全球變暖加劇
2020-04-24 00:31:52
科學(xué)大觀園 2020年8期
關(guān)鍵詞：物種
隨著全球氣候變暖的加劇，極端酷熱的天氣現(xiàn)象會(huì)越來(lái)越頻繁。事實(shí)上，在酷暑中煎熬的不僅僅是人類，許多地球生物也在與不斷變暖的氣候做斗爭(zhēng)。
北極熊面臨食物危機(jī)
每年的2月27日是“國(guó)際北極熊日”。這個(gè)節(jié)日的設(shè)立，旨在喚起人類對(duì)北極熊的生存環(huán)境和北極生態(tài)問(wèn)題的關(guān)注，但北極熊的日子越來(lái)越不好過(guò)了。
去年6月，俄媒披露，有北極熊現(xiàn)身于俄羅斯的北方工業(yè)城諾里爾斯克——距離它們的自然棲息地有數(shù)百公里遠(yuǎn)。這一現(xiàn)象在當(dāng)?shù)貫?0多年來(lái)首見(jiàn)不說(shuō)，來(lái)到鎮(zhèn)上的北極熊，竟然跑去了垃圾堆覓食……
在這看似奇怪的現(xiàn)象背后，折射的是全球北極熊面臨的生存危機(jī)。經(jīng)過(guò)幾十萬(wàn)年的演化，生活在天寒地凍環(huán)境的北極熊已經(jīng)演化為純?nèi)馐硠?dòng)物。為了度過(guò)夏天漫長(zhǎng)的無(wú)冰期，它們必須要盡可能多地在冰化掉之前吃下足夠多的食物，儲(chǔ)存足夠厚的脂肪。而令北極熊頗為滿意的脂肪來(lái)源，就是脂肪含量同樣不俗的海豹。
當(dāng)然，北極熊也會(huì)偶爾食用海草、漿果和鳥(niǎo)蛋等食物。但這多是在它們等待海洋結(jié)冰，或在初夏時(shí)分冰面開(kāi)始破碎時(shí)的過(guò)渡時(shí)期的飲食，對(duì)生成脂肪過(guò)冬的幫助不大。
然而全球變暖卻在讓冰川融化，冰層結(jié)冰期推遲、冰期縮短。
NASA在2019年發(fā)布的北極冰層的動(dòng)態(tài)變化圖顯示，北極海冰在1984年至2019年間減少了95%：1984年，有超310萬(wàn)平方公里的面積被4年以上的冰層覆蓋，如今僅有11.6萬(wàn)平方公里。
因此，伙食與海冰息息相關(guān)的北極熊不得不越來(lái)越多地開(kāi)始在陸地，乃至“上天”尋找食物：2010年，有科學(xué)家報(bào)告稱，加拿大北部的北極熊為了吃海鳩的蛋而爬上了巖壁;2011年，俄國(guó)北極地區(qū)的游客也曾看到北極熊從海鷗棲息的懸崖上爬下來(lái)，估計(jì)也是剛吃了鳥(niǎo)蛋。但吃了鳥(niǎo)蛋的北極熊還是餓得只剩皮包骨——畢竟與海豹相比，鳥(niǎo)蛋的熱量太低了。更可悲的情況是，餓著肚子的北極熊可能會(huì)攻擊人類，甚至吃掉自己的孩子。
其實(shí)北極熊原本可以活得很滋潤(rùn)。作為一種能在惡劣酷寒環(huán)境下生存的動(dòng)物，北極熊的活動(dòng)范圍主要在北極圈附近，加拿大、俄羅斯、挪威、格陵蘭、美國(guó)等國(guó)都有北極熊的重要棲息地。
北極惡劣的自然條件難以供養(yǎng)大量高等生物，因此一只熊的活動(dòng)范圍可以非常之大，小到200平方公里、大可達(dá)96萬(wàn)平方公里。
而北極熊的行動(dòng)力也相當(dāng)靈活，奔跑速度可以達(dá)到40公里的時(shí)速、游泳速度可達(dá)到每小時(shí)10公里，一天可游約97公里遠(yuǎn)。
相比于北極狐、北極狼、海豹等其他極地生物，北極熊的海陸綜合能力最為突出，因此它也處于北極食物鏈的頂端。
