氣候變化或讓大西洋沿岸森林生物多樣性熱點(diǎn)變“冷點(diǎn)”

101種小型哺乳動(dòng)物棲息地大幅縮減！氣候變化或讓大西洋沿岸森林生物多樣性熱點(diǎn)變“冷點(diǎn)”


本文來源于海潮天下（Marine Biodiversity）

本文約3800字，閱讀約7分鐘

文 | 戴秉國(guó)

出品 | 海潮天下

氣候變暖正深刻改變地球生物的生存格局。一項(xiàng)新研究針對(duì)南美大西洋森林展開模擬，聚焦上百種小型哺乳動(dòng)物，發(fā)現(xiàn)未來氣候情景下，這片關(guān)鍵生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)，正面臨從“熱”到“冷”的嚴(yán)峻轉(zhuǎn)變。

國(guó)際知名生物多樣性學(xué)術(shù)期刊《多樣性與分布》（Diversity and Distributions，JCR一區(qū)、中科院一區(qū)Top期刊）刊登了一項(xiàng)由巴西圣克魯斯州立大學(xué)（Universidade Estadual de Santa Cru）Ricardo S. Bovendorp教授主導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)關(guān)于南美洲大西洋沿岸森林生物多樣性的研究論文。這篇題為《從熱點(diǎn)到冷點(diǎn)：氣候變化預(yù)計(jì)將改變生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)小型哺乳動(dòng)物的多樣性格局》（From Hot to Cold Spots: Climate Change is Projected to Modify Diversity Patterns of Small Mammals in a Biodiversity Hotspot）的研究，深入探討了氣候變化對(duì)這一重要生態(tài)區(qū)域的影響。

論文標(biāo)題及作者信息 圖源? 2025 Alves-Ferreira等，CC BY 4.0

南美大西洋沿岸森林：生物多樣性寶庫(kù)面臨危機(jī)

大西洋沿岸森林（Atlantic Forest）是世界上生物多樣性最豐富的地區(qū)之一，也是全球公認(rèn)的生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)。作為全球最古老的熱帶雨林之一，大西洋沿岸森林橫跨巴西、阿根廷和巴拉圭三國(guó)，其獨(dú)特的地理與氣候條件孕育了眾多南美洲特有物種，其中小型哺乳動(dòng)物（包括嚙齒類和有袋類）是維系生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)鍵類群。然而，隨著全球氣候持續(xù)變化，這一生物多樣性寶庫(kù)正面臨前所未有的生存危機(jī)。

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巴西Salto Morato自然保護(hù)區(qū) 圖源? 2015 Jo?o P. Burini, CC BY-SA 4.0

當(dāng)前，大西洋沿岸森林正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，森林面積大幅縮減，比例在23%至36%之間；生物棲息地也嚴(yán)重碎片化，約97%的碎片面積甚至不足50公頃，這無疑給生態(tài)保護(hù)帶來了巨大壓力。為了守護(hù)瀕危物種，遏制生物多樣性下降的勢(shì)頭，研究人員認(rèn)為，必須鞏固現(xiàn)有的保護(hù)區(qū)，同時(shí)開辟新的保護(hù)區(qū)。盡管現(xiàn)有的保護(hù)區(qū)在遏制森林砍伐方面取得了一定的成就，然而，其在代表性和有效性方面仍然存在較大的提升空間。研究人員特別強(qiáng)調(diào)，大西洋沿岸森林中那些擁有獨(dú)特分類學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育多樣性的生物所棲息的高保護(hù)價(jià)值區(qū)域，同樣亟需我們的關(guān)注與保護(hù)。這些區(qū)域蘊(yùn)藏著豐富的生物資源，對(duì)維護(hù)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡起著至關(guān)重要的作用。

預(yù)測(cè)模型揭示棲息地縮減趨勢(shì)

