08 和温度赛跑,看谁死得快?
全球气候变化已经在影响地球的生态环境了,我们不必等到下个世纪就能看到结果。
你还记得小时候的冬天是怎么过的吗?二十年前是否真的比现在更冷?今天的动植物和二十年前相比到底有什么不同?这种不同和气候变化有关系吗?
类似的问题很多人都琢磨过,但答案很可能千差万别,因为大多数人对于二十年前的记忆都是模糊的,全球气候的变化速度又是那么慢,人类对于逐渐发生的变化完全不敏感。另外,人们身边发生的许多生态变化,比如可察觉的物种迁徙或者树木发芽时间的变更等,大都可以归因于人类活动的影响或者局部气象异常,与全球气候变化无关。所以,研究气候变化对生态系统的影响,必须在大的时间和空间尺度下进行,这就需要有长期而准确的观测数据做后盾。
其实,以数学为基础的近代科学历史很短,职业科学家有组织地对自然界进行系统观测只有100多年的时间。但是,历史上还是能找出很多业余科学家和博物学爱好者做过相对可靠的观测记录,比如有个英国家族自1736年开始每年都记下池塘里听到的第一声蛙鸣的日期,这个习惯一直保留到了1947年。
问题是,这些记录大都以日记、地方志或者旧杂志的形式散落在民间,收集起来十分困难。两位美国科学家卡米尔·帕米森(Camille Parmesan)和盖里·佑赫(Gary Yohe)以惊人的毅力收集了大量这类民间记录,范围涵盖1598个物种。两人对这个庞大的数据库进行了“元分析”(Meta-analysis),这是一种对来自不同研究的结果进行汇总分析的统计工具,是数学界公认的进行这类研究的最佳分析方法。结果显示,其中有59%的物种都表现出对全球气候变化有着某种程度的改变和适应。
两人把分析结果写成论文发表在2003年出版的《自然》杂志上,这篇文章第一次系统地证明,全球气候变化已经对全球生态系统产生了影响。两人甚至计算了这种影响的程度:陆生物种的栖息地每十年向极地方向移动6.1公里,向高山上移动6.1米(海拔),每年开春后陆生物种复苏的时间每十年提前2.3天。
这样的速度看起来很缓慢,但如果移动的路径被挡住,麻烦就来了。墨西哥北部有一种斑蝶(Checkspot Butterfl y),近年来其栖息地一直在向北移动。但当它们迁移到美墨边境时却继续不下去了,因为那边是美国第七大城市圣地亚哥,繁华的城市挡住了它们迁移的路径。研究人员估计,如果人类不帮忙的话,这种蝴蝶活不过本世纪就将灭绝。
如果所有物种都一起改变,问题也许还没那么严重。但是不同物种应对温度变化的能力有所不同,麻烦就来了。北半球有一种蛾子(Operopthera brumata),其幼虫只能吃新生橡树叶,因为只有新生的叶子才足够软,大了就硬了,幼虫嚼不动。于是,经过多年的进化,这种蛾子每年春天孵化,正好赶上橡树发芽。实验证明,蛾子是依靠温度感知春天来临的,而橡树则是根据上一个冬天寒冷日子的天数来决定发芽的时间。全球变暖让北半球的春天来得越来越早,蛾子幼虫感受到了温度变化,从卵中钻了出来,可橡树只计算了上一个冬天最冷的那几天的天数,全球气候变化暂时还未影响到这个数字,于是它们仍然按兵不动。刚刚孵化出来的蛾子幼虫没有树叶吃,坚持不了两天就得饿死。蛾子种群数量的下降已经开始影响到鸟类的生存了,因为很多种鸟靠吃蛾子幼虫为生。
爬行类动物面临的问题更严重,因为很多爬行动物的性别比是由温度决定的。有一种美国鳄鱼,如果孵化温度在32℃以上,孵出来的幼崽就都是雄性的,如果低于31℃,则全部变为雌性。还有一种热带彩龟(Chrysemys picta),其幼崽的性别比例也是由孵化时的环境温度所决定的。研究表明,这种彩龟的性别比已经受到了全球气候变化的影响,生物学家预计,如果冬季气温再上升一点点的话,新生彩龟将全部是雌性的。
也许有人会说,进化的力量一定会让斑蝶慢慢适应高温,让蛾子慢慢改变孵化时间,或者让爬行动物调整性别决定的阈值,这个说法没错,但进化不是一天两天就能发生的,需要漫长的过程。人类活动造成的全球气候变化本身不是什么了不起的事情,问题是它发生的速度太快了,许多物种还没等适应就被消灭了。