即便擁有如此令熊驕傲的身份，它們還是正面臨著全球變暖帶來(lái)的嚴(yán)重危機(jī)。
聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)去年9月發(fā)布的《氣候變化中的海洋和冰凍圈特別報(bào)告》表明，由于溫室氣體排放，全球平均氣溫已經(jīng)比工業(yè)化前升高了 1℃ ，并正在給包括海洋和冰凍圈在內(nèi)的生態(tài)，乃至人類自身造成嚴(yán)重后果。
而溫室氣體排放的罪魁禍?zhǔn)?，?lái)自我們?nèi)祟?。溫室氣體中，以二氧化碳排放帶來(lái)的影響最為顯著，而二氧化碳的來(lái)源，很大一部分是人類生產(chǎn)生活排放的廢氣和化石燃料的使用。另外，亂砍濫伐也會(huì)導(dǎo)致植物對(duì)二氧化碳吸收量的減少，惡化二氧化碳的排放程度。
早在2008年時(shí)，北極熊國(guó)際協(xié)會(huì)（PBI）的首席科學(xué)家Steven Amstrup博士就表示，如果全球暖化的速率不減，在本世紀(jì)中期時(shí)北極熊的數(shù)量會(huì)銳減2/3，到本世紀(jì)末可能會(huì)面臨全面滅絕的風(fēng)險(xiǎn)。
只有當(dāng)人類真正看到北極熊生活環(huán)境的變化，才更能站在北極熊視角，感同身受地去保護(hù)它們。
Amstrup博士表示，阻止北極熊消失的唯一途徑是穩(wěn)定氣候，而穩(wěn)定氣候的唯一方式是阻止大氣中溫室氣體的增加——這很大程度上取決于我們?nèi)祟愒趺醋觥?h3>鳥(niǎo)類的“生物鐘”被打亂
隨著地球變暖，科學(xué)家們?cè)谑澜绺鞯乜吹搅嗽绱汉屯砬锏嫩E象。植物花開(kāi)得更早，雪融化得更快，現(xiàn)在，研究人員發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)類也在改變它們的遷徙模式。自然界最壯觀的自然現(xiàn)象之一正在發(fā)生明顯的、漸進(jìn)性的變化。
鳥(niǎo)類遷徙在很大程度上是對(duì)氣候變化的反映，這是一個(gè)全球現(xiàn)象，鳥(niǎo)類每年的遷徙日期可以用當(dāng)?shù)氐臏囟葋?lái)簡(jiǎn)單進(jìn)行判斷：春天越早，遷徙的時(shí)間越早，遷徙的季節(jié)也越長(zhǎng)，氣候變化的地理差異決定了春季遷徙進(jìn)程的區(qū)域差異。
2019年12月發(fā)表在《自然·氣候變化》雜志上的一項(xiàng)研究表明，氣溫上升導(dǎo)致鳥(niǎo)類每年春天遷徙的時(shí)間提前了一點(diǎn)，與20年前相比，春天遷徙的候鳥(niǎo)通過(guò)某些站點(diǎn)的時(shí)間提前了。
在春季，鳥(niǎo)類以相對(duì)較快的速度遷徙到繁殖地。然而在秋天，到達(dá)越冬地的壓力并沒(méi)有那么大，所以遷徙的速度往往更慢，更有節(jié)奏。
2016年，美國(guó)堪薩斯州立大學(xué)的吉娜·巴頓（Gina Barton）和布雷特·桑德科克（Brett Sandercock）分析了北加州舊金山灣鳥(niǎo)類觀測(cè)站22年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究了遷徙時(shí)間與包括厄爾尼諾現(xiàn)象在內(nèi)的3種氣候變化指數(shù)之間的關(guān)系。結(jié)果也顯示，在過(guò)去22年里，隨著時(shí)間的推移，鳥(niǎo)類在早春遷徙時(shí)間提前，秋季遷徙后延，春季和秋季鳥(niǎo)類遷徙時(shí)間都發(fā)生了兩天多的變化。這項(xiàng)研究發(fā)表在《禿鷹：鳥(niǎo)類學(xué)應(yīng)用》上。