研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用物種分布模型和氣候變化預(yù)測(cè)，對(duì)大西洋沿岸森林中的小型哺乳動(dòng)物的未來分布進(jìn)行了全面分析。研究團(tuán)隊(duì)聚焦小型哺乳動(dòng)物的原因在于，這類動(dòng)物體型小、擴(kuò)散能力有限，對(duì)棲息地環(huán)境變化極為敏感。研究團(tuán)隊(duì)通過整合多項(xiàng)生物氣候變量（如溫度、降水、濕度等），構(gòu)建了高精度物種分布模型（SDMs），模擬了1979至2013年現(xiàn)狀與2050、2070年兩種氣候情景下的潛在分布變化。結(jié)果顯示，在樂觀情景（SSP370）與悲觀情景（SSP585）下，小型哺乳動(dòng)物的適宜棲息地將分別減少20%至30%和40%至50%，分類多樣性與系統(tǒng)發(fā)育多樣性均面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

大西洋森林中小型哺乳動(dòng)物的分類多樣性（TD）。（a） 當(dāng)前情景的TD，（b）當(dāng)前情景和樂觀（SSP370）2050情景之間的TD差異，（c）當(dāng)前情景和悲觀（SSP585）2050情景之間的TD差異，（d）當(dāng)前情景和樂觀（SSP370） 2070 情景之間的TD 差異，以及（e）當(dāng)前情景和悲觀（SSP585）2070 情景之間的TD差異。黑色和紫色表示TD高的區(qū)域，橙色和黃色表示TD 低的區(qū)域。紅色代表TD的損失，灰色代表預(yù)計(jì)TD不會(huì)改變的區(qū)域，藍(lán)色代表未來的TD收益。圖源? 2025 Alves-Ferreira等，CC BY 4.0

研究還指出，未來氣候變化將導(dǎo)致大西洋沿岸森林東南部地區(qū)成為生物多樣性流失的“重災(zāi)區(qū)”。在SSP585情景下，東南部地區(qū)的系統(tǒng)發(fā)育多樣性預(yù)計(jì)下降幅度高達(dá)60%，這意味著許多獨(dú)特進(jìn)化分支的物種將面臨滅絕風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)發(fā)育多樣性反映物種間的進(jìn)化歷史和譜系親緣關(guān)系，其損失不僅代表個(gè)別物種消失，更意味著整個(gè)進(jìn)化鏈條的斷裂風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而削弱生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)原力與長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

大西洋森林中小型哺乳動(dòng)物的系統(tǒng)發(fā)育多樣性（PD）。（a）當(dāng)前情景的PD，（b）當(dāng)前情景和樂觀（SSP370）2050 情景之間的PD差異，（c）當(dāng)前情景和悲觀（SSP585）2050情景之間的PD差異，（d）當(dāng)前和樂觀（SSP370）2070情景之間的PD差異，以及（e）當(dāng)前和悲觀（SSP585）2070情景之間的PD差異。深綠色和紫色代表高PD區(qū)域，淺綠色和黃色代表低PD區(qū)域。紅色代表PD的損失，灰色代表預(yù)計(jì)PD不會(huì)改變的區(qū)域，藍(lán)色代表未來的PD增加。圖源? 2025 Alves-Ferreira等，CC BY 4.0

值得注意的是，模型還發(fā)現(xiàn)部分南部零星區(qū)域可能因氣候條件變化成為“新熱點(diǎn)”，但這些區(qū)域面積有限，且多位于人類活動(dòng)密集區(qū)，難以有效庇護(hù)大量物種。此外，當(dāng)前保護(hù)區(qū)與森林殘存區(qū)多位于未來氣候高風(fēng)險(xiǎn)地帶，其中約70%的保護(hù)區(qū)面積將在2070年前喪失其生態(tài)功能。有學(xué)者提出警告：若保護(hù)區(qū)規(guī)劃未能考慮氣候變化因素，我們可能面臨“保護(hù)無效”的尷尬局面。

