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关于枫树向北迁移和蝴蝶远距离飞舞的报道已经大量涌现，气候科学家预测，随着气温变化的加剧，更多的物种将需要要么逃离危险，要么寄希望于减少排放，这将有助于地球躲避气候的子弹。
地球上大部分生命形式都为特定的生态系统及其相关的气候进行了微调。将一只树蛙放到它不适应的恶劣栖息地中，它将无法茁壮成长——甚至无法生存。现在，随着区域气候因全球变暖而发生变化，尚不清楚生物需要移动多远——以及多快——才能跟上移动的气候。周三在自然杂志上在线发表的一项新研究旨在通过揭示全球气候变化的各种速度来描绘更清晰的图景（大众科学是自然出版集团的一部分）。
“很多人谈论气候变化的速度——但你必须走多远才能到达新的气候？”研究负责人，加利福尼亚州斯坦福市卡内基研究所的博士后研究员斯科特·洛阿里问道。
研究发现，平均而言，根据年平均气温变化模型，当地气候每年将移动约 0.42 公里（或四分之一英里）。世界上 28.8% 的生物群落（或生态系统，具有相似气候条件的地区）正面临着每年超过 1 公里的变化速度。“我们想引起人们注意的是这些事情发生的速度，”洛阿里在谈到这项研究时说，该研究分析了全球范围内以单公里分辨率计算的气候变化速度。
尽管对于像鸟类这样可以相对精确地选择环境的移动动物来说，这些变化可能听起来微不足道，但对于非常小的、非常大的和非常扎根的生物来说，这样的速度可能是无法实现的。“植物在当地气候快速变化的情况下可能特别脆弱，”罗德岛州普罗维登斯市布朗大学生态学和进化生物学助理教授多夫·萨克斯说。即使是像蝴蝶这样更容易移动的物种，也可能依赖于特定的植物或其他生物群落系统成员，这些成员跟随温度变化的速度较慢。萨克斯解释说，如果一个物种可以移动到更舒适的气候，“那里需要有合适的生态系统”才能让它们茁壮成长。
计算气候变化是一项棘手的工作，而且温度绝不是全部。洛阿里和他的团队选择温度作为关键指标，他说，因为生物“沐浴在温度中”。他的团队还使用预测的降水变化运行了模型，并得出了类似的结论，尽管湿度水平可能会引发物种间更细致的反应。没有参与这项研究的萨克斯指出，预测物种将如何应对这些变化可能更加困难。“我们正处于弄清这些事情的非常早期的阶段，”他说。
地球地形是这项分析中更可量化的方面之一，结果证明它在决定这些变化的速度方面起着重要作用。“地形的细微差异可能会产生重大影响，”洛阿里说，他指出，一个物种的成败可能取决于“北坡和南坡之间的差异”。
关于山区植物和动物的担忧已经很多，它们只能爬到一定高度来追逐凉爽的气候，然后就会耗尽实际空间。相比之下，这项研究引起了人们对平原地区高变化速度的关注。亚马逊盆地或撒哈拉沙漠等开阔地带的气温和其他气候变化将覆盖比陡峭山峰更广阔的土地，这意味着“需要大的地理位移才能明显改变温度”，研究人员写道。因此，平原物种将不得不比山区物种移动得更远，才能维持其目前的温度条件——而且它们熟悉的生物群落的其他部分更有可能不会跟随。
相比之下，在山区，每上升或下降一公里，气候可能会发生很大变化。因此，即使是一些植物物种，如果它们现在生活在正确的位置，也可能能够在不久的将来跟上快速的气候变化。洛阿里指出山脉对于缓解气候变化影响的重要性，并断言它们“可能为拯救受威胁物种提供真正的机会”。
当然，即使在气候变化速度高的地区，每个当地生物也都有其特定的耐受条件范围。“有些人会在他们所在的地方过得很好，”萨克斯说。但他指出，另一些人“将需要更密切地跟踪他们的气候”，随着变化的发生而移动。
然而，快速的气候变化并非新鲜事。就在最近的冰川期，当地气候和整个生物群落都发生了巨大变化——而且在短时间内，迫使许多物种迁移、适应或灭绝。但尽管早期的花粉分析将一些树种的移动（即通过种子传播的平均推进）定为上一次冰河时代后每年约一公里，但基因研究已将这一估计值降低到每年十分之一公里的速度。洛阿里说，即使许多物种能够应对这些古老的变化，“这些[当前]变化发生得如此之快——这在这些速度中得到了体现。”植物和动物现在所处的景观也与 12,500 年前大不相同。“如果我们想象植物和动物在人类主导的地区移动，它可能会慢得多，”他说。
那些能够快速迁移的物种实际上可能会受到人类发展的阻碍。研究两栖动物对气候变化的反应的萨克斯说，“有很多物种你通常不会担心，但未来可能会遇到麻烦”，因为在它们目前的栖息地和它们未来几十年可能需要占据的栖息地之间存在障碍。例如，为了保持凉爽而可能需要向西海岸北部移动的物种，可能会遇到像洛杉矶或旧金山这样无法逾越的城市障碍。“如果城市挡路，你就无法做到，”萨克斯谈到这些物种时说。即使在更偏远的地区，他也指出，像玉米或大豆这样的大片单一栽培作物可能会对依赖更多样化自然栖息地的生物构成问题。
研究作者指出，即使是善意且成功的保护区也可能无法无限期地庇护其所有常驻物种。它们中的大多数都非常小，而且全球只有约 8% 的保护区包含充足且足够多样的景观，以在未来 100 年内维持其目前的气候生物群落。最好的希望将是拥有各种土地供物种迁徙的地区。“如果你有一个保护区，目前拥有许多不同类型的气候，”洛阿里说，“那么这个保护区将更加稳健——有点像多元化的股票投资组合。”
扩大保护区并在它们之间建立更多联系将变得越来越重要，因为“我们预计物种在保护区外移动时会遇到最大的困难，”洛阿里说。对于植物或动物似乎没有适应的情况，“辅助迁移可能是一个重要的组成部分，”他说，尽管他和萨克斯都指出，这种做法的影响尚不清楚，可能相当危险。
洛阿里说，最好的策略将是采取双管齐下的方法——既减缓气候变化又扩大可行的栖息地。他指出了在哥本哈根讨论的减缓努力，例如REDD（减少森林砍伐和森林退化造成的排放），这将鼓励森林保护，从而既有助于阻止二氧化碳水平上升，又为许多物种移动提供更多空间——他称之为“双赢局面”的计划。
洛阿里说，在较小的范围内，个人可以通过选择本地物种来帮助陷入困境的物种。给面临气候挑战的生物一个更好的立足点“可以像人们在他们的花园中种植本地植物一样简单，因为本地植物会吸引本地传粉者，”他解释道。他说，关键在于“保持景观的连通性”，这样当物种需要迁徙时，它们就有一条通道——或者至少是一条可能的路径。