阻止北極熊消失的唯一途徑是穩(wěn)定氣候，而穩(wěn)定氣候的唯一方式是阻止大氣中溫室氣體的增加——這很大程度上取決于我們?nèi)祟愒趺醋觥?/blockquote>
溫度和遷移時(shí)間密切相關(guān)，遷移時(shí)間的最大變化發(fā)生在變暖最快的地區(qū)。2019年2月發(fā)表在《生態(tài)指標(biāo)》上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，由于氣候變化，歐洲和加拿大的候鳥(niǎo)已經(jīng)大大提前了它們春季遷徙的時(shí)間。鳥(niǎo)類在歐洲比在加拿大提前了更多的遷徙時(shí)間，因?yàn)闅W洲春季的氣溫上升得更快。50年來(lái)，候鳥(niǎo)的春季遷徙平均提前了一周左右，遷徙季節(jié)的持續(xù)時(shí)間也延長(zhǎng)了。在歐洲或北美的冬季，短途移民的進(jìn)步最大：大約每10年提前1.5～2天。在熱帶地區(qū)過(guò)冬的長(zhǎng)途遷徙動(dòng)物也提前了它們開(kāi)始遷徙的時(shí)間，但每10年只提前了大約0.6～1.2天。
遷徙時(shí)間并不是全球變暖影響候鳥(niǎo)的唯一指標(biāo)。2020年1月，發(fā)表在《生態(tài)學(xué)快報(bào)》上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，鳥(niǎo)類的身體越來(lái)越小，而它們的翼展越來(lái)越長(zhǎng)。研究人員認(rèn)為，體形越小，隨著氣候變暖，動(dòng)物的體溫流失得越快。翅膀長(zhǎng)度增加代表了一種代償性適應(yīng)，以維持遷徙。因此，盡管越來(lái)越多的證據(jù)表明氣候變化會(huì)顯著影響鳥(niǎo)類的行為，但這項(xiàng)研究也強(qiáng)調(diào)了一個(gè)事實(shí)，即在科學(xué)家了解其長(zhǎng)期后果之前，還需要進(jìn)行更多的研究和監(jiān)測(cè)。
鳥(niǎo)類的遷徙對(duì)生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兛刂浦ハx(chóng)的數(shù)量和種子的傳播。當(dāng)鳥(niǎo)類來(lái)得太晚或太早時(shí)，昆蟲(chóng)的分布就會(huì)發(fā)生變化，擾亂農(nóng)作物的生長(zhǎng)。這些轉(zhuǎn)變的后果是未知的，但肯定是重大的。
遷徙時(shí)間的改變會(huì)危及鳥(niǎo)類的交配習(xí)慣，限制和改變它們的飲食，如果它們飛得太早，就會(huì)被寒冷冬天的“殘余物”殺死。當(dāng)季節(jié)性節(jié)奏不同步時(shí)，植物開(kāi)花或昆蟲(chóng)出現(xiàn)的時(shí)間可能與候鳥(niǎo)遷徙的時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，生態(tài)模式的連鎖反應(yīng)就會(huì)被打亂。
保育中心員工在給北極熊幼崽喂奶。圖海昌海洋公園
海洋生物向兩極遷移