當(dāng)前情景和悲觀的2070年情景之間系統(tǒng)發(fā)育多樣性（PD）的差異，由（a）保護(hù)區(qū)和（b）森林殘余物裁剪。紅色代表PD的損失，灰色代表預(yù)計(jì)PD不會(huì)改變的區(qū)域，藍(lán)色代表未來的PD增益。圖源? 2025 Alves-Ferreira等，CC BY 4.0

保護(hù)區(qū)失效與未被保護(hù)區(qū)的潛力

傳統(tǒng)保護(hù)區(qū)建設(shè)往往基于現(xiàn)狀棲息地分布，但氣候變化的動(dòng)態(tài)性使得這一策略面臨挑戰(zhàn)。研究團(tuán)隊(duì)通過分析現(xiàn)有保護(hù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)，大西洋沿岸森林近半數(shù)特有物種的棲息地未被納入保護(hù)范圍，而部分未被保護(hù)區(qū)域（如巴西南部的某些沿海海拔較高的丘陵地帶）可能在未來成為氣候穩(wěn)定的“避難所”。這些區(qū)域雖然當(dāng)前生物多樣性較低，但其氣候條件在模型預(yù)測(cè)中表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性，適合作為未來保護(hù)規(guī)劃的重點(diǎn)對(duì)象。

然而，將未被保護(hù)區(qū)域納入保護(hù)網(wǎng)絡(luò)并非易事。這些區(qū)域多與人類農(nóng)業(yè)、城市化用地存在沖突，且當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)對(duì)生態(tài)保護(hù)的認(rèn)識(shí)尚且不足。此外，森林碎片化導(dǎo)致的棲息地隔離，使得物種難以通過自然擴(kuò)散到達(dá)這些潛在避難所。因此，有研究建議采取雙軌策略：一方面通過土地政策調(diào)整擴(kuò)大保護(hù)區(qū)范圍，另一方面通過生態(tài)走廊建設(shè)連通現(xiàn)有棲息地與未來熱點(diǎn)區(qū)域，從而構(gòu)建動(dòng)態(tài)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。

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小臭鼩（Suncus etruscus），世界上體重最小的哺乳動(dòng)物 圖源? 2005 Trebol-a, CC BY-SA 3.0

結(jié)語

在論文末尾，作者重申他們的模型清晰表明，氣候變化很可能對(duì)大西洋沿岸森林的小型哺乳動(dòng)物分類和系統(tǒng)發(fā)育多樣性及其分布范圍造成深遠(yuǎn)影響。即使是少量增加的溫室氣體排放量，也預(yù)計(jì)會(huì)降低整個(gè)大西洋沿岸森林對(duì)小型哺乳動(dòng)物的氣候適宜性。隨著平均溫度的顯著升高，適合小型哺乳動(dòng)物、中型和大型哺乳動(dòng)物的氣候區(qū)域?qū)⑦M(jìn)一步縮減。具體而言，大西洋沿岸森林東南部可能會(huì)經(jīng)歷最顯著的下降，而南部的一些地區(qū)則可能成為這些物種的氣候避難所。同時(shí)，作者還指出當(dāng)前的保護(hù)區(qū)將無法在未來的氣候變化下有效保護(hù)小型哺乳動(dòng)物的多樣性，強(qiáng)調(diào)迫切需要采取行動(dòng)減輕氣候變化對(duì)小型哺乳動(dòng)物的影響。研究團(tuán)隊(duì)建議將大西洋沿岸森林南部作為保護(hù)工作的重點(diǎn)目標(biāo)區(qū)域，因?yàn)轭A(yù)計(jì)這些地區(qū)在未來將獲得更高的系統(tǒng)發(fā)育獨(dú)特性，對(duì)于維持小型哺乳動(dòng)物的進(jìn)化歷史至關(guān)重要。解決這一問題可能是保護(hù)生物多樣性，并確保小型哺乳動(dòng)物群落的進(jìn)化歷史免受氣候變化不可避免影響的第一步。

