安第斯山脉的云雾森林，西邻亚马逊低地，东接安第斯山脉隆起的山峰，蕴藏着重重世界。在山脉由高高原、深切峡谷和陡峭山坡组成的镶嵌地貌中，独特的生态系统并肩繁荣了数个世纪，其平衡受到崎岖地形和一万两千年来相对稳定的气候的保护。安第斯云雾森林是地球上生物多样性最丰富的地区之一，这里栖息着近六分之一的世界植物物种，以及数百种哺乳动物、鸟类和两栖动物。
它们也是最脆弱的地区之一。与世隔绝的环境孕育了大量的特有物种——即区域独有的物种——它们几乎没有迁徙的历史，因此无法适应近几十年来悄然侵入森林的人类影响。矿产开采和农业造成的森林砍伐已经造成了损失，而且入侵该地区的迹象表明还在不断扩大。
最令人担忧的是，气温升高加速了始于上一个冰河时代末期的向上迁移过程，据在该地区工作的森林生态学家称，这一过程威胁到将该地区的生物多样性推向日益激烈的竞争、贫瘠的土壤条件，并最终推向稀薄的空气。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
尽管许多南美国家已采取措施保护安第斯生态系统，但他们的努力可能还不够。杜克大学研究人员领导的一项新研究已经识别并绘制了安第斯山脉东侧隆起带 17,000 英里范围内的数百种特有动植物物种的分布图，该区域横跨玻利维亚和秘鲁。研究发现，只有 20% 的生物多样性最高地区受到政府法规的保护。
“我们的研究结果令人难以置信地感到担忧，”自然保护组织 NatureServe 的物种科学主任兼该研究的合著者布鲁斯·扬说。
他说，玻利维亚和秘鲁都采取了重要措施来保护森林，但这项研究“只是表明，尽管我们已经做了很多，但仍有更多工作要做。”
研究人员担心，如果没有准确反映特有物种位置的强有力保护措施，该地区的商业活动，包括石油和黄金开采以及资源开采，可能会扰乱甚至消灭许多不可替代的物种。考虑到美国所有处方药中有一半的成分来源于热带森林植物，研究人员警告说，这些生物群落的破坏可能会对现代医学造成重大的潜在损失。
岌岌可危
特有物种——例如隐居的蒂蒂猴或琥珀色眼睛的长须鸮——并非均匀分布在安第斯山脉表面。杜克大学项目创建的模型描绘了生态学家长期以来所知的：山地物种倾向于沿着水平轴而不是垂直轴分散。由于气候随海拔高度而变化，山坡可以拥有气候带梯度。在每个气候带中，不同的物种繁衍生息。
“特别是植物，它们会在温度梯度中划分自己，物种实际上是在山坡上堆叠起来的，”国际保护组织的高级研究员李·汉娜说，他撰写了大量关于气候变化导致的物种丧失的文章。他说，脊椎动物在抵抗温度变化方面往往更强壮一些，尽管最终它们遵循相似的分布模式，只是分布范围稍广一些。
这种对特定海拔的依附性形成了物种分布的水平带，也称为“鞋带”分布，它可以水平延伸数千英里沿着山坡，但从上到下可能只有几百英尺宽。
然而，并非所有气候区域都同样受到特有物种的青睐。杜克大学的研究模型表明，在某个海拔高度，物种群落会加强，形成几乎横跨山脉的实体带。杜克大学的布鲁斯·扬说，这是因为某些气候条件比其他条件更适合生命生存。
“我们发现，绝大多数特有鸟类和哺乳动物物种都聚集在 2,500 米至 3,000 米的海拔范围内，”他说。“两栖动物往往更喜欢温暖的条件，并停留在 1,000 米至 2,500 米的海拔高度。”
该研究指出，植物的地理分布随分类学而异。
裙子的下摆升高
科学家估计，在上一个冰河时代，现在沿着山坡形成带状分布的许多物种都原产于亚马逊盆地。随着过去 12,000 年来气候变暖，它们向上迁移以寻找更凉爽的条件，就像提起裙子的下摆行屈膝礼一样。变化的速度是渐进的，动植物能够跟上气温升高的相对步伐。
今天，这个步伐加快了。一个研究小组比较了四年多的普查数据，发现平均而言，树木每年以 2.5 至 3.5 米的垂直速度向上移动。
维克森林大学生物学教授兼该研究的作者之一迈尔斯·西尔曼说，对于扎根于地面的物种来说，这似乎是一个快速的步伐，但实际上它落后于山坡上气温上升的速度。
他说：“树木每年需要移动 5 到 7 米才能跟上气候变化。” 他说，如果大气碳水平翻倍，树木将需要平均移动 800 米才能跟上气温的升高。
他说：“没有人知道植被更替会发生什么”——有多少物种能够在未来生存下来——“如果气候变化的速度快于树木可以追踪的速度。”
另一项杜克大学对鸟类物种的研究发现，它们在追踪气候变化的能力方面也存在类似的滞后，鸟类向上移动的速度仅为气温上升速度的三分之一左右（气候通讯，2011 年 12 月 14 日）。
研究人员担心，如果物种无法跟上气温上升的速度，它们可能会被困在它们尚未进化到能够忍受的温度水平中。
在世界之巅
那些设法向上迁移的物种面临着完全不同但同样令人担忧的一系列挑战。
国际保护组织的李·汉娜说，当你向上移动时，山脉的面积会缩小。随着物种向上迁移，它们可能会被挤入日益激烈的竞争中。他说，由于侵蚀，土壤化学性质往往越往山上走越差。
更直接的担忧是，人类活动，主要是为了农业而清理森林，已经在树木线之上造成了一种人为的屏障。
他说：“我们称之为绿色缺口——人类存在于低地森林和高地植被之间的地带。” “一旦树木到达那个位置，除非发生一些变化以允许该地区重新造林，否则对于您的特有物种来说就到此为止了。”
杜克大学的西尔曼说，并非所有树木都会以如此统一的方式移动。“树木可以做其他事情——它们可以水平移动，它们可以形成飞地。这不仅仅是纯粹的上下运动。” 许多生态学家抱有希望，认为某些物种会迁移到受庇护的生态位，在那里它们可能会承受气候影响。
但是，他补充说，“很难想象，在您看到的[安第斯山脉]令人难以置信的多样性中，不会有很多物种在这一过程中消失。”
经 Environment & Energy Publishing, LLC 许可，转载自 Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500