布朗大学的生物学家开始更好地了解气候变化对热带山区植物物种的影响,他们发现,即使温度和湿度的微小变化也会产生巨大的影响,不仅威胁到生活在那里的植物,还威胁到它们所支持的生态系统
Emily Hollenbeck在布朗大学获得生态学和进化生物学博士学位的同时进行了这项研究,她通过在哥斯达黎加蒙特维德山区进行的一系列艰苦但内容丰富的实验得出了这些发现 Hollenbeck致力于研究气候变化如何影响热带森林,作为她的论文工作的一部分,她花了五年时间领导研究,记录了哥斯达黎加和巴拿马三座山上称为附生植物的植物物种的出现。在其中一座山上,她将植物物种移植到海拔、温度和干旱程度不同的地点,然后观察并量化对植物的影响根据发表在《自然通讯》上的这项研究,大多数附生植物物种在与它们通常经历的气候条件略有不同的气候条件下,都难以在其原生范围外生存。研究人员得出结论,他们的工作加强了早先关于热带山地生态系统因气候变化而广泛灭绝风险的猜测
霍伦贝克说:“对于居住在这里的人来说,即使是那些不是生物学家的人,也很明显,在过去的二三十年里,为了应对气候变化,自然界一直在以惊人的方式发生变化。”霍伦贝克现在是哥斯达黎加非营利组织蒙特维德保护联盟的主席,该组织致力于保护和恢复热带生态系统及其生物多样性。“进行一项非常具体、控制良好的科学研究,以提供背景和证据来支持我们所看到的情况,这一点非常重要。”煤矿中的金丝雀虽然人们普遍认为气候变化对各种物种构成灭绝风险,但对这些动态的理解有限。该研究的合著者、布朗大学生态学、进化论和生物生物学教授Dov Sax表示,对于拥有世界上一些最多样化生态系统的热带山区来说尤其如此,他曾担任霍伦贝克的论文导师
Sax说,对气候变化造成的灭绝风险的大多数估计都是基于相关的统计模型,这些模型考虑了物种目前所经历的气候条件以及这些条件在未来是否可能在附近的某个地方虽然这些方法在美国和欧洲效果很好,因为那里对物种的精确地理分布进行了很好的研究,但萨克斯说,它们不太适合热带环境。在那里,大多数物种的分布往往没有很好的记录,目前尚不清楚物种是否能够忍受与当前位置不同的条件
Sax说:“该领域并没有很好地掌握在不同程度的气候变化下热带生物的灭绝风险有多大。” Sax说,这项研究直接解决了哥斯达黎加和巴拿马山区热带附生植物的这些局限性,这需要大量的工作。Hollenbeck在Brown研究助理的帮助下,仔细调查了三个山脉中约70种附生植物。研究人员爬上爬下树木,穿越山区,将15种不同物种的约1500株附生植物移植到它们通常生存的海拔以上和海拔以下的各种海拔和气候条件下。研究人员在三年的时间里每三个月监测一次这些植物 Sax说:“我们发现,这些物种对气候条件的微小变化真的很敏感,这是人们普遍担心的,过去的一些小规模实验也发现了这一点。”即使是存活范围最广的植物,也比研究人员预期的要差,这些植物被预测为最不容易受到变化的影响
此外,研究结果表明,在不同的气候变化情景下,到2100年预期的温度条件会产生截然不同的结果。在政府间气候变化专门委员会确定的与低排放情景相关的温度下(比工业化前水平高1.5摄氏度),所研究的大多数植物物种将存活下来
但在中等高的排放情景下(比工业化前水平高3.2摄氏度),该地区所有山脉中5%至36%的研究物种可能会灭绝,10%至55%的物种将从研究它们的山脉中消失
Sax说:“对于这些热带物种来说,我们离阈值或临界点有多近,这有点令人担忧。”他指出,自工业化前时代以来,地球表面温度已经上升了1摄氏度“一方面,如果我们真的能大幅减缓气候变化,这给了我们希望,但另一方面,它表明,导致我们担心可能发生的大规模灭绝事件所需的额外变暖是多么的少。”
Sax补充说,随着适度的变暖,到本世纪末,三分之一的附生植物可能会消失,这可能会对生态系统,最终对周围的人口和经济产生深远和不可预测的下游影响
Hollenbeck住在哥斯达黎加,教授科学,为爱文世界学校提供研究奖学金并设计课程,他说热带森林中的附生植物就像煤矿里的金丝雀她说:“获得这种水平的具体数据需要长时间进行大量的实地考察,适用于大约70种植物。”。“但这项研究只是触及了气候变化如何影响不同物种的表面。”
Journal information: Nature Communications
Provided by Brown University
2024-09-15
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