張品茹

（中共陜西省委黨校（陜西行政學院）管理學教研部，陜西 西安 710068）

全球氣候變暖背景下，南極企鵝的生存狀況堪憂/Pixabay

氣候是地球生態(tài)系統(tǒng)的一個關(guān)鍵支撐要素，為地球生物構(gòu)筑了生存和發(fā)展的基本環(huán)境。自工業(yè)革命以來，人類不當活動導致全球氣候持續(xù)變暖。氣候變化破壞和改變了不少生物的生存環(huán)境，威脅它們種群的生存和發(fā)展，對地球生物多樣性造成巨大威脅。與此同時，生物多樣性的改變，也負向反饋到了氣候變化上，進一步加劇了全球氣候變暖。兩者間這種互為因果的惡性循環(huán)，使全球生物多樣性保護工作和減排事業(yè)遭受更大挑戰(zhàn)。

氣候變化是生物多樣性喪失的重要原因

生物多樣性是生物（動物、植物、微生物）與環(huán)境形成的生態(tài)復合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和，包括生態(tài)系統(tǒng)多樣性、物種多樣性和基因多樣性三個層次。生物多樣性對人類生存與發(fā)展、地球生態(tài)系統(tǒng)平衡具有重要意義。然而目前地球生物多樣性正遭受嚴重威脅。2019 年5 月，聯(lián)合國發(fā)布的《生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務全球評估報告》顯示，在地球800 萬個物種中，有約100 萬個（約12.5%）因人類活動而遭受生存危機，瀕臨滅絕。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，不同物種間都建立起了復雜的食物鏈關(guān)系，一個物種滅絕將直接影響食物鏈上的其他物種生存。這意味著隨著物種滅絕數(shù)量的增加，未來物種滅絕速度也將越來越快。2022 年3 月，來自布朗大學、杜克大學的科研人員通過對物種DNA 進化圖譜進行建模分析，發(fā)現(xiàn)當前物種滅絕速度為每一百萬種每年滅絕一百種，這一速度比人類進入歷史舞臺前快了1 000 倍。

氣候是地球生態(tài)系統(tǒng)得以運行和發(fā)展的關(guān)鍵支撐要素，人類活動引發(fā)的全球氣候變暖，正嚴重威脅地球生物生存與發(fā)展。全球氣候變暖破壞和改變了維持地球生物繁衍生息的重要環(huán)境條件。面對氣候要素的改變，地球生物不得不做出新的反應。2019 年發(fā)表在《自然?通訊》雜志上的一篇論文發(fā)現(xiàn)：目前氣候變化速度快于動物的適應能力。來自德國萊布尼茨動物園與野生動物研究的科研人員發(fā)現(xiàn)：面對氣候變化，動物們通常會調(diào)整自己的冬眠、繁殖、遷徙等行為，以更好地適應氣候環(huán)境變化，求得自身和種群生存。一小部分鳥類，如大山雀、斑姬鹟、喜鵲等已經(jīng)能較好地適應氣候變化了，但仍有相當多動物的自我調(diào)節(jié)和反應速度，還不足以讓它們很好地應對快速上升的氣溫和劇烈變化的氣候。氣候變化將直接威脅這些物種的生存，并加速部分瀕危物種走向滅絕。

目前，科學家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量氣候變化導致生物死亡或滅絕的真實案例。海龜是一種十分可愛的生物，但很多人不知道這種萌萌的海洋生物還有一個十分奇特的繁殖規(guī)律：龜卵孵化性別取決于孵化溫度。生物學家們發(fā)現(xiàn)，當龜卵周圍沙灘溫度低于27°C 時，更容易孵化出雄性海龜，而當沙灘溫度超過31°C 時，孵化出雌性海龜?shù)母怕蕦⒋蟠筇岣?。這意味著氣溫可以改變海龜種群性別平衡，進而影響海龜種群發(fā)展。在全球氣候變暖背景下，這一問題已經(jīng)顯現(xiàn)。2022 年8 月，英國《衛(wèi)報》報道稱：由于美國佛羅里達州連續(xù)4 年刷新夏季高溫紀錄，導致4 年來在這里出生的海龜幾乎都是雌性。性別失衡給已經(jīng)面臨偷獵和棲息地破壞的海龜種群帶來了新的災難。不僅僅是美國佛羅里達州，早在2018 年，《當代生物學》雜志刊登的一項研究就發(fā)現(xiàn)：由于氣溫升高，在過去20 年間澳大利亞大堡礁北部的綠海龜孵化的后代中雄性個體極少，目前在這里99.1%的未成年海龜是雌性，99.8%即將成年的海龜為雌性，成年海龜中雌性比例也高達86.8%。海龜種群的“陰盛陽衰”勢必會威脅該物種的后續(xù)發(fā)展。