3月27日，《科學(xué)》刊登的一項(xiàng)關(guān)于過(guò)去50萬(wàn)年洋流強(qiáng)度的新研究表明，全球變暖可能不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)改變洋流，相反它可能會(huì)引發(fā)古代事件的重演——當(dāng)時(shí)多次氣候變暖導(dǎo)致洋流強(qiáng)度長(zhǎng)達(dá)一個(gè)世紀(jì)的強(qiáng)烈波動(dòng)，播下氣候混亂的種子，讓歐洲時(shí)而變冷，時(shí)而變暖。
另一項(xiàng)研究則分析了過(guò)去一個(gè)世紀(jì)里340種廣泛分布的海洋生物的豐度趨勢(shì)，結(jié)果顯示溫度上升還導(dǎo)致海洋生物種群大小發(fā)生廣泛變化，而且各物種均存在一種其數(shù)量在兩極側(cè)增加、中心側(cè)減少的普遍模式。相關(guān)論文3月26日刊登于《當(dāng)代生物學(xué)》。全球分析顯示，隨著氣候變暖，哺乳動(dòng)物、浮游生物、魚(yú)類、植物和海鳥(niǎo)都在大量變化：在較冷的邊緣地帶，海洋生物表現(xiàn)良好，因?yàn)闅夂蜃兣蜷_(kāi)了以前無(wú)法進(jìn)入的棲息地，而在較暖的邊緣地帶，由于環(huán)境變得太熱而無(wú)法忍受，物種數(shù)量正在減少。
該研究建立在氣候變化對(duì)海洋生物分布、豐度、季節(jié)性影響的早期論證之上。根據(jù)先前的研究，英國(guó)布里斯托大學(xué)進(jìn)化生態(tài)學(xué)家Martin Genner認(rèn)為，相比后側(cè)（中心方向），海洋生物可能在其物種范圍的邊緣（兩極方向）生活得更好。
于是，他們決定利用現(xiàn)有的全球生物分布數(shù)據(jù)庫(kù)檢驗(yàn)這一假設(shè)，對(duì)文獻(xiàn)中可用數(shù)據(jù)全面搜索的結(jié)果顯示，物種范圍兩極側(cè)的物種豐度增長(zhǎng)最為顯著，而物種范圍中心側(cè)的物種豐度下降最為顯著。這也說(shuō)明了海洋生物并沒(méi)有適應(yīng)變暖的環(huán)境。因此研究人員推測(cè)，自前工業(yè)化時(shí)代至2050年，預(yù)期海洋溫度將上升1.5℃，這將導(dǎo)致海洋生物，包括那些對(duì)沿海地區(qū)人們生計(jì)有重要意義的生物的豐度繼續(xù)變化。
“這種現(xiàn)象的普遍性令人驚訝，從浮游生物、海洋無(wú)脊椎動(dòng)物到魚(yú)類及海鳥(niǎo)，我們?cè)谒斜挥^察的海洋生物群體中都發(fā)現(xiàn)了相同的趨勢(shì)?！盙enner說(shuō)，“這意味著氣候變化不僅導(dǎo)致了物種豐度出現(xiàn)變化，同時(shí)也從本質(zhì)上影響了局部地區(qū)的物種表現(xiàn)?！?/p>
這些發(fā)現(xiàn)表明氣候變化正在以各種不同尋常的方式影響著海洋，甚至反過(guò)來(lái)影響局部氣候。
Genner表示，因?yàn)闂⒎秶行牡乃驕囟忍撸燮簌Z的數(shù)量明顯減少，而歐洲鱸魚(yú)的數(shù)量則在其物種范圍的兩極迅速增加，而這在歷史上是極為罕見(jiàn)的，“雖然一些海洋生物可能隨著海洋變暖從中獲益，但這些發(fā)現(xiàn)也指向了一個(gè)海洋生物會(huì)逐漸減少的未來(lái)”。
◎ 來(lái)源|綜合微信公眾號(hào)“地球知識(shí)局”、南方周末、中國(guó)科學(xué)報(bào)
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