暖反应不明显就认为未来不会有影响或影响很小。研究人员也正致力于开发能够更好地理解并预测气候对物种影响的方法,使之对所有种群都产生效果。这一方法的核心在于认识开展长期研究的必要性,使人类能够观测并使用出现极端气候现象的少数年份的数据,从而预见未来平均气候状况带来的影响。”

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