氣候變化也讓候鳥們的遷徙之路“步步驚心”。每年8 月和9 月是北美候鳥秋季遷徙的最佳時間，成群結(jié)隊的候鳥飛往南方溫暖地區(qū)尋找它們新的生活樂園。但在2020 年秋季，美國新墨西哥州等地的人們卻在公路、田野、深山中發(fā)現(xiàn)數(shù)十萬具候鳥尸體?？茖W家們在解剖了這些禽鳥尸體后發(fā)現(xiàn)它們的胃部普遍存在缺少食物，80%的尸體樣本都存在不同程度的饑餓現(xiàn)象。最終生物學家們確認饑餓、食物匱乏是導致此次候鳥大量死亡的直接原因，而真正的罪魁禍首卻是氣候變化。由于氣候變暖，北美中西部連續(xù)多年在夏季遭遇極端高溫天氣，使得這里山火連年爆發(fā)。山火破壞了鳥類的棲息環(huán)境，絕大部分候鳥并沒有在夏季覓得足夠食物、儲存足夠脂肪，而山火又迫使候鳥匆忙走上遷徙之路。食物匱乏、營養(yǎng)不足，讓候鳥們在它們的遷徙路上“搖搖欲墜”，最終它們中的一部分在拼盡全力后餓死在了奔向新希望的路上。

氣候變暖，使冰川消融速度加快，使寒帶生物的生境遭破壞，威脅它們種群的生存與發(fā)展。海豹是一種廣泛分布于寒溫帶海洋中的鰭足類動物，在南極、北冰洋海域有廣泛分布。海豹對浮冰極其依賴，在極地生存的10 種海豹中至少有3 種幾乎一生都生活在浮冰上。浮冰使海豹能與大型捕食者隔離開，為海豹生存和繁殖提供了相對安全的空間。而隨著全球氣候變暖，極地海冰面積正在大量減少，這使得海豹的棲息地也被不斷壓縮。美國國家冰雪中心的科研人員發(fā)現(xiàn)，冰層破裂會導致海豹媽媽早產(chǎn)，新生幼崽死亡率也會增加，此外當海豹幼崽恰好出生在薄軟的冰層時，它們很可能沒有充足的時間斷奶就被迫遷徙，這同樣會降低它們的生存概率。世界自然基金會的最新報告認為：海冰或冰蓋的加速融化，使海豹幼崽難以獲得豐富食物，身體也無法長出足夠厚實的脂肪層，當它們被迫在冰冷的海水中游泳時很可能會因營養(yǎng)不良、體溫過低而夭折或被其他天敵捕食。

海豹的生存危機還會進一步傳導至北極熊。海豹是北極熊的主要食物來源，冰川消融，也使生活在海冰上的北極熊的捕食范圍大幅縮減，海豹數(shù)量的減少，也使它們面臨食物極度匱乏的困境。2022 年12 月，加拿大政府的一項最新調(diào)查發(fā)現(xiàn)過去40 年，來哈德遜灣覓食和繁殖的北極熊數(shù)量減少了40%，幼熊無法獲得食物和營養(yǎng)保障，雌熊因養(yǎng)育幼熊而面臨更嚴峻的食物和生存危機，它們的大量集中死亡尤其令人擔憂。2020 年7 月，一項發(fā)表在《自然?氣候變化》雜志上的研究指出，由于極地海冰消融，最早在2040 年北極熊就可能出現(xiàn)饑餓和繁殖失敗，到21 世紀末，北極熊可能會徹底滅絕。