聯(lián)合國(guó)秘書長(zhǎng)安東尼奧·古特雷斯在蒙特利爾舉行的2022年生物多樣性會(huì)議上發(fā)表講話，促成了“昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架”的制定。圖源? 2022 UN Biodiversity, CC BY 2.0

筆者認(rèn)為，大西洋沿岸森林的案例揭示了一個(gè)嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)：傳統(tǒng)的生態(tài)保護(hù)策略在氣候變化面前顯得力不從心。面對(duì)如此挑戰(zhàn)，正如本研究嘗試將氣候模型與保護(hù)生物學(xué)相結(jié)合，我們亟需開發(fā)更具前瞻性的解決方案，根據(jù)不斷變化的環(huán)境條件靈活調(diào)整保護(hù)措施，以捍衛(wèi)大西洋沿岸森林這一全球重要的生態(tài)系統(tǒng)。

這一研究的意義不僅限于大西洋沿岸森林，它為理解和應(yīng)對(duì)全球其他生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)面臨的氣候變化挑戰(zhàn)提供了寶貴的見解。研究方法和發(fā)現(xiàn)可以為其他地區(qū)的相關(guān)研究和保護(hù)工作提供參考。當(dāng)然，面對(duì)氣候變化的挑戰(zhàn)，保護(hù)生物多樣性不僅需要科學(xué)研究的支持，還需要政策制定者、保護(hù)組織和公眾的共同努力。只有通過多方合作，我們才能希望在不斷變化的世界中保護(hù)這一珍貴的自然遺產(chǎn)。

（注：本文僅代表資訊，不代表平臺(tái)觀點(diǎn)。歡迎留言、討論。）

文 | 戴秉國(guó)

指導(dǎo)老師 | Linda

排版 | 戴秉國(guó)

關(guān)于作者

戴秉國(guó)，國(guó)家公派出國(guó)留學(xué)人員，獲日本政府(文部科學(xué)省)博士生獎(jiǎng)學(xué)金全額資助，畢業(yè)于北海道大學(xué)，取得環(huán)境科學(xué)博士學(xué)位。研究方向?yàn)樯锒鄻有院蜐竦厣鷳B(tài)學(xué)。以淡水魚類為主要研究類群，致力于開發(fā)生態(tài)數(shù)據(jù)分析的定量方法，通過創(chuàng)新性的統(tǒng)計(jì)分析手段探索生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和維持機(jī)制。他的野外調(diào)查足跡橫跨北緯10°至60°的北半球典型水域，涵蓋包括泰國(guó)詩娜卡琳水壩和美功河全流域；中國(guó)長(zhǎng)江下游菜子湖等通江湖泊群、滁河與淮河全流域；日本北海道石狩川流域、十勝川流域、朱鞠內(nèi)湖、大沼湖；瑞典維納恩湖等國(guó)內(nèi)外生態(tài)學(xué)研究熱點(diǎn)地區(qū)，具有豐富的生態(tài)調(diào)查與野外觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)。迄今已主持完成日本競(jìng)爭(zhēng)性研究資金資助科研項(xiàng)目1項(xiàng)，發(fā)表中英文研究論文10篇。

【參考資料】
Alves-Ferreira, G., Vancine, M.H., Mota, F.M.M., Bello, C., Sobral-Souza, T., Percequillo, A.R., Lacher, T.E., Jr, Galetti, M. and Bovendorp, R.S. (2025), From Hot to Cold Spots: Climate Change is Projected to Modify Diversity Patterns of Small Mammals in a Biodiversity Hotspot. Diversity and Distributions, 31: e70026.
https://doi.org/10.1111/ddi.70026
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/ff/Suncus_etruscus.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f1/22dec07-COP15-Sec-Gen-Media-3206_%2852549456365%29.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Trilha_da_figueira_na_Reserva_Particular_do_Patrim%C3%B4nio_Natural_Salto_Morato.jpg