全球变暖加剧

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  随着全球气候变暖的加剧,极端酷热的天气现象会越来越频繁。事实上,在酷暑中煎熬的不仅仅是人类,许多地球生物也在与不断变暖的气候做斗争。

北極熊面临食物危机


  每年的2月27日是“国际北极熊日”。这个节日的设立,旨在唤起人类对北极熊的生存环境和北极生态问题的关注,但北极熊的日子越来越不好过了。
  去年6月,俄媒披露,有北极熊现身于俄罗斯的北方工业城诺里尔斯克——距离它们的自然栖息地有数百公里远。这一现象在当地为40多年来首见不说,来到镇上的北极熊,竟然跑去了垃圾堆觅食……
  在这看似奇怪的现象背后,折射的是全球北极熊面临的生存危机。经过几十万年的演化,生活在天寒地冻环境的北极熊已经演化为纯肉食动物。为了度过夏天漫长的无冰期,它们必须要尽可能多地在冰化掉之前吃下足够多的食物,储存足够厚的脂肪。而令北极熊颇为满意的脂肪来源,就是脂肪含量同样不俗的海豹。
  当然,北极熊也会偶尔食用海草、浆果和鸟蛋等食物。但这多是在它们等待海洋结冰,或在初夏时分冰面开始破碎时的过渡时期的饮食,对生成脂肪过冬的帮助不大。
  然而全球变暖却在让冰川融化,冰层结冰期推迟、冰期缩短。
  NASA在2019年发布的北极冰层的动态变化图显示,北极海冰在1984年至2019年间减少了95%:1984年,有超310万平方公里的面积被4年以上的冰层覆盖,如今仅有11.6万平方公里。
  因此,伙食与海冰息息相关的北极熊不得不越来越多地开始在陆地,乃至“上天”寻找食物:2010年,有科学家报告称,加拿大北部的北极熊为了吃海鸠的蛋而爬上了岩壁;2011年,俄国北极地区的游客也曾看到北极熊从海鸥栖息的悬崖上爬下来,估计也是刚吃了鸟蛋。但吃了鸟蛋的北极熊还是饿得只剩皮包骨——毕竟与海豹相比,鸟蛋的热量太低了。更可悲的情况是,饿着肚子的北极熊可能会攻击人类,甚至吃掉自己的孩子。
  其实北极熊原本可以活得很滋润。作为一种能在恶劣酷寒环境下生存的动物,北极熊的活动范围主要在北极圈附近,加拿大、俄罗斯、挪威、格陵兰、美国等国都有北极熊的重要栖息地。
  北极恶劣的自然条件难以供养大量高等生物,因此一只熊的活动范围可以非常之大,小到200平方公里、大可达96万平方公里。
  而北极熊的行动力也相当灵活,奔跑速度可以达到40公里的时速、游泳速度可达到每小时10公里,一天可游约97公里远。
  相比于北极狐、北极狼、海豹等其他极地生物,北极熊的海陆综合能力最为突出,因此它也处于北极食物链的顶端。
  即便拥有如此令熊骄傲的身份,它们还是正面临着全球变暖带来的严重危机。
  联合国政府间气候变化专门委员会去年9月发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》表明,由于温室气体排放,全球平均气温已经比工业化前升高了 1℃ ,并正在给包括海洋和冰冻圈在内的生态,乃至人类自身造成严重后果。
  而温室气体排放的罪魁祸首,来自我们人类。温室气体中,以二氧化碳排放带来的影响最为显著,而二氧化碳的来源,很大一部分是人类生产生活排放的废气和化石燃料的使用。另外,乱砍滥伐也会导致植物对二氧化碳吸收量的减少,恶化二氧化碳的排放程度。
  早在2008年时,北极熊国际协会(PBI)的首席科学家Steven Amstrup博士就表示,如果全球暖化的速率不减,在本世纪中期时北极熊的数量会锐减2/3,到本世纪末可能会面临全面灭绝的风险。
  只有当人类真正看到北极熊生活环境的变化,才更能站在北极熊视角,感同身受地去保护它们。
  Amstrup博士表示,阻止北极熊消失的唯一途径是稳定气候,而稳定气候的唯一方式是阻止大气中温室气体的增加——这很大程度上取决于我们人类怎么做。

鸟类的“生物钟”被打乱


  随着地球变暖,科学家们在世界各地看到了早春和晚秋的迹象。植物花开得更早,雪融化得更快,现在,研究人员发现鸟类也在改变它们的迁徙模式。自然界最壮观的自然现象之一正在发生明显的、渐进性的变化。
  鸟类迁徙在很大程度上是对气候变化的反映,这是一个全球现象,鸟类每年的迁徙日期可以用当地的温度来简单进行判断:春天越早,迁徙的时间越早,迁徙的季节也越长,气候变化的地理差异决定了春季迁徙进程的区域差异。
  2019年12月发表在《自然·气候变化》杂志上的一项研究表明,气温上升导致鸟类每年春天迁徙的时间提前了一点,与20年前相比,春天迁徙的候鸟通过某些站点的时间提前了。
  在春季,鸟类以相对较快的速度迁徙到繁殖地。然而在秋天,到达越冬地的压力并没有那么大,所以迁徙的速度往往更慢,更有节奏。
  2016年,美国堪萨斯州立大学的吉娜·巴顿(Gina Barton)和布雷特·桑德科克(Brett Sandercock)分析了北加州旧金山湾鸟类观测站22年的观测数据,研究了迁徙时间与包括厄尔尼诺现象在内的3种气候变化指数之间的关系。结果也显示,在过去22年里,随着时间的推移,鸟类在早春迁徙时间提前,秋季迁徙后延,春季和秋季鸟类迁徙时间都发生了两天多的变化。这项研究发表在《秃鹰:鸟类学应用》上。