澳大利亞大堡礁是氣候變暖背景下生物多樣性遭破壞的又一例證。珊瑚實質(zhì)上是由珊瑚蟲在吸收海水中的鈣和二氧化碳后分泌的石灰石骨骼，而珊瑚蟲的生存又離不開蟲黃藻。珊瑚蟲在新陳代謝過程中能產(chǎn)生蟲黃藻光合作用必需的二氧化碳、氮、磷等原料，而蟲黃藻在為珊瑚蟲生存提供必要的氧氣、葡萄糖、甘油、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)的同時，又能給珊瑚礁帶來絢爛多彩的色彩，兩者建立了自然界中典型的“生死相依”式的共生關(guān)系。然而全球氣候變暖正在破壞這對共生關(guān)系。蟲黃藻對溫度非常敏感，海水溫度過高會影響其光合作用并導致其產(chǎn)生對珊瑚蟲有害的氧自由基，為此珊瑚蟲不得不驅(qū)逐蟲黃藻，而在蟲黃藻離開后，珊瑚蟲也失去了營養(yǎng)來源，最終珊瑚礁停止了生長，顏色也變成了毫無生氣的石灰白。全球氣候變暖是當前澳大利亞大堡礁白化的主要原因。目前，大堡礁已經(jīng)分別于1998 年、2002 年、2016 年、2017 年、2020 年、2022 年發(fā)生過六次大規(guī)模白化事件，澳大利亞多位科學家表示：如果人類繼續(xù)當前的高排放模式，那么到2044 年大堡礁將可能每年發(fā)生一次白化事件。而大堡礁的今天，就是其他熱帶珊瑚礁的明天，如果人類不能盡快采取措施遏制全球氣候變暖，全球珊瑚礁未來都將消失。

氣候變化對生物多樣性的影響

氣候是自然生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)因素，它的改變幾乎會對地球所有生物的生存繁衍造成不同程度的影響。上文中所列舉的實例也僅僅只是其深刻影響的有限代表而已?？茖W家們在經(jīng)過大量研究后總結(jié)認為氣候變化對生物多樣性的影響主要集中在以下四個方面。

一是加速物種滅絕。這是氣候變化對地球生物多樣性造成的最大危害。目前正式被官方確認因氣候變化而滅絕的哺乳動物是珊瑚裸尾鼠，不斷上升的海平面和洶涌的風暴潮侵蝕了它們的家園，這種很多人并未聽聞的生物永遠停留在了公元2019 年2 月。自20世紀70 年代以來，因溫度上升、厄爾尼諾現(xiàn)象加劇、降水不規(guī)律等氣候原因，使南美洲哥斯達黎雨林失去了至少21 種蛙類。2016 年12 月，一項發(fā)表在《公共科學圖書館?生物學》期刊上的學術(shù)研究表明：氣候變化已經(jīng)導致數(shù)百個物種在局地范圍內(nèi)滅絕，在全球變暖趨勢下，這種局地物種滅絕只會愈演愈烈。2020 年2月發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上的一項研究預測到2070 年，全球可能會有近一半的物種因氣候變化而走向滅絕。

二是改變了物種分布范圍。氣候變暖，導致部分物種的棲息環(huán)境發(fā)生改變，這將最終影響物種的分布范圍。北美埃迪斯斑蝶每年在美國加利福尼亞北部和加拿大之間度過夏季，而后向南遷徙至墨西哥越冬。但隨著氣候變暖，目前這種蝴蝶的分布區(qū)域已經(jīng)向北移動了約200 千米。同樣由于溫度上升，原本喜歡溫涼氣候的洛基山蠑螈已經(jīng)沿山體向高處遷徙了100～200米。2009 年中國環(huán)境科學院以我國83 種珍稀動植物為研究對象，分析它們在氣候變化背景下分布格局的變化，研究發(fā)現(xiàn)有31%的物種向高海拔、高緯度地區(qū)遷移，21%的物種分布區(qū)出現(xiàn)破碎化，16%的物種分布范圍向中心縮小，剩余24%的物種部分范圍也向其他地區(qū)發(fā)生轉(zhuǎn)移。2022 年7 月，《科學美國人》雜志報道的一項研究稱：在全球變暖背景下，陸地動物正以平均每10 年約17 千米的速度向極地移動，而海洋動物的“最前線”正以每10 年72 千米的速度向極地移動。

