支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
關於楓樹向北遷移和蝴蝶遠距離飛舞的報道已經大量湧現，氣候科學家預測，隨著氣溫變化的加劇，更多的物種將需要要麼逃離危險，要麼寄希望於減少排放，這將有助於地球躲避氣候的子彈。
地球上大部分生命形式都為特定的生態系統及其相關的氣候進行了微調。將一隻樹蛙放到它不適應的惡劣棲息地中，它將無法茁壯成長——甚至無法生存。現在，隨著區域氣候因全球變暖而發生變化，尚不清楚生物需要移動多遠——以及多快——才能跟上移動的氣候。週三在自然雜誌上線上發表的一項新研究旨在透過揭示全球氣候變化的各種速度來描繪更清晰的圖景（大眾科學是自然出版集團的一部分）。
“很多人談論氣候變化的速度——但你必須走多遠才能到達新的氣候？”研究負責人，加利福尼亞州斯坦福市卡內基研究所的博士後研究員斯科特·洛阿里問道。
研究發現，平均而言，根據年平均氣溫變化模型，當地氣候每年將移動約 0.42 公里（或四分之一英里）。世界上 28.8% 的生物群落（或生態系統，具有相似氣候條件的地區）正面臨著每年超過 1 公里的變化速度。“我們想引起人們注意的是這些事情發生的速度，”洛阿里在談到這項研究時說，該研究分析了全球範圍內以單公里解析度計算的氣候變化速度。
儘管對於像鳥類這樣可以相對精確地選擇環境的移動動物來說，這些變化可能聽起來微不足道，但對於非常小的、非常大的和非常紮根的生物來說，這樣的速度可能是無法實現的。“植物在當地氣候快速變化的情況下可能特別脆弱，”羅德島州普羅維登斯市布朗大學生態學和進化生物學助理教授多夫·薩克斯說。即使是像蝴蝶這樣更容易移動的物種，也可能依賴於特定的植物或其他生物群落系統成員，這些成員跟隨溫度變化的速度較慢。薩克斯解釋說，如果一個物種可以移動到更舒適的氣候，“那裡需要有合適的生態系統”才能讓它們茁壯成長。
計算氣候變化是一項棘手的工作，而且溫度絕不是全部。洛阿里和他的團隊選擇溫度作為關鍵指標，他說，因為生物“沐浴在溫度中”。他的團隊還使用預測的降水變化運行了模型，並得出了類似的結論，儘管溼度水平可能會引發物種間更細緻的反應。沒有參與這項研究的薩克斯指出，預測物種將如何應對這些變化可能更加困難。“我們正處於弄清這些事情的非常早期的階段，”他說。
地球地形是這項分析中更可量化的方面之一，結果證明它在決定這些變化的速度方面起著重要作用。“地形的細微差異可能會產生重大影響，”洛阿里說，他指出，一個物種的成敗可能取決於“北坡和南坡之間的差異”。
關於山區植物和動物的擔憂已經很多，它們只能爬到一定高度來追逐涼爽的氣候，然後就會耗盡實際空間。相比之下，這項研究引起了人們對平原地區高變化速度的關注。亞馬遜盆地或撒哈拉沙漠等開闊地帶的氣溫和其他氣候變化將覆蓋比陡峭山峰更廣闊的土地，這意味著“需要大的地理位移才能明顯改變溫度”，研究人員寫道。因此，平原物種將不得不比山區物種移動得更遠，才能維持其目前的溫度條件——而且它們熟悉的生物群落的其他部分更有可能不會跟隨。
相比之下，在山區，每上升或下降一公里，氣候可能會發生很大變化。因此，即使是一些植物物種，如果它們現在生活在正確的位置，也可能能夠在不久的將來跟上快速的氣候變化。洛阿里指出山脈對於緩解氣候變化影響的重要性，並斷言它們“可能為拯救受威脅物種提供真正的機會”。
當然，即使在氣候變化速度高的地區，每個當地生物也都有其特定的耐受條件範圍。“有些人會在他們所在的地方過得很好，”薩克斯說。但他指出，另一些人“將需要更密切地跟蹤他們的氣候”，隨著變化的發生而移動。
然而，快速的氣候變化並非新鮮事。就在最近的冰川期，當地氣候和整個生物群落都發生了巨大變化——而且在短時間內，迫使許多物種遷移、適應或滅絕。但儘管早期的花粉分析將一些樹種的移動（即透過種子傳播的平均推進）定為上一次冰河時代後每年約一公里，但基因研究已將這一估計值降低到每年十分之一公里的速度。洛阿里說，即使許多物種能夠應對這些古老的變化，“這些[當前]變化發生得如此之快——這在這些速度中得到了體現。”植物和動物現在所處的景觀也與 12,500 年前大不相同。“如果我們想象植物和動物在人類主導的地區移動，它可能會慢得多，”他說。
那些能夠快速遷移的物種實際上可能會受到人類發展的阻礙。研究兩棲動物對氣候變化的反應的薩克斯說，“有很多物種你通常不會擔心，但未來可能會遇到麻煩”，因為在它們目前的棲息地和它們未來幾十年可能需要佔據的棲息地之間存在障礙。例如，為了保持涼爽而可能需要向西海岸北部移動的物種，可能會遇到像洛杉磯或舊金山這樣無法逾越的城市障礙。“如果城市擋路，你就無法做到，”薩克斯談到這些物種時說。即使在更偏遠的地區，他也指出，像玉米或大豆這樣的大片單一栽培作物可能會對依賴更多樣化自然棲息地的生物構成問題。
研究作者指出，即使是善意且成功的保護區也可能無法無限期地庇護其所有常駐物種。它們中的大多數都非常小，而且全球只有約 8% 的保護區包含充足且足夠多樣的景觀，以在未來 100 年內維持其目前的氣候生物群落。最好的希望將是擁有各種土地供物種遷徙的地區。“如果你有一個保護區，目前擁有許多不同型別的氣候，”洛阿里說，“那麼這個保護區將更加穩健——有點像多元化的股票投資組合。”
擴大保護區並在它們之間建立更多聯絡將變得越來越重要，因為“我們預計物種在保護區外移動時會遇到最大的困難，”洛阿里說。對於植物或動物似乎沒有適應的情況，“輔助遷移可能是一個重要的組成部分，”他說，儘管他和薩克斯都指出，這種做法的影響尚不清楚，可能相當危險。
洛阿里說，最好的策略將是採取雙管齊下的方法——既減緩氣候變化又擴大可行的棲息地。他指出了在哥本哈根討論的減緩努力，例如REDD（減少森林砍伐和森林退化造成的排放），這將鼓勵森林保護，從而既有助於阻止二氧化碳水平上升，又為許多物種移動提供更多空間——他稱之為“雙贏局面”的計劃。
洛阿里說，在較小的範圍內，個人可以透過選擇本地物種來幫助陷入困境的物種。給面臨氣候挑戰的生物一個更好的立足點“可以像人們在他們的花園中種植本地植物一樣簡單，因為本地植物會吸引本地傳粉者，”他解釋道。他說，關鍵在於“保持景觀的連通性”，這樣當物種需要遷徙時，它們就有一條通道——或者至少是一條可能的路徑。