  阻止北极熊消失的唯一途径是稳定气候,而稳定气候的唯一方式是阻止大气中温室气体的增加——这很大程度上取决于我们人类怎么做。

  温度和迁移时间密切相关,迁移时间的最大变化发生在变暖最快的地区。2019年2月发表在《生态指标》上的一项研究发现,由于气候变化,欧洲和加拿大的候鸟已经大大提前了它们春季迁徙的时间。鸟类在欧洲比在加拿大提前了更多的迁徙时间,因为欧洲春季的气温上升得更快。50年来,候鸟的春季迁徙平均提前了一周左右,迁徙季节的持续时间也延长了。在欧洲或北美的冬季,短途移民的进步最大:大约每10年提前1.5~2天。在热带地区过冬的长途迁徙动物也提前了它们开始迁徙的时间,但每10年只提前了大约0.6~1.2天。   迁徙时间并不是全球变暖影响候鸟的唯一指标。2020年1月,发表在《生态学快报》上的一项研究发现,随着时间的推移,鸟类的身体越来越小,而它们的翼展越来越长。研究人员认为,体形越小,随着气候变暖,动物的体温流失得越快。翅膀长度增加代表了一种代偿性适应,以维持迁徙。因此,尽管越来越多的證据表明气候变化会显著影响鸟类的行为,但这项研究也强调了一个事实,即在科学家了解其长期后果之前,还需要进行更多的研究和监测。
  鸟类的迁徙对生态系统至关重要,因为它们控制着昆虫的数量和种子的传播。当鸟类来得太晚或太早时,昆虫的分布就会发生变化,扰乱农作物的生长。这些转变的后果是未知的,但肯定是重大的。
  迁徙时间的改变会危及鸟类的交配习惯,限制和改变它们的饮食,如果它们飞得太早,就会被寒冷冬天的“残余物”杀死。当季节性节奏不同步时,植物开花或昆虫出现的时间可能与候鸟迁徙的时间错开,生态模式的连锁反应就会被打乱。

保育中心员工在给北极熊幼崽喂奶。图海昌海洋公园

海洋生物向两极迁移


  3月27日,《科学》刊登的一项关于过去50万年洋流强度的新研究表明,全球变暖可能不会在短时间内改变洋流,相反它可能会引发古代事件的重演——当时多次气候变暖导致洋流强度长达一个世纪的强烈波动,播下气候混乱的种子,让欧洲时而变冷,时而变暖。
  另一项研究则分析了过去一个世纪里340种广泛分布的海洋生物的丰度趋势,结果显示温度上升还导致海洋生物种群大小发生广泛变化,而且各物种均存在一种其数量在两极侧增加、中心侧减少的普遍模式。相关论文3月26日刊登于《当代生物学》。全球分析显示,随着气候变暖,哺乳动物、浮游生物、鱼类、植物和海鸟都在大量变化:在较冷的边缘地带,海洋生物表现良好,因为气候变暖打开了以前无法进入的栖息地,而在较暖的边缘地带,由于环境变得太热而无法忍受,物种数量正在减少。
  该研究建立在气候变化对海洋生物分布、丰度、季节性影响的早期论证之上。根据先前的研究,英国布里斯托大学进化生态学家Martin Genner认为,相比后侧(中心方向),海洋生物可能在其物种范围的边缘(两极方向)生活得更好。
  于是,他们决定利用现有的全球生物分布数据库检验这一假设,对文献中可用数据全面搜索的结果显示,物种范围两极侧的物种丰度增长最为显著,而物种范围中心侧的物种丰度下降最为显著。这也说明了海洋生物并没有适应变暖的环境。因此研究人员推测,自前工业化时代至2050年,预期海洋温度将上升1.5℃,这将导致海洋生物,包括那些对沿海地区人们生计有重要意义的生物的丰度继续变化。
  “这种现象的普遍性令人惊讶,从浮游生物、海洋无脊椎动物到鱼类及海鸟,我们在所有被观察的海洋生物群体中都发现了相同的趋势。”Genner说,“这意味着气候变化不仅导致了物种丰度出现变化,同时也从本质上影响了局部地区的物种表现。”
  这些发现表明气候变化正在以各种不同寻常的方式影响着海洋,甚至反过来影响局部气候。
  Genner表示,因为栖息范围中心的水域温度太高,帝企鹅的数量明显减少,而欧洲鲈鱼的数量则在其物种范围的两极迅速增加,而这在历史上是极为罕见的,“虽然一些海洋生物可能随着海洋变暖从中获益,但这些发现也指向了一个海洋生物会逐渐减少的未来”。
  ◎ 来源|综合微信公众号“地球知识局”、南方周末、中国科学报
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