三是影響物種基因多樣性。在氣候變暖趨勢下，一些物種雖未消失，但其適應寒冷或特定環(huán)境的特征種群可能會遭受生存危機，使部分遺傳基因無法延續(xù)，最終導致物種遺傳多樣性喪失。早在2006 年，美國《科學》雜志就曾發(fā)表文章稱氣候變化會將對動物習性的影響進一步反映到遺傳基因上，進而改變他們的進化方向。直接的證據(jù)來自候鳥的體型和翼展變化。2020 年1 月發(fā)表在《生態(tài)學快報》上的一項研究發(fā)現(xiàn)：氣候變化使鳥類的身體越來越小，但翼展卻越來越長。美國密歇根大學的研究人員對北美52 種候鳥標本的體型進行了40 年的對比分析，發(fā)現(xiàn)40 年間鳥類的平均體重下降了2.6%，跗趾長度縮短了2.4%。翅膀長度也有明顯增加。澳大利亞肯迪大學的另一項研究也發(fā)現(xiàn)在孵卵期，雌性斑胸草雀能通過叫聲將環(huán)境溫度過高的信息傳達給胚胎，改變胚胎生理狀態(tài)，導致幼鳥孵化后在生長期間平均體型更小。這從生理可塑性的角度解釋了氣候變化導致鳥類體型變小的原因。

四是影響物種相互關(guān)系。在漫長的生物進化史上，不少物種與其他物種建立起了復雜的互利、共生關(guān)系。一旦氣候變化對其中一個物種造成影響，就可能使原本穩(wěn)定的物種關(guān)系走向破裂。上文中提到的珊瑚蟲與蟲黃藻的共生關(guān)系破裂就是氣候變化對物種相互關(guān)系影響的一個典型案例。氣候變暖還會導致一些植物提前開花，生長期變長或生長加速，使得它們與傳粉昆蟲物候脫鉤，打亂和破壞它們間的物種關(guān)系。2019 年7 月，《公共科學圖書館?綜合》發(fā)表的一項研究發(fā)現(xiàn)氣候變暖導致歐洲白頭翁花這種春季最早開花植物的花期進一步提前。在開花季節(jié)，其主要授粉者歐洲果園蜜蜂和紅色梅森蜜蜂，卻并未因溫度升高而提前孵化，這導致白頭翁花授粉量不斷降低，種群面臨繁殖和生存危機。總而言之，一些共生、寄生以及食物鏈上的物種，由于對溫度的敏感性不同，可能會導致它們長期進化建立起來的物種關(guān)系走向錯亂和破裂。

生物多樣性也影響氣候變化

氣候變化威脅生物多樣性，生物多樣性的喪失也會進一步加劇氣候變暖。眾所周知，綠色植物能借助陽光，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機質(zhì)和氧氣，對維持大氣碳氧平衡意義重大。植物的這種固碳能力在人們應對全球氣候變暖過程中發(fā)揮著重要作用，不少國家和地區(qū)也都采用了“減排”加“增綠”兩種方式來控制區(qū)域碳排放。這意味著，當綠色植被遭破壞后，全球氣候變暖就可能進一步加劇。

熱帶雨林植被豐茂，對降低大氣二氧化碳濃度、調(diào)節(jié)氣候有重要作用。近年來，由于人類不當活動，熱帶雨林正在遭到嚴重破壞，其原本的捕碳、固碳能力也正在不斷削弱。亞馬孫熱帶雨林位于南美洲亞馬孫盆地，占地700 萬平方千米，占全球雨林面積的50%，森林面積的20%，有“地球之肺”的美稱。然而長久以來它一直遭受著亂砍濫伐的侵害，面積正在不斷減少?！皝嗰R孫地理社會環(huán)境信息網(wǎng)”數(shù)據(jù)顯示：1985—2021 年，雨林被砍伐面積從49 萬平方千米迅速擴大至125 萬平方千米。巴西空間研究所的衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示：自2022 年初以來，亞馬孫雨林的砍伐面積每月都在大幅增加，僅2022 年上半年被砍伐森林面積就超過了3 980 平方千米，比2021 年同期增長了10%?？茖W家預測照此趨勢，亞馬孫雨林可能損失20%～25%的森林面積。面積的減少，使得亞馬孫雨林的吸碳能力大幅下降?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，熱帶雨林的存碳能力在20 世紀90 年代達到頂峰后就一路下滑，目前雨林的吸碳能力已經(jīng)下降了三分之一。更糟糕的是，由于人類的錯誤行為，目前亞馬孫雨林在對抗溫室氣體斗爭中已經(jīng)變得毫無用處。2021 年7 月，巴西國家空間研究所的科研人員在《自然》雜志發(fā)文稱：亞馬孫熱帶雨林中每年因人為山火燃燒產(chǎn)生的二氧化碳約為16 億噸，而雨林中健康樹木每年只能吸收5 億噸二氧化碳，亞馬孫雨林早已不再是碳匯，而是碳源。

