陆地生物:动植物能在气候变化中存活下来吗?

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更新于 Mon Dec 14 2020

我们现在知道,世界各地的动物、植物和其他生物正面临灭绝的危险,而气候变化是一个巨大的威胁。那物种要如何生存呢?

他们有三种选择:

三种适应方式

要能适应新情况

所有生物都进化出了“适应性”,这一特征帮助生物在环境中生存,可能与行为、身体部位或体内作用有关。

以下哪些适应措施可帮助物种应对气候变化


所有这些都是!但是反应的速度取决于适应的类型。

行为的改变通常最快,并且有助于防止在高温 期间体温过高,高温期间温度过高可能会使动物致死。行为温度调节对冷血动物(如爬行动物) 尤其重要,因为它们利用周围环境调节体温

其他行为也有助于保护物种免受洪水和野火的侵害——比如棉鼠。棉鼠会把幼崽从火灾中叫出来并带走

身体的变化也很重要。正如在灭绝章节中提到的,海水淹没的土地会变得非常咸,会使植物 脱水。能够调节自身液体的植物会更好地适应更频繁的洪水

适应含盐度更高的环境

迁徙

到2050年,预计发生气候变化的陆地生态系统占比多少?


全球变暖2°C可能意味着5-20% 的土地将会有完全不同类型的生态系统。为什么呢?

气候因素导致的温度和降雨量变化影响一个地区的生物的生长,反过来又改变该地的生物的种类。野生动物的应对措施之一是迁徙(移动)到更适合的栖息地。

物种一般向两极移动(每十年移动17公里)或向山上移动(每十年移动11米)以寻求更凉爽的温度。但这只是平均值——许多物种的移动速度要慢得多

动物迁徙

但是物种移动的速度是否足够快,是否有适合的去处?障碍会阻止迅速有效地迁移。例如:

有些物种已经位于山顶、被困于岛屿,或位于极区,它们已经 走投无路
地理障碍,如大片水域或是人类用地(如农田和道路)分割了合适的迁徙路线
体形、能量级与迁徙方式等会影响跋涉速度

时间迁移(时间旅行?!)

即使是那些没有直接受到气候变化影响的动物也可能被迫迁徙。这样它们就能与它们所依赖的生物体保持相互作用

但当你所依赖的物种不仅在空间上也在时间上移动时,事情就变得更加复杂了!

由于气候变化,气温升高导致春天提前到来

平均来说,和几十年前相比,春天要来得早多少


一些物种会提前采取行动来有所应对,如筑巢、繁殖和迁徙,试图与早期的食物供应相匹配

如果需要互动的物种在时间或空间上不再匹配,那可出大问题了。当一个物种的季节性线索受到影响时,这对生态系统中的许多其他物种具有连锁效应。

例如, 斑姬鹟为了适应它们的食物而改变种群数量,这种做法要比不这样做的要好得多!

适应早到来的春天

与毛虫出现时相比,捷克共和国斑姬鹟的繁殖时间没有其在荷兰那么快,这意味着雏鸟孵化时只剩下更少的食物。结果,数量减少了90%!

与气候变化的直接影响不同,气候变化对野生动物 的大多数负面影响将通过诸如此类的相互影响产生

尝试新事物

物种发现地点和时间的变化使得不同物种以新的方式相互作用。这为新适应创造了机会

在北极,由于海冰提早破裂,北极熊抵达陆地的时间平均提前22天,正遇上雪雁在孵蛋,便开始吃掉它们!虽然这些蛋有所帮助,但可不如海豹——到2050年,北极熊的数量仍有70% 的可能性会减少三分之一

进化

长期来看,生物体的 DNA可能发生变化。当个体出现新的有用的基因,可在族群中传播数代

以下哪些是对气候变化的遗传性适应?


基因变化也可能影响迁移。中欧黑头莺通常迁徙到西南部来度过温暖的冬季。在过去的50年里,由于英国的冬天因气候变化而变暖,基因变化致使中欧黑头莺一个新的种群经由更短的路线向北飞往英国

中欧黑头莺迁徙路线

当然,还有许多其他可能的适应性没有在上面提到。科学家们仍在研究生物体在未来会如何适应

一些物种也可能受到生物上的限制,从而减缓了适应性进化的速度:

  • 生命周期长: 个体需要很长时间才能达到性成熟并产生后代。例如,家蝇的生命周期不到三个月,而露脊鲸的寿命可以超过200年
  • 繁衍少数后代:有用的基因不太可能得以传递。
  • 基因变化速度较慢:潜在有用的基因出现需要花更长时间。

科学家可以通过研究这些和其他特征,来评估哪些物种或种群由于气候变化将面临最大的风险。

不同分类群的平均生命周期时间

生物体的适应速度是否足够快?

从历史角度来看,气候变化并不是新问题。然而,虽然以往气候变化的证据表明野生动物能够并且已经适应,但是目前的变化速度比以往任何时候都要快

不幸的是,要让所有的物种都能以足够快的速度迁移 来跟上预测的温度变化是绝无可能的

猜猜看!陆地上的物种平均每年需要迁徙多远才能跟上气候变化?


据预测,全球范围内的物种每年至少需要移动420米!这比上个冰河时代 结束时气候变化期间物种迁移所需的速度快10倍

某些栖息地的物种需要比其他栖息地的物种更快地迁移——红树林、沙漠和洪水淹没的草原是变化最快的栖息地之一,而山区则是变化最慢的

此外,随着气温升高1.5-2°C,预计大多数物种 的栖息地 面积将会缩小很多。例如,如果全球升温达到2°C,18%的昆虫栖息地面积会不到现在的一半

结论

目前陆地上的生命面临着许多威胁,其中非常重大的威胁就是气候变化。全球变暖的速度之快可能意味着物种不能适应或不能以足够快的速度迁移以寻求生存。如果想要保护生态系统和想让它们持续为人类提供的服务,就必须减缓变暖的速度。

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