紅樹林生活在海陸過渡地帶，它們組成了地球上最豐饒、最復雜的生態(tài)系統(tǒng)。紅樹林為無數(shù)魚類、鳥類、貝類、龜類、哺乳動物提供了棲息地。除此之外，它在抵御海水侵蝕、保護海岸、吸碳固碳、應對氣候變化等方面發(fā)揮著重要作用。2021 年全球紅樹林聯(lián)盟發(fā)布的《全球紅樹林狀況》報告顯示：目前，全球紅樹林儲存的碳相當于210 億噸以上的二氧化碳，為減緩氣候變化發(fā)揮了不可替代的作用。如果紅樹林生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，這些碳就將重新釋放回大氣中，加劇氣候變暖。然而，近40 年來，全球的紅樹林規(guī)模已消退了35%，其消失速度甚至超過熱帶雨林，這也意味著紅樹林吸碳固碳、抵抗氣候變化的能力也在不斷減弱。

不僅是綠色植物，動物種群數(shù)量的減少也會對氣候變化產(chǎn)生重要影響。2019 年發(fā)表在《自然?地理科學》雜志上的一項研究則表明：象群數(shù)量減少，會間接導致森林儲碳量的減少。來自意大利托斯卡納大學的科研人員發(fā)現(xiàn)：大象龐大的身軀在踐踏植被，推倒樹木的同時，也為生長緩慢的植被留出了更大的生長空間，象群周期性的活動能促使這些植被形成更密集、更茂盛的群落特征。如果森林象滅絕，那么這些生長速度緩慢的植被根本無法與生長速度快且大量蔓延的植被競爭陽光和雨露，而這將導致地上植被量減少7%。千萬不要小看這7%的植被量，它們能幫助地球儲備30 億噸碳，這相當于英國14 年碳排放量的總和。令人擔憂的是，現(xiàn)實中中非森林中象群的數(shù)量真的在持續(xù)下降，19 世紀初它們的數(shù)量估計有100 萬頭，而到現(xiàn)在僅剩下10 萬頭。隨著它們數(shù)量的持續(xù)下降，地球森林儲碳量還將持續(xù)下降，這意味著會有更多二氧化碳進入大氣，氣候變暖也將進一步加劇。

2019 年發(fā)表在《自然?科學報告》雜志上的另一項研究發(fā)現(xiàn)：熱帶地區(qū)，以水果為食的動物數(shù)量的減少，會影響森林儲碳量。泰國農(nóng)業(yè)大學的研究人員發(fā)現(xiàn)原始森林中絕大部分樹木都依靠長臂猿、獼猴、犀鳥、黑鹿、熊以及亞洲象等以水果為食的動物來傳播種子，以實現(xiàn)種群繁衍，當靈長類動物消失后，地球植被碳儲量將減少2.4%。研究人員最后警示我們：如果沒有野生動物幫助植被散播種子，植物種群的發(fā)展也將受到巨大影響，那么其背后的潛在固碳能力就無法發(fā)揮出來，這對全球氣候變暖顯然是一個壞消息。2015 年英國東英吉利大學在巴西熱帶雨林中也發(fā)現(xiàn)了與上述研究相似的結(jié)論。研究人員對巴西部分森林中超過2 000 個樹種和800 種動物數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)在熱帶雨林中，一些以樹木果實為食的動物減少后，將直接限制具有儲碳、固碳能力的樹木的種群發(fā)展，加劇全球變暖。事實上，在熱帶雨林中50%的植物果實最終都被哺乳動物和鳥類取食，60%～94%的木本植物要依靠食果動物來傳播種子繁衍后代。當影響樹木、植被繁衍的動物們消失后，地球綠色植物的發(fā)展也將受到限制，其捕碳、儲碳等緩解氣候變暖的能力也會大幅下降。

應對氣候變化可以有效保護生物棲息地，促進生物繁衍和種群發(fā)展，對保護生物多樣性具有重要意義。與此同時，保護生物多樣性可以充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能，減緩氣候變暖。鑒于兩者間這種相輔相成的關(guān)系，未來我們要應對氣候變化和生物多樣性喪失這兩大危機，必須從系統(tǒng)論角度出發(fā)，將節(jié)能減排、保護生物多樣性兩大目標統(tǒng)一起來，共同推進，協(xié)同治理。